基于Pushover方法的高層分散筒結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能對比.pdf

1、分散筒結(jié)構(gòu)體系側(cè)向剛度大,結(jié)構(gòu)構(gòu)件平面布置靈活,空間整體性強(qiáng),可用于高層和超高層建筑中,是具有遠(yuǎn)大應(yīng)用前景的新型抗側(cè)力體系,但其在很多方面仍需深入研究。在彈性階段,結(jié)構(gòu)的延性、耗能等諸多極為重要的信息無法得到體現(xiàn),而這部分信息很有可能是結(jié)構(gòu)性能的關(guān)鍵。由于分散筒結(jié)構(gòu)構(gòu)件筒體墻壁較薄,在大震作用下,當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性工作狀態(tài),結(jié)構(gòu)能否滿足規(guī)范規(guī)定的彈塑性變形要求和其彈塑性工作性能好壞是決定分散筒結(jié)構(gòu)體系能否適用于工程實際的關(guān)鍵。
　　

2、本文首先根據(jù)民用建筑中常見的建筑布置方案,采用SAP2000軟件對剪力墻結(jié)構(gòu)和分散筒結(jié)構(gòu)主要抗側(cè)力構(gòu)件的靜力彈性和靜力彈塑性性能進(jìn)行了對比,研究其破壞機(jī)制和彈塑性工作性能差異;然后對青島某剪力墻結(jié)構(gòu)體系高層住宅進(jìn)行重新設(shè)計,結(jié)構(gòu)方案設(shè)計為分散筒結(jié)構(gòu)體系,并保證兩方案混凝土用量基本相等,利用ETABS軟件、PUSH&EPDA程序和SAP2000軟件,對兩種模型的靜力彈性和靜力彈塑性性能進(jìn)行對比研究,探究兩種模型在大震作用下的抗震性能和破壞

3、機(jī)制;并采用STAT工程量統(tǒng)計軟件對兩模型的混凝土用量,含鋼量等經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)進(jìn)行對比,并對差異原因進(jìn)行了分析。
　　研究發(fā)現(xiàn),相同混凝土用量前提下,筒體模型較一字型墻體模型具有較大的抗側(cè)剛度和空間工作性能,翼緣墻體能夠較好地參與結(jié)構(gòu)受力。筒體模型底部墻體出現(xiàn)混凝土壓潰時的頂點側(cè)移值和梁端塑性鉸的發(fā)展程度均大于墻體模型,構(gòu)件材料利用率高,結(jié)構(gòu)延性較好,能夠更好地保證“強(qiáng)柱弱梁”的設(shè)防思想。開洞筒體模型與帶翼緣墻體模型梁端塑性鉸發(fā)展基本

4、相同,抗側(cè)性能接近,布置合理的帶翼緣墻體模型能夠取得接近開洞筒體的抗側(cè)性能,剪力滯后效應(yīng)并不明顯,結(jié)構(gòu)的空間整體性較強(qiáng)。
　　工程實例對比分析中,相同混凝土用量前提下,分散筒模型與剪力墻模型靜力彈性性能接近。當(dāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài),分散筒模型比剪力墻模型有較大的剛度和較好的彈塑性性能,在性能點處的最大彈塑性層間位移角遠(yuǎn)小于剪力墻模型,結(jié)構(gòu)有較大富裕。
　　優(yōu)化結(jié)構(gòu)模型,使結(jié)構(gòu)主抗側(cè)力方向的最大彈塑性層間位移角相等且合理,在“與

5、結(jié)構(gòu)主軸成45度夾角”的地震作用下,剪力墻模型的彈塑性層間位移角超限,分散筒模型滿足要求且具有較大的富裕,分散筒結(jié)構(gòu)抗扭剛度大的性能充分體現(xiàn)。在“預(yù)設(shè)偏心”情況下,兩種模型的彈性和性能點處的彈塑性性能接近,但在結(jié)構(gòu)達(dá)到臨近破壞的極限狀態(tài)時,分散筒模型的抗扭性能明顯優(yōu)于剪力墻模型。
　　優(yōu)化后分散筒模型的混凝土用量較剪力墻模型更省,但鋼筋用量較大。分析后初步判斷兩模型的計算用鋼量接近,分散筒結(jié)構(gòu)體系按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的剪力墻結(jié)構(gòu)體系的