高层型钢混凝土框架：混凝土筒体混合结构协同工作与地震响应分析

第1章绪论1 1.1概述1 1.2钢-混凝土混合结构定义及分类3 1.2.1钢-混凝土混合结构定义3 1.2.2钢-混凝土混合结构体系分类4 1.3外框架-混凝土筒体混合结构应用与研究8 1.3.1混合结构体系应用现状8 1.3.2混合结构研究现状9 1.3.3混合结构存在的问题12 参考文献14 第2章SRC框架-RC筒体混合结构静力协同工作性能17 2.1高层建筑结构分析17 2.1.1高层结构计算假定17 2.1.2高层建筑结构分析方法18 2.1.3有限单元法18 2.2混合结构基本模型19 2.3混合结构有限元模型20 2.3.1空间梁单元21 2.3.2板壳单元23 2.3.3型钢混凝土构件截面定义27 2.3.4板壳单元与梁单元结点偏移27 2.3.5框架与混凝土筒体连接方式的实现28 2.4混合结构静力协同工作性能分析29 2.4.1变形性能30 2.4.2框架与筒体之间剪力分配31 2.4.3框架与筒体之间弯矩分配33 2.4.4外框架空间作用34 2.5混合结构协同工作参数分析36 2.5.1连接方式36 2.5.2楼板厚度38 2.5.3外框架周边梁40 参考文献41 第3章SRC框架-RC筒体混合结构模态分析43 3.1高层建筑结构动力分析模型43 3.2混合结构模态分析45 3.2.1模态分析方法45 3.2.2质量矩阵47 3.3混合结构自振特性分析48 3.4结构动力特性参数分析51 3.4.1连接方式51 3.4.2楼板厚度52 3.4.3型钢混凝土柱含钢率53 参考文献54 第4章SRC框架-RC筒体混合结构弹性地震响应分析56 4.1结构地震响应分析方法56 4.2结构弹性地震响应分析57 4.3混合结构振型分解反应谱法62 4.3.1振型组合数62 4.3.2振型分解反应谱法计算参数66 4.4混合结构弹性地震时程分析66 4.4.1地震波选择与调整66 4.4.2阻尼矩阵67 4.4.3混合结构弹性时程分析结果69 4.5混合结构地震响应参数分析76 4.5.1连接方式76 4.5.2楼板厚度78 4.5.3筒体厚度83 4.5.4型钢混凝土柱含钢率85 参考文献86 第5章混合结构弹塑性分析模型与塑性铰特性值88 5.1梁、柱非线性杆件单元88 5.1.1非线性杆件单元模型88 5.1.2三维梁-柱单元90 5.1.3梁、柱塑性铰类型91 5.2型钢混凝土梁、柱塑性铰特性值92 5.2.1塑性铰本构关系92 5.2.2型钢混凝土梁铰特性值93 5.2.3型钢混凝土柱铰特性值96 5.3剪力墙非线性单元模型97 5.3.1剪力墙宏观模型97 5.3.2改进的三维剪力墙单元模型100 5.3.3剪力墙单元恢复力骨架曲线101 5.4塑性铰特性值有效性验证103 5.4.1验证模型资料103 5.4.2模型试验与分析结果对比104 参考文献107 第6章SRC框架-RC筒体混合结构弹塑性地震响应分析110 6.1结构弹塑性分析方法110 6.2弹塑性静力分析基本原理111 6.3混合结构Push-over分析118 6.3.1混合结构试验资料简介118 6.3.2混合结构Push-over分析结果121 6.4罕遇地震下混合结构性能125 6.4.1目标位移及层间位移角125 6.4.2剪力重分布127 6.4.3连接方式对混合结构破坏过程的影响128 参考文献129 第7章基于混合结构动力性能的筒体厚度优化选择131 7.1结构优化设计概述131 7.2建筑结构优化设计研究与应用现状132 7.3混合结构动力优化数学模型133 7.3.1设计变量134 7.3.2目标函数135 7.3.3约束条件135 7.4优化方法及步骤140 7.4.1有约束非线性规划问题求解方法140 7.4.2优化方法及步骤141 7.5混合结构动力优化结果144 参考文献147 第8章SRC框架-RC筒体混合结构地震响应分析展望150 8.1主要结论150 8.2问题及展望153