钢管混凝土柱-型钢混凝土梁混合框架抗震性能分析

摘要

新型铁路站房一般采用混合结构体系，既有钢结构和钢筋混凝土结构，也有钢和混凝土的混合结构。本文研究的钢管混凝土(CFST)柱-型钢混凝土(SRC)梁混合框架是一种新型、高效、节能、经济的结构体系，已经被广泛地运用于新型站房结构中。
　　 本文所做的主要工作和取得的研究成果如下：
　　 (1)基于平截面假定，采用分层法，对型钢混凝土截面进行划分，编制matlab程序实现从材料到截面的模型转变，并考虑粘结滑移，得到基于材料的型钢混凝土梁恢复力模型：根据韩林海钢管混凝土压弯构件理论，得到基于截面的钢管混凝土柱恢复力模型；
　　 (2)选取一榀单跨框架，施加位移控制的低周往复荷载，对比自定义塑性铰模型与纤维模型的差异，验证本文自定义塑性铰的精确性；
　　 (3)对于本文CFST柱-SRC梁混合框架，比较其在不同线刚度比下的塑性铰情况，得到合理的梁柱线刚度比；
　　 (4)采用静力弹塑性和动力弹塑性分析法，对本文CFST柱-SRC梁混合框架进行大震下抗震性能分析。楼层层问位移角符合抗震规范要求，梁的塑性铰发展较好，满足“强柱弱梁”的规范要求。该结构能够满足“大震不倒”的设防要求，且结构处于“立即使用”状态，具有良好的抗震性能；
　　 (5)在不同地震波加速度下，对静力弹塑性和动力弹塑性结果进行分析比较。对于本模型，采用动力时程时顶点位移和层问位移角较大。两种分析方法计算结果存在一定的差异，随着地震波加速度的增加，两种方法计算结果的离散程度也越来越大，对于设防烈度较低的地区，静力弹塑性结果虽偏小但仍较为精确，可认为是安全的。对于设防烈度较高的地区，静力弹塑性结果偏于不安全，需进行动力时程验算或对静力弹塑性结果进行修正；两种分析方法的塑性铰数量大体相当，出现的先后顺序基本相同，分布也基本相似。