侧移刚度退化对高层RC框架-剪力墙(框架-核心筒)结构水平剪力重分布影响的仿真分析

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RC框架-剪力墙(框架-核心筒)结构具有较好的双重抗侧特性,其通过平面内楼板连接,表现出良好的协同工作能力。当结构进入弹塑性阶段时,结构内力重分布,框架和剪力墙(框架和核心筒)承担楼层剪力比值发生较大变化,且对于不同刚度特征值结构,其变化差异性较大。《高规》8.1.4及9.1.11分别对框剪及框筒结构框架承担剪力调整作出相关规定,但此调整基于大量工程经验,其合理性及适用性仍需对结构模型进行分析来验证。本文首先通过对3跨4层钢筋混凝土框架-剪力墙结构的破坏试验进行有限元分析,与试验结果进行比较,验证三维虚拟层合退化单元理论及其程序的可行性及适用性。接着,对三个相同轴压比、不同刚度特征值(底层框架承担剪力比例分别为21%,17%,9%)下框架-剪力墙有限元结构模型进行改进,更为准确模拟结构真实受力情况,重新开展数据后处理分析,深入探究框架-剪力墙结构开裂、钢筋屈服等过程性破坏形态、荷载-位移关系、侧移刚度退化规律及框架与剪力墙剪力分配沿结构高度的变化,并结合小震、中震、大震情况考虑框架剪力分担比例问题,给出相关结构抗震设计意见。之后,运用PKPM软件建立三个相同轴压比、不同刚度特征值(底层框架承担剪力比例分别为22%,18%,10%)下30层框架-核心筒模型,采用三维实体虚拟有限元方法对母体结构底部6层进行结构有限元建模,探讨框架-核心筒在水平荷载作用下极限承载力、层间位移、空间形态下抗侧刚度退化的情况、框架与核心筒中剪力分配的变化及随楼层变化的规律,重点分析底部两层结构受力特性,并与规范列出对框筒结构楼层框架剪力作出调整对比,得出相关结论。以上考虑梁板柱墙空间协同工作的RC框架—剪力墙(框架-核心筒)结构三维精细化非线性有限元分析所获得的结构侧移刚度退化规律、水平剪力重分布变化过程以及二者之间的关联研究;对应不同刚度特征值的RC框架、剪力墙或核心筒在极限荷载作用下的剪力分配比规律及与现行规范取值的比较,可为完善RC框架—剪力墙(框架-核心筒)结构抗震设计理论提借鉴和参考。
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