钢框架一钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

常云倩　娄汝伟

摘要：本文主要是选用了15条地震记录，这些地震记录都是关于在地震时，中心建筑物的钢架如何损坏以及损坏的程度大小的，并且通过有限元这款ABAQUS软件进行测算，重点是围绕钢架其中的主要钢筋混凝土的最为核心筒的结构，着力分析在强烈地震之下对范围内的破坏程度，在分析过程中主要是看钢结构是否在强震下变形，通过解析查看结构在地震过程中的破坏次序以及破坏的主要机理，同时我们将采用增强动力等综合的分析方法，以钢框架的主要钢筋混凝土的核心筒为重点，全面加强强烈地震下的性能综合分析。

关键词：钢框架一钢筋混凝土核心筒结构；破坏机理

中图分类号：TU398.9文献标识码：A文章编号：1674-3024（2017）08-0140-01

1.数据及模型分析

1.1计算模型。紧密围绕本文主题，我们主要选取了三十层的钢框架作为计算的主要模型，重点对钢筋混凝土为核心筒的结构办公楼进行研究分析，基本数据为钢构架的高度为120米，高度为41米，在总体平面尺寸的设计上为24米乘以24米，同时每边设置三个跨度，而且从楼层层面的活动负荷初步选取为2.0kN/m，其中框架梁线的数值负荷范围主要选取4.0kN/m作为设定数值，从总体模型设计来看，我们在主要结构构件的尺寸应用上，多与国家标准办公室区域建筑一致。那么，我们在计算模型设置上，主要的钢框架采取的是Q345，其中在结构中的核心筒的混凝土主要强度值为C40，而从它的双层以及双向的配备钢筋看，其楼层板材所使用的钢筋水泥的强度等级设定为C30，它的厚度为200inrn。从使用年限看大致为50年，同时抗震强度设置防裂为八度。并对这一办公楼进行分类场地建设，其中设计地震分组为第一组。在建设时，可以采用先进的技术将这一建筑的三维结构进行构造出来，这样不仅可以更加全面而理想的对该建筑进行构造，还能够在对着这种三维结构进行试探性研究，以此来减少不必要的损失。

1.2材料基本结构的主要关系。一般情况下，我们在钢材使用和设计上，主要是采取以双线性为重点的随动硬化设计模型，通过综合考虑包辛格的主要效应，我们在循环优化设计的过程中，主要是重在测量无刚度情况下的主要退化，同时在我们使用混凝土中，主要是采取弹塑性的损伤模型，通常情况下，我们分析此项模型，直观的可以看到混凝土材料的主要拉压强度差异化还是比较強的，另外从主要属性看，在使用的刚度以及强度的退化，同时在拉压的主要循环裂度上看，闭合呈现的刚度效果也不同。

1.3在地震波方面的主要选择。本文主要是选取了美国的加利福尼亚大学大学，以及美国著名的太平洋的地震研究中心的主要统计数据以及记录。其中所选取的主要涉及到地震范围的记录，我们所设计模式，主要是所在设计的II类场地土，同时与相关数据中主要涉及场地土地的重点剪切波速数值为360，750m/s非常相近，在我们在选择数据时，尽量要减少选择同此地震中所统计的相关记录，应该按照地震中涉及到的速度记录，尽量选择能够反应特征性周期，特别是结构中第一个周期内所涉及的双重目标指标波段，最大限度地使实际发生地震时的波

段反应图谱与较为规范的放映图谱程度较好的部分。

2.对计算结果的主要分析

2.1结构变形分析。对于地震记录来说，在记录的数据里面会有E1Centro波，Tatt波以及Koeaeh波，在我们实际测试中，我们的几类峰值的加速度分别为4，8，12m/s时。在这种特定条件下，我们的主要建筑材料主要集中在顶层，随之就会带来与之相应的位移时程，其中在楼层位移方面主要包络图以及层间相关位移包络图。在我们实际的研究测算的过程中，特别是在相应的条件下，我们可以根据测算罗列出相关三个波段作用下的最大位移以及层位位移数据。通过综合测算，我们可以在顶层位移的同时，对相关的过程曲线进行综合分析。另外，在相同的地震波段的综合作用之下，虽然在我们综合统计下的加速峰值有所不同，在统计数据上也不同，但是在我们结构的顶层最大位移基本的达到时间是比较相似的。

2.2结构主要破坏性分析。在综合测算中，主要是在E1Centro、Taft，以及Kocaeli三种波的共同作用之下产生的，在统计过程中，我们从数值当口在4m/s以及a-12m/s时，其中的结构性破坏的主要顺序，以及破坏情况则有不同的显现。一般来看，当a-4m/s时，我们看到在外钢框架仍然保持弹性，其中混凝土核心筒首先是出现连梁开裂，然后就会出现v方向的墙体底部拉压开裂，最终形成水平裂缝；当a-12m/s时，我们可以看到在Taft波的综合作用下，结构破坏相对比较轻.然后在E1Centro以及Kocaeli波的共同作用下，钢筋混凝土核心筒破坏的非常严重。结构的破坏顺序为连梁一核心筒剪力墙一钢框架。核心筒剪力墙的破坏首先是v方向的墙体拉压开裂，首先是形成水平裂缝；然后是才是形成纵向裂纹，而且对于纵向裂纹来说，它的产生与水平裂缝有关，地震对建筑的折角处造成了水平位移，这种位移也是由钢架受力不均所造成的，当水平发生位移之后，折角的钢架连接会对水平方向产生拉扯，如果拉扯力度不够，就是抗震能力不强，很容易就造成了纵向裂纹。

3.结束语

总之，在研究过程中，我们可以总结出一些数据结论，也可以发现一些问题：一是在测试中我们发现，地震中在加速度峰值非常高的强震作用之下，因为在混凝土核心筒被非常严重的破坏之下，会导我们在结构层的位移曲线上，快速由弯剪型向剪切型转变，并快速分化。二是在以钢框架为重点钢筋混凝土核心筒结构部分，一旦在非常强烈地震的作用下，破坏的先后顺序主要是，首先是混凝土连梁，其次是混凝土核心筒，最后是钢框架。三是根据增量动力分析结果确立了钢框架一混凝土核心筒结构在强震下的性能目标，划分为3类：生命安全（sL），不倒塌（CP），倒塌，整体失效（GI）.并结合结构的破坏机制对性能目标进行了说明。四是虽然确定了以钢框架为重点混凝土核心筒结构，那么在强震下的性能目标，但需对性能目标做可靠度分析。