钢管混凝土框架-RC剪力墙混合结构抗震性能研究

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钢-混凝土混合结构体系由于其较好的抗震性能,已广泛的应用在高层及超高层结构中,钢管混凝土框架-RC剪力墙结构作为一种典型的混合结构体系,也开始应用在实际工程中。但对这类结构抗震性能的研究主要还是集中在构件方面,对结构体系的研究相对较少,本文从构件和体系两个方面对这种结构进行了研究,具体进行了以下几方面的工作:(1)采用开源非线性分析程序OpenSees计算平台中的非线性纤维梁柱单元对不同研究者完成的带钢管混凝土边柱、型钢混凝土边柱以及钢筋混凝土边柱的RC组合剪力墙进行了低周往复荷载试验的数值模拟,并将计算所得的滞回曲线和试验滞回曲线进行了对比,理论计算与实验结果总体上吻合良好。计算表明,这种在截面层次考虑非线性剪切效应的纤维模型法能够较好的模拟组合剪力墙的抗剪承载力、捏缩效应以及刚度退化。(2)对研究者完成的两层两跨的钢管混凝土框架-RC组合剪力墙结构进行了拟静力试验和拟动力试验的数值模拟,计算了结构顶层和底层的荷载-位移滞回关系曲线和加速度幅值为0.05g、0.1g、0.2g、0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.4g时的Kobe地震波作用下结构的加速度反应和位移反应,并与试验结果进行了对比,计算与试验结果吻合良好。(3)采用有限元软件PKPM设计了两栋15层柱截面分别为圆形和方形的钢管混凝土框架-RC剪力墙混合结构,并计算了其在8度设防时的层间位移和层间位移角。运用OpenSees计算平台对所设计结构进行了不同侧力模式下结构的静力弹塑性分析,进一步验证了这种建模方法对混合结构体系的适用性。
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