带加强层的框-筒结构关键参数与受力性能关系研究

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随着国民经济的快速发展,高层建筑发展势头迅猛。由于新技术新材料不断被应用于工程实践,高层建筑高度也不断地刷新纪录。在水平荷载作用下结构的侧移与高度的四次方成正比地增大。当框架-核心筒结构的侧移不能满足设计要求时,需要在这类结构中设置水平伸臂构件或者环带构件,形成加强层,因此研究加强层构件关键参数的设置与框-筒结构受力性能之间的关系具有重要的实际意义。  本文结合某60层带加强层的框架-核心筒算例,应用三维有限元分析软件ETABS,分析了影响结构受力性能的加强层关键因素,并对这些关键因素进行调整而形成多个不同的结构方案进行了空间有限元分析。本文考虑的关键因素主要包括:(1)加强层位置;(2)加强层数量;(3)伸臂刚度;(4)环带刚度。针对不同结构方案分别研究了结构在水平风荷载作用下的反应,包括对结构位移、周期以及内力的突变及其影响规律。  基于结构位移控制考虑,框-筒结构设置一道加强层,伸臂应设置于相对结构高度0.6H处,设置两道加强层,伸臂应设置于相对结构高度1/3H和2/3H处。设置一道或者两道加强层时,框架和核心筒的剪力在加强层附近发生了突变,实际工程中,应注意加强层及上下两层的剪力突变带来的不利影响。设置两道水平环带的高层结构,在环带位置和总高度不变的情形下,若两个环带截面高度不同,将截面高度较大的环带设在结构下部对结构位移控制更有利。
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