鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻幾何參數(shù)非線性優(yōu)化分析.pdf

1、鋼筋混凝土剪力墻結構體系由于具備較高的承載力和抗側剛度被廣泛應用于高層建筑，其中聯(lián)肢剪力墻結構為該體系的重要分支。聯(lián)肢剪力墻結構不僅滿足了建筑的使用功能，而且設計合理的結構能夠形成雙重抗震設防機制。然而對于鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻幾何尺寸的優(yōu)化設計通常是在彈性階段僅考察對單一響應量的影響規(guī)律，因此，深入研究鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻的幾何參數(shù)對結構在彈塑性階段各響應量的影響規(guī)律并綜合各響應量的變化趨向完成優(yōu)化分析是不可或缺的。
　　本文以鋼

2、筋混凝土聯(lián)肢剪力墻為研究對象，連梁跨高比和墻肢高寬比為關鍵參數(shù)，遵循中心復合設計的CCF方案準則并嚴格按照中國現(xiàn)行規(guī)范設計建立結構模型。以頂點位移角和有害層間位移角作為變形控制指標，采用靜力推覆分析、動力時程分析和基于IDA的結構地震易損性分析對結構的承載能力、變形能力、剛度退化、損傷模式以及結構各級性能水平的失效概率和儲備能力進行了全面研究。并且進一步基于非線性分析結果完成了雙因子二階響應面分析以研究兩個幾何參數(shù)對結構性能的影響規(guī)律，

3、以F檢驗揭示了因子顯著性，應用綜合優(yōu)化分析求得因子最優(yōu)值，從而優(yōu)化鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻的設計方案。
　　通過本文的研究工作，得到的主要結論如下：
　?、俳Y構的極限承載力和初始剛度隨著連梁跨高比的減小而提高，隨著墻肢高寬比的增大而降低，彈性耦連比在0.348~0.584之間的結構延性較好。
　?、跓o論是頂點位移角、名義層間位移角還是有害層間位移角都在墻肢高寬比較小的情況下，連梁跨高比較小時響應最小，而在墻肢高寬比中等或者

4、較大的情況下，連梁跨高比處于中等水平時響應最小。
　?、圻B梁跨高比降低至接近小跨高比范疇時，結構的層剪力增長顯著，同時隨著墻肢高寬比的增大而明顯提高；各層連梁的端部彎矩隨著連梁跨高比的減小或者墻肢高寬比的增大而明顯增長，同時連梁最大彎矩所在樓層高度比率降低；隨著墻肢高寬比的增大，各層墻肢底部彎矩顯著增長；結構的損傷程度在彈性耦連比處于0.487~0.642之間時相對較低。
　?、茈S著結構變形的增加，結構所承受的地震動強度近似

5、線性提高，地震動強度提高的梯度隨著連梁跨高比的減小或者墻肢高寬比的減小而加大；結構的Sa（T1，5％）條件下θtop的對數(shù)標準差在結構的基本自振周期大于1s后均較小并且趨于穩(wěn)定。
　?、轃o論在使用良好、功能中斷還是防止倒塌的性能水平下，結構的墻肢高寬比越小或者連梁跨高比越小，結構地震易損性的中位值越大，同等譜加速度下結構的失效概率越低；根據(jù)中國現(xiàn)行規(guī)范設計的混凝土聯(lián)肢剪力墻結構滿足了三水準的設計要求而且彈性耦連比在0.487~0.

6、642之間的結構抗倒塌的能力較好。
　?、抟越Y構各性能水平的儲備系數(shù)來看，結構的墻肢高寬比越小或者連梁跨高比越小時結構的EMR越大；結構的連梁跨高比處于中等水平時，結構的PMR最高，并且墻肢高寬比越小，結構的PMR越高；結構的墻肢高寬比在較小或中等水平時，連梁跨高比越小，結構的CMR越高，但墻肢高寬比較大時，連梁跨高比處于中等水平時，結構的CMR最高；另外，隨著性能水平等級的提高，結構的墻肢高寬比和連梁跨高比對儲備系數(shù)的影響逐漸降

7、低。
　?、呋谝蜃拥娘@著性分析表明，連梁跨高比對極限承載力、最大有害層間位移角、基底剪力、連梁最大彎矩和CMR的影響最大；墻肢高寬比對初始剛度、頂點位移角、最大層間位移角和地震易損性中位值的影響最大；連梁跨高比和墻肢高寬比對極限位移角、墻肢最大彎矩、EMR和PMR的影響相當。
　?、鄮缀螀?shù)綜合優(yōu)化的研究表明，結構的各響應量均在墻肢高寬比達到最小時取得最優(yōu)值，連梁跨高比最優(yōu)值隨著墻肢高寬比的增大而指數(shù)型提高；墻肢高寬比處于