帶轉(zhuǎn)換層型鋼混凝土框架—核心筒混合結(jié)構(gòu)試驗與設(shè)計研究.pdf

1、中國建筑科學(xué)研究院博士學(xué)位論文帶轉(zhuǎn)換層型鋼混凝土框架—核心筒混合結(jié)構(gòu)試驗與設(shè)計研究姓名：薛彥濤申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師：徐培福20070401構(gòu)進(jìn)入彈塑性后的附加阻尼方法，并與試驗實測滯回曲線計算得到的附加阻尼進(jìn)行了對比，得出混合結(jié)構(gòu)的附加阻尼比可采用理想彈塑性滯回曲線計算，附加阻尼修正系數(shù)應(yīng)取03。根據(jù)模擬屈服的雙線性方法計算混合結(jié)構(gòu)的延性系數(shù)時，取初始剛度與結(jié)構(gòu)骨架線的初始剛度相等，計算得框架一核心簡混合結(jié)構(gòu)的延性系

2、數(shù)為354。從型鋼混凝士框架核心筒框架模犁擬靜力試驗看，混合結(jié)構(gòu)的延性并不好，因此單靠結(jié)構(gòu)延性未必能達(dá)到大震不倒的目標(biāo)，而基于性能的抗震設(shè)計方法是解決這一問題的較好方法。根據(jù)。超限審查”的實踐經(jīng)驗，高層混合結(jié)構(gòu)可按中震不屈服或中震彈性的性能水準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計，本文從地震作用計算的基本原理出發(fā)，用大震下結(jié)構(gòu)彈性地震作用除以混合結(jié)構(gòu)延性系數(shù)作為結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計時的地震作用，這個地震作用界于中震彈性地震作用和小震地震作剛之間能夠確保結(jié)構(gòu)“大震”不

3、倒的目標(biāo)。地震作用放大后，結(jié)構(gòu)抗震承載力提高，內(nèi)力不必再調(diào)整，但為了保證結(jié)構(gòu)具有更好的延性，可保留規(guī)范中構(gòu)件構(gòu)造配筋率、配箍率、軸壓比等提高延性的構(gòu)造措施。本文對幾種性能設(shè)計方法進(jìn)行了對比，得出結(jié)論：中震彈性設(shè)計內(nèi)力晟大，其次是中震不屈服和本文用大震除以延性系數(shù)的方法。最后是小震設(shè)計方法。但小震設(shè)計時，結(jié)構(gòu)內(nèi)力調(diào)整系數(shù)值復(fù)雜，例如特一級和一級抗震等級下的柱剪力調(diào)整后超過中震彈性下的柱剪力使結(jié)構(gòu)抗震性能不易把握。在框架核心筒混合結(jié)構(gòu)的樓層

4、的剪力分配中框架沿高度分配到剪力逐漸增加底層框架承擔(dān)的剪力占樓層剪力的比重晟小結(jié)構(gòu)上部樓層框架承擔(dān)的剪力與本樓層剪力之比大于20，所以框架承擔(dān)剪力調(diào)整用本樓層剪力的20％是不夠合理的。彈塑性階段，各層框架承擔(dān)的剪力趨于相同。高層結(jié)構(gòu)存在傾覆破壞的可能，框架承擔(dān)的傾覆彎矩與混凝土簡體承擔(dān)的覆彎矩在底部相當(dāng)，而結(jié)構(gòu)上部樓層的樓層傾覆彎矩，側(cè)框架承擔(dān)的較多由此可見，在高層結(jié)構(gòu)傾覆破壞時，框架不僅僅是二道防線的作用框架與簡體作用相同。剪力墻承擔(dān)

5、的剪力在剪力墻進(jìn)入彈塑性狀態(tài)后會發(fā)生重分布，受拉肢剪力培承擔(dān)的剪力逐漸減少，受壓肢剪力墻逐漸增加，當(dāng)剪力墻出現(xiàn)小偏拉時，可能會喪失抗剪承載力，這一點在剪力墻抗震設(shè)計時應(yīng)引起重視。轉(zhuǎn)換梁承擔(dān)了上部框架柱下傳的集中力，規(guī)范規(guī)定上部框架柱作用在轉(zhuǎn)換梁上的集中力在設(shè)計中應(yīng)予以放大，因此轉(zhuǎn)換梁要有足夠的承載能力，保證轉(zhuǎn)換粱在大震F仍然處于彈性狀態(tài)或具有足夠的延性，才能保證整體結(jié)構(gòu)的大震下的延性。本次試驗中采用的型鋼轉(zhuǎn)換粱具備這樣的條件計算分析表明

6、。大震下型鋼轉(zhuǎn)換粱基本處于彈性狀態(tài)，也有很高的抗剪強度，試驗和計算均未出現(xiàn)剪切破壞通過犁鋼混凝土框架核心筒混合結(jié)構(gòu)試驗的研究和模型結(jié)構(gòu)的計算分析，對型鋼混凝I十框架一核心筒混合結(jié)構(gòu)的設(shè)計提出一些建議供設(shè)計人員參考。I型鋼混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)凡用較強的承載能力，結(jié)構(gòu)延性一般，設(shè)計時應(yīng)適當(dāng)提高豎向抗側(cè)力構(gòu)件的承載能力2犁鋼混凝土框架核心筒結(jié)構(gòu)抗傾覆設(shè)計至關(guān)重要，結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件由于地震產(chǎn)生的軸向力麻進(jìn)行調(diào)整。3框架核心筒混合結(jié)構(gòu)性能設(shè)計的方法可

7、采用中震彈性、中震不屈服和中震豎向構(gòu)什不屈服的設(shè)計方法。本文提出了基于大震不倒的設(shè)計方法，以彈性大震除以結(jié)構(gòu)延性系數(shù)得到的地震作用作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的地震作用保留強柱弱粱、強剪弱彎的內(nèi)力調(diào)整。4規(guī)范關(guān)于結(jié)構(gòu)層間彈塑性位移角限值只對結(jié)構(gòu)底部區(qū)域的樓層適用，具體可以以加強部位(或轉(zhuǎn)換層2層)為界結(jié)構(gòu)上部的彈塑性位移可根據(jù)樓層出現(xiàn)的塑性鉸分布判定，只要樓層內(nèi)柱端不全出鉸，可認(rèn)為是安全的。5轉(zhuǎn)換粱應(yīng)具有較大的剛度、承載力和變形能力可采_IJ型鋼混凝七