高層建筑混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)抗震性能和地震損傷研究.pdf

1、近年來,混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層建筑中,但國內(nèi)外對其在地震作用下的非線性性能和損傷研究較少,不能滿足發(fā)展的需求,因此,研究鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理、抗震性能、地震損傷等具有重要意義。本文采用理論分析及數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,以結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析為手段,從鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)變形和能量反應(yīng)研究入手,開展了以下幾個(gè)方面的研究工作:
　　針對目前規(guī)范中對于彎曲型結(jié)構(gòu)變形控制存在的問題,結(jié)合國內(nèi)外鋼筋混凝

2、土結(jié)構(gòu)性能水平的劃分標(biāo)準(zhǔn),將鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)的性能水平劃分為良好使用、繼續(xù)使用、暫時(shí)使用、中止使用和接近倒塌五個(gè)等級。針對4個(gè)地震作用水平,建立了鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防目標(biāo),推導(dǎo)了針對剪力墻構(gòu)件不同性能水平下受力位移角計(jì)算公式。在統(tǒng)計(jì)分析國內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,得出結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受力位移角的性能指標(biāo)。分析了鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)側(cè)移模式及變形組成,將樓層位移分為受力層間位移及非受力層間位移,給出了結(jié)構(gòu)受力層間位移彈

3、性階段解析計(jì)算方法和彈塑性階段三種簡化計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上,分析了結(jié)構(gòu)及構(gòu)件受力層間位移沿高度的變化規(guī)律。
　　通過4類場地條件下地震波時(shí)程分析,研究了彈性及彈塑性單自由度體系地震輸入能量譜,并分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)及地震動(dòng)參數(shù)的影響。研究表明,能量譜曲線可分上升段、平臺段、下降段及平滑段;結(jié)構(gòu)阻尼比比值與能量譜均值比值呈線性關(guān)系;地震波頻譜特性影響能量譜峰值平臺的長短及出現(xiàn)位置;能量譜數(shù)值與峰值加速度增大倍數(shù)的平方成正比。根據(jù)能量譜曲線

4、的特征,建議了四段式的能量譜簡化計(jì)算公式以及曲線參數(shù)的確定方法。對于多自由度體系,建議采用多階振型組合的方法計(jì)算總輸入能。
　　通過選用一定數(shù)量的地震波對9個(gè)不同結(jié)構(gòu)特性的鋼筋混凝土框架-核心筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)程分析,研究了此類結(jié)構(gòu)在地震作用下的總輸入能及其在滯回耗能和阻尼耗能之間的分配規(guī)律,滯回耗能與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性以及地震動(dòng)參數(shù)的關(guān)系,滯回耗能在構(gòu)件及層間的分布規(guī)律。通過參數(shù)分析及回歸擬合的方法得到能夠反映結(jié)構(gòu)剛度特征值、連梁與剪力墻線