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国际创新研究期刊》的研究在科学、工程和技术

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垂直刚度不均匀性对多层剪切Wall-framed结构使用反应谱分析

Mukundan -1和S.Manivel2
  1. 打开学生,SRM大学土木工程学系Kattankulathur Tamilnadu、印度
  2. 助理教授(O.G)、SRM大学土木工程学系Kattankulathur Tamilnadu、印度
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文摘

城市化导致了住房问题。这导致了一些多层和高层建筑的兴起。因此结构动力学研究一直在稳步增加。现代的趋势是朝着高,细长的结构(不规则)和创新的建筑设计结构像巴哈“我庙(莲花形状的)。这些建筑都是受环境因素如风能、地震和水路。全球数以百万计的人每年死由于地震负责数十亿卢比的财产损失。这就需要研究地震工程。然而,学习和研究领域的不规则建筑在地震条件下获得动力。剪力墙在建筑的条款被发现有效和经济。10层楼高,在第四区提出了减少地震使用钢筋混凝土剪切wall-framed结构的影响。 The results were tabulated by performing Response spectrum analysis using ETABS version 9.7.4 in the form of maximum storey displacements, base shear reactions, mode shapes and storey drifts. Effect of Irregularity was studied by creating openings in shear wall and by varying the thickness of Shear wall, along the storey‟s.

关键字
基底剪力、多层建筑、响应谱分析、地震载荷、剪切wall-framed结构,垂直刚度。

介绍

通用特性
稳定地球总是干扰由于内力引起的振动或混蛋在地壳称为地震。地震是不可预测的和毁灭性的自然灾害产生低-高波振动的基础结构在各种礼仪和方向,所以侧向力是建立在结构。振荡/振动(运动后重复的间隔时间)在结构系统的结果由于风、地震、身高等动力学涉及的研究力量和运动与时间有关。当结构受到动载荷时,它开始振动导致结构的位移。地震带IV和V是高强度地震区域。在印度尼西亚最近Bhuj地震、海啸后,有一个日益增长的兴趣在土木工程结构设计的过程中能够承受动态(earthquakeinduced)负载。垂直剪力墙混凝土/砌体墙两种架构上担任分区和结构重力和侧向加载。他们非常高的面内刚度和强度使他们适合高层建筑。他们通常持续到基地严格依附于它们垂直悬臂形式。本文研究了在常规多层建筑(G + 9)有/没有剪力墙理解参数限值,横向负载,模式形状模式,时间,基底剪力和层变形量。 Three types of vertical irregularities were modelled. Effect of Irregularity was studied by creating openings in shear wall & by varying the thickness of the Shear wall, along the storey‟s.

规则和不规则的配置(按1 s 1893(第1部分):2002
建筑有简单&正则几何和均匀分布质量和刚度的计划以及高程,遭受更少的损失比建筑不规则的配置。不规则的建筑物有两种类型。
a计划违规行为- a)扭转不规则,b)凹角角落,(c)隔膜不连续,(d)非平行系统
b垂直违规行为- a)刚度不规则,b)质量不均匀性,(c)垂直几何不规则,(d)不连续能力-弱层
建筑设计根据设计基于地震(DBE),但实际受力的结构比这更普及。所以,在更高的地震带基于延性设计方法是首选,因为它缩小差距。设计一个抗震结构的主要目标是确保延性抵御地震的力量。

客观的
评价多层延性剪力墙的侧向负载行为和特殊时刻抵制与垂直刚度不规则框架结构(双系统)通过研究以下参数:- Storey偏转,漂移模式,模式形状模式,基底剪力和时间。

范围
一)与时间分析剪力墙框架结构。
b)墙框架结构形式机构建筑的一部分
c)分析对应第四区。
d)使用反应谱方法进行了分析

研究的必要性
不规则的建筑构成大型现代城市基础设施的一部分。结构不完全正常,因此设计师通常需要评估可能的影响程度的不规则性和不规则结构在地震中。需要研究是需要经济和高效的横向刚度系统高地震多发地区。高层建筑物的优化与设计不同的结构框架系统受到地震载荷。提高建筑结构的抗震行为的理解与垂直的违规行为。

文献调查

相关工作
文献综述告诉我们,一个不规则的结构需要更加谨慎结构分析抵抗地震损失。
Venkata Sairam库马尔。N & et al(2014年2月)进行循环荷载试验和行为的研究主要集中在应用不同类型的剪力墙在循环加载的应用。剪力墙可以作为横向荷载抵制系统和结构的改造。内部剪力墙的效率比外部剪力墙相比,循环荷载试验研究。
Ravikanth Chittiprolu, Ramacharla Pradeep库马尔(2014年6月)研究动态进行线性分析使用反应谱方法和横向荷载分析做了没有剪力墙结构和剪力墙结构。结果比较框架侧向力和限值的情况。推断,剪力墙抗侧加载在一个不规则结构。层减少漂移与剪力墙结构。也可以用它们来减少扭转的影响。
Varsha r .要控制(2014)进行了研究,以确定多层建筑的钢筋混凝土剪力墙的力量通过改变剪力墙位置。三种不同情况下的剪力墙位置6层建筑进行了分析。将剪力墙已经成为不可避免的在多层建筑抵抗侧向力。在所有的荷载组合,DL的荷载组合1.5 + 1.5 EQX发现更关键的组合模型。发现剪力墙更有效时,位于外部周边的建筑。这样的布局增加建筑物的抗扭强度。
谢赫·阿卜杜勒·Aijaj Abdul Rahman & Girish德斯穆克(2013),使试图调查侧向力的比例分布演变通过每一层间地震水平将在垂直框架的刚度变化不规则的框架。按照印第安标准(BIS) 1893:2002(第1部分)规定,10 G +垂直不规则建筑模型的简化质量块模型分析刚度不规则在四楼。响应参数如故事漂移,挠度和故事剪下的地震力作用下结构线性静态与动态分析进行了研究。这个分析显示,关注基础抗剪承载能力的结构和性能水平的结构面临严峻的印度。结果评价结论,与刚度不规则建筑结构提供了不稳定和吸引了巨大的剪切层。成比例的数量的刚度有利于控制层和基底剪力。的软计算工具和商业软件使用CSI-ETABS(版本9.7)进行建模和分析。
年代。Kumbhare交流Saoji(2012)进行了研究地震荷载的影响剪力墙的布置中增加建筑在不同的替代位置。他们发现框架式结构体系成为经济双重类型结构体系相比,可用于中增加住宅位于高地震区域。
阿施施s Agrawal金丝手纺车(2012)进行了研究区25层大楼V通过改变各种剪力墙的位置确定参数的不同形状像层漂移,轴向载荷和位移。从分析的结果他们得出一个结论,将剪力墙离重心导致增加的大部分部队成员。同时他们发现建筑物的位移地板层25减少由于剪力墙的存在的中心。
Y.M. Fahjan & j .顾宾& M.T. Tan(2010)发现,在活跃的国家地震,钢筋混凝土结构墙广泛应用于多层结构系统。因此,一个合适的剪力墙的造型是非常重要的对于建筑结构的线性和非线性分析。壳单元可以有效地用于分析剪力墙的建筑结构。壳元认为在大多数设计软件在每个节点有6个自由度和一个平面转动自由度,这使得它兼容要三维有限元模型。剪力墙造型需要网格离散化为了得到现实的行为。使用壳元素的优点是模型的能力很长,相互作用和复杂剪力墙内的三维模型。
g . Nandini井斜,K。萨勃拉曼尼亚&境Santhakumar(2009年6月)研究了三个湾R。C与剪力墙框架没有和中产湾受到静态循环横向荷载。剪力墙的一湾受到静态扭转循环横向负荷评估其个人行为。循环影响剪力墙框架被认为是进行比较。剪力墙和双帧与评估剪力墙的个体行为,当它与梁柱框架设计。发现尽管携带大负载、双框架表现出更少的前层偏转。在加载的初始阶段双框架7.84倍硬比裸框架和剪力墙框架的4.84倍。在服务负载(极限荷载的50%,双框架是硬度比裸框架的10.56倍和6.76倍硬比剪力墙框架。当帧在服务负载相比,发现双框架可用于更大的工作负载,可以承受更高的地震载荷与小挠度。
J。顾宾,Y.M.Fahjan和M.T.谭(2008)研究了不同方法的建筑造型的剪力墙结构分析和比较他们的结果。建筑结构中的剪力墙通常是由帧组成元素或模仿网壳元素。在模拟剪力墙与“壳元素”钻井的剪力墙和平面连接梁的弯矩与网格密度发生了翻天覆地的变化。细网格,减少10%的钻井时刻可以被估计。引入上弦杆框架稳定结果。好估计上弦杆框架的属性是非常重要的不影响整体结构体系的刚度。得到最好的结果使用上弦杆框架元件来提高梁的固定性框架剪力墙。
n。如厕,西澳Thanoon,第三世,et al (ICCBT2008)调查了适用性,简单,准确性,有效性的不同的剪力墙结构模型用于分析和耦合的剪力墙结构。他们发现,梁单元模型是简单的与壳单元模型。随着西南的大小增加,墙上用壳单元的建模和分析变得更加复杂和繁琐。梁元素显示了非常好的结果相比,壳单元。有限元法广泛用于分析结构系统。
Devesh p .索尼和巴拉特b . Mistry(2006)研究了垂直不规则建筑框架的地震反应,发现最大的地震需求发现combined-stiffness-and-strength不规则。Fragiadakis et al(2006)提出的方法提出了一种基于增量动力分析方法(IDA)来评估结构的响应与„单层垂直irregularitiesA¢€Ÿ刚度和强度使用一栋9层钢框架。他提出的方法使全方位绩效评估通过一个高度精确的分析方法,确定了任何来源的不规则性的影响。他得出结论,垂直违规行为产生不同的影响,这取决于类型的不规则性,层事件在哪里发生,最重要的是,地震的强度或等同于在响应级别或损坏的结构。

结构的选择
图像

规划和建模

地震分析
早些时候,建筑物被设计为重力加载但近年来,地震分析是地震工程学的主要工具用来理解建筑由于地震波的响应在一个更简单的方式。不同类型的地震分析方法:等效静态分析、响应谱分析、历史分析

反应谱分析
这种方法允许多个响应模式的构建需要考虑。对于每个模式,从设计获得光谱响应,相应的模态频率和模态质量,然后结合估计的总反应结构。以下类型的组合方法:(一)绝对-高峰值加在一起,(b)的平方和的平方根(srs), (c)完成二次组合(CQC)——一个方法,这是一个提高对srs密集模式。

模型显示不同类型的违规行为
计划,刚度和垂直几何不规则显示在图4.1中,4.2和4.3
图像
图像
图像
图像
表4.2、4.3 & 4.4从反应谱分析结果显示基反应力和时刻有/没有剪力墙。基本反应部队几乎是三倍的建筑剪力墙相比没有剪力墙。使用反应谱分析,发现所有的模式形状,形状模式2的最大基地反应部队建设有/没有剪力墙。弯矩分配输出有/无剪力墙在不同storeyA¢€Ÿ年代是显示在表4.4 &各自的图在图4.11中所示。
图像
ETAB结果不同/均匀厚度有/无剪力墙表4.5和表中相应的图示如下图所示图4.13。图4.12显示了相同的造型。模式形状1最大时期,逐渐减少对其他模式的形状和之间有一个明显不同的时间段剪力墙与均匀厚度和不同厚度。
图像
图像
剪力墙的变形(模式形状)/没有开口为不同storeyA¢A€Ÿ年代以表格的形式显示在表上方4.8和3 d图在图4.15。变形峰值形状模式1和模式逐渐变得不那么形状12 &并没有太多不同之处剪力墙之间的时间与机会/没有开口。开口剪力墙增加压力和降低了稳定性。
图像

结论

结论
从结果推断,剪力墙抗侧负载在规则或不规则的结构。列有减少的时刻当介绍了剪力墙结构。的最大楼层位移建筑剪力墙时减少了50%。模式形状2显示了最高的变形形状。剪力墙与开口和不同厚度仍然足够强大和稳定的抵抗地震荷载。安全设计、剪力墙的厚度应该介于150毫米到400毫米之间。

讨论
提供剪力墙的结果在一个巨大的减少屋顶在基底剪力和位移在对称的建筑和un-symmetrical建筑。观察到在普通帧,帧没有扭转效应的对称。在一个不规则的框架,有扭旋转结构。剪力墙在建筑必须对称位于建筑物的计划,以减少不良反应的转折。他们应该对称放置在一个或两个方向的计划。剪力墙更有效时,位于外部周边的建筑——这样一个扭曲的建筑布局增加阻力。剪力墙电梯核心可以提供一个主要部分的弯曲和建筑结构的抗扭强度。

确认
作者表达了她的真诚的感谢和感激r·安纳杜博士,教授和煤斗,土木工程系,有价值的建议和建议在执行本文的工作。作者特此承认了有价值的指导和深深的感激之情,精神上的支持和鼓励的项目协调员/结构工程(部门),k . s . SATYANARAYANAN博士和教授也g·奥古斯汀先生MANIRAJ PANDIAN,教授,土木工程系。作者表示诚挚的感谢和感激她指导美国MANIVEL先生,Asst.教授(OG)、指导、激励和鼓励给予这个项目的过程中。
作者表达了她的感激之情类r . RAMASUBRAMANI先生负责,Asst.教授(OG)过程中提供的所有的帮助这个项目。
作者感谢所有的教员土木工程系(SRM)的道德支持扩展她的期间。

引用
  1. Venkata Sairam库马尔。N,苏伦德拉先生(2014),„剪力墙——ReviewA¢€Ÿ。IJIRSET, ISSN: 2319 - 8753, 3卷,问题2,2014年2月
  2. Ravikanth Chittiprolu, Ramancharla Pradeep Kumar„意义的剪力墙高层不规则BuildingsA¢€Ÿ,IJEAR卷4,SpL-2问题,2014年1月- 6月。
  3. Varsha r .要控制(2014),„比较研究RC剪力墙的强度在不同位置的多多层住宅BuildingA¢€Ÿ,国际土木工程研究ISSN杂志2278 - 3652,5卷,4号(2014),页391 - 400。
  4. 谢赫Abdul Aijaj阿卜杜勒·拉赫曼(2013),„垂直不规则钢筋混凝土框架的地震反应与刚度不规则第四FloorA¢€Ÿ,国际期刊的新兴技术和先进的工程ISSN 2250 - 2459卷3期8 (2013)。
  5. j . v .苏尼尔Ganesh & Mallikarjun s Bhandiwad(2014),„不规则的多层结构的地震分析与剪切要人¢€Ÿ,国际科学与技术学报,2卷,问题6。
  6. y . m . Fahjan & j .顾宾& m . t . Tan(2010),一个¢€Ÿ非线性分析方法与剪力墙的钢筋混凝土建筑„,ECEE。
  7. g . Nandini井斜,k .萨勃拉曼尼亚&境Santhakumar (2009),„Multibay多层横向荷载抵抗系统的结构响应地震类型载荷作用下„,国际地球科学与工程学报,ISSN 0974 - 5904年02卷,没有。02年,页145 - 153。
  8. j .顾宾Y.M . .Fahjan和M.T.谭[(2008),„比较实用的方法模拟剪力墙的结构分析BuildingsA¢€Ÿ,第14届世界地震工程会议10月12 - 17日,北京,中国。
  9. n。如厕,西澳Thanoon, H。M H,点Hamadelnil(2008),一个¢€Ÿ剪力墙的实际造型方面进行分析利用有限元MethodA¢€Ÿ,ICCBT、马来西亚。
  10. Devesh p .索尼&巴拉特b Mistry(2006),„定性反应纵向地震响应的不规则建筑FramesA¢€Ÿ,SVIT Vasad。