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钢筋混凝土核心筒体由于其抗侧移刚度大、承载能力高,是高层建筑抗震的关键构件,但其研究还不够深入。随着核心筒在我国高层建筑中的大量应用,急需对核心筒性能进行系统的试验与分析研究。针对此问题,本文在已有试验的基础上,采用有限元软件ABAQUS对钢筋混凝土核心筒的抗震性能进行了分析研究,主要工作如下:
1、利用通用分析软件ABAQUS对钢筋混凝土核心筒进行了有限元模拟,其中墙体采用4节点四边形有限薄膜应变线性减缩积分壳单元(S4R)进行模拟;钢筋混凝土采用组合式模型即钢筋以确定的直径、间距和角度分布在混凝土壳单元中:混凝土本构模型为损伤塑性模型;分析采用弧长法控制,稳定好,收敛速度快,且能获得极限荷载点。经对比验证,其计算结果与已有试验结果吻合较好,表明该模型能够比较准确而有效地模拟钢筋混凝土核心筒体的受力破坏全过程(含曲线下降段),为进一步研究核心筒的性能提供了基础。
2、利用上述有限元模型,对钢筋混凝土核心筒进行了不同参数或影响因素的分析研究,所研究的主要参数或因素有:轴压比、洞口大小、高宽比、壁厚、混凝土强度、墙肢纵向配筋、墙肢水平配筋、连梁跨高比、连梁箍筋,以及采用双连梁的改进措施,研究得到了不同参数或因素对核心筒承载力、破坏特征、延性等抗震性能的影响趋势和影响程度。
3、在计算结果和试验数据的基础之上,建立了钢筋混凝土核心筒骨架曲线的恢复力模型,给出了各特征量的计算公式,对核心筒恢复力模型提出了建议。
总之,通过本文的研究,明确了钢筋混凝土核心筒在不同影响因素下的破坏机理、耗能机制以及承载力、延性等抗震性能的变化,建立了核心筒承载力骨架曲线的恢复力模型,为核心筒的理论研究和工程应用提供了参考。