不同计算模型连梁内力的差异研究

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1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文不同计算模型连梁内力的差异研究作者姓名：高广铎入学年份：2013年9月指导教师：梁德志教授学科专业：结构工程张景玮副教授申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年1月答辩委员会主席：刘斌答辩委员会组成：刘斌阎石刘海成孙威陈鑫论文评阅人：硕士研究生论文摘要I摘要连梁对于剪力墙结构抗震设计的影响是不可小觑的，它的存在与剪力墙结构的耗能性、延性息息相关。所以，连梁作为剪力墙结构中非常重要的构件，值得

2、深入研究。在连梁的分析与设计中，结构计算模型的选取是关键，它决定了软件计算结果的精确度和可信度。对同一结构采用不同的计算模型，连梁的内力计算结果会出现较大差异。针对这种情形，本文通过算例对比连梁在不同模型下的内力差异，并且分析了不同计算模型的影响程度和选取问题。具体研究内容如下：（1）结构设计软件对连梁主要采取两种计算模型：壳单元和杆单元，目前设计行业内普遍的做法是将跨高比小于2.5的连梁按壳单元模拟；将跨高比大于5的连梁按按杆单元模拟；而跨高比在两者之间，对连梁采用哪种计算模型并没有明确的规定。所以本文利用PKPM软件对两种单元

3、形式下在跨高比3~5范围内的连梁进行研究，详细分析两种计算模型结果的差异，并参照MIDAS/Gen软件的计算结果。可以得出壳单元模型得到的基本周期比杆单元模型小，随跨高比增大，两种模型周期差距逐渐加大。在跨高比等于5时，二者的偏差在10%以上。壳单元模型的结构刚度比杆单元模型要大，其变化规律与周期变化规律一致。从内力角度来看，恒载作用下，杆单元模型的梁端剪力，跨中弯矩，梁端负弯矩绝对值均比杆单元模型得到的小；在地震荷载和风荷载作用下，当跨高比小于4时，壳单元模型的连梁内力比杆单元模型的小；而当跨高比大于4时，壳单元模型的连梁内力却

4、要比杆单元模型的大。通过与Midas/Gen的计算结果对比得出，当跨高比小于4时，采用壳单元模型模拟连梁更加准确；当跨高比大于4时，采用杆单元模型模拟连梁更加准确。（2）分析研究楼板对框架-剪力墙结构连梁内力的影响，采用MIDAS/Gen软件进行有限元分析，并与PKPM软件的计算结果进行对比。一方面是研究楼板随厚度变化对连梁内力影响；另一方面是研究连梁截面高度变化时，楼板对其影响程度的变化。得出对于两端都为剪力墙的连梁，楼板对连梁内力的影响比较大，不能忽略楼板对其影响，并且随板厚的增加，影响程度增大；而对于一端为框架柱，一端为剪力

5、墙的连梁，楼板对连梁内力的影响很小，可以忽略楼板对其影响。楼板对连梁内力的影响程度随梁截面高度的降低而加深。即在其他条件相同的情况下，连梁截面高度越大，楼板对其影响程度越小。关键词：连梁；计算模型；内力；跨高比；楼板硕士研究生论文AbstractIIIAbstractCouplingbeamfortheseismicdesignofshearwallstructureisnottobeunderestimated.Itsexistenceiscloselyrelatedtotheenergydissipationandductil

6、ityofshearwallstructures.So,thecouplingbeamisasaveryimportantcomponentofshearwallstructure,whichshouldbeworthpayingattentiontoresearch.Intheanalysisanddesignofthecouplingbeam,structurecalculationmodelselectionisthekey,whichdeterminesthesoftwarecalculationresultsofaccu

7、racyandreliability.Differentcalculationmodelforthesamestructure,thecouplingbeaminternalforcecalculationresultswillbeabigdifference.Inviewofthissituation,inthispaper,throughthedifferenceofinternalforceofcouplingbeamcomparisonunderdifferentmodel,andanalyzestheinfluenceo

8、fdifferentcalculationmodelsandselectingproblem.Specificresearchcontentsareasfollows:(1)Structuredesignsoftwareofcouplingbeam