【摘要】：核心筒作為框架-核心筒結(jié)構(gòu)主要的抗側(cè)力構(gòu)件和第一條抗震防線,其性能直接反映了結(jié)構(gòu)整體的抗震性能,因此,充分研究核心筒的抗震性能對(duì)掌握結(jié)構(gòu)的抗震能力是很有意義的。然而,目前對(duì)筒體的研究主要集中在方形平面形式,其他平面形式的研究暫空白�！癦”字形平面建筑具有南北通透、采光好等優(yōu)點(diǎn),在南方頗受市場(chǎng)歡迎。為滿足建筑消防要求,其核心筒平面也為Z形,因此,深入研究Z形核心筒的抗震性能,對(duì)Z形平面建筑的推廣使用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有著意義。因此,以深圳某Z形平面建筑的工程為例,采用靜力彈塑性分析法、增量動(dòng)力分析法(Incremental Dynamic Analysis,IDA)和地震易損性分析方法等方法對(duì)Z形核心筒進(jìn)行了相關(guān)研究:(1)為研究不同凸出比例的Z形核心筒在不同荷載角度下的抗震性能情況,設(shè)計(jì)了5個(gè)凸出比例的Z形核心筒,采用PEROFRM-3D結(jié)構(gòu)分析軟件沿12個(gè)荷載角度分別對(duì)其進(jìn)行靜力彈塑性分析,從而確定了各筒體的強(qiáng)軸、弱軸和不利荷載范圍。結(jié)果表明:(1)Z形核心筒的弱軸與凸出比例無(wú)關(guān),均在0°方向;(2)Z形核心筒的強(qiáng)軸則與凸出比例有關(guān),凸出比例在區(qū)間(0,1/9]和(1/4,1/3]的Z形核心筒的強(qiáng)軸在60°方向,凸出比例在區(qū)間(1/9,1/4]的Z形核心筒的強(qiáng)軸在105°方向;(3)各凸出比例的Z形核心筒均在一定的荷載角度區(qū)間內(nèi)性能較差,該區(qū)間與筒體的凸出比例相關(guān),各不相同。(2)旨在探究X向和Y向連梁跨高比對(duì)Z形核心筒性能的影響規(guī)律,分別對(duì)連梁跨高比不同的Z形核心筒施加0°和90°方向的水平荷載,對(duì)比了其性能差異,并給出了連梁跨高比的設(shè)計(jì)建議值。結(jié)果表明:(1)與荷載角度平行方向上的連梁跨高比對(duì)筒體性能有較大影響,隨著跨高比的減小,筒體極限承載力明顯提升,但延性下降;(2)與荷載角度垂直方向上的連梁跨高比對(duì)筒體性能沒(méi)有影響,但會(huì)出現(xiàn)垂直連梁長(zhǎng)度方向的橫向剪切力;(3)建議Z形核心筒在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),Y向連梁跨高比取1.3~2.0,凸出比例在區(qū)間(1/4,1/3]、(1/5,1/4]、(1/6,1/5]、(0,1/6]的Z形核心筒的X向連梁跨高比分別建議取1.0~2.0、1.3~1.5、1.5~2.0和2.0。(3)為研究Z形核心筒的動(dòng)力性能并對(duì)靜力性能進(jìn)行驗(yàn)證,采用ATC-63推薦的22條地震動(dòng)記錄分別對(duì)各筒體進(jìn)行了增量動(dòng)力分析和易損性分析,以地震動(dòng)最大峰值加速度(Peak Ground Acceleration,PGA)作為IM參數(shù),以最大層間位移角(θ)為DM參數(shù),進(jìn)行多次調(diào)幅,分別得到其IDA曲線簇、IDA分位曲線和易損性曲線。結(jié)果表明:(1)以θ-PGA為DM-IM參數(shù)得到的IDA曲線簇的離散性較小;(2)凸出比例在(0,1/4]之間的Z形核心筒剛度退化程度相近,8度(0.3g)大震作用下的倒塌失效概率均小于20%;(3)凸出比例在區(qū)間(1/4,1/3]的Z形核心筒在地震動(dòng)作用下剛度退化最快,8度(0.3g)大震作用下的倒塌失效概率高達(dá)92%。(4)通過(guò)靜力與動(dòng)力分析方法對(duì)Z形核心筒進(jìn)行研究得到的性能情況大致相同,即:(1)凸出比例在區(qū)間(1/4,1/3]的Z形核心筒扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大,底部連梁易出現(xiàn)破壞,倒塌概率較高;(2)凸出比例在區(qū)間(1/9,1/4]的Z形核心筒延性較差,筒體剛度退化較快,但倒塌概率相對(duì)較低;(3)凸出比例在區(qū)間(0,1/9]的Z形核心筒的極限承載力和延性較好,倒塌概率最低。采用功能自恢復(fù)連梁阻尼器對(duì)Z形核心筒進(jìn)行減震優(yōu)化,利用ETABS軟件對(duì)減震結(jié)構(gòu)進(jìn)行多遇地震作用下的時(shí)程分析,結(jié)果表明,功能自恢復(fù)連梁阻尼器能夠有效的減小結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的延性。(5)通過(guò)研究,得到了Z形核心筒的設(shè)計(jì)建議:(1)凸出比例在區(qū)間(0,1/9]的Z形核心筒建議優(yōu)先采用,且按常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行即可;(2)凸出比例在區(qū)間(1/9,1/4]的Z形核心筒在使用時(shí)宜采用較小的連梁跨高比;(3)凸出比例在區(qū)間(1/4,1/3]的Z形核心筒應(yīng)采用消能減震裝置(如功能自恢復(fù)連梁阻尼器等)來(lái)提高核心筒的抗震性能,降低筒體倒塌失效的概率。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.11
【圖文】：

Z 形平面筒體抗震性能及減震優(yōu)化研究（3）Z 形核心筒的疏散單元是分別布置在上下兩部分，其災(zāi)后疏散是分開(kāi)的，在疏散的便利性和安全性方面也存在其自身的優(yōu)勢(shì)。

圖 1-2 Z 形核心筒收進(jìn)前后對(duì)比圖文研究目的、內(nèi)容與意義的研究目的在于以該工程的 Z 形核心筒為基礎(chǔ)，研究該平面不規(guī)則筒體的過(guò)基于性能設(shè)計(jì)的三維結(jié)構(gòu)非線性分析軟件與理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)的核心筒在地震作用下的各項(xiàng)抗震性能做出評(píng)估，探究其與傳統(tǒng)方形平面之間的性能優(yōu)劣，明確 Z 形核心筒的各個(gè)參數(shù)對(duì)其抗震性能的影響規(guī)律和究功能自恢復(fù)型連梁阻尼器對(duì) Z 形核心筒的減震效果并給出減震優(yōu)化設(shè)計(jì)究?jī)?nèi)容如下：Z 形核心筒在地震作用下的抗震性能研究

并給出 PERFORM-3D 中對(duì)其作出的簡(jiǎn)化和定義方法。計(jì)算模型行非線性分析的單元主要有微觀和宏觀模型。微觀模型利用，其特點(diǎn)是原理簡(jiǎn)明易懂，但運(yùn)算量較大，且不一定收斂；線性彈簧對(duì)剪力墻進(jìn)行模擬，具有運(yùn)算量較小，易于與校對(duì)分析時(shí)使用較為合適。[32]。模型中的實(shí)體單元，其單元?jiǎng)澐州^多和方程式復(fù)雜，因此不殼體單元的計(jì)算效率和收斂性則相對(duì)良好，陸新征等[33,34]在的基礎(chǔ)上研發(fā)了分層殼單元，相當(dāng)于一個(gè)分了幾層的厚單元互獨(dú)立，如圖 2-1。該單元考慮了面內(nèi)、面外的彎曲和面外體的空間特性。

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4 劉慶輝;鋼管高強(qiáng)混凝土剪力墻及核心筒抗震性能試驗(yàn)研究[D];華南理工大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：2784428