核心筒结构破坏模式分析.pdf

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1、核心筒结构破坏模式分析潘瑞．李敏(东南大学土木工程学院。江苏南京210096)[摘要]文章通过静力弹塑性方法对核心筒进行推覆分析，研究了核心筒在地震作用下的屈服破坏模式，并在此基础上通过改变结构的高宽比和连梁高度。进行了一系列对比模型的分析比较。分析结果表明：合理设计的核心筒在水平作用下可以实现强墙肢一弱连梁的破坏模式；核心筒高宽比较大及连粱高度较高时连粱屈服不充分。不利于实现理想破坏模式。[关键词]核心筒结构；静力弹塑性分析；破坏模式[中图分类号]TU398【文献标识码”【文章．编号]1005—6270(2016)02—0066—02TheAnalysisoftheFail

2、ureModeofCoreTubeStructurePANRuiLIMin(SchoolofCivilEngineering，SoutheastUniversity，NanjingJiangsu210096China)Abstract：Inthispaper，bythemethodofPushoverAnalysis，Failuremodeofcoretubestructureisresearched．Besides，bychangingtheratioofheighttowidthandtheheightofcouplingbeam，aseriesofcomparative

3、analysiswasdone．neresultsshowthatthereasonablydesignedcoretubestructurecanfollowidealfailuremode，whichhasstrongpierandweakcouplingbeam．However，whentheratioofheighttowidthortheheightofcouplingbeamishigh，onlysomecouplingbeamsareintheyieldstate，andthefailuremodeisnotideal．Keywords：coretubestru

4、cture；pushover；failuremodeO引言，破坏模式的研究是结构抗震研究的重要内容．对结构进行破坏模式研究．可以引导结构通过合理的失效模式控制结构破坏，防止结构发生整体倒塌破坏。框架一核心筒结构是一种重要的结构形式．许多学者对它的破坏模式进行过研究㈣。在目前的研究中．框架一核心筒破坏模式的研究主要围绕结构整体．研究框架与核心筒的屈服顺序与程度，较少研究核心筒自身的破坏模式。核心筒是结构重要的抗侧力构件．抗震能力的好坏对结构整体有非常大的影响。本文将围绕核心筒的破坏模式进行分析。1结构分析为了研究核心筒结构在水平作用下的破坏模式．建立了一个30层的核心筒分析模型

5、。并对其进行有限元分析。1．1基本模型本文建立的结构简化模型平面尺寸如图1所示．结构共30层，总高118．2m，其中1。6层层高4．5m．其他层层高3．8m。墙肢厚度取500mm。连梁尺寸取宽500mm，高700mm，核心筒混凝土强度采用C60。结构抗震设防烈度为7度．设计地震分组为1组．场地类别为II类场地。考虑核心筒负荷面积减小的影响。取恒荷载为10kN／m2．活荷载为4kN／m2。1．2静力弹塑性分析模型t4500．L120003000Jl4500t图l核心筒平面布置图图2Midas分析模型作为一种简化方法．静力弹塑性分析方法在分析高层建筑结构时有一些缺陷嗍．但仍可以用

6、来定性地预测结构在地震作用下的弹塑性发展情况．在Midas／Gen中建立上述算例的有限元模型(图2)。进行弹性计算．分别对剪力墙和连梁进行配筋设计。在弹性设计的基础上．进行构件塑性铰的定义和分配．连梁可能[收稿日期12016-02．18[作者简介】潘瑞，男(1990-)，东南大学土杠程学院，研究生。江苏建筑2016年第2期(总第175期)67发生弯曲和剪切破坏，定义Fz、My、Mz铰，剪力墙可能偏压裹1各模型的核心筒层数和剪切破坏，定Fx、Fz、My、Mz铰，其Fx、My、Mz为PMM复合铰类型。由于采用位移控制加载，设置各铰的类型为n：MA铰(图3)。一oY‘●嘲S蚋m口叶

7、q+)急?一∞p，Ls(●●ot■二撑●oI+)Ls‘+'oPt+)Ko：H．姒YIeHS盯翻Ⅺm‘一'图3FEMA铰1．3分析过程及结果对结构进行推覆分析．结构塑性发展进程如下：在顶点位移A,=70ram时，结构整体仍保持弹性状态；A,=84mm时，6-9层连梁端部出现塑性铰；随着△。的继续增加，更多连梁进入屈服；A卢182mm时，多数连梁上出现了塑性铰，此时墙肢仍然处于弹性状态．连梁上的塑性铰均为初步发展的B铰．A,=189ram时，核心筒底部墙肢开始出现塑性铰；△F217mm时。结构底部墙肢出现破