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框架剪力墙结构稳定性分析结果

时间:2023-08-25 理论教育 版权反馈
【摘要】:图5.12所示为十二层公共建筑采用框架剪力墙结构。③将剪力墙节点荷载按照同层柱加载比例分配于同层各柱求出各柱等效轴力,由式结构各层外刚度kPi,结果详见表5.4。有限元ANSYS求解有限元ANSYS进行弹性屈曲分析,忽略剪力墙剪切变形以及柱轴向变形的影响。有限元ANSYS分析结果列入表5.4。表5.4稳定承载力及计算长度系数对比结果注:整体内、外刚度分别为层内、外刚度的串联。图5.13十二层框架-剪力墙屈曲模态图

框架剪力墙结构稳定性分析结果

图5.12所示为十二层公共建筑采用框架剪力墙结构。剪力墙截面高度为250 cm,厚度随着建筑高度逐渐变化:30 cm(1~4层)、25 cm(5~8层)、20 cm(9~12层),框架柱截面均为50 cm×50 cm,梁截面均为30 cm×75 cm,层高h为400 cm,弹性模量E=2 000 kN/cm2,荷载P为2 000 kN,用本书方法求解结构整体稳定承载力及各层示意柱计算长度系数。

图5.12 十二层框架剪力墙

(1)用本书方法求解

①剪力墙厚度随着高度的增加逐渐变化,由式[5.20(a)]可求得各层剪力墙支撑刚度,由式(5.18)求得结构各层内刚度ki,结果详见表5.4。

②由式(5.15)求得底层临界侧移刚度与底层支撑刚度进行比较,由式(5.14)和式(5.16)求得各柱的临界内外刚度系数αij,详见图5.12。

③将剪力墙节点荷载按照同层柱加载比例分配于同层各柱求出各柱等效轴力,由式(5.22)结构各层外刚度kPi,结果详见表5.4。

④由式(5.19)结构各层整体内刚度Ki,由式(5.23)结构各层整体外刚度KPi,由式[5.25(a)]求得各层层临界因子φi,由式[5.25(b)]求得结构整体临界因子φ,详见表5.4。

⑤由式[5.25(c)]求得各柱稳定承载力(Nijcr,由式(5.27)确定框架剪力墙结构各柱的计算长度系数,详见表5.4。(www.xing528.com)

(2)有限元ANSYS求解

有限元ANSYS进行弹性屈曲分析,忽略剪力墙剪切变形以及柱轴向变形的影响(图5.13)。有限元ANSYS分析结果列入表5.4。

表5.4 稳定承载力及计算长度系数对比结果

注:整体内、外刚度分别为层内、外刚度的串联。

本算例十二层框架-剪力墙结构整体临界因子φ为1.801,此计算值大于1,根据式(5.10)可以判断结构是稳定的;对于4—9楼层层临界因子均小于结构整体临界因子,这些层得到楼层刚度较大的楼层提供的支援作用。从表5.4可以看出:本书方法确定的框架柱临界承载力和计算长度系数的计算结果与ANSYS对比误差均在6%以内,计算精度很好且偏于安全,表明充分考虑了剪力墙侧向支撑作用、同层柱的相互支援以及层与层之间的支援作用,弥补了规范法无法确定此结构类型柱计算长度系数的不足。

图5.13 十二层框架-剪力墙屈曲模态图

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