SRC框架—核心筒高层混合结构抗震性能试验及非线性分析

论文摘要

本文针对SRC框架-核心筒高层混合结构在高烈度地震区的应用问题，以LG北京大厦为工程背景，采用结构整体模型模拟地震振动台试验、结构动力特性实测和非线性时程分析相结合的方法，对SRC框架-核心筒高层混合结构的地震反应和整体抗震性能展开了系列的研究、探讨，研究内容主要如下： 1．采用基于纤维模型的非线性有限元分析程序CANNY2005，重点分析、研究了实际工程中SRC柱型钢含钢率及轴压比对其抗震性能的影响，提出了相应的设计建议。随后以普通SRC低剪力墙低周反复荷载试验为依据，分析了型钢的作用机理及其对墙体抗震性能的影响； 2．在分析、整理实际工程中钢梁-SRC柱框架节点低周反复荷载试验和钢梁-剪力墙单剪板连接节点单向静力试验及周期性反复荷载试验资料的基础上，分析、研究了节点抗震性能及其影响因素，探讨了节点设计荷载的取值方法； 3．设计、进行了LG北京大厦塔楼1／20结构整体模型模拟地震振动台试验，通过对试验数据的整理，深入分析、研究了模型及原型结构的动力特性和结构地震反应，结果表明原型结构整体抗震性能良好，满足各抗震设防水准要求，随后根据试验结果提出了针对原型结构的设计改进建议； 4．采用通用有限元分析程序Strand7建立模型结构的三维计算模型，进行了部分试验工况的非线性动力时程分析，通过与试验结果的对比，验证了该程序用于混合结构非线性时程分析的可行性及合理性。在此基础上，建立原型结构的理论分析模型，进行了8度各设防水准及9度罕遇地震波作用下结构非线性动力时程分析，重点研究了SRC框架-核心筒高层混合结构的弹塑性层间位移角、结构底部剪力、剪重比及框架承担剪力比等抗震性能指标，初步探讨了适用于混合结构的弹塑性分析方法； 5．设计、进行了LG北京大厦塔楼动力特性现场测试工作，取得了该SRC框架-核心筒混合结构的振型、频率等动力特性资料，进一步验证了模型振动台试验和理论分析结果的准确性和可靠性。 通过本文的研究工作，一方面论证了在高烈度地震区建造SRC框架-核心筒高层混合结构的可行性，为具体的工程应用提供了试验依据和理论指导，另一方面有利于促进、澄清对钢-混凝土高层混合结构整体抗震性能的认识，积累相关的研究资料，并为建立针对混合结构的、合理的弹塑性分析方法进行了初步探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 钢-混凝土混合结构体系的产生、应用及发展
• 1.2 混合结构高层建筑的结构体系、特点
• 1.2.1 结构体系
• 1.2.2 混合结构的优、缺点
• 1.3 混合结构震害介绍及结构整体抗震性能研究概况
• 1.3.1 震害介绍
• 1.3.2 混合结构抗震性能研究概况
• 1.4 混合结构体系存在的主要问题
• 1.4.1 抗震防线问题
• 1.4.2 设计控制指标问题
• 1.4.3 结构整体分析及建模问题
• 1.5 本文研究工作
• 第2章 混合结构构件及节点试验研究与理论分析
• 2.1 工程概况
• 2.2 构件试验和理论研究
• 2.2.1 SRC柱
• 2.2.2 SRC剪力墙及筒体试验研究、分析
• 2.3 混合结构节点试验研究与分析
• 2.3.1 梁-柱节点
• 2.3.2 梁（钢桁架）－墙节点
• 2.4 本章小结
• 第3章 结构整体模型模拟地震振动台试验研究与分析
• 3.1 试验仪器与设备
• 3.1.1 模拟地震振动台
• 3.1.2 测试设备及仪器
• 3.2 模型振动台试验
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 模型设计与制作
• 3.2.3 试验及加载方案
• 3.3 模型试验结果及分析
• 3.3.1 模型结构动力特性
• 3.3.2 模型结构加速度反应分析
• 3.3.3 模型位移反应
• 3.4 原型结构抗震性能分析
• 3.4.1 原型结构动力特性
• 3.4.2 模型结构加速度反应分析
• 3.4.3 模型位移反应
• 3.5 本章小结
• 第4章 结构整体非线性动力时程分析
• 4.1 序言
• 4.2 Strand7程序介绍
• 4.3 模型结构非线性动力时程分析
• 4.4 原型结构非线性动力时程分析
• 4.4.1 原型结构初始刚度比及动力特性
• 4.4.2 原型结构非线性动力时程分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 原型结构动力特性测试及结果分析
• 5.1 序言
• 5.2 测试方法及理论基础
• 5.2.1 测试方法
• 5.2.2 脉动法理论基础
• 5.3 测点数量、布置原则及注意事项
• 5.4 LG（北京）大厦结构动力特性现场测试
• 5.4.1 测试方案
• 5.4.2 测试工况及过程
• 5.4.3 脉动时程记录及传递函数
• 5.4.4 数据处理及结果分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B
• 附录 C
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果