鋼筋混凝土筒中筒結構的剪力滯后效應及其抗震性能分析.pdf

1、自1965年美國工程師Fazlur Khan設計的第一棟鋼筋混凝土框筒結構—芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大廈落成以來，簡體結構因其抗側剛度大、空間整體作用強、能充分發(fā)揮材料性能等優(yōu)點而在實際工程中得到了廣泛應用。但是，簡體結構一個重要的受力特征仍是存在明顯的剪力滯后效應，框筒與核心筒均存在不同程度的剪力滯后效應，這造成翼緣角部的正應力增大，而翼緣中部僅有較小的正應力值，正應力的分布很不均勻，材料力學中經(jīng)典的彎曲應力理論（σ=

2、M/Iy）不再適用。剪力滯后效應不同程度地削弱了結構的整體性，材料性能的發(fā)揮出現(xiàn)“打折”，降低了結構設計的準確性。因此，加強對簡體結構剪力滯后效應的研究是充分了解筒體結構的工作性能，優(yōu)化結構設計的必然要求，具有極為重要的工程意義。僅是改善剪力滯后效應以保證高效的空間整體受力與可靠剛度的結構方案并不意味著結構整體抗震性能的“安全過關”，一個優(yōu)秀的結構方案應同時滿足承載力、剛度、穩(wěn)定性、延性、經(jīng)濟性等多方面的要求。而評價結構方案抗震性能優(yōu)劣

3、的指標至少應符合“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設防三水準要求。
　　本研究主要內容包括：⑴采用Midas/Gen有限元軟件，以某鋼筋混凝土筒中筒結構為研究對象，重點分析了外框筒各榀翼緣框架與腹板框架的剪力滯后效應。為此，建立起了多個對比模型，探究了外框筒剪力滯后效應的發(fā)展規(guī)律及產(chǎn)生剪力滯后效應的原因，引入了量化剪力滯后嚴重程度的指標—“剪力滯后值”，逐個分析了窗裙梁截面高度（跨高比）、窗裙梁截面寬度、角柱截面面積、中間各柱

4、截面面積、框筒平面形狀、樓板平面內（外）剛度、框筒高寬比等因素對剪力滯后效應的可能影響，并總結了相應的發(fā)展變化規(guī)律。⑵采用ABAQUS有限元軟件，著重分析了某鋼筋混凝土核心筒的剪力滯后效應，重點探究了核心筒剪力滯后效應的影響因素。為此，使用ABAQUS軟件進行了建模，討論了材料本構模型的選取、材料間接觸關系的處理、參數(shù)的設置、單元的選擇、網(wǎng)格的劃分、模型的加載以及邊界條件等問題，驗證了核心筒底部存在剪力滯后效應的事實，提取了各對比模型下