某超高层结构罕遇地震弹塑性分析

图1　钢筋（钢材）本构关系曲线图2　混凝土本构关系曲线图3　一维纤维束单元
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2021.09 |
567图5　SAUSAGE 计算模型
6　多波频谱特性
Chl_Talwan-03_NO_2525
Darfield_NewZealand_NO_6897,TG(0.49)人工波1
各地震波平均反应谱壳单元节点
分布钢筋层
壳单元中面
截面积分点
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2021.09 |技术探讨
2.6.2结构基底剪力
由大震弹塑性及大震弹性基底剪力响应时程曲线可以发现各条波弹塑性分析剪力与弹性时程结果趋势大致相符，而幅值略低于弹性，说明大震下耗能构件达到塑性屈服后结构刚度降低，地震响应减小。

时程分析所得到的底部剪力最大值如表2所示。

罕遇地震弹性与弹塑性分析基底剪力对比给出了结构罕遇地震弹塑性分析与弹性分析基底剪力的比较。

从表中可以看出，由于结构在罕遇地震作用下混凝土发生损伤，出现了塑性变形，结构的侧向刚度随之减弱，使得基底剪力较弹性分析的基底剪力小。

整体结构基底剪力弹塑性的结果约是弹性结果的76%~85%。

2.6.3结构构件的抗震性能
选取起控制作用的天然波Tottori_Japan_NO_6274提取计算结果，得到核心筒剪力墙混凝土框架柱混凝土的损伤，见图7、图8。

由上图可以看出整栋楼的绝大部分墙体轻微损坏，底部加强部位的部分楼层，核心筒剪力墙出现轻微~轻度损伤，且主要发生在核心筒外墙端部和转角处；底部加强部位以上楼层，仅在核心筒收墙处出现少量的重度损坏；剪力墙连梁耗能充分，大部分连梁损伤程度为中度～重度损伤。

绝大部分框架柱无损坏；仅有角柱截止处及顶部混凝土柱截止处的少量柱钢筋进入塑性，具有较大安全储备。

结语
根据对本工程在罕遇地震作用下的非线性时程分析计算结果，可得出以下结论：
（1）在地震波作用下，结构层间位移满足规范规定，结构整体可以满足“大震不倒”的设防要求。

（2）弹塑性分析得到的基底剪力与弹性分析得到的基底剪力的比值在0.76～0.85范围内，说明震后结构刚度未发生剧烈下降，结构抗震性能较好。

（3）混凝土框架柱中混凝土受压损
伤程度较小。

绝大部分墙体无损坏或轻微损坏；连梁损伤程度较大，耗能充分，部分达到严重损坏，发挥主要的结构耗能作用，耗能层次清晰，抗震防线合理。

天然波-X
天然波-X
天然波-Y 天然波-Y
图7　核心筒剪力墙混凝土损伤
图8　框架柱墙混凝土损伤
参考文献
[1]GB 20010-2010(2015年版)混凝土结构设计规范 [S][2]JGJ 3-2010高层建筑混凝土结构技术规程[S][3]GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S]。