鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后效應(yīng)及其抗震性能分析.pdf

1、自1965年美國工程師Fazlur Khan設(shè)計(jì)的第一棟鋼筋混凝土框筒結(jié)構(gòu)—芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大廈落成以來，簡體結(jié)構(gòu)因其抗側(cè)剛度大、空間整體作用強(qiáng)、能充分發(fā)揮材料性能等優(yōu)點(diǎn)而在實(shí)際工程中得到了廣泛應(yīng)用。但是，簡體結(jié)構(gòu)一個(gè)重要的受力特征仍是存在明顯的剪力滯后效應(yīng)，框筒與核心筒均存在不同程度的剪力滯后效應(yīng)，這造成翼緣角部的正應(yīng)力增大，而翼緣中部僅有較小的正應(yīng)力值，正應(yīng)力的分布很不均勻，材料力學(xué)中經(jīng)典的彎曲應(yīng)力理論（σ=

2、M/Iy）不再適用。剪力滯后效應(yīng)不同程度地削弱了結(jié)構(gòu)的整體性，材料性能的發(fā)揮出現(xiàn)“打折”，降低了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。因此，加強(qiáng)對(duì)簡體結(jié)構(gòu)剪力滯后效應(yīng)的研究是充分了解筒體結(jié)構(gòu)的工作性能，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必然要求，具有極為重要的工程意義。僅是改善剪力滯后效應(yīng)以保證高效的空間整體受力與可靠剛度的結(jié)構(gòu)方案并不意味著結(jié)構(gòu)整體抗震性能的“安全過關(guān)”，一個(gè)優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)方案應(yīng)同時(shí)滿足承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性、經(jīng)濟(jì)性等多方面的要求。而評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)方案抗震性能優(yōu)劣

3、的指標(biāo)至少應(yīng)符合“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)防三水準(zhǔn)要求。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用Midas/Gen有限元軟件，以某鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析了外框筒各榀翼緣框架與腹板框架的剪力滯后效應(yīng)。為此，建立起了多個(gè)對(duì)比模型，探究了外框筒剪力滯后效應(yīng)的發(fā)展規(guī)律及產(chǎn)生剪力滯后效應(yīng)的原因，引入了量化剪力滯后嚴(yán)重程度的指標(biāo)—“剪力滯后值”，逐個(gè)分析了窗裙梁截面高度（跨高比）、窗裙梁截面寬度、角柱截面面積、中間各柱

4、截面面積、框筒平面形狀、樓板平面內(nèi)（外）剛度、框筒高寬比等因素對(duì)剪力滯后效應(yīng)的可能影響，并總結(jié)了相應(yīng)的發(fā)展變化規(guī)律。⑵采用ABAQUS有限元軟件，著重分析了某鋼筋混凝土核心筒的剪力滯后效應(yīng)，重點(diǎn)探究了核心筒剪力滯后效應(yīng)的影響因素。為此，使用ABAQUS軟件進(jìn)行了建模，討論了材料本構(gòu)模型的選取、材料間接觸關(guān)系的處理、參數(shù)的設(shè)置、單元的選擇、網(wǎng)格的劃分、模型的加載以及邊界條件等問題，驗(yàn)證了核心筒底部存在剪力滯后效應(yīng)的事實(shí)，提取了各對(duì)比模型下