框架-剪力墙结构的地震响应有限元分析

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近年来,随着经济的进一步发展和科学技术水平的不断提高,高层建筑的建设速度在逐年增加而许多结构在地震作用下的破坏也暴露出现行抗震设计理论的不足,人们需要建立新的结构抗震性能评估理论和方法,因此提出了基于性能的抗震设计思想。我国高层建筑愈来愈高,建筑高度不断增加,建筑功能和类型愈来愈复杂,结构体系更加多样化,地区分布更加广泛。结构抗震概念设计对结构的抗震性能起决定性作用,而高层建筑结构的选型与结构布置在结构抗震概念设计中占有极其重要的地位,它们直接影响着结构的安全性与经济性。   框架—剪力墙结构体系尽管已大量应用于工程实践,但理论研究方面尚处在探索、完善阶段,本文以一幢12层的框剪结构作为研究对象例,利用MIDAS/GEN对框架—剪力墙结构进行了有限元分析,从强度和变形两方面来检验框架—剪力墙结构的安全和抗震可靠度。本文详细阐述了有限元理论的基本思想,通过对结构的正确规划,建立符合实际的有限元模型,以使有限元模型能准确模拟静力分析和动力分析。根据该结构各构件的受力特征,将整个结构模拟为空间梁、板单元的三维整体计算模型,并对有限元分析模型进行静力、反应谱法及时程分析的动力计算。   通过对结构进行模态分析,得出结构的振动特性,然后通过振型分解法,验算了在地震作用下墙体的剪力设计值以及各楼层的位移值,并通过计算公式对结构在地震作用下的承载力的验算与对比,得出了结构的抗剪承载能力和储备。   通过时程分析,验算了结构各层的层间剪力和位移的时程变化,以及各层层间剪力和位移在整个地震波的时间历程中的最大值。以上结论对框架—剪力墙结构体系的设计具有较好的参考价值。
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