钢筋混凝土核心筒体抗震性能分析-结构工程专业论文.docxVIP

同济大学申请博士学位论文摘要 同济大学申请博士学位论文 摘要 f钢筋混凝土核心简体作为高层以及超高层建筑中土要的抗侧力构件，有着举足轻重的作 H{。、=方面筒体具有较大的侧向刚度，地震、风荷载作}f】日}，对结构的层间侧向位移具有很 好的控制作用，并且能避免结构在柱I二产生塑性铰，形成薄弱层；另一方面，尤其在结构上 部楼层部位，筒体与延性框架相互作州，可以起到明显的能量消耗作用。尽管具有多种优点， 但对钢筋混凝十核心筒体的研究，特别是对复杂受力状况下筒体破坏机理、构件强度、刚度 和延性的匹配、抗震性能等方面的研究还很不透彻。 为进一步研究钢筋混凝士核心筒在较高轴压比状态F的各项抗震性能；明确其受力机 理、 步 研究 律、轴压比对核心筒延性性能的影响程度。第二组主要研究更高轴压比r，钢筋混凝土核心 简体的承载力、破坏形态、延性性能以及高宽比，，开洞大小，配筋率等囡素对核心筒受力和 抗震性能的影响。 本文的另外 部分研究工作是在总结混凝土本构关系试验和研究分析方面成果的基础 }．，提出了‘种反复荷载F三线型的混凝一L材荆的本构模型。该本构模型采用平面应力状态 F的弥散正交裂缝假设，包括正应力与剪应力两方面本构关系的定义。正应力关系表述拉压 循环F混凝土的应力一应变性能，考虑了材料的拉伸硬化、裂缝开张闭合，压区硬化软化、 平行与开裂方向材料强度和刚度的退化、受压卸载再加载等因素。剪应力关系方面，采用了 包括加载段、卸载段和滑移段的简化模型，计算中忽略r钢筋销栓作用。采用钢筋弥散假设， 考虑了钢筋屈服、应变硬化、循环卸载与冉加载规则等因素。该模型与其他模型相比，具有 简便、有效的优点。在该模型的基础上，采删八结点平面应力单元建立了钢筋混凝士核心筒 体非线性有限元分析模型，编制计算程序进行了单向和循环荷载F的非线性分析，并且采用 弧长法来控制求解结构的非线性平衡方程。通过对试验结果进行分析和比较得出了如下结 论：本文建立的钢筋混凝土核心筒体非线性有限元计算模型能较好地模拟核心筒体的承载能 力和变形性能，并且具有计算量相对较小、计算过程稳定的优点。计算结果与试验结果吻合 较好，能够模拟钢筋混凝士核心筒体的破坏全过程，表明了该模型是～个相对简单、准确而 有效的计算模型，为进一步研究钢筋混凝1}=核心简体的受力性能提供了有效的手段?惭算程 序中采用采用弧长法控制求解非线性方程，收敛速度比较快，稳定性较好，并且能越过极限 荷载点获得极限荷载；进入负刚度阶段，本文采用了增加虚拟构件或虚拟约束的方法来保证 结构的受力稳定，从而解决下降段的问题。但是求解过程中也有稳定性较差，虚拟约束需要 多次试算等缺点。所以结构总刚度矩阵进入负定后，迭代收敛的解决方法还有待进一步研究。 在建立的非线性有限元计算模型和分析程序后，又对影响钢筋混凝土核心简体抗震性能 的三二个重要参数，即高宽比、轴压比、连梁刚度比，进行r一系列模型的非线性计算分析， 得出了各参数对核心筒的承载力、破坏特征、破坏形式、延性、耗能能力等抗震性能的影响 趋势和影响程度，为参数影响的定量研究和工程设计提供了一些有价值的参考。9 关键词：高层建筑，抗震性能，钢筋混凝土核心简体，反复荷载，有限元，非线性分析， 滞回特性。 同济大学申请博士学位论文Abstract 同济大学申请博士学位论文 Abstract Reinforced concrete core walls are widely used as the main lateral load resisting systems in high-·rise and super high—-rise buildings due to their large lateral space stifiness and lateralload resistance．In the most of super high．rise buildings with core walls，over 80％of the lateralloads is resisted by their core walls．moreover,high axial load ratio is also subjected by them at the same time．Therefore．it is very important to study the failure mechanism，strength，duetility and energy dissipation of reinforeed concrete core walls subjected to seismic Ioads． This Pa口er presents the results of all experim