高層建筑混凝土核心筒抗震性能研究.pdf

1、目前，我國(guó)設(shè)計(jì)和建造的高層和超高層建筑多采用鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系。在這種混合結(jié)構(gòu)體系中，其內(nèi)部多采用鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)。混凝土核心筒結(jié)構(gòu)空間受力，在各個(gè)方向上都具有較大的抗推剛度，在結(jié)構(gòu)體系中，成為主要的抗側(cè)力構(gòu)件，將承受風(fēng)或地震作用所產(chǎn)生的大部分水平荷載，被當(dāng)作抗震設(shè)防的第一道防線。因此，混凝土核心筒在側(cè)向力作用下的性能，直接關(guān)系到整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的性能，特別是遭遇地震時(shí)的安全性。
　　 混凝土核心筒的抗震設(shè)計(jì)目前工程中主要沿

2、用剪力墻的延性設(shè)計(jì)方法，按照強(qiáng)剪弱彎的原則設(shè)計(jì)抗彎鋼筋和抗剪鋼筋，并采取措施使變形集中的塑性鉸區(qū)具有足夠的延性。但由于核心筒是空間構(gòu)件，剪力墻是片狀構(gòu)件，二者受力特性有一定差別，把剪力墻的設(shè)計(jì)方法直接用于筒體設(shè)計(jì)可能存在問(wèn)題。本文針對(duì)混凝土核心筒的抗震性能進(jìn)行了試驗(yàn)及理論分析研究，主要內(nèi)容如下：
　　 1.采用截至目前國(guó)內(nèi)外研究中較大的高寬比2.68及較高的軸壓比0.5，對(duì)3個(gè)混凝土核心簡(jiǎn)體試件進(jìn)行了單向2點(diǎn)水平低周反復(fù)加載擬靜

3、力試驗(yàn)，使得試驗(yàn)研究更加接近于實(shí)際高層建筑中混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。重點(diǎn)研究了不同軸壓比、連梁高跨比下混凝土核心筒的受力機(jī)制、破壞形式、滯回特性、耗能能力、延性、剪力滯后等方面的抗震性能。
　　 2.對(duì)2個(gè)尺寸、配筋相同的大尺寸、大高寬比鋼筋混凝土核心筒試件分別進(jìn)行了水平單向加載和水平雙向加載擬靜力試驗(yàn)研究，分析比較了水平單向加載和雙向加載條件下鋼筋混凝土核心筒在破壞機(jī)理、承載力、剛度及其退化過(guò)程、延性、耗能能力、破壞機(jī)制、

4、剪力滯后效應(yīng)等方面的差異，重點(diǎn)評(píng)價(jià)了混凝土核心筒在水平雙向荷載作用下的抗震性能。
　　 3.在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，基于混凝土有限元理論，建立了鋼筋混凝土核心筒非線性分析的有限元方法和計(jì)算模型，進(jìn)行了相應(yīng)的混凝土核心筒非線性計(jì)算分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)實(shí)測(cè)結(jié)果符合較好。該模型為混凝土核心筒在水平單向荷載作用下的受力過(guò)程分析提供了有效途徑。
　　 4.采用建立的鋼筋混凝土核心筒非線性分析有限元模型，通過(guò)對(duì)一系列不同軸壓比、高寬比和

5、連梁高跨比的混凝土核心筒模型進(jìn)行計(jì)算分析，對(duì)影響混凝土核心筒抗震性能的重要因素“軸壓比”、“高寬比”和“連梁高跨比”進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的分析研究，一定程度上揭示了其對(duì)鋼筋混凝土核心筒抗震性能的影響規(guī)律。
　　 5.在模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算分析的基礎(chǔ)上，修正了考慮豎向軸壓效應(yīng)的混凝土核心筒剪切屈服力計(jì)算公式并給出了相應(yīng)參數(shù)取值，對(duì)大型平面建筑結(jié)構(gòu)彈塑性動(dòng)力反應(yīng)分析程序DRAIN-2D中的多豎線核心筒分析模型進(jìn)行改進(jìn)。采用程序?qū)υ囼?yàn)中三