高層型鋼混凝土框架：混凝土筒體混合結構協同工作與地震響應分析

第1章緒論1 1.1概述1 1.2鋼-混凝土混合結構定義及分類3 1.2.1鋼-混凝土混合結構定義3 1.2.2鋼-混凝土混合結構體系分類4 1.3外框架-混凝土筒體混合結構應用與研究8 1.3.1混合結構體系應用現狀8 1.3.2混合結構研究現狀9 1.3.3混合結構存在的問題12 參考文獻14 第2章SRC框架-RC筒體混合結構靜力協同工作性能17 2.1高層建筑結構分析17 2.1.1高層結構計算假定17 2.1.2高層建筑結構分析方法18 2.1.3有限單元法18 2.2混合結構基本模型19 2.3混合結構有限元模型20 2.3.1空間梁單元21 2.3.2板殼單元23 2.3.3型鋼混凝土構件截面定義27 2.3.4板殼單元與梁單元結點偏移27 2.3.5框架與混凝土筒體連接方式的實現28 2.4混合結構靜力協同工作性能分析29 2.4.1變形性能30 2.4.2框架與筒體之間剪力分配31 2.4.3框架與筒體之間彎矩分配33 2.4.4外框架空間作用34 2.5混合結構協同工作參數分析36 2.5.1連接方式36 2.5.2樓板厚度38 2.5.3外框架周邊梁40 參考文獻41 第3章SRC框架-RC筒體混合結構模態(tài)分析43 3.1高層建筑結構動力分析模型43 3.2混合結構模態(tài)分析45 3.2.1模態(tài)分析方法45 3.2.2質量矩陣47 3.3混合結構自振特性分析48 3.4結構動力特性參數分析51 3.4.1連接方式51 3.4.2樓板厚度52 3.4.3型鋼混凝土柱含鋼率53 參考文獻54 第4章SRC框架-RC筒體混合結構彈性地震響應分析56 4.1結構地震響應分析方法56 4.2結構彈性地震響應分析57 4.3混合結構振型分解反應譜法62 4.3.1振型組合數62 4.3.2振型分解反應譜法計算參數66 4.4混合結構彈性地震時程分析66 4.4.1地震波選擇與調整66 4.4.2阻尼矩陣67 4.4.3混合結構彈性時程分析結果69 4.5混合結構地震響應參數分析76 4.5.1連接方式76 4.5.2樓板厚度78 4.5.3筒體厚度83 4.5.4型鋼混凝土柱含鋼率85 參考文獻86 第5章混合結構彈塑性分析模型與塑性鉸特性值88 5.1梁、柱非線性桿件單元88 5.1.1非線性桿件單元模型88 5.1.2三維梁-柱單元90 5.1.3梁、柱塑性鉸類型91 5.2型鋼混凝土梁、柱塑性鉸特性值92 5.2.1塑性鉸本構關系92 5.2.2型鋼混凝土梁鉸特性值93 5.2.3型鋼混凝土柱鉸特性值96 5.3剪力墻非線性單元模型97 5.3.1剪力墻宏觀模型97 5.3.2改進的三維剪力墻單元模型100 5.3.3剪力墻單元恢復力骨架曲線101 5.4塑性鉸特性值有效性驗證103 5.4.1驗證模型資料103 5.4.2模型試驗與分析結果對比104 參考文獻107 第6章SRC框架-RC筒體混合結構彈塑性地震響應分析110 6.1結構彈塑性分析方法110 6.2彈塑性靜力分析基本原理111 6.3混合結構Push-over分析118 6.3.1混合結構試驗資料簡介118 6.3.2混合結構Push-over分析結果121 6.4罕遇地震下混合結構性能125 6.4.1目標位移及層間位移角125 6.4.2剪力重分布127 6.4.3連接方式對混合結構破壞過程的影響128 參考文獻129 第7章基于混合結構動力性能的筒體厚度優(yōu)化選擇131 7.1結構優(yōu)化設計概述131 7.2建筑結構優(yōu)化設計研究與應用現狀132 7.3混合結構動力優(yōu)化數學模型133 7.3.1設計變量134 7.3.2目標函數135 7.3.3約束條件135 7.4優(yōu)化方法及步驟140 7.4.1有約束非線性規(guī)劃問題求解方法140 7.4.2優(yōu)化方法及步驟141 7.5混合結構動力優(yōu)化結果144 參考文獻147 第8章SRC框架-RC筒體混合結構地震響應分析展望150 8.1主要結論150 8.2問題及展望153