高層鋼—混凝土混合結(jié)構(gòu)抗震性能分析與評估.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟水平的發(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

2、其抗震性能進行了系統(tǒng)化分析與評估。
　　本文主要進行了以下幾個方面的研究工作：
　　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，對文獻試驗進行了數(shù)值模擬。研究了含鋼率、混凝土強度、鋼材強度、軸壓比等參數(shù)對型鋼混凝土構(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)的整體動力非線性分析奠定了基礎(chǔ)。
　　2．以 PERFORM-3D軟件為平臺，采用纖維模型墻單元及纖維型連梁單元對某一內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒的擬靜力推覆試驗進行數(shù)值模擬，并與試驗數(shù)據(jù)進行對比，驗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)整體動力非線性分析奠定基礎(chǔ)。數(shù)值模擬還原試驗?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)計的內(nèi)容，量化高層混合結(jié)構(gòu)的性能指標，可對構(gòu)件進行合理的性能評估，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地震模擬振動臺試驗為研究對象，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，對該原型結(jié)構(gòu)進行彈塑性動力時程分析，與試驗現(xiàn)象對比，再現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)在試驗中的破壞發(fā)展過程，并采用上述性能指標，對其抗震性能進行分析評估。
　　4．在增量動力分析（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)計的某50層超高層混合結(jié)構(gòu)為算例，采用上述方法計算該結(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)測重大工程結(jié)構(gòu)的地震破壞和損失