钢管混凝土框架-剪力墙结构的抗震性能分析

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目前由钢管混凝土柱和钢梁组成的框架结构在多高层建筑结构中被广泛使用,钢管混凝土框架结构结合了钢结构和混凝土结构的优点,具有承载力高,抗震性能优,经济效果好等特点,在国内,该框架结构经常与钢筋混凝土剪力墙组合构成高层建筑结构,然而对钢管混凝土框架结构的研究大多集中于框架节点和构件、框架整体抗震性能等方面,对于由钢管混凝土框架与钢筋混凝土剪力墙组合构成的高层建筑结构整体抗震性能研究较少。本文在介绍钢管混凝土结构的基础上,针对钢筋混凝土剪力墙对钢管混凝土框架结构的抗震性能影响进行研究分析,采用SAP2000有限元软件对12层钢管混凝土框架-剪力墙结构进行模态分析和地震响应弹塑性时程分析,并结合12层钢管混凝土框架结构进行数值分析比较,为此组合结构的设计提供参考数据。本文主要完成的工作和得出的结论如下:(1)依据前人研究成果和相关文献对钢管混凝土的力学性能特点进行分析总结,包括钢管与混凝土的共同工作原理及钢管混凝土的动力性能。(2)根据地震分析方法和有限元基本理论为基础,对两结构模型进行模态分析,对结构自振周期和前三阶振型变化等进行定型判断,结果表明两结构模型的主要振型基本一致。(3)对两结构模型进行地震响应弹塑性时程分析,在El-Centro波、兰州波、唐山波三种不同地震波作用下,分析比较两框架结构的层间最大位移,层间最大位移角,水平向绝对加速度峰值,基底剪力最大值等数值,数据表明钢管混凝土框架结构能与钢筋混凝土剪力墙很好地共同作用,表现出较好的抗震性能。(4)通过对模型的有限元分析得出结论:钢管混凝土框架-剪力墙结构在承载能力、变形能力等抗震性能方面表现突出。
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