带刚臂超高层结构的力学性能分析.pdfVIP

维普资讯 { 【／第J5卷第4期 山 东 建 筑 1程 学 院 学 报 l5 No4 2000年 12月 Dec 文章编号 ：1003．5990(2000)04—0029—05 带刚臂超高层结构的力学性能分析 I?3一／ (1福建建筑高等专科学控，福建 福州 350007) 摘要 ：对带有若干水平加强层的钢框架一混凝土核心筒超高层结构进行三雏有限元 内力、动力计算 分析 ，井对不同蛄构布置进行比较 ，总结 出此类超 高层鲒构在设置 了加 强层后 结构 内力的一些变化 规律噩抗 震性能。 I 关键词：水平加强层； 十遗避土盐尘苴盐扭；璺壹星堕麴；内力分析 譬袍 中围分类号：TU973 文献标识码 ：A 0 前言 在超高层建筑 中。越来越多的结构采用钢框架一混凝土核心筒的结构形式 ，这种混台结构 形式相 比于纯钢筋混凝土结构和纯钢结构有其特有 的性质 ：它一方面利用 了混凝 土核心墙体 良好的抗侧剐度和承压能力 ；另一方面 ，外围钢框架的采用能实现大跨度的建筑空间。所以目 前这种结构 的采用正 日益增多。然而，当结构的层数很多时。如在超高层结构 中．这种结构体 系也暴露出一些问题 ：当建筑物的高度从高层发展到超高层时，混凝土核心筒体的变形将更多 地显现出悬臂梁式的弯曲效果 ，这对于结构本身的层 问位移和整体位移控制是很不利的。这 也是此类结构在设计过程中所面临的一个主要问题 ，即在风荷载和地震荷载的作用下侧向位 移偏大 ，因此，在超高层结构中常常会设置水平加强层 。水平加强层能有效地控制侧向位移． 增加结构整体抗侧刚度 ，但同时也会引起结构 内力分布的剧烈变化，因此 。研究有水平加强层 的超高层结构的抗震性能和内力分布特性就显得很有必要。 1 水平加强层 的工作原理分析 在超高层结构中，水平力主要 由混凝土核心筒体和外围钢框架共 同承担。由于筒体的抗 侧刚度远远大于钢框架 ，因此 ，大量的水平剪力由混凝土简体来承担。一般来说 ，筒体所承受 的剪力 占全部水平剪力的80％以上。而结构水平荷载所产生的弯矩则 由以下三种 力矩来平 衡 ：(1)混凝土内筒的弯矩 ；(2)外钢框架柱的弯矩 ；(3)外钢框柱的轴向拉压力形成 的整体力偶 矩…。这种整体力偶矩 的有效形成要取决于内筒与外钢框之间连系梁及裙梁的刚度 。在设计 中，钢框架与简体的连接常常是采用一种介于刚接和铰接之间的节点形式。对于这种节点，传 递摧体弯矩的能力 比较低 ，而水平加强层的设置则能大大地改善这种状况。计算表明，有 了水 平加强层后 。整体抗弯能力增强许多。相应地 ，它弱化了钢框架与简体间连接形式不同所造成 啦蕾 日期：2000—10一l2 怍者简介 ：张建助 (1956·)，男，福建长乐人 ．拯建建筑高等专科学校剐教授 ．学士．主要从事结构与基础工程研究 维普资讯 山 东 建 筑 1一程 学 院 学 报 的影响。 2 计算分析 本文采用了三维有限元程序 (SATWE)，对一典型的超高层结构进行多种不同结构形式 的 计算对 比分析。该结构的标准层 、加强层平面图如图 l所示 。该结构共 70层 ，在第 2(】、35、 50、60层有选择性地设置加强层，并分类组合 比较，同时对钢框架与简体本身的连接方式按铰 接和刚接进行对 比分析。 ／＼ 萑．詈 譬． ／＼