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混凝土核心筒是高层建筑抗震的核心部件,研制抗震性能好的核心筒一直是国内外工程界十分关注的问题。特别是近年来,追求个性化的大型复杂高层建筑日益增多,对核心筒的抗震性能要求也越来越高。
大连国际会议中心是大连市大型标志性建筑之一,其建筑面积14万m2,它由14个核心筒体支撑约2.5万平方米钢结构平台,这些筒体为该建筑结构竖向承载和水平抗侧力的主体。大连地处7度地震烈度区,因此研究其核心筒体的抗震性能对保障该建筑结构的抗震安全性极其重要。
在该工程的核心筒设计中,采用了本课题组的“内藏钢桁架混凝土组合剪力墙及简体”专利成果,但在组合形式上有新的发展。本文主要贡献:
1.完成了1个1/7缩尺的钢管混凝土叠合柱边框内藏网状钢桁架组合核心筒的低周反复荷载试验,较系统地分析了该筒体的承载力、延性、刚度及其退化过程、滞回特性、破坏特征等,揭示了其抗震机理。
2.完成了4个1/5缩尺的钢管混凝土柱脚-钢筋混凝土基础组合试件的单向重复加载抗拔性能试验,较系统地分析了其抗拔锚固承载力、刚度及其退化过程、破坏特征等,揭示了其抗拔锚固机理。
3.基于空间桁架理论,建立了钢管混凝土叠合柱边框内藏网状钢桁架组合核心筒的承载力计算模型与公式,计算结果与实测结果符合较好。同时,建立了钢管混凝土柱脚与钢筋混凝土基础锚固承载力简化计算模型,试验结果支撑了计算理论模型。
4.提出了该新型组合核心筒的抗震设计建议,给出了构造措施。
研究表明:
1.钢管混凝土叠合柱边框内藏网状钢桁架混凝土组合核心筒,具有良好的抗震性能。在其受力过程中钢管混凝土叠合柱边框与混凝土剪力墙共同工作性能良好,混凝土剪力墙与内藏钢桁架共同工作性能可靠,组合核心筒的混凝土裂缝开展较密,开展宽度较小,分布域较广,在裂缝开裂和闭合过程中发挥了很好的耗能作用。
2.钢管混凝土柱脚与混凝土基础的锚固性能良好。增大柱脚埋深以及增配基础水平分布钢筋,配置竖向抗拔钢筋均能明显提高柱脚与混凝土基础的锚固承载力和延性性能,其中以配置竖向抗拔钢筋的构造效果最好。