鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的抗震性能研究.pdf

1、建筑是人們衣食住行的一部分，當(dāng)人們對現(xiàn)有建筑功能和使用不再滿足時就會發(fā)展新的建筑，人類的生活方式和行為習(xí)慣也影響著建筑的改革和發(fā)展；經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展帶給人類的是文明的碩果，建筑也隨之發(fā)生變化，它的高度不斷刷新記錄因為土地的珍貴，它的結(jié)構(gòu)形式不斷變化因為它的高度，它的使用功能也在變化因為它的結(jié)構(gòu)形式。高度的刷新需要建立在良好的結(jié)構(gòu)上，而良好的結(jié)構(gòu)需要發(fā)展新的材料，包括混合材料，正因為如此，新型結(jié)構(gòu)形式才不斷被發(fā)展。其中鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)就是

2、一種新型結(jié)構(gòu)的典型代表，它是由抗拉性能好、力學(xué)性能穩(wěn)定的鋼管材料和抗壓性能好、取材方便的混凝土材料混合而成的新結(jié)構(gòu)形式。兩種材料各自的優(yōu)勢互補(bǔ)使得鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高，穩(wěn)定性好，抗風(fēng)荷載舒適性好的特點。與純鋼結(jié)構(gòu)對比，混凝土作用的發(fā)揮使得其抗火性強(qiáng)，耗鋼量低，總費(fèi)用低等優(yōu)點。中國改革開放三十六年來，經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展離不開建筑的發(fā)展所帶來的經(jīng)濟(jì)效益，經(jīng)濟(jì)發(fā)展與建筑發(fā)展互惠互贏，高層建筑新的建筑結(jié)構(gòu)形式是緊隨時代發(fā)展創(chuàng)新潮流的，符

3、合經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律，鋼管混凝土混合結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)被廣泛認(rèn)可，且將持續(xù)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會效益。
　　地震是可怕的，眾多歷史災(zāi)害表明，當(dāng)建筑物遭遇大地震罕遇地震時，其結(jié)構(gòu)體系的破壞會使結(jié)構(gòu)部分或大部分進(jìn)入彈塑性狀態(tài)。工程設(shè)計人員在設(shè)計時為了滿足相關(guān)規(guī)范（如《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》）中的抗震要求，必須考慮結(jié)構(gòu)在地震作用下的彈塑性變化發(fā)展情況。眾多規(guī)范中提到：當(dāng)建筑遭遇小震（即多遇地震）破壞時，建筑物基本不破損；當(dāng)建筑遭遇中震（即基本烈度）破

4、壞時，建筑物基本可以維修；當(dāng)建筑遭遇大震（即罕遇地震）破壞時，建筑物基本不倒塌；也即為小震基本完好，中震基本可修，大震基本不倒的原則。工程設(shè)計人員在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計時就以此為抗震設(shè)防目標(biāo)，并在此基礎(chǔ)上采取合理的抗震設(shè)防保護(hù)措施來保障人名群眾的生命安全和財產(chǎn)不受損失。
　　本文研究的對象是鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)，理論尚不充足，我們在前人研究的成果基礎(chǔ)上，結(jié)合“《混凝土結(jié)構(gòu)理論》，《鋼結(jié)構(gòu)理論》，《鋼管混

5、凝土統(tǒng)一理論》”等現(xiàn)有的規(guī)范，對鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的彈塑性分析作了進(jìn)一步的探討，主要任務(wù)簡述有如下幾方面：
　　1.本文詳細(xì)敘述了建筑結(jié)構(gòu)的靜力彈塑性分析法的概念、思想、理論基礎(chǔ)、以及它的優(yōu)缺點和應(yīng)用范圍等等；也進(jìn)一步探討了結(jié)構(gòu)的側(cè)向力荷載分布模式、結(jié)構(gòu)模型的分類、荷載的控制方法以及性能控制點的確定。
　　2.通過有限元軟件SAP2000建立一個外圍鋼框架，內(nèi)部混凝土核心筒的混合結(jié)構(gòu)(即鋼框架-混凝土核心筒結(jié)構(gòu))，層數(shù)

6、25層，詳見第四章；為了達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)結(jié)論，對該結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模態(tài)化分析、反應(yīng)譜分析以及彈塑性動力時程分析，同時研究了塑性鉸的分布以達(dá)到靜力彈塑性分析的要求。在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討分析時，其層間位移和位移角都必須滿足相關(guān)規(guī)范要求，使研究成果具有實際工程價值意義。
　　3.塑性鉸和薄弱層是建筑結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵之處，本文用SAP2000模擬施加三種不同分布側(cè)向荷載來研究塑性鉸和薄弱層的變化，通過定義、運(yùn)行、分析，得出如下結(jié)論：不同的側(cè)向加載模式，塑