底部加强区设置钢芯板混凝土组合剪力墙的钢框架—伸臂—核心筒结构抗震性能

作     者：Pere Bon Benedict Mombouli 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴函恒

授予年度：2022年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：钢框架混凝土核心筒 伸臂桁架 钢芯板混凝土剪力墙 时程分析 Pushover分析 

摘      要：随着经济的发展,城市人口增长,导致用地资源紧张,以相对较少的土地占有满足更多人的居住需求成为亟待解决的问题。高层建筑占地面积小,充分利用土地资源,缓解了住房紧张的问题。如今,随着对可分割性的要求越来越高,高层建筑越来越细长,其结构设计也越来越复杂。考虑到结构方面,它们受到重要的横向荷载,尤其是由于风和地震作用。这些侧向荷载可能会影响建筑物的稳定性,因此了解不同结构系统的抗侧性能至关重要。近年来,带伸臂框架-核心筒结构在高层建筑中得到了广泛应用。由于伸臂加强层和核心筒底部加强区对结构的整体性能影响较大,目前对带伸臂框架-核心筒结构在地震和风荷载作用下的性能研究还不够全面,因此对带伸臂框架-核心筒结构展开分析,对此类结构的设计有着重要的理论意义和工程应用价值。本文主要研究内容如下:(1)阐述伸臂结构的受力机理,并介绍其基本计算理论。(2)对五片缩尺PBL键钢芯板混凝土组合剪力墙进行了循环往复加载试验,研究了试件在侧向荷载作用下的受力机理和破坏形态,考察了钢芯板混凝土组合剪力墙的受剪承载力,耗能能力,抗侧刚度和延性性能等性能指标。研究了钢芯板厚度,不同高宽比和PBL键的布置形式不同对墙体试件抗震性能的影响。研究结果表明:所有试件的破坏形式基本属于弯曲破坏,同时根据破坏形态,可以分为“剪压破坏与“剪切滑移破坏。其中W1、W3、W5属于“剪切滑移破坏。根据高宽比分类,可分为高墙系列和矮墙系列,矮墙系列W4和W5的承载力和抗侧刚度明显高于高墙系列W1、W2和W3。但是矮墙的延性较低。(3)选用三种不同形式的伸臂结构,研究其在风荷载和地震作用下的性能。通过对比侧向位移和层间位移角等参数的对比,确定最终伸臂结构形式,并将其应用于框架-核心筒结构中。(4)在地震作用下,核心筒底部极易出现破坏。钢筋混凝土剪力墙延性较差,通过试验研究,发现钢芯板混凝土剪力墙延性较好,因此在核心筒底部加强区分别设置钢筋混凝土剪力墙和钢芯板混凝土剪力墙,对其进行Pushover分析,对比其抗震性能。总体而言,在框架-核心筒结构中设置伸臂桁架和在底部加强区设置钢芯板混凝土组合剪力墙,它们将改善钢框架-混凝土核心筒结构在风和罕遇地震下的结构性能。