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框架-核心筒结构是(超)高层建筑中应用最为普遍的结构体系,目前学术界和工程界多以结构刚度特征值λ为参数来研究钢筋混凝土框架-核心筒的抗震性能,将框架承担弹性地震剪力大小作为评估框架成为框架-核心筒结构二道防线的主要依据。然而,框架与核心筒的剪力分配与两者刚度息息相关,结构刚度特征值λ仅仅反映了弹性阶段的框架与核心筒的刚度比,构件进入弹塑性受力阶段后的剪力分配规律以及框架作为二道防线的有效性尚不明确,因此基于弹塑性层面对框架-核心筒结构的受力性能进行研究显得很有必要。本文采用弹塑性分析方法,系统研究了不同构件截面、框架倾覆力矩、筒体平面位置影响下,框架-核心筒结构中框架剪力的全过程变化规律,并结合试验研究及理论分析手段,对其受力机理进行深入研究。在此基础上,提出了构建筒体多道防线的设想并进行了初步的验证,主要研究内容和结论如下:(1)完善了框架-核心筒结构全过程分析方法。基于ABAQUS通用有限元分析平台,对框架和二维钢筋混凝土剪力墙的材料本构进行二次开发,提出施工模拟的显式分析法,建立基于显式算法的结构分析方法。框架和框架-核心筒算例结果表明,该方法具有较强的收敛性,能完整模拟结构的全过程非线性受力行为,得到的破坏模式及受力特性合理可靠,可为后续研究提供分析手段。(2)框架楼层剪力的变化规律研究。现有规范中框架剪力调整方法对提高框架-核心筒结构承载力和结构变形能力的作用不明显。对框架-核心筒结构进行模拟分析,得到框架部分楼层剪力的全过程变化规律:弹性阶段,框架剪力大小遵循刚度分配原则;当框架梁出现屈服后,框架剪力大小基本不变,按弹性刚度分配剪力的原则不再适用。以墙柱梁等构件的截面大小、框架倾覆力矩大小及筒体平面位置为参数研究表明上述框架剪力变化规律具有普遍性,且框架梁梁端屈服弯矩的大小是影响框架剪力大小的唯一因素。(3)框架剪力变化的受力机理研究。系统分析了不同构件截面、筒体平面位置及墙肢开洞等因素对典型层框架与核心筒的剪力分配特征影响,并深入研究了框架梁与框架柱的弯矩变化规律和受力机理。结果表明:框架仅在弹性阶段能发挥二道防线作用,当框架梁出现屈服时,框架不再发挥二道防线作用。基于框架节点内力平衡条件,阐明了框架剪力取决于框架梁梁端屈服弯矩的受力机理,给出了框架柱剪力调整系数的计算公式,推导的框架剪力计算修正公式完善了现有规范关于框架-核心筒结构的楼层间抗剪承载力比的计算方法。通过缩尺比例为1:2的等效框架节点试验验证了框架-核心筒结构中框架剪力变化规律及受力机理。(4)筒体偏置对框架-核心筒结构受力性能的影响。研究了筒体偏置对框架-核心筒结构位移的影响,推导出平行筒体偏置方向的水平地震影响系数、筒体偏置率与核心筒高宽比的关系,给出了墙肢偏拉的简易判别公式;分析了垂直筒体偏置方向地震作用下竖向构件的剪力分布特点。从筒体偏置对框架-核心筒结构位移与构件内力分布的影响,提出筒体偏置结构的设计要求,可供类似工程参考。(5)筒体二道防线结构体系的构建与验证。考虑到框架作为框架-核心筒结构二道防线的局限性,提出构建筒体二道防线的设想并以框架-多联肢墙筒体与带消能连梁的框架-核心筒结构为例,对整体结构的抗震性能进行系统研究。结果表明,构建筒体二道防线能有效改善结构的抗震性能与抗倒塌能力,相关结构设计与优化方法还有待进一步研究。