钢梁与核心筒连接刚度对钢—混凝土混合结构体系抗震性能的影响
本文选题：混合结构 + 钢梁与混凝土剪力墙连接刚度 ； 参考：《福州大学》2013年硕士论文
【摘要】：目前,高层建筑结构已成为城市建设的一种趋势,高层钢-混凝土混合结构得到广泛应用,其抗震性能备受关注。为了研究不同的钢梁与混凝土剪力墙连接节点类型对钢-混凝土混合结构抗震性能的影响,本文通过将实际工程实例钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构按照现行规范设计进行简化,建立理论分析模型。模型中钢梁与混凝土剪力墙处采用不同连接刚度,并使用有限元软件SAP2000进行时程分析,以期了解该类结构的抗震性能以及影响其抗震性能的因素,本文的主要研究工作与取得的成果如下：1.运用有限元软件SAP2000建立结构HS-R模型,进行模态分析提取动力特性以及时程分析,与所采用的文献比对验证SAP2000建模的可行性。改变钢梁与混凝土剪力墙连接类型,采用铰接、半刚接、刚接的节点类型,且对半刚接结构按节点相对刚度选取结构,分别建立模型HS-P、HS-SR1、HS-SR5、HS-SR10、HS-SR15、HS-SR20、HS-R,并进行弹性动力时程分析。分析结果表明,节点类型的改变对结构整体抗震性能的影响很小。但是采用刚接和半刚接连接类型可降低钢梁截面高度,提高空间使用率,同时可以节约钢材,具有较好的经济适用性。2.建立HS-P、HS-SR1、HS-SR5、HS-SR10、HS-SR15、HS-SR20、HS-R结构弹塑性分析模型,进行罕遇地震下的时程分析。就结构楼层最大位移、最大层间位移角以及钢梁的内力、外框架柱内力、结构底部剪力分配情况进行对比分析,同时还对这三类结构的破坏机制进行分析。分析结果表明,HS-SR结构的变形与构件内力值介于HS-R和HS-SR结构之间；在抗震方面,HS-SR结构的外框架既能承担水平力又不会因承担过大的水平力而发生脆性破坏,外框架为具有安全储备的第二道抗震防线。3.本文针对钢梁与混凝土剪力墙半刚性连接的HS-SR结构整体抗震性能的影响因素进行分析,主要分析的影响因素有地震烈度、刚度特征值以及剪力墙厚度。分析结果表明,钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构延性好,结构的刚度特征值对其抗震性能影响较小,而混凝土剪力墙厚对抗震性能影响显著,不能盲目提高墙厚,应控制在一定的合理范围。
[Abstract]:At present, high-rise building structure has become a trend of urban construction, high-rise steel-concrete hybrid structure has been widely used, its seismic performance has been paid attention to. In order to study the effect of different connection types of steel beam and concrete shear wall on seismic behavior of steel-concrete composite structure, In this paper, the concrete filled steel tube frame-concrete core tube structure is simplified according to the current code design, and the theoretical analysis model is established. In the model, different connecting stiffness is adopted between steel beam and concrete shear wall, and time history analysis is carried out by using finite element software SAP2000, in order to understand the seismic behavior of this kind of structure and the factors that affect its seismic performance. The main work and achievements of this paper are as follows: 1. The finite element software SAP2000 was used to establish the structural HS-R model, and the modal analysis was carried out to extract the dynamic characteristics for the timely history analysis. The feasibility of the SAP2000 modeling was verified by comparing with the literature. By changing the connection type between steel beam and concrete shear wall, the joint types of hinged, semi-rigid and rigid joints are adopted, and the model HS-PU HS-SR1 / HS-SR5 / HS-SR10 / HS-SR15 HS-SR20HS-R is established according to the relative stiffness of joints respectively, and the elastic dynamic time history analysis is carried out. The results show that the change of joint type has little effect on the seismic performance of the whole structure. However, the steel beam cross-section height can be reduced and the space utilization rate can be increased by adopting the rigid and semi-rigid connection types, and the steel can be saved at the same time, which has good economic applicability. An elastic-plastic analysis model for HS-SR15 HS-SR20 HS-R structure was established, and the time-history analysis of HS-SR1 HS-SR5, HS-SR10, HS-SR15, HS-SR20 and HS-R was carried out under rare earthquakes. The maximum displacement of the structure floor, the maximum interstory displacement angle, the internal force of the steel beam, the internal force of the outer frame column and the distribution of the shear force at the bottom of the structure are compared and analyzed. At the same time, the failure mechanism of these three kinds of structures is analyzed. The results show that the deformation and internal force of HS-SR structure are between HS-R and HS-SR structures, and that the outer frame of HS-SR structure can bear both horizontal force and brittleness failure due to excessive horizontal force. The outer frame is the second seismic defense line with safety reserve. 3. In this paper, the influencing factors of seismic behavior of HS-SR structure with semi-rigid connection between steel beam and concrete shear wall are analyzed. The main factors are seismic intensity, stiffness characteristic value and shear wall thickness. The results show that the concrete filled steel tubular frame-concrete core tube structure has good ductility, and the stiffness characteristic value of the structure has little effect on its seismic performance, while the concrete shear wall thickness has a significant effect on the seismic performance, so it can not be increased blindly. It should be controlled within a reasonable range.
【学位授予单位】：福州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU398.9
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，本文编号：1928310
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