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带加强层钢框架—核心筒结构抗震性能分析

带加强层钢框架—核心筒结构抗震性能分析

作者：孙毅沈阳建筑大学

学位级别：硕士

随着高层结构的迅猛发展,带加强层框架-核心筒结构体系在实际工程中得到了越来越多的应用。加强层数量和位置可以结合高层建筑的避难层和设备层,能够有效的利用建筑空间,提高建筑的租售竞争力。加强层设置道数的增多,能够使结构受力更均... 详细信息

随着高层结构的迅猛发展,带加强层框架-核心筒结构体系在实际工程中得到了越来越多的应用。加强层数量和位置可以结合高层建筑的避难层和设备层,能够有效的利用建筑空间,提高建筑的租售竞争力。加强层设置道数的增多,能够使结构受力更均匀,不易形成薄弱层,在设置加强层应考虑多种位置以及数量,以求最合理方案同时满足规范对层间位移角的最低要求。在设置加强层时会遇到各种问题,研究该类结构体系的受力特性和破坏特征对工程设计具有十分重要的意义。鉴于以上原因,本文在总结前人研究成果的基础上,开展了下列研究工作：以一幢50层带加强层的框架-核心筒结构为例,采用ETABS建立结构三维有限元模型。分析了加强层的位置、数量变化对结构整体刚度、构件内力和低阶周期、阵型的影响,以及加强层在地震作用下的内力改变。合理设置加强层位置并对比考虑设置在不同层位置上时,结构的内力、周期以及位移等结构常用分析数据变化,在分析比较的基础上得出设置水平加强层的作用。并对该结构使用ETABS进行时程分析,得到在多种地震分别作用下加强层设置不同时的结构内力变化值曲线。比较曲线间的差异和使用时程分析法计算内力同静力作用下计算结果。对同一模型利用有限元软件MIDAS Gen进行了三维静力弹塑性分析。通过改变加强层的数量以及侧向加载模式,重点研究了罕遇地震作用下带加强层框架-核心筒结构的塑性铰出现次序及相应位置变化,加强层对相邻层的影响,并针对结构能力曲线、性能点的变化的比较以及P-△效应的影响分析。得到在罕遇地震作用下结构的破坏过程,加强层设置位置对于出铰顺序的影响以及加强层在破坏过程中的作用。

关键词：钢框架-核心筒结构加强层时程分析静力弹塑性分析地震反应谱

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带巨柱的钢框架-核心筒结构参数分析

带巨柱的钢框架-核心筒结构参数分析

第15届全国结构工程学术会议

作者：王堂根李青宁西安建筑科技大学

目前钢框架-核心筒结构兼有钢结构和混凝土结构两者优点,在我国高层建筑中得到了广泛的应用,但国内外对该结构体系的抗震性能存在争议:钢框架-核心简结构是否能成为双重抗震体系。本文对钢框架-核心筒结构体系提出改进, 讨论了设置巨型... 详细信息

目前钢框架-核心筒结构兼有钢结构和混凝土结构两者优点,在我国高层建筑中得到了广泛的应用,但国内外对该结构体系的抗震性能存在争议:钢框架-核心简结构是否能成为双重抗震体系。本文对钢框架-核心筒结构体系提出改进, 讨论了设置巨型柱的位置对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,得出一些结论和建议。

关键词：巨型柱钢框架-核心筒结构加强层抗震性能

来源： cnki会议评论

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带巨柱的钢框架—核心筒结构抗震性能研究

带巨柱的钢框架—核心筒结构抗震性能研究

作者：王堂根西安建筑科技大学

学位级别：硕士

高层钢-混凝土混合结构是由外部钢框架和内部混凝土核心筒组合而成,结构受力分工合理、传力途径明确,兼有钢结构和混凝土结构两者优点,目前在我国高层建筑中得到了广泛的应用,但国内外对该结构体系在地震区的应用存在争议:钢框架-核心... 详细信息

高层钢-混凝土混合结构是由外部钢框架和内部混凝土核心筒组合而成,结构受力分工合理、传力途径明确,兼有钢结构和混凝土结构两者优点,目前在我国高层建筑中得到了广泛的应用,但国内外对该结构体系在地震区的应用存在争议:钢框架-核心筒结构是否能成为双重抗震体系,而我国大部分地区处于地震区,故有必要对该结构的抗震性能进行深入研究。本文从高层钢—混凝土混合结构体系的角度出发去研究,针对钢框架—混凝土核心筒结构体系存在着钢筋混凝土内筒相对刚度有余,强度、延性不足,钢结构外框架相对刚度不足,强度、延性有余,使钢与混凝土混合结构的抗震性能不协调,不能合理地分担地震剪力及地震倾覆力矩,因此有人担心,在罕遇地震作用下,钢筋混凝土筒体因刚度过大而承担绝大部分地震力首先遭到破坏,而后钢框架因刚度不足导致整个结构变形过大而迅速破坏,即混合结构只有钢筋混凝土筒体一道抗震防线。故本文对钢框架—核心筒结构体系提出改进,以改善结构抗震性能。该结构体系采取结构的规则部分由巨型柱、有限刚度加强层、混凝土内筒做成刚度和承载力都十分强大的结构骨架抵抗侧向力,以至外框架的侧向刚度与内筒尽量协调,不至于差别过大,改进结构体系中剪力、地震倾覆力矩分配不合理的问题,从而能接近双重抗侧力体系,有利于抗风抗震。在建筑外形复杂,沿高度立面变化较多的复杂、不规则的结构中可以协调建筑上要求造型多变而结构需要规则的结构之间的矛盾。本文采用有限元分析、设计软件ETABS对改进的带巨型柱的钢框架-核心筒结构的抗震性能进行了多方面的计算分析,从中总结出巨型柱、有限刚度加强层的位置、刚度、数量的改变对其抗震性能影响的一般规律及相应的抗震设计概念,并讨论了抗侧力体系组成的概念和原则,所总结的规律和得出的结论将有助于实际工程的计算分析和设计。抗震性能包括对结构低阶自振周期、顶点位移、最大层间位移角、框架承担承担水平地震剪力、框架承担地震倾覆力矩比几个方面。

关键词：巨型柱钢框架-核心筒结构有限刚度加强层抗震性能

钢框架—核心筒结构体系设计中的力学特性分析

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第9期 0182-0184页

作者：岳锋湖南省建筑科学研究院有限责任公司湖南长沙410026

钢框架-核心筒结构体系是一种将钢框架与核心筒相结合的高层建筑结构形式,在其设计过程中,力学特性的分析对于确保结构的安全性和经济效益是至关重要的。钢框架和核心筒协同工作的原理就是由核心筒来提供刚度及稳定性,钢框架承担绝大部... 详细信息

钢框架-核心筒结构体系是一种将钢框架与核心筒相结合的高层建筑结构形式,在其设计过程中,力学特性的分析对于确保结构的安全性和经济效益是至关重要的。钢框架和核心筒协同工作的原理就是由核心筒来提供刚度及稳定性,钢框架承担绝大部分载荷。钢框架力学特性主要有受力,稳定性及抗震性能分析等,核心筒侧重于受力,剪力墙及抗震性能等。

关键词：钢框架-核心筒结构力学特性协同工作原理

超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构弹塑性时程分析

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振动与冲击 2012年第14期31卷 137-142,151页

作者：尧国皇王卫华郭明清华大学土木工程系北京100084 深圳市市政设计研究院有限公司深圳518029 华侨大学土木工程学院厦门361021

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括了钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行罕遇地震作用下的... 详细信息

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括了钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律。结果表明,罕遇地震作用下混凝土最大损失出现在这类结构体系中核心筒底部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在核心筒底部加强区域增设型钢和提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰的揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,有关方法可为同类研究提供参考。

关键词：超高层钢框架-核心筒结构弹塑性分析时程分析有限元分析

钢框架-组合钢板墙核心筒结构的抗震性能分析

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土木工程学报 2010年第S1期43卷 392-396页

作者：陈麟邹勇强周云广州大学广东广州510006

组合钢板墙是一种适用于高层建筑的新型抗侧力构件。对钢框架-组合钢板墙核心筒结构在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能进行分析,研究结构在罕遇地震作用下的破坏顺序和破坏模式,并与基本自振周期相近的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性... 详细信息

组合钢板墙是一种适用于高层建筑的新型抗侧力构件。对钢框架-组合钢板墙核心筒结构在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能进行分析,研究结构在罕遇地震作用下的破坏顺序和破坏模式,并与基本自振周期相近的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能进行对比,以考查组合钢板墙对钢框架-核心筒结构抗震性能的影响。分析结果表明,在多遇地震作用下,钢框架-组合钢板墙筒体结构和钢框架-钢筋混凝土筒体结构的抗震性能相差不大;在罕遇地震作用下,钢筋混凝土核心筒很快发生塑性损伤,随即刚度严重退化,而组合钢板剪力墙中的钢板先屈服,可以减缓核心筒的刚度退化,提高核心筒的延性,从而改善钢框架-核心筒结构的抗震性能。

关键词：钢框架-核心筒结构组合钢板墙抗震性能延性

钢框架—超高性能混凝土核心筒结构抗震性能研究

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钢框架—超高性能混凝土核心筒结构抗震性能研究

作者：张少磊长安大学

学位级别：硕士

基于OpenSEES软件分别对超高性能混凝土剪力墙和连梁进行有限元分析的基础上,建立某35层钢框架-核心筒结构,对结构进行基于增量动力分析方法的易损性能研究。(1)对多个超高性能混凝土剪力墙模型分别进行了验证分析,模拟结果与试验数据... 详细信息

基于OpenSEES软件分别对超高性能混凝土剪力墙和连梁进行有限元分析的基础上,建立某35层钢框架-核心筒结构,对结构进行基于增量动力分析方法的易损性能研究。(1)对多个超高性能混凝土剪力墙模型分别进行了验证分析,模拟结果与试验数据相符。设计超高性能混凝土剪力墙试件,研究高宽比、轴压比、钢纤维掺量、暗柱纵筋配筋率和暗柱箍筋间距等参数对超高性能混凝土剪力墙性能的影响规律。结果表明,高宽比和轴压比对超高性能混凝土剪力墙的影响最为显著。高宽比取1.0时,试件呈现以剪切破坏为主的脆性破坏形式;高宽比取2.0和3.0时,试件以弯曲破坏为主。随着轴压比从0.1提高到0.3,超高性能混凝土剪力墙承载力显著提高,抗侧刚度显著提高,但试件延性明显降低。随着暗柱纵筋配筋率从2.68%增加到5.36%,剪力墙承载力提高31.60%,试件变形能力得到显著改善。加密暗柱箍筋,剪力墙承载力提高,延性得到改善。随着墙体水平分布筋配筋率提高,剪力墙承载力有所提高,剪力墙延性得到改善。(2)对超高性能混凝土连梁模型进行了模拟分析,模拟结果与试验吻合。设计超高性能混凝土连梁,研究跨高比、箍筋间距、钢纤维掺量、纵筋配筋率和配筋形式等参数对超高性能混凝土连梁性能的影响规律。结果表明,随着跨高比从1.5提高到2.5,试件耗能能力和变形能力显著提高,而承载力降低58.9%。加密连梁箍筋,超高性能混凝土连梁试件承载力略有提高,试件延性得到改善。纵筋配筋率对连梁的承载力和变形能力影响不显著。综合配筋形式对连梁承载力提高显著,试件变形能力得到显著改善。(3)对带翼缘的普通混凝土联肢剪力墙结构和超高性能混凝土联肢剪力墙结构进行了模拟分析,结果表明,与普通混凝土联肢剪力墙结构相比,超高性能混凝土联肢剪力墙拥有较高的承载力、耗能能力和变形能力。对上述联肢剪力墙进行结构动力时程分析,结果表明,超高性能混凝土联肢剪力墙拥有良好的抗震性能。(4)建立钢框架-超高性能混凝土核心筒结构和钢框架-普通混凝土核心筒结构模型,并进行结构弹塑性分析。结果表明,钢框架-超高性能混凝土核心筒,结构的侧向位移和最大层间位移角小于钢框架-普通混凝土核心筒结构。基于增量动力分析(IDA)方法,选取适合场地条件的20条地震波对钢框架-超高性能混凝土核心筒结构进行结构动力时程分析,绘制对应IDA曲线簇和三条分位曲线,确定IDA曲线的5个性能点,分别得到结构对应五个状态下的失效概率曲线。在接近倒塌性能点时对应50%失效概率的地震强度指标S分别为0.55g和0.79g。罕遇地震作用下结构抗倒塌储备系数CMR分别为2.5和3.59,表明钢框架-超高性能混凝土核心筒结构在罕遇地震作用下有更好的的安全储备。

关键词：超高性能混凝土剪力墙超高性能混凝土连梁联肢剪力墙钢框架-核心筒结构增量动力分析抗倒塌储备系数CMR

带加强层钢框架-混凝土核心筒结构动力时程分析

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黑龙江科技大学学报 2015年第6期25卷 641-648页

作者：杜文学唐洪堃周莉朱文波黑龙江科技大学建筑工程学院哈尔滨150022

加强层的设置对钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能有重要影响。借助SAP2000建模,通过模型转换运用ABAQUS对一个36层未设置加强层与设置三层加强层的钢框架-混凝土核心筒结构进行结构和双向动力时程分析,并对设置三层加强层的结构体系进... 详细信息

加强层的设置对钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能有重要影响。借助SAP2000建模,通过模型转换运用ABAQUS对一个36层未设置加强层与设置三层加强层的钢框架-混凝土核心筒结构进行结构和双向动力时程分析,并对设置三层加强层的结构体系进行IDA分析。结果表明:在8度和9度罕遇地震作用下,设置三层钢桁架加强层的结构可以明显改善结构整体刚度和屈服顺序,提高结构整体延性;加强层处的水平钢桁架和结构外钢框架刚度处在同一数量等级上,在大震作用下,水平钢桁架先于其他构件破坏,能够起到一定耗能作用;在特定地震动作用下结构体系各个性能点值分别为IO=1/215,CP=1/57,GI=1/10,说明该结构体系设置加强层具有很好的抗震性能。

关键词：钢框架-核心筒结构加强层动力时程分析 IDA

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带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构参数分析

山西建筑 2008年第11期34卷 5-7页

作者：王堂根刘燕李青宁中冶华天工程技术有限公司安徽工业大学西安建筑科技大学

通过对带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构体系的三维有限元分析,探讨了骨架结构中巨型柱位置、巨型柱与核心筒之间伸臂桁架的连接刚度对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,并与钢框架—核心筒结构作了对比,... 详细信息

通过对带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构体系的三维有限元分析,探讨了骨架结构中巨型柱位置、巨型柱与核心筒之间伸臂桁架的连接刚度对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,并与钢框架—核心筒结构作了对比,得出一些结论和建议。

关键词：巨型柱钢框架-核心筒结构加强层抗震性能