带型钢混凝土转换层框架

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1、第十九届全国高层建筑结构学术会议论文2006年带型钢混凝土转换层框架结构静力弹塑性分析裘涛周建炉秦从律王翠坤肖从真刘智(浙江大学建筑设计研究院，浙江杭州310027)〔中国建筑科学研究院建筑结构所，北京100013)提要:Push-over分析方法是一种有效的结构弹塑性分析方法。以某一带型钢混凝土转换层结构的工程为背景，结合型钢混凝土转换框架拟静力试验和整体模型的振动台试验研究成果，分别对单福型钢混凝土转换框架和大楼整体模型进行Push-over分析，研究这种新型转换结构在地展力下的弹塑性受力特性以及其对整体框架的弹塑性受力的影响。关健词:Push-over分析，弹塑性分析

2、方法，拟静力试验，型钢混凝土转换框架1前言由于建筑朝着高层和超高层形式发展，相应转换层结构中转换构件承托的层数也增多，同时，又由于建筑上对层高及空间的种种要求和限制，这使得工程应用中对型钢混凝土材料的引入势在必行。相对而言，型钢混凝土不仅承载力高，刚度好，可大大减少截面尺寸，且延性、耐久性和抗震性能也优于钥筋混凝土川。跨度大、多跨式型钢混凝土转换结构，是普通小跨度、单跨式型钢混凝土梁式转换层结构的发展和延伸，对它的动力弹塑性方面的研究尚不完善。同时，存在由型钢混凝土构成的转换层与上、下层普通框架层衔接的问题，这就需要通过动力试验和相关理论分析，从结构整体上考察在地震力下型钢

3、混凝土转换层的影响规律。本文运用Push-over方法，开展了对型钢混凝土转换层结构的静力弹塑性分析，通过分析研究，研判带型钢混凝土转换层建筑结构在地震力下的薄弱环节，以及在整体结构中抗震受力特点。2Push-over分析方法塑性铰的类型和位置的选择是Push-over分析方法中最为关键的一步。由于Push-over方法是一种简化的评估方法，它能在某种近似程度上了解结构在强震作用下的弹塑性强度能力，该方法也可找出结构中可能存在的薄弱部位。Push-over法的目标是获得弹性动力裘涛，男.1944.抢出生，艘授级高工，总工理师..5印。第十九届全国高层建筑结构学术会议论文20

4、06年反应分析法或者弹性反应谱法所不能得到的某些结构响应特征，即获得在可能道遇地震作用下的结构构件的内力、结构整体或局部变形等Ix,312.1塑性铰的类型与位盆在Push-over分析中，通常考虑以下五类塑性铰“，:纯弯塑性铰(MomentHinge)、轴力塑性铰(AxialHinge),剪切塑性铰(ShearHinge)、扭转塑性铰(TorsionHinge),压(拉)弯塑性铰(P-M2-M3Hinge),对于同一根杆件，允许同时有多种塑性铰参与组合，而对于不同位里和功能的杆件，参与组合的塑性铰类型通常是不同的。对于普通框架结构中的柱，通常要考虑双向弯曲与轴向荷载的相互作

5、用。宜采用压(拉)弯塑性铰(P-M2-M3Hinge)，而框架梁只考虑其在框架平面内的刚度贡献，宜采用纯弯塑性铰(MomentHinge);对于短柱和深梁，可能还应将剪切塑性铰(ShearHinge)参与组合:对于由剪力墙或筒体转化而来的等效柱，应以压(拉)弯塑性铰(P-M2-M3Hinge)和剪切塑性铰(ShearHinge)组合;对于框架结构，只需在柱端和梁段产生足够数量的弯曲塑性铰，结构就可以转化为一个机构。对于纯弯塑性铰或压(拉)弯塑性铰，一般可假定出现在距杆端aL和(1-a)L位置，以考虑节点不发生破坏的假定(L为扣除刚域长度后的杆件长度，a建议取0.05)，对于

6、其他三类塑性铰，则通常可假定塑性铰出现在杆件中部。2.2恢复力模型的确定塑性铰特性是用构件的恢复力模型来描述的。三线型D-TRI模型(DegradingTri-Linear)考虑了刚度退化，能较好地描述钢筋(钥骨)混凝土构件受力全过程，本文采用D-TRI恢复力模型计算分析结构的弹塑性受力性能。钥筋混凝土框架构件计算及试验表明，钢筋混凝土框梁、柱的恢复力特性一般可采用纯弯塑性铰(MomentHinge)或拉(压)弯塑性铰(P-M2-M3Hinge)描述，截面受拉破坏(受弯及大偏心受压截面)的M-4)关系曲线可以简化为图1所示的考虑刚度退化的三折线性模型[s7各特征点弯矩和曲率

7、(转角)值的计算参看文献〔6]。计算型钢混凝土构件的屈服和极限转角时，考虑了型钢与混凝土之间的粘结一滑移效应。2.3水平力分布核式为了得到较好的评估结果，水平荷载模式的选择要比确定目标位移值更为重要。水平荷载模式不仅与抗震设计中惯性力的分布相联系，并要求能表现惯性力分布特征。很显然，惯性力是随着地震烈度不同(非弹性变形和程度)或同一地震不同时间点的变化是不同的。如果采用一个恒定的荷载模式，首先要假定惯性力分布在地震过程中是不变的，同时假定由这种不变的荷载模式推算得到的最大变形应该与按抗震设计所预估的结果有可比性。只