鋼框架一鋼筋混凝土核心筒結構的協同工作性能分析

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于在地震時，中心建筑物的鋼架如何損壞以及損壞的程度大小的，并且通過有限元這款ABAQUS軟件進行測算，重點是圍繞鋼架其中的主要鋼筋混凝土的最為核心筒的結構，著力分析在強烈地震之下對范圍內的破壞程度，在分析過程中主要是看鋼結構是否在強震下變形，通過解析查看結構在地震過程中的破壞次序以及破壞的主要機理，同時我們將采用增強動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，全面加強強烈地震下的性能綜合分析。

關鍵詞：鋼框架一鋼筋混凝土核心筒結構；破壞機理

中圖分類號：TU398.9文獻標識碼：A文章編號：1674-3024（2017）08-0140-01

1.數據及模型分析

1.1計算模型。緊密圍繞本文主題，我們主要選取了三十層的鋼框架作為計算的主要模型，重點對鋼筋混凝土為核心筒的結構辦公樓進行研究分析，基本數據為鋼構架的高度為120米，高度為41米，在總體平面尺寸的設計上為24米乘以24米，同時每邊設置三個跨度，而且從樓層層面的活動負荷初步選取為2.0kN/m，其中框架梁線的數值負荷范圍主要選取4.0kN/m作為設定數值，從總體模型設計來看，我們在主要結構構件的尺寸應用上，多與國家標準辦公室區域建筑一致。那么，我們在計算模型設置上，主要的鋼框架采取的是Q345，其中在結構中的核心筒的混凝土主要強度值為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度等級設定為C30，它的厚度為200inrn。從使用年限看大致為50年，同時抗震強度設置防裂為八度。并對這一辦公樓進行分類場地建設，其中設計地震分組為第一組。在建設時，可以采用先進的技術將這一建筑的三維結構進行構造出來，這樣不僅可以更加全面而理想的對該建筑進行構造，還能夠在對著這種三維結構進行試探性研究，以此來減少不必要的損失。

1.2材料基本結構的主要關系。一般情況下，我們在鋼材使用和設計上，主要是采取以雙線性為重點的隨動硬化設計模型，通過綜合考慮包辛格的主要效應，我們在循環優化設計的過程中，主要是重在測量無剛度情況下的主要退化，同時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，我們分析此項模型，直觀的可以看到混凝土材料的主要拉壓強度差異化還是比較強的，另外從主要屬性看，在使用的剛度以及強度的退化，同時在拉壓的主要循環裂度上看，閉合呈現的剛度效果也不同。

1.3在地震波方面的主要選擇。本文主要是選取了美國的加利福尼亞大學大學，以及美國著名的太平洋的地震研究中心的主要統計數據以及記錄。其中所選取的主要涉及到地震范圍的記錄，我們所設計模式，主要是所在設計的II類場地土，同時與相關數據中主要涉及場地土地的重點剪切波速數值為360，750m/s非常相近，在我們在選擇數據時，盡量要減少選擇同此地震中所統計的相關記錄，應該按照地震中涉及到的速度記錄，盡量選擇能夠反應特征性周期，特別是結構中第一個周期內所涉及的雙重目標指標波段，最大限度地使實際發生地震時的波

段反應圖譜與較為規范的放映圖譜程度較好的部分。

2.對計算結果的主要分析

2.1結構變形分析。對于地震記錄來說，在記錄的數據里面會有E1Centro波，Tatt波以及Koeaeh波，在我們實際測試中，我們的幾類峰值的加速度分別為4，8，12m/s時。在這種特定條件下，我們的主要建筑材料主要集中在頂層，隨之就會帶來與之相應的位移時程，其中在樓層位移方面主要包絡圖以及層間相關位移包絡圖。在我們實際的研究測算的過程中，特別是在相應的條件下，我們可以根據測算羅列出相關三個波段作用下的最大位移以及層位位移數據。通過綜合測算，我們可以在頂層位移的同時，對相關的過程曲線進行綜合分析。另外，在相同的地震波段的綜合作用之下，雖然在我們綜合統計下的加速峰值有所不同，在統計數據上也不同，但是在我們結構的頂層最大位移基本的達到時間是比較相似的。

2.2結構主要破壞性分析。在綜合測算中，主要是在E1Centro、Taft，以及Kocaeli三種波的共同作用之下產生的，在統計過程中，我們從數值當口在4m/s以及a-12m/s時，其中的結構性破壞的主要順序，以及破壞情況則有不同的顯現。一般來看，當a-4m/s時，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連梁開裂，然后就會出現v方向的墻體底部拉壓開裂，最終形成水平裂縫；當a-12m/s時，我們可以看到在Taft波的綜合作用下，結構破壞相對比較輕.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重。結構的破壞順序為連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方向的墻體拉壓開裂，首先是形成水平裂縫；然后是才是形成縱向裂紋，而且對于縱向裂紋來說，它的產生與水平裂縫有關，地震對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，當水平發生位移之后，折角的鋼架連接會對水平方向產生拉扯，如果拉扯力度不夠，就是抗震能力不強，很容易就造成了縱向裂紋。

3.結束語

總之，在研究過程中，我們可以總結出一些數據結論，也可以發現一些問題：一是在測試中我們發現，地震中在加速度峰值非常高的強震作用之下，因為在混凝土核心筒被非常嚴重的破壞之下，會導我們在結構層的位移曲線上，快速由彎剪型向剪切型轉變，并快速分化。二是在以鋼框架為重點鋼筋混凝土核心筒結構部分，一旦在非常強烈地震的作用下，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。三是根據增量動力分析結果確立了鋼框架一混凝土核心筒結構在強震下的性能目標，劃分為3類：生命安全（sL），不倒塌（CP），倒塌，整體失效（GI）.并結合結構的破壞機制對性能目標進行了說明。四是雖然確定了以鋼框架為重點混凝土核心筒結構，那么在強震下的性能目標，但需對性能目標做可靠度分析。