中高层钢筋混凝土异形柱框架

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1、中高层钢筋混凝土异形柱框架—抗震墙结构弹塑性时程分析霍瑞丽郭建刘伟庆（南京工业大学土木工程学院，江苏，南京，210009）摘要：用层间弯剪型力学模型编制了钢筋混凝土异形柱框架–抗震墙结构的弹塑性时程分析程序，采用该程序对一幢12层钢筋混凝土异形柱框架–抗震墙结构的建筑进行计算分析，并与有限元分析软件MIDASGen6.3.5的分析结果进行比较，发现该种结构体系整体性强，抗侧刚度大，抗震性能较好；属于梁铰机构，满足了“强柱弱梁”的延性设计要求。关键词：异形柱；框架–抗震墙；弹塑性时程分析Elastic–plasticdynamicanalysisofRCfra

2、me–aseismicwallstructurewithspecial–shapedcolumnsHuoRuiliGuoJianLiuWeiqing(CollegeofCivilEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,China)Abstract:Inthispaperacomputerprogramwasdesignedtoanalyzetheelastic–plasticdynamiccharacteristicsofRCframe–aseismicwallstructurewith

3、special–shapedcolumnsbasedonshear–bendingstorey–postmechanicalmodel,andtheresultswerecomparedwiththosefromMIDASprogram.Theresultsshowedthatlateralforceresistingrigidityofthestructurewasbig,andtheearthquake–resistantbehaviorswereverygood,therequirementofductilitydesignofstructurewas

4、satisfied.Keywords:special–shapedcolumn;frame–aseismicwall;elastic–plasticdynamicanalysis.1引言目前，随着生活水平的提高，人们对居住条件提出了经济、环保、美观等新的要求。在中高层住宅建筑中，涌现出了一种新的结构体系：钢筋混凝土异形柱框架–抗震墙结构体系，这种结构将建筑美观和使用功能的灵活有机地结合起来，为用户提供了理想的居住环境，并已经应用到了许多实际工程之中。然而，关于这种结构动力特性方面的理论研究，特别是对结构进入塑性之后的破坏机理方面的研究开展得还不够充分。本文采

5、用层间弯剪型力学模型编制了弹塑性时程分析程序，并将计算结果与有限元软件计算结果进行对比分析。2工程概况本课题是以南通某工程为背景，参考国内其他许多同类工程（采用异形柱和剪力墙的板式小高层住宅），从中抽象出具有代表性的一个开间，通过对其进行振动台抗震试验和弹塑性理论分析，来研究异形柱–抗震墙结构的抗震能图1标准层平面图图2南立面图力和大震下的破坏情况，为工程设计提供依据。本文详细阐述了对振动台试验模型的原型所进行的理论分析过程及其结果。该模型的原型共12层，底层层高3.3米，其余层层高2.8米，混凝土设计强度等级为C30，标准层平面图、结构南立面图如图1、图2

6、所示。3弯剪型弹塑性时程分析程序的设计x9(t)m123.1计算模型的选取目前，高层建筑结构地震反应弹塑性时程分析常采用的力学模型有：层间模型、杆系模型、杆系–层间模型。层间模型又分为剪切型、弯曲型和弯剪型。层间模型具有较少的自由度数，能较好地反映结构各层的受力变形情况，找出薄弱层，且计算工作量小。因原型为板式小高层的一个开间，本文结合该结构的受力情况，采用弯剪型层模型（图3）仅对结构的Y向进行了弹塑性时程分析。3.2恢复力模型的建立EI4GA4为了真实地反映该结构体系受反复荷载时在弹塑性区域的工作状态，本程序采用克拉夫、武腾青提出的三线型刚度退化模型，其恢

7、m1复力特性曲线如图4所示。曲线上的关键点由相应公式计算得到。该模型考虑了钢筋混凝土构件的刚度退化性质，其主要特点是：前一次循环之后再加载时，刚度的降低与前一次循环的最大变形有关；图3弯剪型模型P(xp,fp)反向加载时的直线指向前一次循环的最大f3(8)9变形点；未屈服时，卸载指向坐标原点；屈32服以后的卸载刚度与屈服时的割线刚度相2161D4等。图4中横坐标为层间位移，纵坐标为层1D06间内力（考虑了层间弯曲和剪切效应）。5C21-xcAAx为了准确描述恢复力特性的变化过程，137-xy0xc17xy410使恢复力模型程序化，本文对滞回曲线的各-4-51

8、9个不同阶段设置了状态数PD：0，1，±2，±3，-