深圳卓越皇崗超高層建筑超彈塑性報告

PAGE4PAGE1傅堅弄悼循販崖億煎低徹哨豬游嫌村泛彩萄規(guī)治秧戶暮剖淹道好滋男蝦熄系盯奧熱恩爭私毅售矮謝耍構(gòu)未蟲磨述螺領(lǐng)趣委汪耀童皆貫勺謎川駝良嘆乞席川震刊提橫宵神枕龍爹茂慰免柏灣侄就虎姨贊圓豐霞柿罕遇地震下非線性動力時程分析與結(jié)構(gòu)安全性評價結(jié)構(gòu)非線性動力時程分析模型分析模型為進(jìn)行罕遇地震下結(jié)構(gòu)的非線性動力彈塑性反應(yīng)分析，將建立一個三維非線性結(jié)構(gòu)整體分析模型，如下圖，與彈性分析的模型相對應(yīng)，通過保證基本動力特性、質(zhì)量等參數(shù)的一致性來實現(xiàn)與彈性分析模型相一致。非線性彈塑性動力時程分析模型除了模擬梁、柱、剪力墻等構(gòu)件，并按照彈塑性殼單元將樓板建到模型中，混凝土核心筒按照殼單元輸入模型中。圖罕遇地震非線性分析模型結(jié)構(gòu)構(gòu)件的模擬材料模擬（1）鋼材及鋼筋的本構(gòu)關(guān)系模型鋼的拉-壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線假設(shè)為理想彈塑性等向強化二折線模型，初始塑性應(yīng)變?yōu)閒y/Es，其破壞應(yīng)變?nèi)?.15。其中強化段E′=0.01E。虛鋼應(yīng)究力遣-憂應(yīng)變關(guān)系圖譜（憲2謎）遇混凝土的本構(gòu)播關(guān)系模型黎本工程計算中沙，混凝土采用說塑性損傷破壞刻模型，該模型稿可以分析存在趁微裂縫和微空約洞的有損傷材知料，以及這些照損傷的擴展與破演變，直至宏揮觀破壞形成的陷全過程，其特單點是：以損傷缸系數(shù)作為構(gòu)件貢進(jìn)入塑性及破貢壞程度的判斷近標(biāo)志，能夠考蠶慮地震作用過絮程中循環(huán)荷載棚作用下的裂縫屋閉合所引起的星剛度恢復(fù)效應(yīng)蓬，是目前有限闊元軟件中較為脈理想的一種模時型。私混凝土的單向算應(yīng)力奏-槽應(yīng)變曲線按《兇混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)溫計規(guī)范》筍（沃GB5001務(wù)0宮－腰200擇2茫）附值錄抗C頓之掠C.2.濱1善公式確定：昆針倡當(dāng)昨喘≤剛c彎捐這永忘名當(dāng)松服＞蠟c液其減中：館=晌混凝土應(yīng)變，乖=暢混凝土的單軸封抗壓強度（翼、準(zhǔn)或隆），昂=亦與搬相應(yīng)的混凝土請峰值壓應(yīng)變，勻按障《混凝土結(jié)構(gòu)鋼設(shè)計規(guī)范》躺（資GB5001肥0悄－錘200砍2雁）附伙錄遼C饑，移表御C駛.2.1鐵采用，先、對為單軸受壓應(yīng)芳力－應(yīng)變曲線即上升段、下降連段的參數(shù)值，細(xì)按忘《混凝土結(jié)構(gòu)賢設(shè)計規(guī)范》伏（頁GB5001完0冒－叛200集2伏）附活錄何C阻，斬表壓C怨.2.1任采用。混凝土斑強度值取為其曉標(biāo)準(zhǔn)強度值，爪其最大可用壓顛應(yīng)變值取為份0.003辭3得。予令歷,爆,錄取伍,夏則可以得到各炸等級混凝土正輔則化后的應(yīng)辟力巾-烘應(yīng)變關(guān)系曲線佳。瘡混凝土應(yīng)梁力皺-烈應(yīng)變關(guān)系圖宇送晶兔演（側(cè)3準(zhǔn)）約束混凝土奪疊合柱中的毫鋼管混凝土柱尺中的混凝土為統(tǒng)約束混凝土，渠約束混凝土?；煨筒捎孟礛ander糞喇約束混凝土模緣型。模型的公遇式如下：仍桶取問駐敘威質(zhì)廈當(dāng)尺戀2斷t泛客紀(jì)鎖磨慨當(dāng)萄易0襲群訂技唯當(dāng)躁記cu，，，，牧其中，典=惕混凝土應(yīng)變，謎=儀混凝土應(yīng)力，同=球混凝土彈性模矮量，士=居受拉應(yīng)變，巨=宋混凝土極限壓廳應(yīng)變，守=搏峰值應(yīng)力時的蛋應(yīng)變，搭=嫌混凝土格28盼天抗壓強度，密先=輕約束混凝土強敢度，譜=協(xié)約束鋼管極限夠應(yīng)變，吸=乞體積配筋率，茄=簡約束鋼管屈服小強度。約束混態(tài)凝土強度值按查鋼管混凝土規(guī)其程中套箍效應(yīng)薄取值，約束混駐凝土極限壓應(yīng)球變值取為憐0.02武。計疊合柱中的凝鋼管外傅混凝土心為普通鋼筋混踐凝土，其應(yīng)力拳應(yīng)變關(guān)系見混瞞凝土應(yīng)掠力么-樣應(yīng)變關(guān)系。漁構(gòu)件損傷與構(gòu)瞎件屈服的關(guān)系更損傷系數(shù)根據(jù)倉混凝土彈塑性偵損傷斷裂模型喇理論確定，該稿模型寺由瞞Lublin滔e樹r全和逼Le必e萬等人提出，其江核心是假定混長凝土的破壞形惡式是拉裂和壓豎碎，混凝土進(jìn)耳入塑性后的損苗傷分為受拉和厚受壓損傷，分籃別由兩個獨立斗的參數(shù)控制，練以此來模擬混邁凝土中損傷引絲起的彈性剛度難退化聚。當(dāng)單元達(dá)到勝塑性應(yīng)變的極貓限值時，認(rèn)為芹相應(yīng)完全損傷則，殘余剛度近灘乎消失。橋誠繭館務(wù)繼卡幾何模擬督在材料模擬的慢基礎(chǔ)上，我們求對結(jié)構(gòu)構(gòu)件中哥的桿系構(gòu)件進(jìn)屑行了實體模型玩和桿系模型的怎對比分析，通患過對比分析找囑出二者之間的遷差異，從而為芬非線性分析彈步塑性模型模擬平提供參考依據(jù)褲。座蔬嬌尊超幾何模型按照藏初步設(shè)計圖紙對建立。單元類型絨梁、柱采用霧三維敲梁單元，剪力奇墻柄、樓板偽采用三維殼單刃元進(jìn)行模擬，夜以上構(gòu)件均按杜照計算結(jié)果及惠規(guī)范要求進(jìn)行滔配筋，御剪力墻的約束爸邊緣構(gòu)件和暗趁柱抵按照實際情況笛配筋賞。厘單元劃分講、侵邊界條件丸和加載方案啦幾何模型建立剩后，對模型進(jìn)夾行網(wǎng)格劃分，攪最大單元尺威寸遭1忠m勿，局部重要部尤位網(wǎng)格加密。哥地震作用在授結(jié)構(gòu)深正常使用荷載鞠完全化加載亞的情況下施加圖于結(jié)構(gòu)的正記負(fù)邪0.0戒0沉標(biāo)高上鋒。叛構(gòu)件咬骨架曲線及可本接受捕的言彈塑性變形限號值擱計算中，所有胡構(gòu)件力和變形刪的關(guān)系通過材頌料的本構(gòu)本構(gòu)發(fā)關(guān)系反映。對妹于本工程中較瞧為復(fù)雜的鋼筋他混凝土疊合柱離，本次分析對役該餐類柔構(gòu)件的精確模提擬進(jìn)行了研究飛?？v筋縱筋箍筋混凝土鋼管鋼筋混凝土疊合柱截面示意鋼骨混凝土柱截面示意圖型鋼蛋結(jié)構(gòu)中實際采金用的鋼筋混凝凱土疊合柱及鋼殲骨混凝土柱，犯采用帶鋼筋的醋彈塑性梁單元捉模擬。為了驗初證其準(zhǔn)確性，姑我們建立同樣恐的實體模型進(jìn)杯行對比，下圖煙為鋼筋混凝土困疊合柱實體模渠型。甘唐廣欲教對信兩種模型分別滑驗算軸向拉伸帽、壓縮腐、純彎、示偏心受拉漆、聰偏心受壓視等工況，對比握應(yīng)限力卵-記應(yīng)變關(guān)系。以窗下是部分驗證愛結(jié)果。僵牛請稱料絨星怪伶軸向拉柜伸體粱康樹堡拼克計重李頌渡軸向壓縮跪番覽長遵柏朗敵捏純彎撿河肺腹噴廁描蓋皂嶼唐杠怎胸歌偏心受拉偏心受壓班礙攏寇可以看出，采亡用種帶鋼筋的彈塑僑性梁單元，與術(shù)采用實體單元攜模擬的結(jié)果基飯本一致披。庭賠鋼骨混凝土柱蚊的模擬和驗證黃方法類似，不亮再贅述。質(zhì)量搬結(jié)構(gòu)的總質(zhì)量夕及其分布與結(jié)霸構(gòu)的重力荷載土代表值對應(yīng)滅，同時與彈性鞠分析模型相對去應(yīng)歷。結(jié)構(gòu)非線性委分析模型的總室質(zhì)量為模17抖萬噸?？傎|(zhì)量瓣與異ETAB課S鍋模型中總質(zhì)量灌一致。姓非線性分析軟遙件與寨P-育溉效應(yīng)何結(jié)構(gòu)看在罕遇地震作駐用下的動力彈允塑性時程期分析采用大型初通用非線性動介力有限元分析煮軟件悲ABAQUS勤進(jìn)行計算。該積軟件上能夠唯同時考慮幾何付非線性與材料漿非線性。結(jié)構(gòu)蛾的動力平衡方張程建立在結(jié)構(gòu)慰變形后的幾何特狀態(tài)上，因此簽P-糠釋效應(yīng)被自動考考慮。落自振周期與振宋型崖為子了應(yīng)確甩保寨ABAQU禽S普非線性結(jié)構(gòu)分推析模型在構(gòu)件旗進(jìn)入彈塑性階泰段之前，趟計算雜模型仇的苦動力特性棉與朵ET償AB偶S舒彈性分析模型轎保持一致，宮對兩個程序計穴算的爽周期和振型統(tǒng)進(jìn)行對比逢。下表給出爆了羨ABAQU血S漢模型紫和史ETAB坑S塵模型兔前世1迎8糖個振型及周期店的對比。下圖秋則給出殲前撐6秧個振型的變形尼形狀對比。結(jié)弄果顯示粥，掠ABAQU鹽S預(yù)彈性模型管與酷ETAB榜S伏彈性嘩分析模型的動佩力特性是一致去的。繩表策地軋周期比較表作（杏s繼）希振型侄ABAQU揀S干分析結(jié)果瞧ETAB狡S傘分析結(jié)果疼1倉5.覽89住5.62檢2溝5.78屢5.45籃3追3.98雖3.71梳4筍2.07螺1.81崖5夜1.54切1.45夕6劈1.40潛1.28皆7巴1.14變0.99敗8旦0.83揮0.75惰9侵0.77示0.68航10屠0.67顏0.63貨11帆0.57艘0.51過12轎0.56群0.50深13蜜0.44偏0.40吳14攏0.44敲0.39炮15隊0.40店0.37挪16隆0.39睬0.32額17努0.35炎0.31歡18斤0.33魄0.28忘表六撿前六振形登模態(tài)比較表園模態(tài)傲ABAQU慰S穴分析結(jié)果葵ETAB逼S藍(lán)分析結(jié)果齒1深2餃3拐4殘5天6地震輸入計將考慮雙向地朗震輸入，地震刑輸入點在模型皆與響地天面的節(jié)點處，固地震方向?qū)⒀厥庵Ｐ偷谝缓托蟮诙B(tài)變形給方向呢，峰值加速度樓按夜照排X悶：濃Y=0.8戶5?。何?隸輸入蒜。瘋?cè)斯わ嫴ㄊ碛蓴匕苍u報告粘提供牲，天然波采短用桑EL-Cen期tr衫o虜波可（如與下脈圖）。類圖：大震下的是人工模擬地震話加速度時程曲血線爐（界CCD秤I鮮完成）裕圖：陜大震天然忽地震妥記錄加速度時盈程曲線霜（住CCD若I薄完成）鞭下圖為加速度戒時程曲線及人犧工波通過傅立痛葉變換得到的蠢反應(yīng)譜曲線和亭目標(biāo)反應(yīng)譜曲瘋線比較圖。錘每戰(zhàn)薦圖：加速度時史程反應(yīng)譜曲線西和目標(biāo)反應(yīng)譜鵲曲線比較圖積非線性動力時攝程分析及軟件引非線性動力時夫程分析是進(jìn)行柜結(jié)構(gòu)非線性地瓦震反應(yīng)分析誘比較骨完善的方法。炊這種方法可以抽準(zhǔn)確嚴(yán)展現(xiàn)結(jié)構(gòu)讀高振型的影響恩,蕉也能夠正確地涼自動地對多向監(jiān)地震輸入的效潮應(yīng)進(jìn)行迭加攔及組合四。熱2#處塔測樓的承結(jié)構(gòu)設(shè)計中，喬主要利用非線等性動力時程分絲析所得結(jié)果作觸為恩大震作用下蓬的結(jié)構(gòu)稀抗震性能評價貌的依據(jù)厚。來采用頑大型通用軟件晉ABAQUS事V6.7瓜進(jìn)行例動力波彈塑性革時程分析犁。汗在分析中，重劇力荷載的施加池與地震波的輸凈入將分兩步進(jìn)頌行。求首先施加重力聰荷載的代表值員,腐然后地震加速值度時程作用在睛地面結(jié)點上，咱沿總體坐標(biāo)系隱的反X辛或痰Y預(yù)。泊彈塑性時程分鈴析結(jié)果場地波結(jié)構(gòu)響應(yīng)過程竹地震作用國之初，結(jié)構(gòu)保例持彈性。地震有作棟用港2物秒時，受拉損編傷評最早曠出現(xiàn)于連梁上菠，虜包括嚇54霧F閃、假55邁F齊、采57F壁的泉2-技3逆軸連梁，以眉及沙60遣F它的躲2-以C目、事2-E×2-勉4妹～寺2-讓5脅軸連梁赴；銀至款3淚秒時宿，隊48襯F毒以上位于漁2-袍3把軸連梁均已出翅現(xiàn)中等程度的危受拉損傷掏，切2-鄭C散、誦2-E×2-磚4低～漁2-答5疏軸連梁上的受抗拉損傷發(fā)展否至扛5靜5鏟～掉60毒F女；隨著地震的季持續(xù)作用，查迎出現(xiàn)受拉損傷泄的連梁逐漸增旬加，同時莫，伏44爛F德～哄55猶F販的核心筒四個西角部開始出現(xiàn)犯輕微的受拉損奔傷山。額3.輝5天秒時播，指5怎3艷～朗57嫂F毀位奔于素2-冶C無、腥2-患E訊軸的墻體上受景拉損傷發(fā)展到擁連梁周邊的墻瘦體衣，最終發(fā)展涂到猴4屈8盤～翻58F震，饞并貫通。泊4賓秒時館，泰2-黑5單軸剪力墻在敲48哭～忽54F祝與樓板連接處箏的墻體出現(xiàn)較萍明顯的帶狀受魚拉損傷，并逐藥步發(fā)展到此區(qū)巴域的整片墻體嚼，才位于鑼2-聞3榜軸的剪力墻的君受拉損傷集中堵于連梁上，五墻體損傷僅在想核心筒角部出宰現(xiàn)。墻體的受吃壓損傷出現(xiàn)瀉于滔4變秒左右，位憐于秒2-但3問軸暴及幼2-障E矮軸轟的連梁上，擠至地震結(jié)束時鑄，墻體受壓損漏傷程度較輕，興損傷系數(shù)最大脅不超頁過害0.藏4甲，較明顯的是辱2-院C搶、惰2-址E吼軸兩條連梁之匠間的剪力墻朝及送2-盞5秩軸的剪力墻，誓樓層位聽于馳50督～雅57F辜。剪力墻鋼筋掩至地震結(jié)束時冒未出現(xiàn)屈服。絹框架梁削在反5敵4抄～窩60用F握，丹2-業(yè)C約、逐2-昨E損軸郊×笑2-5揭～并2-6訪軸梁端縱筋應(yīng)旬力最大達(dá)癢到蓬398MP承a華，接近屈服。亮框架柱縱筋最冊大應(yīng)力出現(xiàn)于池57宣F挨，糠2-1役×顧2-脫E而、柔2-虹F約軸者及卷2-G巨×朋2-藏2攀、纖2-職3史軸的框架柱的嶄頂部單元，外為雅247MPa棵，未出現(xiàn)屈服墓，其余部位鋼訂筋應(yīng)力均較低侄。吉結(jié)構(gòu)頂點位移棗時程曲線核場地波頂扎點搜X綁向位移時程曲壽線墻訪所斬咳燦場地波頂艙點瞞Y以向位移時程曲希線層間位移角獲場地波樸最大層間位移喘角徹樓層獸發(fā)生時刻報（足s歷）厘X鄉(xiāng)1游/485六59周5.0混Y農(nóng)1/398涌59巷14.0贊均小于規(guī)還范汽1/10偏0捐限值。堡剪力墻最終受滅拉損傷惠剪力墻最終受印壓損傷年剪力墻縱筋應(yīng)建力，最大為迎321疤MPa技。戶雜齊句剪力墻水平筋江應(yīng)力，最大為絲324對MP禁a延。肺傍古框架梁縱筋最涉大應(yīng)力驕為睛3鋒98監(jiān)MPa完，框架柱縱筋禾最大應(yīng)力柜為俗247融MPa踐。制榨性EL-C合e熟ntr帶o今波結(jié)構(gòu)響應(yīng)過程魄響應(yīng)過程與場戒地波類似，在搭此不再贅述。望結(jié)構(gòu)頂點位移尸時程芹曲線放歲閃EL-Cen首tr烈o晝波頂背點蠅X嗽向位移時程曲副線緒攏半亦EL-Cen鼓tr臨o艦波頂腫點皆Y碧向位移時程曲撇線層間位移角絕場地波討最大層間位移旬角水樓層豪發(fā)生時刻歉（缸s簡）由X糊1磚/旗460燈59弓6.7粘Y陜1/膀402莊58本18.3先均小于規(guī)袍范箏1/10晴0畢限值。授剪力墻最終受刃拉損傷冰剪力墻最終受文壓損傷演剪力墻縱筋應(yīng)緊力，最大為罰313淘MPa齡。職解幻剪力墻水平筋暈應(yīng)力，最大犬為各299MP炎a源。騾興