考虑剪力墙剪切变形影响的框架-剪力墙结构分析的传递矩阵法

考虑剪力墙剪切变形影响、连梁固结连接条件,利用变分原理,建立框架-剪力墙结构分析模型的微分方程。推导微分方程的初参数解,进而建立适应变刚度结构分析的传递矩阵法,给出均布荷载和倒三角形分布荷载作用的传递矩阵荷载附加项的计算公式,导出顶部集中荷载、顶部集中弯矩、沿高度方向均布荷载和倒三角形分布荷载作用下的挠度、转角、剪力墙弯矩、剪力的计算公式。以2个铰结体系框架-剪力墙为例,对计算公式进行验证。研究结果表明:当连梁等效抗弯刚度为0 k N·m/m时固结体系可退化成铰结体系,当剪力墙抗剪刚度趋于无穷大时,弯剪型剪力墙可退化为不考虑剪切变形的弯曲型剪力墙,因此,本文微分方程可适应于多种模型的计算;采用传递矩阵法分析变刚度框架-剪力墙结构,其计算结果与采用平均刚度法的理论解析解结果较吻合,证明传递矩阵法与平均刚度法都具有可行性,但若提高计算精度,则应采用能考虑变刚度特征的传递矩阵法或有限元法;考虑剪力墙剪切变形影响的本文计算公式所得计算结果与其他公式所得结果有一定差别。     

非线性剪力墙单元模型的改进及其应用

现有的钢筋混凝土剪力墙模型虽然求解精度高,但计算量大,各参数取值困难,不适合大型结构的弹塑性计算.在已有钢筋混凝土剪力墙模型基础上,基于非线性梁单元模型,建立了一种便于非线性分析应用的剪力墙模型,即由承受轴力及弯矩的竖直杆单元与承受剪切变形的剪切子单元组合而成的墙单元模型,推导了该模型的单元刚度矩阵.最后给出一个算例,并与试验结果比较,表明加入剪切弹簧的非线性墙单元模型具有较好的计算精度.     

含断层剪力墙的框架—剪力墙地震特性

首先用墙单元将框轲－剪力墙结构离散，然后利用传递矩阵技术探讨变刚度框架－剪力墙结构的地震反应，把得到此结构的固有频率和最大的位移反应与振动台的试验结果进行比较，结果相吻合，说明本数值方法是正确的，有效的，最后详细讨论剪力墙高度不同对框架－剪力墙结构地震反应的影响，得出了不是对所有的框架－剪力墙结构都需把其剪力墙延伸到整个结构高度的结论。     

50米以上高层建筑在地震荷载下剪力墙数量的确定

本文将框一剪结构模拟成为下端固定承受地震荷载的悬臂梁,建立了在梁某一水平截面上的剪力平衡方程。用微分方程法推出了考虑剪力墙弯曲变形和框架柱轴向变形时的结构变形曲线;并考虑了框架柱轴向变形对结构自振周期的影响,用能量法导出了周期的计算公式;用施加顶部集中荷载的简化方法模拟了高振型的影响。这样,建立了考虑剪力墙弯曲变形,框架柱轴向变形和高振型影响的数学模型,用于确定剪力墙的最优数量。最后给出一个工程实例说明此数学模型的解。本文是框架一剪力墙高层建筑(高度50米以下)结构抗地震荷载剪力墙数量优化分析工作的继续。     

短肢剪力墙的一种新计算方法

在三次样条函数及分段样条函数等概念的基础上，考虑墙肢截面竖向位移的非均匀性分布，提出了短肢剪力墙的样条有限墙元模型。在建立单元的能量方程后，对方程进行变分得到墙元的常微分方程。通过推导单元特征方程的解及应用虚功原理，建立了墙元的刚度矩阵和荷载向量。应用本文提出的模型，进行了算例分析。通过比较三种模型的计算结果，可以证明，用分段样条函数插值的方法代替线性插值，提高了计算精度，增加了灵活性，比较真实地反映了短肢剪力墙结构的受力和变形特点，并且计算量小，计算结果可靠，因此可以广泛地应用于这种结构的受力分析中。     

钢筋混凝土剪力墙结构几何和材料双重非线性静力分析的伪动力有限元法

本文进一步发展了不需存贮结构刚度矩阵和求解非线性方程组的伪动力有限元法以应用于钢筋混凝土剪力墙结构的非线性静力分析，文中对钢筋混凝土材料采用Vecchio和Collins的非线性弹性抹平旋转裂缝模型，几何非线性采用Green应变公式计算，用平面应力三角形单元离散剪力墙结构，时间积分采用显示中心差分格式，数值计算表明，本文方法有效可靠．     

变截面框剪结构二阶效应分析的精细积分法

采用分段连续化方法,建立了变截面框架-剪力墙结构二阶效应分析的连续化计算模型。引入状态变量的概念,导出了对每段结构考虑二阶效应时的状态空间方程,用状态空间理论的方法求出了状态向量表达式,并结合结构的边界条件用精细积分法求出了初始状态向量,最终得到变截面框剪结构考虑二阶效应时各部分的变形和内力。文末给出了数值算例,并与其他算法的结果进行了比较。     

基于精确柔度矩阵的多肢剪力墙-框架体系的抗震分析方法

本文在框架-剪力墙侧移公式的基础上建立结构的柔度矩阵,确定结构的自振周期和振型,采用静力方法按实际的地震作用分布计算结构的作用效应,然后采用振型分解反应谱法对结构进行抗震分析。编制了适用于多肢剪力墙-框架体系抗震分析的微计算机程序WFERA—1,用计算实例对本文和一些常用方法算得的结果进行了分析和讨论。     

剪力墙最优刚度及其计算机实现

系统地提出了高层框架－剪力墙结构中的剪力墙最优刚度的概念，解决长期以来困绕着高层框架－剪力墙结构设计中剪力墙数量合理确定的困难，提供一种确定剪力墙数量的科学方法。在分析剪力墙赐度与地震作用相互关系的基础上，建立确定了剪力墙最优刚度的数学模型。同时，考虑剪力墙剪切变形，框架住的轴向变形，剪力墙基础的转动，以及剪力墙刚度沿结构高度变化对剪力墙最优刚度的影响。     

剪力墙结构常见问题的解决方案

为本文分析了剪力墙结构的变形及受力特点，提出了当前剪力墙设计中存在的一些问题。主要有以下几方面：短肢剪力墙的抗震措施，边缘构件设计中的配筋问题、连采超筋时的处理方法等。本文结合以前的的工程经验和最新规范的要求进行了总结和分析，提出几个剪力墙设计中的常见问题和解决方案。     

框支剪力墙中落地剪力墙合理刚度优化研究

落地剪力墙刚度是影响框支剪力墙结构安全性和经济型的重要因素之一.对框支剪力墙结构忽略楼板变形,运用振型分解反应谱法求解结构地震作用并将其作为目标函数,以层间位移与层高之比为约束条件,在层间位移与层高之比满足规范要求的条件下,使结构地震作用最小的落地剪力墙刚度即为合理刚度.在具体的数值求解中,可编写优化程序运用MATLAB、MATHCAD等软件进行计算.算例结果显示,本优化方法较全面的考虑了结构总高度、标准剪力墙刚度、层高、楼层自重等因素对落地剪力墙刚度的影响,同时具有概念简单、运算方便等优点,适用于框支剪力墙的初步设计.图2,表3,参9.     

高层剪力墙设计和计算中的一些问题

本文讨论了高层剪力墙设计和计算中的四个问题:1.采用微分方程法时,墙肢的剪切变形不影响剪力墙的内力;2.剪力墙可统一地用整体性系数α来分类;3.连梁约束弯矩的分配方法;4.剪力墙设计中的一些建议。     

高层结构剪力墙最优刚度的数学模型法

通过用数学模型法求解高层结构剪力墙的最优刚度，阐明唯物辩证法在建立求解高层结构剪力墙最优刚度数学模型过程中的运用，在工程设计中具有明显的经济效益．     

应用SAP2000程序进行剪力墙非线性时程分析

为研究用于结构地震反应分析与抗震设计的剪力墙单元非线性性能的动力分析模型,对SAP2000程序中的Link单元进行了矩阵分析与力学参数研究。推导了SAP2000中Link单元的刚度矩阵,明确了各弹簧属性的物理意义,给出了弹簧线性等效刚度、相对转动中心高度和力位移关系的确定方法。对3个不同截面形状的剪力墙试件采用Link单元进行简谐动力荷载作用下的非线性时程分析的计算结果与清华大学土木工程系对这3片墙的拟静力试验得到的水平力位移滞回曲线的骨架线符合良好。这说明用Link单元可以较好地模拟剪力墙的动力非线性行为。     

高层轻砼框支剪力墙结构延性设计

结合工程设计，分析了高层轻砼框支剪力墙结构的变形特点，导出了考虑边缘构件砼及钢筋作用的结构构件屈服强度和极限强度的计算公式，编制了计算程序．对实际结构进行了多波输入地震反应的弹性和弹塑性时程计算，论述了地震波、结构构件的弹性参数等因素对变形分析的影响．还推导建立了用控制结构薄弱层层间变位方法确定落地剪力墙合理数量和框支柱截面尺寸的简化计算方法，提出了结构层刚度和层抗剪屈服强度计算公式，并通过实际工程二次设计的变形控制与验算，考察了本文方法的合理性，表明计算精度满足工程设计的需要．     

高层剪力墙结构动力模型建立及地震响应

用连续—离散化方法建立地震作用下高层剪力墙结构动力模型,通过分布参数建立剪力墙运动方程,楼层集中质量的影响通过边界条件引入,从而推导出高层剪力墙结构频率方程,然后通过数值方法求得频率及振型。通过应用Betti定律,推导出具有集中分布参数高层剪力墙结构的振型正交条件。建立每层剪力墙与楼层集中质量地震作用下的运动方程,通过引入推导的振型正交条件,进行运动方程的解耦,从而得到广义质量及广义荷载,然后通过振型叠加的方法求得结构的地震响应。通过Simulink对一幢16层剪力墙结构进行动力特性及地震作用下的仿真分析。结果表明:应用本文建立的动力模型及动力响应求解方法进行高层剪力墙结构动力特性与动力响应分析的结果与有限元分析结果基本一致,在不同连梁刚度、不同剪力墙高宽比情况下,本文动力模型及动力响应求解方法计算结构动力特性及地震响应的误差较小,满足应用的要求。     

洞口大小及形状对剪力墙刚度影响的分析

随着高层建筑用途逐步从单一性向多样性过渡,剪力墙上的洞口尺寸越来越大,这必将引起剪力墙应力的变化。应用ANSYS程序,对6种不同洞口的剪力墙在顶部水平集中荷载作用下的受力、变形、裂缝进行了分析,并通过对各种剪力墙顶部位移—时间曲线图的分析得出了洞口大小、形状对剪力墙刚度的影响。     

双肢剪力墙分析的奇异函数法

应用奇异函数描述连梁对墙肢的作用力,从而得到连续的墙肢位移函数,以连梁剪力为未知量建立变形协调方程,再由递推公式求解未知剪力。采用上述方法求解不需对连梁作连续化处理,可直接求出剪力墙内力,位移、该方法具有简单,明确的特点。     

基于OpenSEES的剪力墙低周往复荷载试验的数值分析

框支剪力墙结构的广州花园酒店,原结构及改造后结构均不满足我国现行规范的抗震构造要求,为了了解改造前后结构的剪力墙抗震性能,本文作者对不同配筋与构造的剪力墙进行了低周往复荷试验,同时采用多竖向弹簧单元（MVLEM）,通过二次开发编制了基于OpenSEES的剪力墙结构分析程序SWNA,通过SWNA对剪力墙结构进行低周往复试验数值模拟,结果表明该数值方法能够较很好地从宏观上模拟剪力墙弹塑性行为,包括中和轴移动,剪切变形影响、局部塑性状态及破坏机制等。MVLEM单元可以通过比较少的自由度模拟剪力墙结构,节省大量计算时间,适用于高层建筑结构的整体弹塑性分析及基于性能的抗震评定。 关键词:剪力墙 低周往复荷载试验 OpenSEES MVLEM 弹塑性分析     

基于OpenSEES的剪力墙低周往复试验的数值分析

为了解不同构造剪力墙的抗震性能,以广州花园酒店的框支剪力墙结构为研究对象,对不同配筋与构造的剪力墙进行了低周往复试验,并采用多竖向弹簧单元（MVLEM）,通过二次开发编制了基于OpenSEES的剪力墙结构分析程序SWNA,通过SWNA对剪力墙结构进行低周往复试验数值模拟.结果表明：该数值方法能够较好地从宏观上模拟剪力墙的弹塑性行为,包括中和轴移动、剪切变形、局部塑性状态及破坏机制等;MVLEM单元可以通过比较少的自由度模拟剪力墙结构,比微观单元节省大量计算时间,适用于高层建筑结构的整体弹塑性分析及基于性能的抗震评定.