钢框架-钢筋混凝土核心简结构的动力弹塑性分析

资料大小：200KB
资料类型：.PDF
资料等级：
发布时间：2022-07-17

资料介绍

【摘要】基于大型通用有限元软件ABAQUS对一钢框架一钢筋土核心简结构的动力弹型性性能进行了
初步研究，研究了这类结构体系在地震作用下的混凝土损伤机制和框架与核心筒之间的剪力分配等，本
文的研究成果可为同类研究提供参考。
【关键词】混合结构动力弹塑性有限元时程分析塑性损伤模型
１前言
究，研究了这类结构体系在地震作用下的混凝土损
我国超高层建筑传统地采用钢筋混凝土结构体
伤机制和框架与核心筒之间的剪力分配等，本文的
系，而钢一混凝土混合结构在我国超高层建筑中应用
研究成果可为同类研究提供参考。
只是近十年才兴起的。钢-混凝土混合结构体系融合
2有限元模型的建立
了钢结构体系和混凝土结构体系的优点，承载力高、
ABAQUS 由美国HKS公司开发，以其优异的非线
延性好、变形能力强，从而具有较强的抗风和抗震能
性计算能力以及强大的二次开发功能而著称，并且具
力，并且具有较好的综合经济效益[1-21。目前落成的
有丰富的单元库和材料模型。它具有强大的工程计算
赛格广场大厦、香港中环东北大楼、长江中心大厦、
仿真模拟能力，其解决问题的范围从相对简单的线性
上海金茂大厦、深圳地王大厦、台北国际金融中心
分析到许多复杂的非线性问题。
（101广场）、高雄国际广场大厦、北京LG大厦，均采
2.1 材料本构关系模型
用了混合结构体系，这种结构体系越来越受到结构工
钢材采用ABAQUS软件中提供等向弹塑性模型，
程师的青睐。《高层建筑混凝土结构技术规程》给出
满足Von Mises 屈服准则，这种模型多用于模拟金
了混合结构体系的定义，上海市工程建设规范《高层
属材料的弹塑性性能。用连接给定数据点的一系列
建筑钢-混凝土混合结构设计规程》41则对《高规》
直线来平滑地逼近金属材料的应力一应变关系。该
中混合结构体系的范围作了扩混合结构指
模型采用任意多个点来逼近实际的材料行为，因
钢框架（或钢支撑框架）或钢组合框架与钢筋混凝土
此，就非常接近真实的材料行为。塑性数据将材料
筒体（或钢筋混凝土剪力墙）共同工作所构成的结构
的真实屈服应力定义为真实塑性应变的函数。
体系,其中钢组合框架包括型钢混凝土柱框架和钢管
混凝土材料采用 ABAQUS软件中的塑性损伤模型
混凝土框架。2004年福建省也颁布了《钢一混凝土混
[6]。图1给出了混凝土试件从应力一应变关系曲线软
合结构技术规程》，这些规程的颁布可进一步促进了
化段某一点卸载，卸载响应变弱，即材料的弹性刚
混合结构体系在实际工程的应用。
度出现损伤。在拉伸和压缩实验中，弹性刚度的损
但是国内外对这类结构的的整体受力性能的实
伤显著不同，不管哪种情况，随着塑性应变的增
验研究和理论研究还不够充分和完善，对其水平受力
长，损伤效应越明显。
的特点缺乏足够的认识，尤其对其地震作用下的性能
混凝土的损伤响应由两个单轴损伤系数 d、d
的研究更为少见，目前还没有专门针对混合结构的国
来衡量，它们是塑性应变、温度和场变量的函数：
家标准（规程），因此，对这类结构的受力性能，
尤其是动力弹塑性性能的研究就显得尤为重要。本
d. - d,(ei ,0,.f)(0 <d, =1)
(1a)
文基于大型通用有限元软件 ABAQUS 对一钢框架一钢
筋混凝土核心筒结构的动力弹塑性性能进行了初步研
de = d.(Ee ,0, f0(0 < d.<1)
(1b)
尧国皇，男，中建国际（深圳）设计顾问有限公司
若E 代表材料的初始（无损伤）弹性模量，混
地址：深圳市福田区福华一路98号卓越大厦5楼
邮编：518031
凝土的单轴拉伸和压缩荷载作用下应力一应变关系可