基于钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系抗震性能分析

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1、硕士学位论文钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系抗震性能分析SEISMICPERFORMANCEOFCONCRETEFILLEDSTEELTUBEFRAMEANDSTEEL-CONCRETECOMPOSITESHEARWALLSYSTEM左凤琴哈尔滨工业大学2009年6月国内图书分类号：TU398.9国际图书分类号:624.016.7工学硕士学位论文钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系抗震性能分析研究生：左凤琴导师：张素梅教授副导师：郭兰慧博士申请学位：工学硕士学科、专业：岩土工程所在单位：土木工程学院答辩

2、日期：2009年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TU398.9U.D.C.:624.016.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSEISMICPERFORMANCEOFCONCRETEFILLEDSTEELTUBEFRAMEANDSTEEL-CONCRETECOMPOSITESHEARWALLSYSTEMCandidate：ZUOFengqinSupervisor：Prof.ZHANGSumeiAssociateSupervis

3、or：Dr.GUOLanhuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeotechnicalEngineeringUnit：SchoolofCivilEngineeringDateofOralExamination：June,2009University：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要钢管混凝土结构具有抗剪性能好、承载力高、抗震性能好等优点，因此在高层建筑结构中得到越来越广泛的应用；两边连接钢板组合剪力墙作为

4、一种新型的抗侧力构件，混凝土板外夹于钢板两侧，有效的限制了钢板平面外屈曲，使其具有良好的延性和耗能能力。将新型抗侧力构件两边连接钢板组合剪力墙用于抗震性能优越的钢管混凝土框架中，形成一种新型的组合结构体系即钢管混凝土框架－两边连接钢板组合剪力墙结构体系。本文采用Pushover静力弹塑性分析方法和动力时程分析方法对这种新型结构体系的抗震性能进行研究。具体工作如下：（1）利用OPENSEES有限元分析软件建立了钢管混凝土框架－两边连接钢板组合剪力墙结构体系分析模型，用已有的实验验证了模型中所选取钢管混凝土中钢材和

5、混凝土材料本构关系和滞回模型的正确性，用实验验证了所选取两边连接钢板组合剪力墙分析模型的正确性。（2）基于静力弹塑性分析方法，对Pushover侧向力加载模式的选取、结构薄弱层的判别进行研究；结合改进的能力谱法分析了钢板组合剪力墙的高厚比、跨高比、组合剪力墙位置对结构体系静力弹塑性力学性能的影响；分析了钢管混凝土框架—钢板组合剪力墙结构体系合理的刚度比取值范围。分析结果表明：跨高比是影响结构体系抗震性能一个主要参数；综合经济效益和结构抗震性能来看，组合剪力墙与框架的抗侧刚度比为3-5时较为适宜。（3）采用时程分

6、析方法研究了钢板组合剪力墙钢材屈服强度和钢板组合剪力墙与钢管混凝土框架侧向刚度比对结构体系力学性能的影响，分析了结构体系在地震动作用下结构中塑性铰的产生和发展过程。分析结果表明：对应不同设防烈度水平，组合剪力墙选择合适刚度比并采用匹配的钢材屈服强度可以使剪力墙先于框架屈服，耗散地震能量，减小主体结构地震响应。关键词：钢板组合剪力墙；两边连接；钢管混凝土；静力弹塑性分析；时程分析-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTheconcretefilledsteeltube(CFST)takesadvan

7、tageofgoodshearbehavior,highbearingcapacityandgoodseismicbehavior,soitiswidelyappliedinbuildingstructures.Employedasanewtypeoflateralforce-resistingmember,thetwo-sideconnectedsteel-concretecompositeshearwall(SCSW)behavesgoodductilityandenergydissipationcapac

8、ity,asthetwopre-castconcretepanelscanrisistout-of-planebucklingofsteelplate..Combinedthenewtypeoflateralforce-resistingmember(SCSW)withtheCFSTframe,anewtypeofcompositestructureappears,whichcanbe