基于hyperworks平台框架剪力墙核心筒结构抗震优化设计的研究

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1、ADissertationSubmittedtoGuangdongUniVersityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceStudyontheseismicdesignandoptimizationforn11』●·'』●Irame—SnearannIrameC0retUDeStrUCtUreSUSlngHyperWorksMasterCandidate：ZhaoYunlongSuDervisor：TechProf．JiaoKeSUDerVlSOr：leCnrrOI．JlaOKeMay2013SchoolofCiVilan

2、dTransportationEngineeringGuangdongUniVersityofTechnologyGuangzhou，Guangdong，P．R．China，51OOOUUangZnOU，UUangQOng，上，．K．乙nlna，)lUUU摘要结构抗震优化要达到的目的有两个，一是提高结构抗震性能，二是降低结构成本。框架．剪力墙(核心筒)结构体系常用于高层建筑中，由于当前结构设计中普遍存在结构设计周期较短，导致部分结构存在建材浪费、结构抗震性能设计不到位的问题。结构设计中可通过反复试算进行方案优化，但工作量大、效率较低。因此，研究采用优化软件实现抗震优化分析对工程设计有重要意

3、义。本论文基于HyperStudy对框架-剪力墙及框架-核心筒结构进行抗震优化分析，主要内容包括：(1)阐述了框架．剪力墙及框架．核心筒结构的双重抗侧力体系的特点，关键是协调好刚度和强度的关系及结构抗震的二道防线设计。(2)总结了框架．剪力墙及框架．核心筒结构抗震设计的整体控制指标及其调整方法、构件截面及配筋的控制指标。(3)研究带转换层的高层建筑结构的框支构件对结构位移角、位移比的敏感性。分析表明，对复杂结构先做主要构件的DOE灵敏度分析，使后续进行的结构优化及设计调整更有针对性。(4)编制Hyperstudy驱动SAP2000及其后处理程序OptiDesign(Ver2．O)，可自动获

4、取SAP2000不输出的结构信息，如梁、柱应力比、基底框架分担剪力比例、结构总造价等。(5对高烈度区某框架一剪力墙结构进行抗震性能优化分析，优化后的结构重量减小5％，结构第一周期增大6％，位移角减小10％，基底剪力减少8％，Y向结构首层框架分配剪力比例由3％增至15％，达到了预期的优化目标。(6)对某钢框架．核心筒结构进行经济性优化研究，该工程外框架采用型钢构件，用钢量较大，总造价较高，通过对造价敏感性分析得出不同构件对造价影响的程度大小，其中外圈梁、Y向楼面主梁以及6～36层柱影响较大，结构上部核心筒剪力墙影响最小。经过结构优化和截面调整以后，节省结构总造价16％，结构位移角等指标均控制

5、在规范限值之内，优化效果明显。广东工业大学硕士学位论文关键词：结构抗震优化；框架-剪力墙结构；框架一核心筒结构；H)，perStudy；SAP2000；二次开发程序；灵敏度分析；IIABSTRACTABSTRACTTherearetwopu叩osesofStmcturalseismaticoptiIllizationtoachieVe，oneistoiIIlproVetheseismicperfomanceofStructure，theotheroneistoreducethedesigncost．Frallle-Shearwallstructureand仔ame-coretubestmc

6、ture丘．equentlyusedillhi曲一“sebuildillgs，becauseofthecurremstmcturaldesignofwidespreadstmcturaldesigncycleisshort，manyStmcturesexiStwaStebuildingmaterials，andstmcturalseismicperf．ormancedesigndoesnotreachthedesignatedposition．Structuraldesignopt油izationbasedonartificialrepeatedtrialInethod，theworklo

7、adisla唱eandthee伍ciencyisloW．Therefore，theresearchusestheoptimizationsonwareimplememationseismicanalysishasimponalltsignificanceforengiIleerillgdesignoptiIIlization．Inthisp印er，纳me—shear、Ⅳa11and丘ame-coretubestmctur