RC异形柱框剪结构在地震作用下动力特性分析

摘 要

异形柱框架剪力墙结构作为未来我国小高层住宅建造中推广的主要形式之一，具有良好的发展前景。然而由于异形柱截面对地震作用方向的敏感程度与矩形柱差异较大，设计水平和施工技术还不是十分成熟，使得异形柱在使用方面相对比较保守。针对这些问题，本文对一栋 12 层的异形柱框剪结构小高层住宅建筑为研究对象，应用大型有限元分析软件 ANSYS 对其进行了动力特性分析，主要做了以下方面的工作：

首先，结合我国相关规范并运用 ANSYS 软件建立异形柱框剪结构模型，以实际工程为参照模型，通过改变楼板厚度、剪力墙墙身厚度以及异形柱截面高厚比，建立了 9 种模型。对该 9 种模型进行了大量的内力和位移分析，与实际工程模型作了对比。

其次，对上述 9 种异形柱框架—剪力墙结构进行了模态分析和反应谱分析，通过模态分析得到结构的振型、周期、频率以及最大位移；而后对这 9 种模型进行了与各自振动频率相对应的反应谱分析，得到了各自层间位移、层间位移角和异形柱所受内力的变化，为结构设计提供了一些可靠的参考数据。

最后，以参照模型为依据，重新建立了两种模型：矩形柱框架—短肢剪力墙结构体系和异形柱框架—短肢剪力墙结构体系。其中矩形柱与异形柱截面面积相等，并且通过调整模型布置角度使之能够承受 45 度角单向地震作用。对模型输入设防烈度幅值下的三种地震波进行动力时程分析，对比两种模型的层间位移、层间位移角、结构的节点位移与应力，分析两种结构在地震作用下的变形特征以及内力分布规律。

关键词：异形柱，框架—剪力墙结构，模态分析，反应谱分析，时程分析

框剪结构有限元模型

El Centro 波作用下结构最大位移时程曲线图

节点等效应力和位移云图