高層鋼—混凝土混合結構抗震性能分析與評估.pdf

1、隨著我國經濟水平的發(fā)展及城市建設的需要，鋼-混凝土混合結構體系在高層及超高層建筑工程中得到廣泛應用。但是，當前高層混合結構體系的抗震研究成果尚不能完全滿足其大范圍應用及發(fā)展需要。為了確保高層混合結構體系在地震中的安全性，本文以某一外型鋼混凝土框架-內置鋼框架混凝土核心筒高層混合結構為主要研究對象，從高層混合結構的典型構件、整體模型建立、彈塑性地震反應以及地震易損性分析等方面開展相關研究。重點研究了該類高層混合結構的地震反應分析方法，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模型，建立了型鋼混凝土構件分析模型，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)對型鋼混凝土構件彎矩-曲率關系的影響，分析型鋼混凝土構件的性能。等效簡化在OpenSEES中建立的型鋼混凝土梁柱構件分析模型，并應用到工

3、程分析軟件PERFORM-3D中，為應用PERFORM-3D軟件分析帶有該類構件的大型復雜超高層混合結構的整體動力非線性分析奠定了基礎。
　　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雜超高層混合結構整體動力非線性分析奠定基礎。數(shù)值模擬還原試驗模型的損傷發(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．結合《JGJ3-2010高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》關于結構性能設計的內容，量化高層混合結構的性能指標，可對構件進行合理的性能評估，給出了基于性能的高層混合結構抗震能力分析方法。在上述梁、柱及核心筒構件非線性模型研究的基礎上，以某一外型鋼混凝土框架-內置鋼框架混凝土核心筒高層混合結構的1:10地震模擬振動臺試驗為研究對象，在 PERFORM-3D結構分析

5、軟件中建立了其原型結構的整體分析模型，對該原型結構進行彈塑性動力時程分析，與試驗現(xiàn)象對比，再現(xiàn)了該結構在試驗中的破壞發(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）的基礎上，結合地震易損性分析，給出基于IDA的該類高層混合結構地震易損性分析方法，并以設計的某50層超高層混合結構為算例，采用上述方法計算該結構在指定不同水平地震作用下的易損性。所得分析結果可以為預測重大工程結構的地震破壞和損失