鋼框架一鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)的協(xié)同工作性能分析

常云倩　婁汝偉

摘要：本文主要是選用了15條地震記錄，這些地震記錄都是關(guān)于在地震時(shí)，中心建筑物的鋼架如何損壞以及損壞的程度大小的，并且通過(guò)有限元這款A(yù)BAQUS軟件進(jìn)行測(cè)算，重點(diǎn)是圍繞鋼架其中的主要鋼筋混凝土的最為核心筒的結(jié)構(gòu)，著力分析在強(qiáng)烈地震之下對(duì)范圍內(nèi)的破壞程度，在分析過(guò)程中主要是看鋼結(jié)構(gòu)是否在強(qiáng)震下變形，通過(guò)解析查看結(jié)構(gòu)在地震過(guò)程中的破壞次序以及破壞的主要機(jī)理，同時(shí)我們將采用增強(qiáng)動(dòng)力等綜合的分析方法，以鋼框架的主要鋼筋混凝土的核心筒為重點(diǎn)，全面加強(qiáng)強(qiáng)烈地震下的性能綜合分析。

關(guān)鍵詞：鋼框架一鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)；破壞機(jī)理

中圖分類(lèi)號(hào)：TU398.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-3024（2017）08-0140-01

1.數(shù)據(jù)及模型分析

1.1計(jì)算模型。緊密?chē)@本文主題，我們主要選取了三十層的鋼框架作為計(jì)算的主要模型，重點(diǎn)對(duì)鋼筋混凝土為核心筒的結(jié)構(gòu)辦公樓進(jìn)行研究分析，基本數(shù)據(jù)為鋼構(gòu)架的高度為120米，高度為41米，在總體平面尺寸的設(shè)計(jì)上為24米乘以24米，同時(shí)每邊設(shè)置三個(gè)跨度，而且從樓層層面的活動(dòng)負(fù)荷初步選取為2.0kN/m，其中框架梁線的數(shù)值負(fù)荷范圍主要選取4.0kN/m作為設(shè)定數(shù)值，從總體模型設(shè)計(jì)來(lái)看，我們?cè)谥饕Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸應(yīng)用上，多與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)辦公室區(qū)域建筑一致。那么，我們?cè)谟?jì)算模型設(shè)置上，主要的鋼框架采取的是Q345，其中在結(jié)構(gòu)中的核心筒的混凝土主要強(qiáng)度值為C40，而從它的雙層以及雙向的配備鋼筋看，其樓層板材所使用的鋼筋水泥的強(qiáng)度等級(jí)設(shè)定為C30，它的厚度為200inrn。從使用年限看大致為50年，同時(shí)抗震強(qiáng)度設(shè)置防裂為八度。并對(duì)這一辦公樓進(jìn)行分類(lèi)場(chǎng)地建設(shè)，其中設(shè)計(jì)地震分組為第一組。在建設(shè)時(shí)，可以采用先進(jìn)的技術(shù)將這一建筑的三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)造出來(lái)，這樣不僅可以更加全面而理想的對(duì)該建筑進(jìn)行構(gòu)造，還能夠在對(duì)著這種三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行試探性研究，以此來(lái)減少不必要的損失。

1.2材料基本結(jié)構(gòu)的主要關(guān)系。一般情況下，我們?cè)阡摬氖褂煤驮O(shè)計(jì)上，主要是采取以雙線性為重點(diǎn)的隨動(dòng)硬化設(shè)計(jì)模型，通過(guò)綜合考慮包辛格的主要效應(yīng)，我們?cè)谘h(huán)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，主要是重在測(cè)量無(wú)剛度情況下的主要退化，同時(shí)在我們使用混凝土中，主要是采取彈塑性的損傷模型，通常情況下，我們分析此項(xiàng)模型，直觀的可以看到混凝土材料的主要拉壓強(qiáng)度差異化還是比較強(qiáng)的，另外從主要屬性看，在使用的剛度以及強(qiáng)度的退化，同時(shí)在拉壓的主要循環(huán)裂度上看，閉合呈現(xiàn)的剛度效果也不同。

1.3在地震波方面的主要選擇。本文主要是選取了美國(guó)的加利福尼亞大學(xué)大學(xué)，以及美國(guó)著名的太平洋的地震研究中心的主要統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以及記錄。其中所選取的主要涉及到地震范圍的記錄，我們所設(shè)計(jì)模式，主要是所在設(shè)計(jì)的II類(lèi)場(chǎng)地土，同時(shí)與相關(guān)數(shù)據(jù)中主要涉及場(chǎng)地土地的重點(diǎn)剪切波速數(shù)值為360，750m/s非常相近，在我們?cè)谶x擇數(shù)據(jù)時(shí)，盡量要減少選擇同此地震中所統(tǒng)計(jì)的相關(guān)記錄，應(yīng)該按照地震中涉及到的速度記錄，盡量選擇能夠反應(yīng)特征性周期，特別是結(jié)構(gòu)中第一個(gè)周期內(nèi)所涉及的雙重目標(biāo)指標(biāo)波段，最大限度地使實(shí)際發(fā)生地震時(shí)的波

段反應(yīng)圖譜與較為規(guī)范的放映圖譜程度較好的部分。

2.對(duì)計(jì)算結(jié)果的主要分析

2.1結(jié)構(gòu)變形分析。對(duì)于地震記錄來(lái)說(shuō)，在記錄的數(shù)據(jù)里面會(huì)有E1Centro波，Tatt波以及Koeaeh波，在我們實(shí)際測(cè)試中，我們的幾類(lèi)峰值的加速度分別為4，8，12m/s時(shí)。在這種特定條件下，我們的主要建筑材料主要集中在頂層，隨之就會(huì)帶來(lái)與之相應(yīng)的位移時(shí)程，其中在樓層位移方面主要包絡(luò)圖以及層間相關(guān)位移包絡(luò)圖。在我們實(shí)際的研究測(cè)算的過(guò)程中，特別是在相應(yīng)的條件下，我們可以根據(jù)測(cè)算羅列出相關(guān)三個(gè)波段作用下的最大位移以及層位位移數(shù)據(jù)。通過(guò)綜合測(cè)算，我們可以在頂層位移的同時(shí)，對(duì)相關(guān)的過(guò)程曲線進(jìn)行綜合分析。另外，在相同的地震波段的綜合作用之下，雖然在我們綜合統(tǒng)計(jì)下的加速峰值有所不同，在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)上也不同，但是在我們結(jié)構(gòu)的頂層最大位移基本的達(dá)到時(shí)間是比較相似的。

2.2結(jié)構(gòu)主要破壞性分析。在綜合測(cè)算中，主要是在E1Centro、Taft，以及Kocaeli三種波的共同作用之下產(chǎn)生的，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，我們從數(shù)值當(dāng)口在4m/s以及a-12m/s時(shí)，其中的結(jié)構(gòu)性破壞的主要順序，以及破壞情況則有不同的顯現(xiàn)。一般來(lái)看，當(dāng)a-4m/s時(shí)，我們看到在外鋼框架仍然保持彈性，其中混凝土核心筒首先是出現(xiàn)連梁開(kāi)裂，然后就會(huì)出現(xiàn)v方向的墻體底部拉壓開(kāi)裂，最終形成水平裂縫；當(dāng)a-12m/s時(shí)，我們可以看到在Taft波的綜合作用下，結(jié)構(gòu)破壞相對(duì)比較輕.然后在E1Centro以及Kocaeli波的共同作用下，鋼筋混凝土核心筒破壞的非常嚴(yán)重。結(jié)構(gòu)的破壞順序?yàn)檫B梁一核心筒剪力墻一鋼框架。核心筒剪力墻的破壞首先是v方向的墻體拉壓開(kāi)裂，首先是形成水平裂縫；然后是才是形成縱向裂紋，而且對(duì)于縱向裂紋來(lái)說(shuō)，它的產(chǎn)生與水平裂縫有關(guān)，地震對(duì)建筑的折角處造成了水平位移，這種位移也是由鋼架受力不均所造成的，當(dāng)水平發(fā)生位移之后，折角的鋼架連接會(huì)對(duì)水平方向產(chǎn)生拉扯，如果拉扯力度不夠，就是抗震能力不強(qiáng)，很容易就造成了縱向裂紋。

3.結(jié)束語(yǔ)

總之，在研究過(guò)程中，我們可以總結(jié)出一些數(shù)據(jù)結(jié)論，也可以發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題：一是在測(cè)試中我們發(fā)現(xiàn)，地震中在加速度峰值非常高的強(qiáng)震作用之下，因?yàn)樵诨炷梁诵耐脖环浅?yán)重的破壞之下，會(huì)導(dǎo)我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)層的位移曲線上，快速由彎剪型向剪切型轉(zhuǎn)變，并快速分化。二是在以鋼框架為重點(diǎn)鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)部分，一旦在非常強(qiáng)烈地震的作用下，破壞的先后順序主要是，首先是混凝土連梁，其次是混凝土核心筒，最后是鋼框架。三是根據(jù)增量動(dòng)力分析結(jié)果確立了鋼框架一混凝土核心筒結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震下的性能目標(biāo)，劃分為3類(lèi)：生命安全（sL），不倒塌（CP），倒塌，整體失效（GI）.并結(jié)合結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制對(duì)性能目標(biāo)進(jìn)行了說(shuō)明。四是雖然確定了以鋼框架為重點(diǎn)混凝土核心筒結(jié)構(gòu)，那么在強(qiáng)震下的性能目標(biāo)，但需對(duì)性能目標(biāo)做可靠度分析。