多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系二階效應(yīng)及串并聯(lián)模型.pdf

1、多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系很好得利用了框架的抗剪性能和剪力墻、支撐、筒體的抗彎性能，兩者通過各樓層樓板的橫隔板的作用使他們變形一致，達(dá)到協(xié)同工作的狀態(tài)，發(fā)生對(duì)框架有利的相互作用。
　　 現(xiàn)行的雙、多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系研究中，通常將剪力墻（或支撐、筒體）等效為一個(gè)僅受彎曲的懸臂柱，不發(fā)生剪切變形；將框架等效為一個(gè)連續(xù)受剪的懸臂柱，不發(fā)生彎曲變形，即框架柱的豎向剛度無限大；連接桿件由水平剛性連接介質(zhì)代替，它僅傳遞水平力并且使得受彎和受剪兩部分

2、變形協(xié)調(diào)。而實(shí)際工程中廣泛采用的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—核芯筒結(jié)構(gòu)體系等多種雙重抗側(cè)力體系中的剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)與普通實(shí)腹式構(gòu)件不同，通常采用空腹式、格構(gòu)式，在水平荷載作用下發(fā)生側(cè)向變形，或在豎向荷載作用下發(fā)生整體屈曲，其自身的剪切變形所占總的變形的比例是很大的，對(duì)于某些鋼桁架、支撐框架，甚至剪切變形的比例大于彎曲變形。如此看來，對(duì)這樣的結(jié)構(gòu)體系，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)理論的簡(jiǎn)化會(huì)造成一定的誤差。
　　 本文同時(shí)考慮彎曲變形和剪切變形，

3、將雙、多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系的所有子結(jié)構(gòu)等效為彎剪型結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)雙、多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系子結(jié)構(gòu)間的相互作用、整體結(jié)構(gòu)的側(cè)移、二階效應(yīng)等進(jìn)行了深入的研究，提出了一系列模型和計(jì)算方法。
　　 根據(jù)Timoshenko彈性穩(wěn)定理論，對(duì)由子結(jié)構(gòu)等效成的懸臂構(gòu)件由簡(jiǎn)到繁得進(jìn)行研究。提出了一系列不同荷載方式和不同截面變化模型的彎矩二階效應(yīng)系數(shù)表達(dá)式，并通過ANSYS有限元程序檢驗(yàn)了其計(jì)算精度。這些表達(dá)式不但簡(jiǎn)化了彎矩二階效應(yīng)系數(shù)的計(jì)算，而

4、且為后續(xù)的研究帶來了便利。
　　 推導(dǎo)了等截面雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)在頂部集中力作用下的解析式，分析了雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中子結(jié)構(gòu)間相互作用原理，提出剛度放大系數(shù)的概念，并給出計(jì)算方法。并由此提出雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)二階效應(yīng)系數(shù)的簡(jiǎn)化計(jì)算方法。
　　 研究了變剛度變軸力雙、多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，提出了剛度與荷載的等效方法。對(duì)等效后的結(jié)構(gòu)，采用等截面等軸力時(shí)的計(jì)算方法計(jì)算二階效應(yīng)，對(duì)比大量有限元結(jié)果，證明提出的簡(jiǎn)化計(jì)算方法對(duì)截面、荷載沿高度變化

5、的多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系均適用。
　　 剛度放大系數(shù)描述了子結(jié)構(gòu)間的相互支持作用。以此為基礎(chǔ)，可考慮兩個(gè)子結(jié)構(gòu)具有不同的二階效應(yīng)這一因素，結(jié)合疊加原理，提出了二階側(cè)移的串并聯(lián)模型。利用剛度與荷載的等效方法，將一階、二階側(cè)移的串并聯(lián)模型推廣至更接近實(shí)際工程的變剛度變軸力多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。
　　 基于同時(shí)考慮彎曲變形和剪切變形的多重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系，二階效應(yīng)系數(shù)、側(cè)移等一系列公式與有限元分析結(jié)構(gòu)吻合較好，簡(jiǎn)單實(shí)用、適用范圍更廣、