钢管混凝土框架 钢板组合剪力墙结构体系抗震性能分析-岩土工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TU398.9 U.D.C.: 624.016.7 Dissertation for the Master Degree in Engineering SEISMIC PERFORMANCE OF CONCRETE FILLED STEEL TUBE FRAME AND STEEL-CONCRETE COMPOSITE SHEAR WALL SYSTEM Candidate： ZUO Fengqin Supervisor： Prof. ZHANG Sumei Associate Supervisor： Dr. GUO Lanhui Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Geotechnical Engineering Unit： School of Civil Engineering Date of Oral Examination： June,2009 University： Harbin Institute of Technology 摘要 摘要 - - I - 摘要 钢管混凝土结构具有抗剪性能好、承载力高、抗震性能好等优点，因此在 高层建筑结构中得到越来越广泛的应用；两边连接钢板组合剪力墙作为一种新 型的抗侧力构件，混凝土板外夹于钢板两侧，有效的限制了钢板平面外屈曲， 使其具有良好的延性和耗能能力。将新型抗侧力构件两边连接钢板组合剪力墙 用于抗震性能优越的钢管混凝土框架中，形成一种新型的组合结构体系即钢管 混凝土框架－两边连接钢板组合剪力墙结构体系。本文采用 Pushover 静力弹 塑性分析方法和动力时程分析方法对这种新型结构体系的抗震性能进行研究。 具体工作如下： （1）利用 OPENSEES 有限元分析软件建立了钢管混凝土框架－两边连接 钢板组合剪力墙结构体系分析模型，用已有的实验验证了模型中所选取钢管混 凝土中钢材和混凝土材料本构关系和滞回模型的正确性，用实验验证了所选取 两边连接钢板组合剪力墙分析模型的正确性。 （2）基于静力弹塑性分析方法，对 Pushover 侧向力加载模式的选取、结 构薄弱层的判别进行研究；结合改进的能力谱法分析了钢板组合剪力墙的高厚 比、跨高比、组合剪力墙位置对结构体系静力弹塑性力学性能的影响；分析了 钢管混凝土框架—钢板组合剪力墙结构体系合理的刚度比取值范围。分析结果 表明：跨高比是影响结构体系抗震性能一个主要参数；综合经济效益和结构抗 震性能来看，组合剪力墙与框架的抗侧刚度比为 3-5 时较为适宜。 （3）采用时程分析方法研究了钢板组合剪力墙钢材屈服强度和钢板组合 剪力墙与钢管混凝土框架侧向刚度比对结构体系力学性能的影响，分析了结构 体系在地震动作用下结构中塑性铰的产生和发展过程。分析结果表明：对应不 同设防烈度水平，组合剪力墙选择合适刚度比并采用匹配的钢材屈服强度可以 使剪力墙先于框架屈服，耗散地震能量，减小主体结构地震响应。 关键词：钢板组合剪力墙；两边连接；钢管混凝土；静力弹塑性分析；时程 分析 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - II - Abstract The concrete filled steel tube (CFST) takes advantage of good shear behavior, high bearing capacity and good seismic behavior, so it is widely applied in building structures.Employed as a new type of lateral force-resisting member,the two-side connected steel-concrete composite shear wall (SCSW) behaves good ductility and energy dissipation capacity, as the two pre-cast concrete panels can risist out-of- plane buckling of steel plate.. Combined the new type of lateral force-resisting member (SCSW) with the CFST frame, a new type of composite structure appears, which can be called as CFST frame-composite shear wall system. In this diss