为了适应住宅平面灵活布置,异形柱框架—剪力墙结构是一种较好的结构形式。本文针对这一结构形式进行研究,对剪力墙的合理刚度进行了优化设计。 本文结合异形截面柱的受力性能,建立异形柱框架“剪切层模型”,导出了异形柱框架的抗侧移刚度公式,并和矩形柱框架的抗侧移刚度做了比较分析。 本文利用框架—剪力墙结构空间协同分析的连续—离散化方法,按楼层划分单元并推导单元的内力、位移关系式,给出了抗震设防区的中高层钢筋混凝土异形柱框架—剪力墙结构体系的剪力墙抗侧刚度的优化分析模型。该模型采用振型分解反应谱法计算水平地震作用,并同时考虑层间位移约束条件及刚重比、剪重比等构造要求。该优化模型的优点是具有和连续化方法相同的精度,不会引起由于离散而带来的二次误差,适用于各种情况下的中高层异形柱框架—剪力墙结构住宅,同时当结构的质量和剪力墙的抗侧刚度沿结构高度发生变化时,仍可进行地震反应的计算和抗侧刚度优化分析,并考虑了多振型因素的影响。 在剪力墙刚度优化中,提出了比较符合设计要求的优化方法,同时也提出了验算最优刚度是否合理的方法。以本文的分析优化方法为依据,运用MATLAB软件编制框剪结构分析及其剪力墙刚度优化程序,程序既可计算结构的内力及侧移,方便结构进行方案调整,寻求最优设计,又可直接计算最优剪力墙刚度以供工程设计参考。 最后工程算例分析结果表明本优化模型可行、有效。