考虑性能目标和刚度特征值的RC框架-核心筒结构抗侧性能非线性仿真分析

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RC框架-核心筒结构具备双重抗侧性能,且框架-核心筒结构中楼层刚度退化和剪力重分配现象客观存在。抗震性能目标和刚度特征值不同,框架-核心筒结构在水平荷载下的变形情况、核心筒和框架的楼层刚度退化和剪力重分配的程度也不同。抗震性能化设计已逐步成为建筑结构设计中不可或缺的部分,而同时考虑性能目标和刚度特征值对RC框架-核心筒结构双重抗侧性能影响的问题尚鲜有研究。本文使用的有限元分析方法及软件是以三维实体退化虚拟层合单元理论为基础,首先采用该软件对三跨四层RC框架-剪力墙结构的破坏试验进行仿真分析,通过比较分析结果与试验结果,验证该有限元软件的准确性和实用性。本文采用PKPM软件建立3个常规抗震性能化设计(性能目标取C)下不同刚度特征值(结构底层框架初始分担剪力比依次为21%、18%和9%)的30层RC框架-核心筒母体模型,并对结构底部六层进行有限元建模分析,研究水平荷载作用下按常规性能目标设计的RC框架-核心筒结构底部抗侧性能的规律,具体包含3个有限元模型的极限承载力、楼层位移、层间位移,核心筒和框架之间的楼层刚度退化及二者的剪力重分配情况,以及核心筒和框架的剪力分配和刚度退化沿楼层高度变化的规律,分析得出相关结论。保持3个母体模型各自的刚度特征值不变,并对其分别进行演变,每个母体模型均采用调整核心筒、框架柱尺寸和各构件配筋的方式演变为性能B和性能D对比模型,并建立三组有限元模型,每组模型刚度特征值相同,且均含有3个抗震性能目标分别按B、C、D标准设计建立的相同轴压比的框架-核心筒模型。通过对三组模型进行有限元分析,得出不同性能目标和刚度特征值对RC框架-核心筒结构底部变形及框架与核心筒二者之间楼层剪力重分配影响的规律,为完善RC框架-核心筒结构抗震性能化设计提供参考与建议。
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