高層建筑中框-剪結構設計的優(yōu)化研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟技術的發(fā)展，高層建筑以空前的規(guī)模和速度向前發(fā)展，建筑高度不斷增加，結構體系更加多樣化。剪力墻結構作為高層建筑中的主要形式之一，由于其整體性好，抗側剛度大，水平荷載作用下側移小，承載力容易滿足，墻面平整等優(yōu)點，近年來在非地震區(qū)和地震區(qū)的高層住宅及旅館建筑中得到了越來越廣泛的應用。實際工程中，對于剪力墻具體的布置與截面設計往往是由設計人員根據(jù)以往的經(jīng)驗來完成的，所以在沒有一個明確的最優(yōu)化方法的情況下，工程師出于結構安全考慮把剪力墻數(shù)

2、量設計得過多，沒有充分利用剪力墻的承載能力，造成了一定的浪費。因此，對框—剪結構進行優(yōu)化設計很有必要。但由于優(yōu)化理論和方法的復雜性，目前離結構設計中的實際應用還有一段距離。本文試圖通過對現(xiàn)有結構優(yōu)化設計的理論和方法進行疏理，從框—剪結構這種常用的結構形式著手，對高層建筑結構的優(yōu)化設計進行研究。
　　本文用常規(guī)的設計方法設計了一個高層框—剪結構的結構方案，分析其方法的局限性。然后，本文根據(jù)優(yōu)化理論，建立框—剪結構的數(shù)學模型，列出設計

3、變量—剪力墻剛度特征值、目標函數(shù)—地震作用與剪力墻剛度特征值之間的函數(shù)關系、約束函數(shù)—剪力墻截面慣性矩大于零等，并針對優(yōu)化模型的特點選用復形法，采用MATLAB語言編程，通過計算得到最優(yōu)剪力墻剛度特征值，并折算成剪力墻厚度和數(shù)量，從而得到剪力墻厚度和數(shù)量及布置的較優(yōu)方案。使用高層建筑結構分析軟件 SATWE對優(yōu)化后的結構方案進行分析，證明優(yōu)化后的結構方案滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。最后，對比優(yōu)化前后的結構方案，得出剪力墻優(yōu)化布置的結論。此后，論