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上海某在建超限高层建筑结构,设计采用型钢混凝土框架—核心筒体结构体系,结构地上共58层,高度244.8m。本文利用ANSYS程序对其建立较为精细的整体结构有限元计算模型,采用多种计算方法和分析手段,分别在线弹性阶段和弹塑性阶段,对结构的动力特性、地震反应和抗震性能进行全面的、系统的评估和研究,此外还对核心筒体结构采用不同单元的计算模型进行了静力非线性对比研究及抗震性能分析。
本文在结构的有限元建模和数值计算分析、结构抗震性能的分析和评估等方面进行了一些工作:在线弹性阶段,对结构的有限元模型进行了模态分析、谱分析和动力时程分析;在弹塑性阶段,首先采用双线性材料模型对结构进行了在两种侧向荷载下的非线性静力分析。然后,采用改进的能力谱方法对结构的抗震能力进行了评估。为考察结构的核心简体在水平力作用下的弹塑性力学性能,本文选取了核心筒体关键部位的墙片进行分析,分阶段选取了两个状态来考察核心筒体的应力分布的发展变化情况。
核心筒体结构采用不同单元的计算模型,此类模型与其他模型相比,具有简便、有效、结果直观的优点。材料的应力—应变关系采用了双折线的随动强化模型(BKIN),进行有限元非线性计算分析和不同计算模型结果的对比分析研究。核心筒体的不同计算模型中,连梁采用不同的单元模拟作为它们的主要区别。针对这一特点,本文还对连梁在不同刚度(高跨比)情形下,研究核心筒体的连梁选用何种单元模拟能够更加合理地放映结构的各项性能。在此基础上,还对连梁与墙肢刚度比这方面对核心筒体抗震性能进行初步的研究。