基于绿色建筑的框—剪结构优化设计

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1、分类号：TU310710-2013228001专业硕士学位论文基于绿色建筑的框-剪结构优化设计冀陆奇导师姓名职称傅光耀教授田敏高工专业学位类别申请学位级别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2015年5月25日论文答辩日期2015年06月10日学位授予单位长安大学TheOptimalDesignofFrame-ShearWallStructureBasedongreenbuildingAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：JILuqiSupervi

2、sor：Prof.FuGuangyaoSeniorEngineer.TianMinChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：$20/^年々月3,曰论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相

3、关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(涉密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：黎、馋5wr年S'月和摘要在结构设计领域，传统的结构优化设计已开展多年，结构工程师已形成了以降低工程造价、改善工程经济为目标的概念。然而，绿色建筑评价标准中提到的节材优化设计不同于传统的结构优化设计。绿色建筑是指资源消耗小和环境影响小的建筑，即碳排量较少的建筑。相比传统的结构优

4、化设计，绿色建筑优化设计是以减少建筑的碳排量为目标。因此对高层建筑主要的结构体系—框-剪结构进行绿色优化设计就显得十分必要。本文在梳理绿色建筑和框-剪结构优化研究现状的基础上，分析框-剪结构的特点和剪力墙的布置原则，总结当前确定剪力墙合理数量的3种方法，建立基于绿色建筑的框-剪结构优化的数学模型。继而研究绿色建筑生命全周期理论下的碳排量计算方法，结合西安地区的实际情况确定主要建材的碳排量因子，建立结构体系碳排量计算的公式，为结构优化设计碳排量的定量计算奠定基础。接下来结合工程实例，采用数值模拟的方法，利用

5、有限元分析软件建立结构的实体模型，使结构在满足抗震性能的前提下，定量计算结构体系的碳排量。分析了剪力墙的数量及布置、剪力墙厚度、墙柱混凝土强度等级等因素与框-剪结构体系的抗震性能和碳排量的关系。结果表明合理的剪力墙数量和布置不但可以改善结构的抗震性能，而且可以显著减少框-剪结构的碳排量；剪力墙的厚度对结构体系的抗震性能影响较小，对结构的碳排量影响较大；适当提高混凝土的强度等级，对减小结构的碳排量非常有利。最后提出了一种基于绿色建筑的框-剪结构实用优化设计途径。本文研究所得结论，为框-剪结构的绿色优化设计提

6、供了有意义的参考。关键词：绿色建筑，框-剪结构，优化设计，抗震性能，碳排量IAbstractInthefieldofstructuredesign,thetraditionalstructureoptimizationdesignhasbeencarriedoutmanyyears,manystructuralengineershavebeenformedtoreducetheprojectcostandimprovetheconceptofengineeringeconomyasthegoal.Howe

7、ver,Greenbuildingevaluationcriteriaofmaterialsinoptimizationdesigndifferentfromtraditionalstructureoptimizationdesign.Greenbuildingreferstothebuildingsofsmallresourceconsumption,smallenvironmentalimpactandlesscarbonemissions.Comparedwithtraditionalstructu

8、reoptimizationdesign,Greenbuildingoptimizationdesignistoreducecarbonemissionsasthegoal.Becauseframe-shearwallstructureismainstructuralformofhigh-risebuildings,soframe-shearstructureoptimizationdesignisverynecessary.