混合结构.ppt

1、框架-核心管混合结构系统研究的新进展，说明：新国元道路指导教师：杨淑斌，目录介绍均匀刚度比参数和合理值范围位移角度限制值方法系统的抗震安全性能比较位移特性失效模式安全性能结论，框架-核心管混合结构介绍“混合结构”表示由徐璐其他材料的组成部分构成的结构。钢筋混凝土混合结构是由钢筋混凝土桶(src桶)、钢或钢筋混凝土、混凝土混凝土钢(或其他复合构件)和钢筋混凝土组成的结构。与钢筋混凝土结构相比，钢-混凝土混合结构的优点是结构构件小，建筑面积和净高度小，结构自重力小，降低基础成本，施工速度快，抗震性能好；缺点是结构钢的杨怡多，建设要求高。与钢结构相比，其优点是钢铁用量少，整体刚度好，防火和防腐性能好

2、。缺点是混凝土使用量大，施工要求高。钢-混凝土混合结构是高建筑和超高层建筑，尤其是框架-核心筒混合结构的功能强大、经济高效的高层建筑结构之一。芯管在力性能上主要承受水平力，周围框架主要承受垂直载荷。芯管是抗震性能中的第一条防线，框架是第二条防线，但内部圆柱和外部框架之间的刚度大，强度不协调，内部管刚度大，承担了大部分地震作用，外部框架刚度小，剪切力小。因此，研究了周围框架和核心管之间的相对关系。此外，合理的位移极限指标对结构满足正常使用要求，防止强震引起结构破坏的倒塌具有重要意义。本论文重点讨论了框架-核心筒混合结构系统框架和核心筒刚度匹配、位移极限金志洙值、多个系统的位移特性、故障模式和安全

3、性能的比较和审查。均匀刚度比参数和相应的合理值范围混合结构系统通常由混凝土芯管和周围框架组成，两者在设计中均存在刚度匹配问题。如果结构高度高，结构通常不能满足位移限制要求，因此需要设置加强层。如果加强层的刚度过高，则连接结构沿垂直方向发生更大的刚度突变，从而导致加强层的剪切力过大，计量困难。如果加强层太小，则无法有效控制结构的横向移动，因此框架核心管和加强层也存在刚度匹配问题，框架-核心管结构扩展臂梁徐璐以不同方式连接，周围框架对核心管的横向刚度增加程度也不同。徐璐的其他连接方法，如两端固定(系统a)、两端转轴(系统b)、一端固定(系统c)、一端转轴(系统d)、加强板(系统e)。在建立了上述五

4、类系统各自的横向刚度分析计算方法的同时，系统AD认为使用框架梁持续加强核心筒，系统5将集中力作为系统AD的特殊情况。系统c和d的表达和刚度基本上等于参数。框架-核心筒结构的横向刚度可以由两部分组成：类别筒和类别框架。表1筒体和类框架的表达和刚度比参数类型刚度比参数系统a系统b系统c、d系统e类筒体T (1 /EIS)连续加强非加固连续加强集中()筒体框架结构核心筒框架结构框架结构框架平面边缘框架空间周围平面边缘延伸臂两端连接臂(系统b)周围框架核心筒侧刚度没有提高。表2筒系统之间的刚度比参数对应结构刚度比参数系统a系统c和d系统e对应关系参数1 T T 1 /EIS T=T=1 /EIS参数2

5、 a=2a=1.837/0.5通过根据每个系统的均匀刚度比参数优化系统各组件的内力分布，并控制系统弹性步长的位移限制，统一刚度比参数的合理值T=T=1 /EIS的合理范围为0.200.85。建议对系统a使用1.23.0，对系统b使用1.02.5，对系统c和d使用1.12.7。在地震中，不仅是横向移动极限，还使各层的剪切分布更加均匀。位移角度极限值法在外框架和内芯管刚度适当的混合结构中，弯曲变形占主要成分，大地震时刚度大、应变力弱的芯管首先进入弹塑性状态，破坏也相对集中在芯管上，可以作为变形基础上部结构位移控制的有效控制指标。同时还表示，地震损失在结构上有薄弱层的情况下，在强震发生时结构上较弱的

6、层会产生较大的弹塑性变形，导致结构上的严重破坏或崩溃，因此，还应规定弹塑性阶段的位移角度限制。弹性刚度分析结果表明，框架-核心筒结构的弹性位移角度极限与结构纵横比相关。分析表明，宽高比大于6的剪切变形贡献较小，大部分弯曲变形贡献较小，并将宽高比的两个极限值设置为6和10。仅层间位移角度并不能完全反映结构的应力和变形特性，可以有效地弥补层间位移角度和顶点位移角度(即整个层间位移角度)。通过对强地震动下没有加强层和加强层的钢框架-混凝土核心筒结构的分析，表3表3钢框架2混凝土核心筒结构位移角度极限建议钢框架-圆柱弹性位移角度极限弹塑性钻头混合结构系统h/b6h/b 10 h/b10移动角度极限总层

7、间位移角度1/800 1/80001/500 1 四框架-核心管混合结构系统的抗震安全评估-:包括钢筋框架-核心管(SF-CW)、无加强板的钢管混凝土框架-核心管(CFTF-CW)、加强板钢框架-核心管(SF-T-CW) 通过对上述四种系统计算结果的比较，从系统位移特性、故障模式和安全性能等方面进行了分析。位移特性图1是同一结构的三个最大位移角度(图中的t、R、R)分别与整个层间位移角度、层间位移角度和顶点位移角度)和常规加速度Sa (T1)关系的比较。如果SF-CW结构的最大整个层之间的置换角度和最大顶点置换角度之间的差异很大，则顶点置换角度是平均意义上的整个层之间的置换角度属性，这表明如果

8、周围是钢框架，则结构具有一定范围的集中变形。结构设计符合规格，但合理的刚度可曹征范围小，某种程度的刚度不匹配。尤其是进入弹塑性阶段。CFTF-CW结构的三条位移角曲线更接近，如果边界为CFT框架，则表明框架和核心圆柱之间的刚度更匹配，协作性能更好，合理刚度可曹征范围更大。当结构高度变大并设置了加强层时，SF-T-CW和CFTF-T-CW结构都有集中变形，相对不加强，差异较小，但CFTF-T-CW结构的位移角度比SF-T-CW结构更宽松，控制相对容易。图2通过比较徐璐不同结构之间的相同最大位移角度和光谱相加度关系，通过图2的徐璐不同结构之间的相同位移角度比较，可以得出以下结论：1)周边为钢框架时

9、的位移角度大于边界为CFT框架时的位移角度，具有加强板结构的位移角度大于未加强结构时的位移角度。2)在SF-CW结构和CFTF-CW结构中，相对层间位移角度最稳定，两种结构之间的差异不大，顶点位移角度第二大，整个层间位移角度差异最大。表明SF-T-CW结构和CFTF-T-CW结构中三个位移角度之间的差异不大，相对稳定，结构高度增加，三个位移角度变化进一步稳定。因此，位移角度指示器使用相对层间位移角度、顶点位移角度和整个层间位移角度的优先级。3)如果位移角度指示器更稳定，则可以在徐璐其他结构之间使用相同或相似的极限。如果离散性很大，则必须对不同的结构使用不同的限制。对于无加强层的钢框架-混凝土核

10、心筒结构和CFT框架-混凝土核心筒结构，整个层间位移角度值可能徐璐不同，比前者松弛，但是可以使用相同的相对层间位移角度限制或相似的顶点位移角度值。具有加强层的钢框架-混凝土核心筒结构和CFT框架-混凝土核心筒结构可以使用相同或相似的位移角度值。徐璐区别不同结构的位移角度，主要考虑相同位移角度指标在不同结构中的变化趋势，单纯考虑位移角度的最终状态，如果对不同结构采取相同的位移角度限制，则每个结构在徐璐上都有不同的安全储量。故障模式对无加强层的SF-CW结构和CFTF-CW结构在小地震时保持整体结构弹性。中地震时，筒体底部壁和部分筒体年梁出现裂缝，部分框架加宽臂梁法兰出现裂缝。大地震时，底部核心筒

11、屈服于角落和洞口边缘的暗柱，周围框架基本保持弹性。随着核心筒的塑性在更强的地震下的发展，开始卸载周围框架，结构的中下部框架扩展臂梁开始出现塑性铰，然后周围框架梁离开铰链整体失效，直到底部框架柱被压缩。结构在每个阶段都表现出弯曲形式的变形态势，失败模式也属于完全弯曲模式。对于具有加强层的SF-T-CW结构和CFTF-T-CW结构，在小地震时结构保持弹性。中地震时，圆柱连梁和圆柱底壁开裂，加固吊杆桁架的上弦和下弦法兰开裂。大地震作用下，底部核心管角和开口角的暗柱屈服，加强层的核心管角也部分屈服。在更强的振动下，核心筒的塑性区展开，开始向周围框架卸载，框架扩展臂梁和周围框架梁伸出铰链，加强层桁架腹板

12、也依次进入屈服中，加强层附近底部框架柱和底部框架柱被压缩或拉动，使结构整体失效。安全性能表4年平均失败概率，通过表数据了解。对于无强化层次，SF-CW结构高于CFTF-CW结构的年平均故障概率。对于强化层结构，CFTF-T-CW结构的频率高于SF-T-CW结构的年均故障。也就是说，加强层结构低于没有加强层结构的年平均故障频率，导致长周期结构受损的可能性较低。结论及展望本文综述了钢-混凝土组合框架结构和框架-核心筒混合结构体系研究的一些新进展。在框架-核心管混合结构系统中，对框架和核心管的刚度匹配、位移极限金志洙值的数值分析以及其他系统的位移特性、故障模式和安全性能进行了比较和评估，为框架-核心管混合结构的系统优化提供了参考。钢-混凝土组合结构系统在工程应用中仍然存在很多问题，本文介绍的研究工作也只是初步讨论。钢-混凝土复合结构系统可以从以下两个方面研究：进一步改进复合结构系统的计算方法，实现