高層建筑混凝土核心筒抗震性能研究.pdf

1、目前，我國設計和建造的高層和超高層建筑多采用鋼-混凝土混合結構體系。在這種混合結構體系中，其內部多采用鋼筋混凝土核心筒結構。混凝土核心筒結構空間受力，在各個方向上都具有較大的抗推剛度，在結構體系中，成為主要的抗側力構件，將承受風或地震作用所產生的大部分水平荷載，被當作抗震設防的第一道防線。因此，混凝土核心筒在側向力作用下的性能，直接關系到整個結構體系的性能，特別是遭遇地震時的安全性。
　　 混凝土核心筒的抗震設計目前工程中主要沿

2、用剪力墻的延性設計方法，按照強剪弱彎的原則設計抗彎鋼筋和抗剪鋼筋，并采取措施使變形集中的塑性鉸區(qū)具有足夠的延性。但由于核心筒是空間構件，剪力墻是片狀構件，二者受力特性有一定差別，把剪力墻的設計方法直接用于筒體設計可能存在問題。本文針對混凝土核心筒的抗震性能進行了試驗及理論分析研究，主要內容如下：
　　 1.采用截至目前國內外研究中較大的高寬比2.68及較高的軸壓比0.5，對3個混凝土核心簡體試件進行了單向2點水平低周反復加載擬靜

3、力試驗，使得試驗研究更加接近于實際高層建筑中混凝土核心筒結構的受力特點。重點研究了不同軸壓比、連梁高跨比下混凝土核心筒的受力機制、破壞形式、滯回特性、耗能能力、延性、剪力滯后等方面的抗震性能。
　　 2.對2個尺寸、配筋相同的大尺寸、大高寬比鋼筋混凝土核心筒試件分別進行了水平單向加載和水平雙向加載擬靜力試驗研究，分析比較了水平單向加載和雙向加載條件下鋼筋混凝土核心筒在破壞機理、承載力、剛度及其退化過程、延性、耗能能力、破壞機制、

4、剪力滯后效應等方面的差異，重點評價了混凝土核心筒在水平雙向荷載作用下的抗震性能。
　　 3.在試驗研究的基礎上，基于混凝土有限元理論，建立了鋼筋混凝土核心筒非線性分析的有限元方法和計算模型，進行了相應的混凝土核心筒非線性計算分析，計算結果與試驗實測結果符合較好。該模型為混凝土核心筒在水平單向荷載作用下的受力過程分析提供了有效途徑。
　　 4.采用建立的鋼筋混凝土核心筒非線性分析有限元模型，通過對一系列不同軸壓比、高寬比和

5、連梁高跨比的混凝土核心筒模型進行計算分析，對影響混凝土核心筒抗震性能的重要因素“軸壓比”、“高寬比”和“連梁高跨比”進行了較為系統(tǒng)深入的分析研究，一定程度上揭示了其對鋼筋混凝土核心筒抗震性能的影響規(guī)律。
　　 5.在模型試驗和數(shù)值計算分析的基礎上，修正了考慮豎向軸壓效應的混凝土核心筒剪切屈服力計算公式并給出了相應參數(shù)取值，對大型平面建筑結構彈塑性動力反應分析程序DRAIN-2D中的多豎線核心筒分析模型進行改進。采用程序對試驗中三