巨型型钢混凝土框架_核心筒超高层结构抗震性能与破坏模式分析

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发布时间：2022-03-13

资料介绍

巨型型钢混凝土( SＲC) 框架-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、钢筋混凝土核心筒和伸臂桁架组成
的一种具有多道抗震防线的超高层结构体系。以某超高层建筑为工程背景，建立有限元分析模型，通过反应谱分
析、动力弹塑性时程分析和静力弹塑性分析，研究这种结构体系在地震作用下的变形、基底剪力及屈服破坏机制。
分析结果表明: 结构下部变形较大，反映出结构下部破坏比上部严重和核心筒破坏比框架严重这两种破坏趋势;
结构呈现“连梁→墙肢→框架”的屈服机制，符合多道抗震防线的概念设计; 结构的加强层、裙塔楼交接处以及结构
底部容易首先破坏，设计中应当注意这些薄弱环节。［关键词］巨型框架-核心筒结构; 型钢混凝土; 抗震性能; 屈服机制
中图分类号: TU398. 7 文献标识码: A 文章编号: 1002-848X( 2014) 02-0025-07
Seismic performance and damage patterns of super high-rise mega SＲC frame-core wall structure
Chen Lin，Yang Hang，Wu Shanhu，Zhou Yun
( Department of Civil Engineering，Guangzhou University，Guangzhou 510006，China)
Abstract: Mega steel reinforced concrete ( SＲC) frame-core wall structure is a type of structural system for super high-rise
buildings，consisting of mega SＲC frame，reinforced concrete ( ＲC) core wall and outrigger trusses． Finite element analysis
model was constructed according to a super high-rise building．Ｒesponse spectrum analysis，time history analysis and
Pushover analysis were carried out to study the deformation，base shear forces and yield failure mechanism of this type of
structural system when subjected to earthquake． The results show that the maximum deformation occurred in lower story
which indicate the lower part of the structure was destroyed more seriously and the core wall was destroyed more seriously
than frame． The structure presented yield sequence as coupling wall-beam to coupling wall-column to frame，corresponding
to the seismic concept design of multi-line． The weak parts of the structure such as strengthened story，bottom story and
intersection members between podium building and main building，should be paid much attention to during the design．
Keywords: mega frame-core wall structure; steel reinforced concrete; seismic performance; yield mechanism
* 广东省自然科学基金团队项目( 8351009101000001) ，广州市珠江
科技新星专项( 2011J2200023) 。
作者简介: 陈麟，博士，副教授，Email: zyfychen@ 163． com。 0 引言
随着建筑物高度的不断增加，传统的型钢混凝
土框架-核心筒结构抗震性与经济性渐显不足。在
型钢混凝土框架-核心筒结构的基础上，融入巨型结
构体系的概念，可以得到一种新型混合结构体系: 巨
型型钢混凝土框架-核心筒结构。该体系主要由巨
型型钢混凝土框架、钢筋混凝土核心筒和连接两者
的伸臂桁架组成，不仅具有型钢混凝土结构良好的
稳定性、防火性和抗侧性［1］，又拥有巨型结构使用
功能的灵活性和主、次结构传力明确、利于抗震［2］
等优点，已不断地被应用于超高层建筑中，例如上海
环球金融中心( 492m) ［3］以及深圳京基金融中心
( 439m) 和上海中心大厦( 632m) ［4］。
目前，国内外对该类结构体系的分析多局限于
局部构件或节点的研究，或者非巨型结构体系的普
通型钢混凝土框架-核心筒结构的研究。例如同济
大学崔大光等［5］对某超高层建筑巨型型钢混凝土
柱截面进行了双向偏心受压校核分析，研究了配置
型钢对巨型柱受力性能的影响; 中国建筑科学研究
院徐培福等［6］对型钢混凝土框架-核心筒结构进行
了拟静力试验，并用多种软件进行模拟，验证了结构
的抗震性能以及软件的仿真效果; 清华大学缪志伟
等［7］提出了型钢混凝土框架-核心筒结构基于有限
元软件 MSC． MAＲC 平台的数值分析模型; 而针对
巨型型钢混凝土框架-核心筒结构进行整体分析的
相关研究较少。由于该类结构体系在国内发展速度
较快，故有必要对其抗震性能进行进一步研究。
本文以某超高层建筑为工程背景，利用 ETABS
和 ABAQUS 软件建立有限元模型，对巨型型钢混凝
土框架-核心筒结构进行振型分解反应谱分析、时程
分析和 Pushover 分析，研究结构变形、基底剪力以及