负面影响。但是在进行结构设计过程中，为了保证框架结构安全性，采用设计剪力必须不低于限值，这就意味着剪力墙不论有多少，框架部分所使用钢筋混凝土也不能减少。因此，从抵抗水平荷载作用角度而言，剪力墙应该尽可能多进行设计但是从工程造价方面看，剪力墙应该尽量减少，正是由于存在这样矛盾性，才出现了框架剪力墙结构中剪力墙最优刚度问题，同时这个问题在框架剪力墙结构优化设计中是十分关键。随着建筑结构抵抗水平荷载，即结构抗风及抗震理论研究不断深入，同时第章绪论先进施工技术和设备在工程中大量使用，特别是计算机辅助设计软件开发和广泛应用，导致建筑结构设计人员具有了较强依赖性，设计人员逐渐习惯性认为，不需要自己动脑进行设计只需要使用计算机获得结果就能满足结构设计需要，这样必然导致在设计过程中对结构经济性及合理性忽视。但是在进行结构设计过程中，初选截面对于整个设计过程相当重要，如果设计人员具有较多设计经验，则平面布置框架剪力墙结构中剪力墙设计要求关于框架剪力墙结构中框架部分概念设计关于框架剪力墙结构整体抗震性能及设计结语第三章剪力墙结构分类及其优化分析引言剪力墙分类按洞口大小划分剪力墙分类判别方法框剪结构中剪力墙优化分析影响剪力墙数量因素总剪力墙抗弯刚度总连梁约束刚度地震作用计算水平力作用下位移剪力墙抗弯刚度变化对框架柱内力影响结构优化校核本章小结第四章地震作用下剪力墙抗侧刚度和数量优化引言建立基于顶点位移限值剪力墙抗侧刚度优化数学模型结构基本自振周期与框剪结构抗侧刚度关系约束条件剪力墙抗侧刚度优化数学模型优化模型解由协同工作微分方程求结构顶点位移根据规范中位移限值求剪力墙刚度结构基本自振周期计算第五章工程实例分析工程概况剪力墙布置基本要求结构初始方案设计参数结构优化研究求解框架横向剪切刚度结构最佳刚度特征值确定剪力墙横向最佳抗弯刚度实际布置剪力墙抗弯刚度对优化后结构进行分析各楼层刚度中心质量中心以及相邻层侧移刚度比值结构自振周期有效质量系数刚重比构件弹塑性变形能力常遇地震作用下水平力作用计算结果各层剪力墙与框架柱弯矩剪力分配抗倾覆验算本章小结第六章结论参考文献致谢第章绪论第章绪论研究背景我国地理位置较为特殊，位于环太平洋地震带以及南亚地中海地震带二者交接地带，由于这种特殊地理位置，导致我国成为了世界上发生地震比较严重国家。在我国有记录历史，发生过上千次较大地震，其中产生强烈破坏地震有数十次。从我国解放之后，使我国产生较大损失地震主要有年河北邢台地震年海城地震年唐山地震年汶川地震年玉树地震等等，这些地震给我国带来巨大经济损失，给广大人民群众生命和精神带来了巨大损害。目前，高层建筑可以分为很多种结构体系，这些结构体系主要包括框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构框架筒体结构以及巨型结构等等。由于上述结构体系结构不同，因此这些高层建筑结构体系受力特点侧向刚度以及抗震性能等也存在差别。对于框架结构而言，其主要优点包括空间大平面布置灵活立面处理丰富与此同时其缺点主要包括侧向刚度较差，抵抗水平荷载能力低，这种结构易出现非结构性破坏以及次生灾害，这些缺点对于结构抗震十分不利。剪力墙结构优缺点和框架结构相反，剪力墙结构具有良好抗侧力强度和刚度，但同时存在有平面布置不灵活，无法应用于大空间缺点。如果钢混结构层数大于超过层，单独使用框架结构进行抗震，则会出现所谓“肥梁胖柱”问题。如果在框架结构中使用定数量剪力墙，那么这些剪力墙能够有效分担原本属于框架结构水平地震作用，这样就可以保证在框架构件断面较小时也能够满足钢筋混凝土结构对侧向位移要求，同时能够有效降低造价，这就是框架剪力墙结构在工程中应用广泛原因。框架剪力墙结构能够有效将框架结构和剪力墙结构二者优点进行结合，在同结构单元当中使用两种不同结构方式，能够使各自优点得到充分发挥，提高结构承受竖向和水平荷载能力，同时也可以使结构具有良好抗震及抵抗水平荷载能力，这样可以有效降低结构自身产生侧向位移，从而能够使结构在发生地震时不出现填充墙破坏或者倒塌。根据现有震后统计资料显示年司考比基地震，年加拉加斯地震，年圣佛南多地震等，均证明框架剪力墙结构具有更好抗震性能。研究目及意义第章绪论高层建筑体型相对于普通建筑结构而言比较复杂，在这些结构体系当中，框架剪力墙结构有效将框架结构和剪力墙结构有效进行了综合，从而使框架主要起到承受竖向荷载作用，而剪力墙结构主要起到承受水平荷载作用，这两种结构分工明确，并且能够将各自优点充分发挥，因此框架剪力墙结构能够在高层建筑当中得到广泛应用。根据统计发现，对不同地区不同环境中座高层建筑结构进行调查，结果发现使用框架剪力墙结构高层建筑总共有座，充分说明了框架剪力墙结构在高层建筑结构中使用广泛程度。在框架剪力墙结构当中，剪力墙数量设置方法等对于整个结构经济性能和抗震性能都会产生巨大影响。因此，在对框架剪力墙结构进行优化研究时应该对剪力墙优化设计格外重视，这对于提高框架剪力墙结构经济性能和抗震性能具有重要意义。对于结构优化设计而言，并不是单纯要求结构能够更好受力保证结构稳定性，同时也要对工程造价进行考虑，尽量降低工程造价，从而能够使结构在优化之后具有良好经济性和使用性能。通常情况下，如果将结构进行优化设计，那么该结构工程造价能够相应降低。如果将整个建筑结构进行优化设计，那么可以将将造价降低大约，通过数据可以明显看出，建筑结构优化设计对于降低工程造价具有重大意义。在进行高层建筑结构设计过程中，抵抗水平荷载作用能力是结构设计过程中需要重点考虑因素。在框架剪力墙结构当中，剪力墙主要起到作用就是抵抗侧力，其承担风荷载和水平地震作用占到总量。因此，框架剪力墙结构当中剪力墙刚度数量大小对于结构抗震性能和经济性能具有重要影响。如果剪力墙刚度在设计时较小，则会导致建筑结构出现过大变形最终无法满足使用要求如果剪力墙刚度在设计时选择过大，则会导致建筑结构自振周期降低，当建筑结构受到地震作用时影响也会相应增大，必然导致建筑结构上部结构内力增大，同时材料使用量主要是钢筋混凝土也会随之增大。剪力墙刚度过大还会导致基础设计难度增加，导致基础造价增加，同时如果框架剪力墙结构中剪力墙刚度过大，也会对框架承担水平作用产生负面影响。但是在进行结构设计过程中，为了保证框架结构安全性，采用设计剪力必须不低于限值，这就意味着剪力墙不论有多少，框架部分所使用钢筋混凝土也不能减少。因此，从抵抗水平荷载作用角度而言，剪力墙应该尽可能多进行设计但是从工程造价方面看，剪力墙应该尽量减少，正是由于存在这样矛盾性，才出现了框架剪力墙结构中剪力墙最优刚度问题，同时这个问题在框架剪力墙结构优化设计中是十分关键。随着建筑结构抵抗水平荷载，即结构抗风及抗震理论研究不断深入，同时第章绪论先进施工技术和设备在工程中大量使用，特别是计算机辅助设计软件开发和广泛应用，导致建筑结构设计人员具有了较强依赖性，设计人员逐渐习惯性认为，不需要自己动脑进行设计只需要使用计算机获得结果就能满足结构设计需要，这样必然导致在设计过程中对结构经济性及合理性忽视。但是在进行结构设计过程中，初选截面对于整个设计过程相当重要，如果设计人员具有较多设计经验，则筑结构抗震设计与研究，北京中国建筑工业出版社，王全凤，高层建筑结构优化动力和稳定实用计算，福州福建科学技术出版社，徐娜，框架剪力墙结构中剪力墙刚度优化，硕士学位论文，南京理工大学，包世华，方鄂华，高层建筑结构设计第版，北京清华大学出版社，梁启智，高层建筑结构分析与计算，广州华南理工大学出版社，宋宝峰，隋绪萍，如何确定框剪结构体系中剪力墙合理数量，丹东纺专学报，诸葛瑞清，框架剪力墙结构剪力墙数量确定，建筑技术，陈瑜，龚柄年等译校，高层建筑结构分析与设计，北京地震出版社，刘大海，杨翠如，钟锡根，高楼结构方案优选，陕西陕西科学技术出版社，张星熙，薛占营，高层建筑结构设计问题探讨，建筑结构赵西安，高层钢筋混凝土建筑结构抗震设计些建议，建筑结构，林德忠，框架剪力墙结构刚度优化方法，河北建筑工程学院学报，刘开国，框剪结构抗震剪力墙数量优化，建筑结构，薛东杰，周宏伟，多层建筑结构抗震数值计算研究，北京力学会第届学术年会论文集，魏琏，王森，韦承基，水平地震作用下不对称不规则结构抗扭设计方法研究，建筑结构李杰，李国强，地震工程导论，北京地震出版社，曹炳政，基于性能理论优化系统抗震性能评估，上海同济大学，王立功，以徐州为例初探城市社会因素地震易损性分析，地震学报杨玉成，豫北安阳小区现有房屋震害预测，地震工程与工程振动，尹之潜，李树桢，杨淑文，震害与地震损失估计方法，地震工程与工程振动吴育才，单层钢筋混凝土柱厂房震害预测方法，工程抗震，李荷，城市和企业地震影响灾害预测及减灾对策，北京中国铁道出版社，陈有库，谢礼立，杨玉成，群体震害快速预测法，地震工程与工程振动张敏政，近年地震震害启示，工程抗震,彪仿俊，阎晓铭，陈志强等，动力弹塑性时程分析方法及其应用，深圳土木与建筑刘晶波，李彬，刘祥庆，地下结构抗震设计中静力弹塑性分析方法，土木工程学报朱丽霞，结构抗震计算时程分析法计算要点，科技情报开发与经济，参考文献孙金挥，关启勋，钢筋混凝土有边框柱剪力墙强度与变形性能建筑结构学报，梁启智，高层建筑框架剪力墙结构设计实例，广州华南理工大学出版，穆翠玲，框剪结构在水平力作用下优化理论与实践，硕士学位论文，华南农业大学，王全凤，框架剪力墙高层建筑结构抗地震荷载剪力墙数量优化分析，土木工程学报，李松，中高层住宅中框架剪力墙结构优化设计研究，硕士学位论文，武汉理工大学，傅学怡，实用高层建筑结构设计，北京中国建筑工业出版社，张炳华，侯旭，土建结构优化设计，同济大学出版社，刘人海，杨翠如，高层建筑结构优选方案，北京中国建筑工业出版社,李桂青，徐家云，结构控制与控制结构计算理论和方法地震出版社管吕生，高兑现，李桂青，抗震结构时变动力可靠度分析随机过程法，应用力学学报,致谢致谢本论文是在导师尹越教授耐心认真指导下完成。从论文选题资料收集到论文撰写，都得到了尹老师耐心指导，论文初稿后，尹老师又细心审阅，提出了很多宝贵修改意见，本文中诸多观点形成与完善，离不开尹老师高屋建瓴指导。在尹老师指导中，尹老师渊博专业知识严谨治学态度敏锐思维方式和开明学术作风都深深感染了我，令我十分钦佩，这将是我今后治学处事宝贵财富。在此，谨向尹老师致以最诚挚感谢和最崇高敬意。在研究生学习期间，尹老师在学习管理等各方面给予我大力协助，在此对尹老师和其他老师辛勤工作和对我帮助致以诚挚谢意。最后，向所有关心理解支持我亲人和朋友们表示最诚挚谢意。在以后生活和学习中，我将谨记天津大学校训实事求是，继续努力，严格要求自己，在学业和生活上继续前进。平面布置框架剪力墙结构中剪力墙设计要求关于框架剪力墙结构中框架部分概念设计关于框架剪力墙结构整体抗震性能及设计结语第三章剪力墙结构分类及其优化分析引言剪力墙分类按洞口大小划分剪力墙分类判别