高層鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)抗震性能分析與評(píng)估.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展及城市建設(shè)的需要，鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系在高層及超高層建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。但是，當(dāng)前高層混合結(jié)構(gòu)體系的抗震研究成果尚不能完全滿足其大范圍應(yīng)用及發(fā)展需要。為了確保高層混合結(jié)構(gòu)體系在地震中的安全性，本文以某一外型鋼混凝土框架-內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒高層混合結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象，從高層混合結(jié)構(gòu)的典型構(gòu)件、整體模型建立、彈塑性地震反應(yīng)以及地震易損性分析等方面開展相關(guān)研究。重點(diǎn)研究了該類高層混合結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析方法，并對(duì)

2、其抗震性能進(jìn)行了系統(tǒng)化分析與評(píng)估。
　　本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作：
　　1．在OpenSEES中采用纖維型非線性梁柱單元，針對(duì)不同約束條件下的混凝土以及鋼材采用不同的本構(gòu)模型，建立了型鋼混凝土構(gòu)件分析模型，對(duì)文獻(xiàn)試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了含鋼率、混凝土強(qiáng)度、鋼材強(qiáng)度、軸壓比等參數(shù)對(duì)型鋼混凝土構(gòu)件彎矩-曲率關(guān)系的影響，分析型鋼混凝土構(gòu)件的性能。等效簡(jiǎn)化在OpenSEES中建立的型鋼混凝土梁柱構(gòu)件分析模型，并應(yīng)用到工

3、程分析軟件PERFORM-3D中，為應(yīng)用PERFORM-3D軟件分析帶有該類構(gòu)件的大型復(fù)雜超高層混合結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力非線性分析奠定了基礎(chǔ)。
　　2．以 PERFORM-3D軟件為平臺(tái)，采用纖維模型墻單元及纖維型連梁?jiǎn)卧獙?duì)某一內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒的擬靜力推覆試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬，并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證該核心筒分析模型的可靠性和有效性，為分析帶有該類核心筒的大型復(fù)雜超高層混合結(jié)構(gòu)整體動(dòng)力非線性分析奠定基礎(chǔ)。數(shù)值模擬還原試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膿p傷發(fā)

4、展過程，并研究軸壓比、高寬比、連梁高度等參數(shù)對(duì)核心筒抗震性能的影響。
　　3．結(jié)合《JGJ3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》關(guān)于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的內(nèi)容，量化高層混合結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo)，可對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的性能評(píng)估，給出了基于性能的高層混合結(jié)構(gòu)抗震能力分析方法。在上述梁、柱及核心筒構(gòu)件非線性模型研究的基礎(chǔ)上，以某一外型鋼混凝土框架-內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒高層混合結(jié)構(gòu)的1:10地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)為研究對(duì)象，在 PERFORM-3D結(jié)構(gòu)分析

5、軟件中建立了其原型結(jié)構(gòu)的整體分析模型，對(duì)該原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析，與試驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比，再現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)中的破壞發(fā)展過程，并采用上述性能指標(biāo)，對(duì)其抗震性能進(jìn)行分析評(píng)估。
　　4．在增量動(dòng)力分析（IDA）的基礎(chǔ)上，結(jié)合地震易損性分析，給出基于IDA的該類高層混合結(jié)構(gòu)地震易損性分析方法，并以設(shè)計(jì)的某50層超高層混合結(jié)構(gòu)為算例，采用上述方法計(jì)算該結(jié)構(gòu)在指定不同水平地震作用下的易損性。所得分析結(jié)果可以為預(yù)測(cè)重大工程結(jié)構(gòu)的地震破壞和損失