剪力墙结构设计论文提纲

论文题目：钢板剪力墙结构基于简化分析模型的抗震性能化设计与评估

摘要：钢板剪力墙是一种适用于高层建筑的优秀抗侧力构件,由内嵌薄钢板、竖向边缘构件与水平边缘构件组成,具有承载力高、侧向刚度大、延性好以及耗能能力强的特点。然而,钢板剪力墙结构基于性能的抗震设计存在效率低下、分析方法复杂的问题,尤其在设计高层结构以及需要实现多个性能目标时,问题显得尤为突出,这就给钢板剪力墙在实际工程中运用带来了严重的阻碍。现有的基于性能的抗震设计方法中,抗震性能目标虽然得到了细化,但仍是离散且唯一确定的。此外,由于地震作用的随机性,结构抗震性能本质上应该采用概率的方式进行表达。为解决上述问题,本文围绕框架-钢板剪力墙结构的简化分析模型、基于简化分析模型的抗震设计方法和基于全概率的抗震性能评估三个方面开展研究,主要有以下内容:（1）提出了框架-钢板剪力墙结构的简化分析模型。框架-钢板剪力墙结构被拆分为框架部分与钢板剪力墙部分,分别用一个等效单自由度体系替代。并联组合两个等效单自由度体系,得到一个等效双单自由度体系。等效单自由度体系作为简化模型被用于代替原结构进行动力分析,通过静力和动力非线性分析验证了简化模型是有效的。（2）发展了框架-钢板剪力墙结构的简化设计方法。针对多层结构,框架部分采用规范进行设计,构建了以最大层间位移角作为性能目标的等效单自由度体系位移阈值计算公式。通过求解运动方程可得到等效单自由度体系的位移需求,通过对比位移需求与位移阈值,确定钢板剪力墙结构的抗震性能需求并进行设计。基于钢板剪力墙结构的设计参数,构建了等效双单自由度体系;采用非线性动力分析,来验证等效双单自由度体系的位移需求是否满足要求,不满足则重新设计钢板剪力墙结构。设计高层结构时,通过引入多模态分析以考虑高阶振型的影响,经过推导,发展了高层结构的位移阈值计算方法。（3）开展了框架-钢板剪力墙结构基于简化分析模型的抗震性能评估。考虑框架结构与钢板剪力墙结构的变形模式分别呈现剪切变形和弯曲变形的特点,提出了用于抗震性能评估的简化弯剪模型,并给出了详细建模方法。通过对比周期、层间位移角以及楼层侧移,验证了简化弯剪模型的有效性。采用PEER全概率抗震性能评估理论,开展了结构的地震危险性分析、结构响应分析、损伤分析与损失分析。分析表明,框架-钢板剪力墙结构的抗震性能表现优秀,震后修复费用与修复时间主要来源于非结构构件。采用简化的弯剪模型进行抗震性能评估不仅能取得与精细化有限元模型相近的结果,还大幅提高了评估效率。

关键词：框架-钢板剪力墙结构;简化分析模型;基于性能的抗震设计;多模态分析;抗震性能评估

学科专业：工程（建筑与土木工程）（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 非加劲钢板剪力墙结构国内外研究现状

1.2.1 抗震性能研究现状

1.2.2 简化分析模型研究现状

1.2.3 设计方法研究现状

1.3 主要的研究内容和创新点

1.3.1 本文主要的研究内容

1.3.2 本文的创新点

1.4 研究课题的来源

2 多层框架-钢板剪力墙结构基于简化分析模型的抗震设计

2.1 引言

2.2 多层框架-钢板剪力墙结构简化分析模型

2.2.1 多层框架-钢板剪力墙结构等效为单自由度体系

2.2.2 钢板剪力墙的设计

2.3 多层框架-钢板剪力墙结构的设计流程

2.3.1 设计相关参数的确定

2.3.2 设计流程

2.4 设计案例

2.4.1 案例结构详细的描述

2.4.2 有限元模型

2.4.3 地震动的选择

2.4.4 按照流程设计结构

2.5 抗震分析与设计方法有效性验证

2.5.1 非线性静力分析

2.5.2 非线性动力分析

2.6 本章小结

3 高层框架-钢板剪力墙结构基于多模态分析的抗震设计

3.1 引言

3.2 高层框架-钢板剪力墙结构简化分析模型

3.2.1 高层框架-钢板剪力墙结构等效为单自由度体系

3.2.2 钢板剪力墙的设计

3.3 高层框架-钢板剪力墙结构设计流程

3.3.1 设计相关参数的确定

3.3.2 设计流程

3.4 设计案例

3.4.1 案例结构详细的描述

3.4.2 有限元模型

3.4.3 地震动的选择

3.4.4 按照流程设计结构

3.5 抗震分析与设计方法有效性验证

3.5.1 非线性静力分析

3.5.2 非线性动力分析

3.6 本章小结

4 框架-钢板剪力墙结构基于简化分析模型的抗震性能评估

4.1 引言

4.2 抗震性能评估理论与方法

4.2.1 抗震性能评估理论

4.2.2 评估方法

4.3 框架-钢板剪力墙结构简化分析模型

4.3.1 简化分析模型与建模方法

4.3.2 简化模型有效性验证

4.4 案例分析

4.4.1 框架-钢板剪力墙结构评估模型的建立

4.4.2 抗震性能评估结果

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

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致谢