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