基于大空间小高层剪力墙结构的受力分析

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1、河海大学硕士学位论文大空间小高层剪力墙结构的受力分析姓名：刘少刚申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：曹朗20070601摘要现有的小高层剪力墙结构开间和进深都较小，不能满足人们任意分隔空间的需要，因此有必要对大空间小高层剪力墙结构进行研究。该结构体系没有柱和梁，只有楼板和剪力墙作为主要的承重构件。由于楼板跨度大，引起的剪力墙出平面弯矩也较大，以往的设计一般不考虑此弯矩对剪力墙的影响，这对结构是不安全的。针对此问题本文利用薄板理论、结构力学方法和有限元方法对剪力墙出平面承载力从平面到空间、从单层到多层进行了深入的研究与分析，得出了该体系剪力墙出平面弯矩的各种影响因素及影

2、响程度，进一步得出了需考虑剪力墙出平面弯矩时的楼板适宜跨度和墙厚，并提出了剪力墙出平面承载力的近似计算方法。基于弹性薄板理论，采用单三角级数解法，导出了端弯矩与纵向压力共同作用下四边简支板和两对边简支两对边固支板的挠曲面表达式。采用Mathematica软件编制程序分析了影响板内力与变形的各种因素及分布规律。采用结构力学方法，借助结构力学求解器软件，分析了一系列不同参数组合下大空间小高层无翼缘剪力墙结构模型的受力，给出了剪力墙出平面弯矩的各种影响因素及分布规律。利用,s,NSYS有限元程序，建立一系列不同参数组合下剪力墙有限元模型，并进行三维线弹性有限元结构分析。研究了剪力

3、墙在竖向荷载下的应力分布规律和影响剪力墙出平面弯矩的各种因素及其影响程度。大空间小高层剪力墙结构当跨度大于7m时应进行剪力墙出平面承载力计算，且墙厚不宜小于220m。应按楼层剪力墙出平面弯矩计算所需的剪力墙的竖向分布受力钢筋。另由分析可知，本文剪力墙出平面挠度很小，完全能满足剪力墙板的正常使用极限要求．本文所述方法对大空间小高层剪力墙结构是一种简单、方便易行且偏安全的近似方法。关键词：板墙结构体系大空间小高层剪力墙出平面弯矩受力分析Abstract11lebayanddepthofexistingsmallhigh-risoshearwallstructurearetoos

4、malltobeseparatedtomeetthedemandstodividingtheinnerspacefi'eely．Itisnecessarytoresearchthelarge-spaeesmallhigh—riseshearwallstructure．Thestructureisnocolumnsandnobeams．andfloorandsbearwallaremajorload-bearingelements．111eout-planemomentsofshearwall，causedbythelarge·spanfloor,areconsiderate

5、,butnotbeconsideredinthepastdesign．Soitisunsafetothestructure．Witllcombinationoftheoreticalanalysis，structuralmechanicsandFEM,theout-planeshearwallcapacityisstudiedthoroughlyinthethesisfromtwo-dimensionstothree-dimensionsandfromsinglestoreytomulti-storeys．Thevariousfactorsthatinfluencetheo

6、ut-planemomentareanalysed，andthesuitableslabspanandthicknessofshearwallaresuggested．Inlightoftheelasticthinplatetheoryandwimsingletrigonometricseriesmethod，thedeflectionexpressionofslabunderendmomentandlongitudinalpressureisinduced．UsingMathematicasoftware．thevariousfactorsanddistributionr

7、ulesofinternalforcesanddeformationofplatesareanalyzed．Basedonstructuralanalysismethod，usingstructuralanalysissolver，theauthoranalysetheintemalforceofshearwallwitlldifferentparametercombinations,andobtainedthevariousaffectingfhdofsanddistributionrulesofout-plan