框架-核心筒-伸臂結(jié)構(gòu)中加強(qiáng)層的合理設(shè)置及其順風(fēng)向抗風(fēng)分析.pdf

1、隨著建筑高度的不斷增大，高層建筑風(fēng)荷載引起的效應(yīng)在總荷載效應(yīng)中所占比重逐漸變大，甚至起主要控制作用。而近年來，采用在框架-核心筒結(jié)構(gòu)中適當(dāng)?shù)奈恢眉哟笏浇Y(jié)構(gòu)的剛度(稱為框架-核心筒-伸臂結(jié)構(gòu))來提高結(jié)構(gòu)的整體側(cè)向剛度的方法得到廣泛應(yīng)用。目前，我國(guó)規(guī)范對(duì)于加強(qiáng)層的設(shè)置要求主要是針對(duì)結(jié)構(gòu)在抗震作用下的分析所得，而對(duì)于在風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力響應(yīng)研究較少，因此有必要對(duì)該結(jié)構(gòu)體系的風(fēng)振響應(yīng)(包括荷載、內(nèi)力、位移、加速度等)進(jìn)行深入研究。針對(duì)

2、于此，本文進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究工作，并得到相應(yīng)的研究結(jié)論：
　　 1)建立了帶兩伸臂的框架-核心筒-伸臂體系的平面簡(jiǎn)化模型，推導(dǎo)了在倒三角荷載作用下結(jié)構(gòu)內(nèi)力與位移變形的協(xié)調(diào)分析方法，并以伸臂約束彎矩最大及頂點(diǎn)位移最小為控制目標(biāo)，計(jì)算得到：當(dāng)伸臂剛度與核心筒線剛度比在2～10左右，加強(qiáng)層設(shè)置對(duì)結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移的影響最為明顯。
　　 2)建立了框架-核心筒-伸臂結(jié)構(gòu)的空間有限元模型，通過對(duì)其在豎向荷載及倒三角荷載共同作用下的

3、頂點(diǎn)側(cè)移變形規(guī)律的分析，得到單個(gè)及多個(gè)加強(qiáng)層合理位置設(shè)置的結(jié)論為：設(shè)置一個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，在結(jié)構(gòu)0.6H處對(duì)于減小頂點(diǎn)側(cè)移的效果最好；兩個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，在結(jié)構(gòu)(1/3)H和(2/3)H附近處設(shè)置；設(shè)置多個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，宜沿高度均勻布置，但不應(yīng)設(shè)置在項(xiàng)層。
　　 3)根據(jù)風(fēng)荷載原理及隨機(jī)振動(dòng)理論，采用慣性風(fēng)荷載法計(jì)算得到帶不同數(shù)量加強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)順風(fēng)向靜力等效風(fēng)荷載，并對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了順風(fēng)向抗風(fēng)分析，得到：設(shè)置加強(qiáng)層可以明顯地減少結(jié)構(gòu)側(cè)移，但是加強(qiáng)層的

4、設(shè)置同時(shí)會(huì)引起結(jié)構(gòu)內(nèi)力重分布；可以考慮多設(shè)置加強(qiáng)層來弱化單個(gè)加強(qiáng)層的剛性，減少加強(qiáng)層處的內(nèi)力突變。
　　 4)根據(jù)風(fēng)荷載時(shí)域分析理論，采用諧波合成法模擬得到脈動(dòng)風(fēng)的風(fēng)速時(shí)程曲線，并將其作為動(dòng)力輸入，求得帶不同數(shù)量加強(qiáng)層時(shí)結(jié)構(gòu)的時(shí)程響應(yīng)結(jié)果，結(jié)合靜力分析結(jié)果得到：當(dāng)結(jié)構(gòu)高度在150m左右時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)置1～2個(gè)加強(qiáng)層時(shí)，外框柱和核心筒的內(nèi)力分配比較合理，頂點(diǎn)位移和層間位移也明顯減小，抗風(fēng)效果最好；但是當(dāng)伸臂多于3～4道時(shí)，繼續(xù)減小側(cè)移