【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展及城市建設(shè)的需要,鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)體系在高層及超高層建筑工程中得到廣泛應(yīng)用。但是,當(dāng)前高層混合結(jié)構(gòu)體系的抗震研究成果尚不能完全滿足其大范圍應(yīng)用及發(fā)展需要。為了確保高層混合結(jié)構(gòu)體系在地震中的安全性,本文以某一外型鋼混凝土框架-內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒高層混合結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象,從高層混合結(jié)構(gòu)的典型構(gòu)件、整體模型建立、彈塑性地震反應(yīng)以及地震易損性分析等方面開展相關(guān)研究。重點(diǎn)研究了該類高層混合結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析方法,并對(duì)其抗震性能進(jìn)行了系統(tǒng)化分析與評(píng)估。本文主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作:1.在OpenSEES中采用纖維型非線性梁柱單元,針對(duì)不同約束條件下的混凝土以及鋼材采用不同的本構(gòu)模型,建立了型鋼混凝土構(gòu)件分析模型,對(duì)文獻(xiàn)試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。研究了含鋼率、混凝土強(qiáng)度、鋼材強(qiáng)度、軸壓比等參數(shù)對(duì)型鋼混凝土構(gòu)件彎矩-曲率關(guān)系的影響,分析型鋼混凝土構(gòu)件的性能。等效簡(jiǎn)化在OpenSEES中建立的型鋼混凝土梁柱構(gòu)件分析模型,并應(yīng)用到工程分析軟件PERFORM-3D中,為應(yīng)用PERFORM-3D軟件分析帶有該類構(gòu)件的大型復(fù)雜超高層混合結(jié)構(gòu)的整體動(dòng)力非線性分析奠定了基礎(chǔ)。2.以PERFORM-3D軟件為平臺(tái),采用纖維模型墻單元及纖維型連梁?jiǎn)卧獙?duì)某一內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒的擬靜力推覆試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬,并與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證該核心筒分析模型的可靠性和有效性,為分析帶有該類核心筒的大型復(fù)雜超高層混合結(jié)構(gòu)整體動(dòng)力非線性分析奠定基礎(chǔ)。數(shù)值模擬還原試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膿p傷發(fā)展過程,并研究軸壓比、高寬比、連梁高度等參數(shù)對(duì)核心筒抗震性能的影響。3.結(jié)合《JGJ3-2010高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》關(guān)于結(jié)構(gòu)性能設(shè)計(jì)的內(nèi)容,量化高層混合結(jié)構(gòu)的性能指標(biāo),可對(duì)構(gòu)件進(jìn)行合理的性能評(píng)估,給出了基于性能的高層混合結(jié)構(gòu)抗震能力分析方法。在上述梁、柱及核心筒構(gòu)件非線性模型研究的基礎(chǔ)上,以某一外型鋼混凝土框架-內(nèi)置鋼框架混凝土核心筒高層混合結(jié)構(gòu)的1:10地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)為研究對(duì)象,在PERFORM-3D結(jié)構(gòu)分析軟件中建立了其原型結(jié)構(gòu)的整體分析模型,對(duì)該原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性動(dòng)力時(shí)程分析,與試驗(yàn)現(xiàn)象對(duì)比,再現(xiàn)了該結(jié)構(gòu)在試驗(yàn)中的破壞發(fā)展過程,并采用上述性能指標(biāo),對(duì)其抗震性能進(jìn)行分析評(píng)估。4.在增量動(dòng)力分析(IDA)的基礎(chǔ)上,結(jié)合地震易損性分析,給出基于IDA的該類高層混合結(jié)構(gòu)地震易損性分析方法,并以設(shè)計(jì)的某50層超高層混合結(jié)構(gòu)為算例,采用上述方法計(jì)算該結(jié)構(gòu)在指定不同水平地震作用下的易損性。所得分析結(jié)果可以為預(yù)測(cè)重大工程結(jié)構(gòu)的地震破壞和損失提供判斷依據(jù)和參考。
【圖文】：

分于兩者如圖 型型er 單分別為受型者之間的弱圖 2-1 所示型鋼混凝土構(gòu)圖軸混凝土本型鋼翼緣約束弱約束混凝土。件2-1 型鋼混本構(gòu)模型的束的強(qiáng)約束土。并將材（b混凝土（SRC應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)束混凝土、材料界面進(jìn)）十字型型C）構(gòu)件橫截關(guān)系曲線如位于箍筋外行了簡(jiǎn)化處型鋼混凝土構(gòu)面劃分如圖 2-2 所示外的無約處理，將構(gòu)件示。

向應(yīng)變硬化影響。Steel02模型是能考慮鋼筋等向應(yīng)變硬化影響的本構(gòu)模型，，并且該模型能夠較好的反映包興格（Baushinger）效應(yīng)。因此，本文型鋼纖維和鋼筋纖維均采用Steel02來模擬，其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線如圖2-3所示。圖2-3 鋼材應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系鋼材的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系如下式：1/(1 )(1 )eqeq eqR Reqbb （2-9）0s reqr ，0s reqr （2-10）102aR Ra （2-11）式中，σ0為屈服點(diǎn)處鋼材的應(yīng)力；εcu為屈服點(diǎn)處鋼材的應(yīng)變；σr為反向點(diǎn)處鋼材的應(yīng)力；εr為反向點(diǎn)處鋼材的應(yīng)變；b為鋼材的硬化剛度E1與原點(diǎn)切線模量Eb的比值；R、R0、a1、a2為材料參數(shù)；ζ為上一個(gè)側(cè)移循環(huán)的塑性應(yīng)變絕對(duì)值[54]，在OpenSEES中具體參數(shù)設(shè)定可參考文獻(xiàn)[68]。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU973.31

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本文編號(hào)：2529950