加芯混凝土柱框架结构的静力弹塑性Push-Over分析

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本文根据前期加芯混凝土框架柱抗震性能试验的理论研究成果,将加芯混凝土柱运用于一框架结构的工程案例中,并对整体结构进行了静力弹塑性Push-Over分析。通过与普通混凝土柱框架结构对比,来考察该结构体系的抗震性能。本文首先介绍了加芯混凝土柱在实际工程中的应用及相关伪静力试验的研究结论;其次论述了结构抗震计算理论的发展和应用以及静力弹塑性Push-Over分析方法的基本原理、实施步骤、侧向加载模式和ATC-40采用的“能力谱法”评估方法;最后根据加芯混凝土框架柱的伪静力试验,提出了本文所采用的加芯混凝土框架柱形式,并以此形式运用于后续建立的整体框架模型,进行静力弹塑性Push-Over分析。利用SAP2000程序,采用两种常用的侧向加载模式,分别对加芯混凝土柱框架结构和普通混凝土柱框架结构进行7度、8度抗震设防烈度下的Push-Over分析。通过对结构的基底剪力—顶点位移曲线、能力谱曲线、结构达到性能点时的层间位移和层间位移角及结构达到性能点时塑性铰发展图的比较分析,来判断结构的变形能力及抗震承载能力是否能够达到不同地震需求时的性能目标。研究发现:与普通混凝土柱框架结构相比,采用加芯混凝土柱框架结构的整体刚度有所降低,但延性增强,而且抗震承载力也降低不多;在7、8度抗震设防烈度下,两种结构模型的破坏机构均属于典型的“梁铰耗能机制”,均能满足我国《抗震规范》中“小震不坏、大震不倒”的设计要求;就塑性铰耗能方面,由于加芯混凝土框架柱采用了较大的纵筋配筋率和体积配箍率,可使框架柱塑性铰的耗能能力更强,进而使框架柱具有了更高的延性储备,也更有利于实现“大震不倒”的抗震目标。
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