鋼筋混凝土核心筒抗震性能及其設(shè)計(jì)理論研究.pdf

1、混凝土核心筒已成為我國高層建筑中一種主要的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元。框架-核心筒混合結(jié)構(gòu)在我國地震區(qū)已有大量應(yīng)用,但目前國內(nèi)外對于核心筒很少進(jìn)行深入研究,有關(guān)理論分析和設(shè)計(jì)方法沒有形成一套考慮混凝土核心筒為空間抗側(cè)力單元的完整抗震設(shè)計(jì)方法和構(gòu)造體系,核心筒的抗震性能研究還很不足。所以,對地震區(qū)混凝土核心筒的抗震性能開展研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、呕炷梁诵耐财茐臋C(jī)理和抗震性能研究。通過5個(gè)混凝土核心筒試件在相同

2、軸壓比下的低周反復(fù)水平加載試驗(yàn),研究了鋼筋混凝土核心筒在地震作用下的開裂過程、損傷順序、滯回性能、承載力、變形及延性性能,薄弱部位、剛度退化、耗能能力、截面應(yīng)變和剪力滯后現(xiàn)象等;分析了其破壞機(jī)理、較大塑性變形區(qū)域受力情況。分析了在相同軸壓比下,試件的高寬比、連梁縱筋配筋率、連梁跨高比及加載角度各項(xiàng)因素對核心筒抗震性能的影響。采用三維結(jié)構(gòu)非線性分析與性能評估軟件 perform-3D對混凝土核心筒試驗(yàn)試件進(jìn)行了靜力非線性分析,計(jì)算所得 p

3、ushover曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好,表明纖維單元對核心筒分析的有效性和準(zhǔn)確性;同時(shí),對核心筒試件彈塑性損傷分布與發(fā)展的分析,得到核心筒試件損傷發(fā)展順序以及各構(gòu)件屈服情況,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析,符合較好;在此基礎(chǔ)上，系統(tǒng)分析了更多參數(shù)如軸壓比等對混凝土核心筒承載力和變形性能的影響規(guī)律,得到對理論研究和工程設(shè)計(jì)有價(jià)值的結(jié)論。
　　⑵混凝土核心筒性能指標(biāo)限值研究及其抗震性能評估。在現(xiàn)行規(guī)范基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)分,將鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)

4、的性能水準(zhǔn)劃分為良好使用、暫時(shí)使用、生命安全和接近倒塌四個(gè)水平;統(tǒng)計(jì)分析大量鋼筋混凝土連梁、剪力墻和核心筒的試驗(yàn)數(shù)據(jù),提出了混凝土連梁和剪力墻構(gòu)件四個(gè)性能水平的失效判別標(biāo)準(zhǔn)和參數(shù),給出了不同破壞形態(tài)的變形性能指標(biāo)限值;以層間位移角作為性能指標(biāo),給出了一般彎曲型或彎曲剪切型核心筒四個(gè)性能水平的層間位移角限值。對混凝土核心筒進(jìn)行了增量動力分析,采用需求能力系數(shù)法對核心筒抗震性能進(jìn)行了評估,計(jì)算得到結(jié)構(gòu)滿足不同設(shè)防目標(biāo)的可靠水平均達(dá)到90％以

5、上，同時(shí)給出了基于IDA分析的核心筒在正常使用、暫時(shí)使用、生命安全和接近倒塌四個(gè)性能水平極限狀態(tài)的層間位移角限值。通過不同方向地震作用與單向地震作用下混凝土核心筒的地震效應(yīng)對比可知,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),大震作用下,斜向地震作用下的內(nèi)力要明顯偏大,僅考慮單向輸入的水平加速度的設(shè)計(jì)結(jié)果會偏于不安全。并通過輸入與Y軸45°斜向地震記錄基于單條地震記錄的IDA方法對核心筒進(jìn)行抗震性能分析。
　?、腔炷梁诵耐不谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)方法研究?；?/p>