高层混合结构性能指标及增量动力分析研究

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钢框架—混凝土核心筒高层混合结构已成为我国高层建筑的主要结构形式之一,为了形成高层混合结构的基于性能的设计方法,需要对混合结构的性能目标及性能指标展开系统的研究。本文即以混合结构的性能指标作为对象展开研究,主要内容包括: 对3个既有试验研究的钢筋混凝土剪力墙构件进行弹塑性静力推覆分析和静力低周反复加载分析,比较计算结果与试验数据,确定合理的能够表现出钢筋混凝土核心筒变形特点的单元分析模型及其参数。在此基础上建立9个不同层高和不同截面尺寸的钢框架—混凝土核心筒高层混合结构计算模型,选择4条双向地震波和1条单向人工波,对模型进行弹塑性时程分析。 采用增量动力分析方法对9个结构的弹塑性时程计算结果进行分析,选用最大层间位移角作为结构性能参数,地面峰值加速度作为地震动强度参数。将增量动力分析曲线的斜率下降看成结构在地震动作用下刚度的下降,分析并提出高层混合结构的四个性能水准,给出了最大层间位移角在各个性能水准下的量值,同时对混合结构在不同性能水准下结构的破坏情况进行了描述。 在对最大层间位移角进行量化后,以此指标为基础,又选取了总位移角、最终软化指标和滞回耗能比作为结构性能指标,比较分析了这四个指标在结构不同高宽比和刚度特征值下的变化情况。最后通过建立各个指标与最大层间位移角之间在平均意义上的关系,分别给出了各个性能指标在不同性能水准下的量化值。 本文提出的性能指标能及其在不同性能水准下的量值,能够为建立高层混合结构基于性能的抗震设计方法提供参考,同时也为增量动力分析方法在复杂高层结构中的应用提供基础。
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