中高層鋼筋混凝土異形柱框架—抗震墻結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析

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1、中高層鋼筋混凝土異形柱框架—抗震墻結(jié)構(gòu)彈塑性時(shí)程分析霍瑞麗郭建劉偉慶（南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院，江蘇，南京，210009）摘要：用層間彎剪型力學(xué)模型編制了鋼筋混凝土異形柱框架–抗震墻結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析程序，采用該程序?qū)σ淮?2層鋼筋混凝土異形柱框架–抗震墻結(jié)構(gòu)的建筑進(jìn)行計(jì)算分析，并與有限元分析軟件MIDASGen6.3.5的分析結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)該種結(jié)構(gòu)體系整體性強(qiáng)，抗側(cè)剛度大，抗震性能較好；屬于梁鉸機(jī)構(gòu)，滿足了“強(qiáng)柱弱梁”的延性設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：異形柱；框架–抗震墻；彈塑性時(shí)程分析Elastic–plasticdynam

2、icanalysisofRCframe–aseismicwallstructurewithspecial–shapedcolumnsHuoRuiliGuoJianLiuWeiqing(CollegeofCivilEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:Inthispaperacomputerprogramwasdesignedtoanalyzetheelastic–plasticdynamiccharacteristicso

3、fRCframe–aseismicwallstructurewithspecial–shapedcolumnsbasedonshear–bendingstorey–postmechanicalmodel,andtheresultswerecomparedwiththosefromMIDASprogram.Theresultsshowedthatlateralforceresistingrigidityofthestructurewasbig,andtheearthquake–resistantbehaviorswerever

4、ygood,therequirementofductilitydesignofstructurewassatisfied.Keywords:special–shapedcolumn;frame–aseismicwall;elastic–plasticdynamicanalysis.1引言目前，隨著生活水平的提高，人們對(duì)居住條件提出了經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、美觀等新的要求。在中高層住宅建筑中，涌現(xiàn)出了一種新的結(jié)構(gòu)體系：鋼筋混凝土異形柱框架–抗震墻結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)將建筑美觀和使用功能的靈活有機(jī)地結(jié)合起來，為用戶提供了理想的居住環(huán)境，并已經(jīng)

5、應(yīng)用到了許多實(shí)際工程之中。然而，關(guān)于這種結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性方面的理論研究，特別是對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性之后的破壞機(jī)理方面的研究開展得還不夠充分。本文采用層間彎剪型力學(xué)模型編制了彈塑性時(shí)程分析程序，并將計(jì)算結(jié)果與有限元軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。2工程概況本課題是以南通某工程為背景，參考國(guó)內(nèi)其他許多同類工程（采用異形柱和剪力墻的板式小高層住宅），從中抽象出具有代表性的一個(gè)開間，通過對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)抗震試驗(yàn)和彈塑性理論分析，來研究異形柱–抗震墻結(jié)構(gòu)的抗震能圖1標(biāo)準(zhǔn)層平面圖圖2南立面圖力和大震下的破壞情況，為工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。本文詳細(xì)闡述了對(duì)振動(dòng)臺(tái)

6、試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑退M(jìn)行的理論分析過程及其結(jié)果。該模型的原型共12層，底層層高3.3米，其余層層高2.8米，混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為C30，標(biāo)準(zhǔn)層平面圖、結(jié)構(gòu)南立面圖如圖1、圖2所示。3彎剪型彈塑性時(shí)程分析程序的設(shè)計(jì)x9(t)m123.1計(jì)算模型的選取目前，高層建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)彈塑性時(shí)程分析常采用的力學(xué)模型有：層間模型、桿系模型、桿系–層間模型。層間模型又分為剪切型、彎曲型和彎剪型。層間模型具有較少的自由度數(shù)，能較好地反映結(jié)構(gòu)各層的受力變形情況，找出薄弱層，且計(jì)算工作量小。因原型為板式小高層的一個(gè)開間，本文結(jié)合該結(jié)構(gòu)的受力情況，采用

7、彎剪型層模型（圖3）僅對(duì)結(jié)構(gòu)的Y向進(jìn)行了彈塑性時(shí)程分析。3.2恢復(fù)力模型的建立EI4GA4為了真實(shí)地反映該結(jié)構(gòu)體系受反復(fù)荷載時(shí)在彈塑性區(qū)域的工作狀態(tài)，本程序采用克拉夫、武騰青提出的三線型剛度退化模型，其恢m1復(fù)力特性曲線如圖4所示。曲線上的關(guān)鍵點(diǎn)由相應(yīng)公式計(jì)算得到。該模型考慮了鋼筋混凝土構(gòu)件的剛度退化性質(zhì)，其主要特點(diǎn)是：前一次循環(huán)之后再加載時(shí)，剛度的降低與前一次循環(huán)的最大變形有關(guān)；圖3彎剪型模型P(xp,fp)反向加載時(shí)的直線指向前一次循環(huán)的最大f3(8)9變形點(diǎn)；未屈服時(shí)，卸載指向坐標(biāo)原點(diǎn)；屈32服以后的卸載剛度與屈服時(shí)的

8、割線剛度相2161D4等。圖4中橫坐標(biāo)為層間位移，縱坐標(biāo)為層1D06間內(nèi)力（考慮了層間彎曲和剪切效應(yīng)）。5C21-xcAAx為了準(zhǔn)確描述恢復(fù)力特性的變化過程，137-xy0xc17xy410使恢復(fù)力模型程序化，本文對(duì)滯回曲線的各-4-519個(gè)不同階段設(shè)置了狀態(tài)數(shù)PD：0，1，±2，±3，-