钢筋混凝土框架-核心筒与筒中筒结构抗震性能对比分析

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框架-核心筒与筒中筒结构有平面布置灵活、空间使用率高的特点,在高层建筑中被广泛应用。两者虽同属筒体结构,但两种空间协同性能的不同使其有所差别。目前对这两种结构的对比分析还较少,实际工程中可以借鉴的震害经验又较少,本次研究可以对实际工程提供一定的参考作用。本文首先采用YJK与ETABS分析了结构的主要指标,验证ETABS分析结果的正确性,然后使用ETABS软件对两种结构进行了弹性分析与非线性动力分析。弹性分析主要做了如下工作:(1)验证了结构各项指标的合理性,并使用YJK选取了符合要求地震波;(2)对两种结构的剪力滞后效应做出了研究,从剪力滞后值表现出的规律可知,两种结构均表现出了从下层至上层逐步减小的趋势,筒中筒结构的减小速率更快,表明筒中筒结构的空间性能优于框架-核心筒;不同地震波作用下,结构的剪力滞后现象产生了差异,表明地震波的选取会对结构响应有一定影响。在非线性动力分析中,研究了结构层间位移角、基底剪力、顶点位移和剪力滞后效应,并对结构柱铰的发展趋势、柱铰性能使用情况和剪力墙的受力情况进行了对比分析。从分析结果可以得出:(1)筒中筒结构的位移指标更占优势,但其基底剪力会明显大于框架-核心筒;(2)剪力滞后效应表现出的趋势与弹性分析相似,筒中筒结构剪力滞后值减小速率更快;(3)框架核心筒出铰数量更多,塑性发展更快;(4)框架-核心筒对所有层都有性能需求,而筒中筒结构对中下层柱的性能需求较多,表明筒中筒结构对柱的性能使用还有提升空间;(5)核心筒与内筒剪力墙在底层应力较大,底部混凝土层会首先发生损坏,但筒中筒结构钢筋层尚未屈服,表明其外筒抵抗地震作用效果明显,该结构表现出更好的抗震性能。(6)综合对比表明,筒中筒结构具有更好的抗震性能,但与框架-核心筒相似,地震作用下底层会首先出现破坏,应予以局部加强。
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