新型带耗能支撑-分散核心筒结构的抗震性能研究

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1、广州大学硕士学位论文新型带耗能支撑-分散核心筒结构的抗震性能研究专业：建筑与土木工程硕士生：王俊然指导教师：吴轶摘要核心筒是超高层建筑核心部分，在超高层建筑结构能抵抗水平作用力产生的大部分剪力和接近一半的倾覆力矩，因此不可避免的在地震作用下在核心筒底部墙体发生压溃破坏或剪切破坏，导致核心筒底部墙肢损伤严重，而筒体底部墙肢其在震后的修复则非常困难，且现代超高层建筑高度越来越高，一旦受到损伤破坏，就会造成难以预料的经济损失。因此有必要对核心筒剪力墙体进行改善，控制剪力墙的损伤。为了从根本上解决核心筒

2、由于刚度过于集中而墙体产生损伤严重的问题，本文综合利用学者们关于改善核心筒剪力墙的研究思路，从体系着手提出一种新型带耗能支撑的分散核心筒结构。把核心筒离散成多个分散筒体，避免核心筒刚度过于集中；分散筒体间采用框架梁和防屈曲耗能支撑联系，在筒体角部布置钢管混凝土暗柱保证结构抗侧刚度，防屈曲支撑耗散地震能量，解决核心筒墙体过多损伤与破坏的问题，同时防屈曲支撑有利于震后快速更换，解决震后结构修复困难的问题。本文以平面布置规则的框架-核心筒超高层结构作为研究对象，在此基础上进行平面布置改变，建立新型带耗

3、能支撑分散核心筒结构，从顶点位移、层间位移角、基底剪力、核心筒材料损伤以及地震能量耗散等方面对新型带耗能支撑-分散核心筒结构抗震性能进行研究，最后为了更全面研究新型带耗能支撑-分散核心筒结构在关键参数影响下的抗震性能表现，通过改变墙肢整体系数、支撑屈服强度、抗侧刚度比等关键参数对新型带耗能支撑-分散核心筒结构进行分析弹塑性时程分析，研究各构件之间滞回耗能的分配规律和各构件沿高度方向的滞回耗能分布，并确定控制新型带耗能支撑-分散核心筒结构的关键设计参数及设计参数的合理取值范围，为新型带耗能支撑-分

4、散核心筒设计提供理据。本文开展的研究工作有以下几个方面：（1）以平面布置规则的框架-核心筒超高层结构为基础，建立新型带耗能支撑-分散核心筒结构，并对普通框架-核心筒结构与新型带耗能支撑-分散核心筒结构进行非线性时程分析，通过顶点位移、基底剪力、层间位移角、核心筒材料损伤等方面进行抗震性能对比研究，验证带耗能支撑-分散核心筒结构体系可行性。结果显示带耗能支撑-分散核心筒结构在整体性能没有明显下降的基础上，改善了筒体底部墙肢的受力情况，剪力墙I新型带耗能支撑-分散核心筒结构的抗震性能研究混凝土受压应

5、变、钢筋材料受拉应变大幅减少，核心筒剪力墙材料损伤得到了优化，验证了带耗能支撑-分散核心筒结构体系能有效减低原核心筒损伤。（2）为进一步研究新型带耗能支撑-分散核心筒结构强震作用下的抗震性能，通过改变地震峰值加速度和选取频谱特性不同的长周期地震波作用对带耗能支撑-分散核心筒结构进行分析。除了从顶点位移、基底剪力、层间位移角、核心筒材料损伤等方面开展研究，还从地震动能量消耗及构件耗能分布情况来研究其抗震性能。结果显示新型带耗能支撑-分散核心筒结构在经历超越设防烈度地震和长周期地震等强震作用下核心筒

6、剪力墙混凝土钢筋材料均均未达到严重损伤，满足震后快速恢复的性能化设计标准。（3）为了探讨不同关键性能参数对带耗能支撑分散核心筒的抗震性能影响，以结构塑性滞回耗能为依据，通过建立不同模型对结构中的关键构件进行参数分析，研究结构墙肢整体系数、核心筒与耗能支撑的刚度比和防屈曲支撑的基本性能参数对耗能支撑-分散筒结构抗震性能影响，研究各构件间的能量传递、分配规律以及沿高度方向的分布规律，并为新型-带耗能支撑-分散核心筒给出设计建议。关键词：分散筒；防屈曲支撑；材料损伤；地震能量耗散II广州大学硕士学位论

7、文StudyonSeismicPerformanceofaNewDisperseCoreTubesStructurewithEnergyDissipatingBracesMajor:ArchitecturalAndCivilEngineeringName:WangJunRanSupervisor:WuYiAbstractAsthecorepartofasuperhigh-risebuilding,thecoretubecanresistmostoftheshearforceandnearlyha

8、lfoftheoverturningmomentgeneratedbyhorizontalforcesinthebuilding.Ifcrushfailureorshearfailureoccurstothebasewallsofthecoretubeinanearthquake,causingseveredamagetothebasewallcolumnsofthecoretube,therestorationofthecolumnswillbeverydifficult.Besides,as