文档介绍：浙江大学
博士学位论文
支撑框架与竖缝剪力墙抗震设计研究
姓名:米旭峰
申请学位级别:博士
专业:结构工程
指导教师:童根树
20070401
支撑框架与竖缝剪力墙抗震设计研究摘要钢支撑框架以及钢框架带竖缝剪力墙结构是抗震区常用的抗侧力体系。,这与欧美日各国都不同。而在竖缝剪力墙的设计中,由于没有提出相应的梁与墙体连接方式,竖向荷载不可避免地传至墙体中,这违背了竖缝剪力墙设计原则;规程提供的计算模型也不能反映在承受水平荷载时,钢梁端部承受很大的剪力。本文分别分析了支撑设计方法对于框架抗震性能的影响,提出合理的设计建议;分析粱端集中剪力和现有梁与墙体连接方式对钢框架竖缝剪力墙结构的影响,以期得出合理的计算模型与构造方式。钢结构支撑设计分人为放大支撑内力设计的强剪型支撑架和不放大内力设计的弱剪型支撑架,本文首先设计了单层单跨、多层单跨以及多层多跨的强剪型和弱剪型中心支撑框架,对结构输入多条地震波进行了非线性弹塑性时程分析,结果表明:考粜椭С偶埽唤鲈龃罅地震力,且柱先于支撑屈服发生无侧移失稳,导致竖向位移不断累计增加,并因刚体转动而伴随水平位移;而弱剪型支撑框架在地震下发生有侧移变形。考粜椭С偶艿牟慵浼袅σ晃移时程响应曲线和支撑的应力应变响应曲线、柱子应力应变响应曲线封闭面积较小,表明结构即使具有耗能能力,也难以发挥作用。并且耗能只是依靠柱的无侧移屈曲,对抗震结构比较危险,而且是一种单一的抗侧力体系;跫粜椭С趴蚣苤校С拍芄桓绶⑸缓笾С和框架继续发生侧移变形,组成支撑架一部分的框架能够起到第二道防线的作用,支撑和梁柱的延性及耗能能力能够充分发挥作用。根据上述分析结果,认为不宜人为放大支撑内力,并增加支撑先于柱子屈服的机构验算,保证最薄弱层支撑屈服后属于支撑架一部分的柱子仍基本在本文还对钢框架内嵌竖缝剪力墙的设计方法进行了考察,提出了若干补充计算和构造措施以实现竖缝剪力墙的设计思想。这些补充包括:褐雍土焊拱澹Σ钩浣惺芗羟慷计算;笔芗羟慷炔宦阋G笫苯ㄒ樵黾邮旒袅η胶透挚蚣苤目辜艏樱庵止乖同时方便了安装;ㄒ槭旒袅η胶透挚蚣芰翰捎每J虿劭椎母咔慷嚷菟Σ列土樱弹性阶段工作。浙江大学申请博士学位论文
以实现竖缝剪力墙不承受竖向荷载,只承受水平力的设计思路;黾佣愿挚蚣芰焊拱迨艿竖缝剪力墙膨胀力挤压发生屈曲的设计验算;粤痈挚蚣芰汉褪旒袅η降脑ぢ窦了设计公式;ㄒ椴慰几纸罨炷辽杓乒娣对竖缝剪力墙受剪承载力进行设计。对惺旒袅η降牡刃Ы徊嬷С藕偷刃Ъ羟邪迥P徒蟹治觯赋隽嗽谌范ǖ刃构件时考虑钢框架梁剪切变形的必要性,同时指出两种模型均不能正确地给出钢框架梁的剪力,也不能反映钢框架梁弯曲变形对整体刚度的影响。因此提出壁式框架的计算模型,对各部分的刚度给出了计算建议,对模拟竖缝剪力墙肢的壁柱,通过对轴压刚度取小值以实现竖缝剪力墙不承担竖向荷载的设计要求。对壁式框架模型和两种等效模型进行比较表明,在层数少,剪切变形占主导地位时,壁式框架模型的刚度略小,层数增加,三种模型结果相似。但壁式框架模型能够提供钢框架梁内的真实剪力,并反映钢框架梁变形对抗侧刚度的影响。分析了柱与竖缝墙增加抗剪键后钢框架竖缝剪力墙结构的力学性能,计算其抗侧刚度与模型结果进行对比,得出采用抗剪键能在满足设计原则的同时,改善钢梁与剪力墙的受力性能。最后考虑混凝土的非线性,对钢框架竖缝剪力墙进行分析,得出竖缝剪力墙在整个加载过程中,墙体出现多为细小裂缝,剪力墙的变形以弯曲变形为主,变形方式类似于壁柱,墙体的抗侧刚度下降缓慢,利于与框架的共同工作,适合在抗震区结构中使用。关键词:强剪型;弱剪型;放大支撑内力;无侧移失稳;支撑框架:抗震性能;弹塑性时程分析;带竖缝剪力墙;壁式框架;抗剪键;钢筋混凝土;
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第一章绪论中心支撑框架与带竖缝剪力墙在高层建筑钢结构中的应用随着现代城市经济繁荣和科技进步,高层建筑成为一个城市甚至一个国家的象征。而钢结构由于其白重轻,结构性能好、,因此在设计时需要设置钢支撑或者混凝土剪力墙,以提高结构的抗侧刚度。在国外,现代高层建筑钢结构的发展已经有嗄甑睦妨耍缭昝拦ゼ痈就建成层的家庭保险大楼年美国纽约建成了著名的帝国大厦层,。自此以上的超高层建筑数量不断增加,特别在是世纪年代更为显著,当今世界上最高的幢超高层有