框架-RC核心筒混合结构体系楼层剪力传力机理研究

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框架-核心筒结构广泛运用于高层建筑中。该结构体系中,核心筒作为主要抗侧力构件在结构设计中常被考虑为直接承受绝大部分的水平力。但是,地震响应通常是由结构的质量产生的,先按结构的质量分布进行分布,而结构的大部分质量位于框架部分。因此,需要可靠的传力路径确保地震力传递给核心筒。目前,国内外对框架-核心筒结构的抗侧性能进行了较充分研究,但多集中于结构的整体性能,框架与核心筒之间内力传递问题没有得到太多关注。本文针对框架-RC核心墙结构体系楼层剪力传力机理开展研究,采用了通用及专业有限元软件,对现有结构及标准模型进行了弹性及弹塑性时程分析。主要研究工作如下:(1)第二章针对某实际结构的整楼模型在地震下剪力传力机理进行了弹性分析及概念分析,模型参数为楼板布置方式、底部连接方式、地震作用方向和楼层位置等。采用通用设计软件SAP2000模拟得到了地震下剪力的传递方式并对此进行了分析,结果表明框架与核心筒之间的楼层剪力主要由主梁轴力、楼板内力进行传递。传力机理受地震参数影响较小,底部连接方式仅对较低楼层有影响。同时,随楼层增高,楼板轴力传递的楼层剪力逐渐由楼板剪力承担。(2)第三章针对标准模型在多遇地震下剪力传力机理进行了研究,模型参数为楼板厚度、剪力墙与钢梁连接方式等。采用专业设计软件MSC.Marc模拟得到了结构自振周期、结构最大层间位移角、基底剪力等整体指标,并对各楼层剪力传递方式全过程包络状态及顶点位移最大时刻的瞬时状态进行研究。分析结果表明剪力传力机理受剪力墙与钢梁连接方式影响较大。同时,随楼层增高,楼板轴力传递的楼层剪力逐渐由楼板剪力承担。楼板应力分布较规律,呈一定对称性。底部和顶端的楼层剪力传递方式和其他楼层差别较大。(3)第四章针对楼板采用了分层壳单元的标准模型在罕遇地震下剪力传力机理进行了研究,试验的主要参数为楼板厚度、剪力墙与钢梁连接方式等。通过MSC.Marc模拟得到了地震作用下结构最大层间位移角、基底剪力等整体指标,并对各楼层剪力传递方式的全过程包络状态和出现塑性铰时刻的瞬时状态进行研究。结果表明,剪力传力机理受楼板厚度影响较大,同时,楼层对剪力传递方式影响较小,楼板应力分布近似对称。底部和顶端的楼层剪力传递方式和其他楼层差别较大。
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