钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构静力弹塑性分析
2021-07-17杨越鹏黄炎生曾繁良张鸿森
华南地震 2021年2期
杨越鹏,黄炎生,曾繁良,张鸿森
(华南理工大学土木与交通学院,广州 510640)
0 引言
现代超高层建筑中大量使用钢管混凝土柱框架—混凝土核心筒结构体系[1-3],外框架部分的连接均采用刚性节点,以起到二道防线的作用。但在结构设计时常通过放大框架截面尺寸来满足楼层剪力分担率[4],导致“肥梁胖柱”,不仅提升建造成本,而且框架柱距受限,影响建筑形态的创新。研究将钢管混凝土柱、装配式钢梁、混凝土核心筒通过螺栓铰接的结构,即钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构[5],将在解决上述问题的同时,显著提升此类结构体系施工工业化[6-7],为结构形式的创造创新提供更大灵活性。目前该结构体系尚没有完善的抗震理论研究报道,因此对其开展抗震性能研究具有重要意义。本文运用有限元软件Canny建立计算模型并进行静力弹塑性分析,研究钢管混凝土重力柱—混凝土核心筒结构的抗震性能指标和塑性铰发展情况,为工程实际应用提供理论参考。
1 静力弹塑性分析的基本原理
静力弹塑性分析方法[8](Pushover方法)基于美国的FEMA273抗震评估方法和ATC-40报告。其原理是对结构施加一定形式的递增的水平荷载,使构件逐一屈服或破坏,结构从弹性状态进入弹塑性状态,在此过程中根据构件的受损情况调整其刚度,直到结构控制点位移超限或倒塌,从而获得基底剪力—顶点位移曲线,即Pushover曲线,通过能力谱法求出对应地震烈度的结构性能点。
对于自振周期小于2 s且地震反应以第一振型为主的结构,其响应与一等效单自由度体系相关。……
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