基于Pushover方法的高層分散筒結構與剪力墻結構抗震性能對比.pdf

1、分散筒結構體系側向剛度大,結構構件平面布置靈活,空間整體性強,可用于高層和超高層建筑中,是具有遠大應用前景的新型抗側力體系,但其在很多方面仍需深入研究。在彈性階段,結構的延性、耗能等諸多極為重要的信息無法得到體現(xiàn),而這部分信息很有可能是結構性能的關鍵。由于分散筒結構構件筒體墻壁較薄,在大震作用下,當結構進入彈塑性工作狀態(tài),結構能否滿足規(guī)范規(guī)定的彈塑性變形要求和其彈塑性工作性能好壞是決定分散筒結構體系能否適用于工程實際的關鍵。
　　

2、本文首先根據(jù)民用建筑中常見的建筑布置方案,采用SAP2000軟件對剪力墻結構和分散筒結構主要抗側力構件的靜力彈性和靜力彈塑性性能進行了對比,研究其破壞機制和彈塑性工作性能差異;然后對青島某剪力墻結構體系高層住宅進行重新設計,結構方案設計為分散筒結構體系,并保證兩方案混凝土用量基本相等,利用ETABS軟件、PUSH&EPDA程序和SAP2000軟件,對兩種模型的靜力彈性和靜力彈塑性性能進行對比研究,探究兩種模型在大震作用下的抗震性能和破壞

3、機制;并采用STAT工程量統(tǒng)計軟件對兩模型的混凝土用量,含鋼量等經(jīng)濟性指標進行對比,并對差異原因進行了分析。
　　研究發(fā)現(xiàn),相同混凝土用量前提下,筒體模型較一字型墻體模型具有較大的抗側剛度和空間工作性能,翼緣墻體能夠較好地參與結構受力。筒體模型底部墻體出現(xiàn)混凝土壓潰時的頂點側移值和梁端塑性鉸的發(fā)展程度均大于墻體模型,構件材料利用率高,結構延性較好,能夠更好地保證“強柱弱梁”的設防思想。開洞筒體模型與帶翼緣墻體模型梁端塑性鉸發(fā)展基本

4、相同,抗側性能接近,布置合理的帶翼緣墻體模型能夠取得接近開洞筒體的抗側性能,剪力滯后效應并不明顯,結構的空間整體性較強。
　　工程實例對比分析中,相同混凝土用量前提下,分散筒模型與剪力墻模型靜力彈性性能接近。當結構進入彈塑性狀態(tài),分散筒模型比剪力墻模型有較大的剛度和較好的彈塑性性能,在性能點處的最大彈塑性層間位移角遠小于剪力墻模型,結構有較大富裕。
　　優(yōu)化結構模型,使結構主抗側力方向的最大彈塑性層間位移角相等且合理,在“與

5、結構主軸成45度夾角”的地震作用下,剪力墻模型的彈塑性層間位移角超限,分散筒模型滿足要求且具有較大的富裕,分散筒結構抗扭剛度大的性能充分體現(xiàn)。在“預設偏心”情況下,兩種模型的彈性和性能點處的彈塑性性能接近,但在結構達到臨近破壞的極限狀態(tài)時,分散筒模型的抗扭性能明顯優(yōu)于剪力墻模型。
　　優(yōu)化后分散筒模型的混凝土用量較剪力墻模型更省,但鋼筋用量較大。分析后初步判斷兩模型的計算用鋼量接近,分散筒結構體系按照現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的剪力墻結構體系的