外型鋼砼框架—內(nèi)置型鋼框架鋼筋砼核心筒混合結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究與分析.pdf

1、（超）高層建筑結(jié)構(gòu)一定程度上可代表城市、地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平，其結(jié)構(gòu)體系的選擇、承重構(gòu)件的類型及其連接對其使用功能至關重要。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，可以預測在今后相當長一段時間內(nèi)，中國將是（超）高層建筑發(fā)展的主要陣地。由于高度超限，抗側(cè)力體系多種多樣，其適用范圍及適用高度均有所不同，目前還很難形成系統(tǒng)完整的、有針對性的規(guī)范、標準等作為設計依據(jù)。更需注意的是一些抗震設防區(qū)域或高烈度區(qū)也出現(xiàn)了（超）高層建筑結(jié)構(gòu)，且此高度范圍的建筑基本均未受到

2、相當強度的地震洗禮。因此，為確保此類建筑結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的安全可靠，為此類結(jié)構(gòu)抗震設計提供普遍意義上的設計依據(jù)，對其抗震性能的研究尤為重要。
　　目前國內(nèi)外對（超）高層建筑結(jié)構(gòu)、特別是地標性建筑的抗震設計主要根據(jù)靜、動力試驗完成分析，輔以數(shù)值模擬完成整體結(jié)構(gòu)的分析作為結(jié)構(gòu)設計的主要依據(jù)。本文將采用上述手段對可適用于（超）高層建筑的混合結(jié)構(gòu)體系主要進行如下研究：1)提出一種新的（超）高層建筑體系，即：外型鋼混凝土框架—內(nèi)置型鋼框架鋼筋混

3、凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)相似原理設計出1：10的模型結(jié)構(gòu)，并進行了地震模擬振動臺試驗研究；2)結(jié)合振動臺試驗結(jié)果，對該體系中出現(xiàn)的薄弱樓層處的內(nèi)置型鋼框架的組合核心筒體進行了1：2的模型擬靜力試驗研究；3）初步探討了該組合核心筒體的非線性力學性能。
　　論文具體開展并完成了以下工作：
　　1．提出“外型鋼混凝土框架—內(nèi)置型鋼框架鋼筋混凝土核心筒”混合結(jié)構(gòu)，探討其用于（超）高層建筑作為結(jié)構(gòu)抗側(cè)體系的可行性。根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)

4、程設計了“外型鋼混凝土框架—內(nèi)置型鋼框架鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)”，利用ETABS軟件進行了該類結(jié)構(gòu)體系的原型結(jié)構(gòu)整體分析及截面設計。
　　2．根據(jù)相似原理，依據(jù)原型結(jié)構(gòu)的基本設計信息，完成了1：10大比例整體模型結(jié)構(gòu)的設計，獲得了模型中主要構(gòu)件的截面設計信息。
　　3．對該類混合結(jié)構(gòu)模型進行了地震模擬振動臺試驗，系統(tǒng)分析了整體模型結(jié)構(gòu)在不同類型、不同強度水平的地震動作用下樓層的動力響應，研究了不同工況下模型結(jié)構(gòu)的破壞機理、

5、外框架與核心內(nèi)筒之間的協(xié)同工作性能及整體模型結(jié)構(gòu)的薄弱層位置等，并根據(jù)相似關系討論了對應的原型結(jié)構(gòu)的動力響應及其抗震性能。
　　4．在振動臺試驗研究基礎上，對內(nèi)置型鋼框架鋼筋混凝土核心筒體進行了1：2模型結(jié)構(gòu)的擬靜力試驗。深入研究了該類組合筒體的剛度及承載力變化、耗能機制、滯回特性、變形特點及破壞機理等。進一步分析了內(nèi)置型鋼框架對鋼筋混凝土核心筒的承載能力及延性的影響；討論了內(nèi)置型鋼框架與混凝土間的相互作用及協(xié)同工作性能。

6、　　5．采用大型建筑結(jié)構(gòu)有限元分析程序STRAT對該內(nèi)置型鋼框架核心筒進行了大震非線性分析及抗震性能研究。
　　上述研究的目的是探討本文所提出的混合結(jié)構(gòu)體系整體抗震性能及其主要抗側(cè)部分—內(nèi)置型鋼框架核心筒體的抗側(cè)能力，探討該類混合結(jié)構(gòu)在（超）高層建筑結(jié)構(gòu)、特別是地震區(qū)高層建筑結(jié)構(gòu)中應用的可行性。本文的研究旨在抗震試驗分析的基礎上對該類混合結(jié)構(gòu)體系的綜合抗震性能進行全面的分析討論，對該類結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的應用提供分析基礎，為該類結(jié)構(gòu)體系