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斜交网格筒标准单元子结构抗震性能研究

作　者: 张浩
导　师: 滕军
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 土木工程
关键词: 斜交网格拟静力试验抗震性能耗能能力屈服顺序
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

斜交网格筒结构体系作为一种新型高效的结构体系,由双向交叉连续环绕建筑物外表面的斜柱构成的外筒和核心筒组成。该结构体系中斜交网格筒承担水平和竖向荷载,具有较强的侧向刚度。斜交网格筒结构体系与基于垂直梁柱体系的结构在结构形式,受力机理上存在着明显的不同。本文通过对斜交网格筒结构体系及其标准单元子结构进行静力推覆分析,得到了斜交网格筒结构体系及其标准单元子结构构件屈服顺序,外筒斜柱屈服机制,外筒失效模式。为了更好的了解斜交网格筒结构体系抗震性能,对包含两个斜交网格筒标准单元子结构的缩尺模型进行拟静力试验研究,得到斜交网格筒标准单元子结构的滞回曲线和骨架曲线,在此基础上分析了子结构延性系数,承载力和刚度变化规律,耗能能力等,通过实时监测连梁,外网筒斜柱及核心筒墙肢应变发展,分析了斜交网格筒标准单元子结构不同类型构件屈服顺序,外网筒失效模式和屈服机制等特点。研究结果表明,斜交网格筒标准单元子结构构件屈服顺序表现为:连梁、外网筒斜柱、核心筒底部剪力墙。外网筒斜柱的屈服机制为轴向拉压屈服,外网筒斜柱塑性区域从腹板立面向两侧翼缘发展,并在各个立面从角部向中间,从底部向上部发展。通过有限元软件ABAQUS对斜交网格筒标准单元子结构进行数值模拟,有限元分析结果与试验结果吻合较好,验证了斜交网格筒标准单元子结构不同类型构件屈服顺序,屈服机制以及外网筒失效模式,验证了试验研究的正确性,也说明了有限元建模方法的正确性。为探讨外网筒变形能力,引入梁构件弯曲屈服机制建立四种网格形式斜交网格筒结构体系,对这些结构进行静力弹塑性分析,得到不同网格形式下外网筒-核心筒结构构件屈服顺序,外网筒构件屈服机制,内外筒内力分配等特点。研究结果表明,通过切断斜交网格外筒斜柱传力路径引入弯矩机制能够有效改善斜交网格筒屈服机制和提高结构延性,探讨设计后外网筒-核心筒与常规筒中筒结构体系受力特点基本一致。

斜交网格筒标准单元子结构抗震性能研究

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