竖向变形差对框架—核心筒结构内力的影响分析

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框架-核心筒结构受力合理,抗震性能好,在高层建筑中应用非常广泛。随着建筑高度的不断增高,由于各承重构件竖向应力水平不同以及混凝土材料的时变特性影响,框架柱与核心筒之间的竖向变形差也愈加明显,对结构构件和非结构构件产生不利影响,严重时会导致梁、板开裂,钢筋提前屈服。因此,有必要就竖向变形差对框架-核心筒结构内力的影响进行深入研究。本文在对框架-核心筒结构及其竖向构件竖向变形差的相关专业文献与研究应用现状进行综述的基础上,以国创·光谷上城一典型框架-核心筒结构实际工程为研究对象,利用有限元软件ETABS进行了施工模拟分析。探讨了混凝土收缩徐变对结构竖向变形及结构构件内力的影响及发展规律;计算本工程算例核心筒超前施工的合理层数,分析了核心筒超前施工对结构竖向变形差及结构构件内力的影响;模拟计算了本工程算例竖向变形差的补偿值;最后,结合实际工程提出了控制竖向变形差的措施。论文的研究得出了如下结论:考虑混凝土收缩徐变后,结构竣工时墙、柱竖向变形较弹性变形平均增加约一倍,竖向变形在结构竣工后一年内完成大部分,三年后基本稳定;收缩徐变趋于稳定后,由收缩徐变产生的竖向变形差最大占到总竖向变形差的58%;竣工时,考虑收缩徐变后,框架梁近柱端弯矩和剪力增大,近墙端弯矩和剪力减小,随着时间变化,收缩徐变能在一定程度上减小框架梁由竖向变形差产生的附加内力;考虑收缩徐变后,底层柱轴力增加了3%左右,核心筒轴力减小,其中外墙减小幅度较小,内墙减小幅度较大,最高可达14%;混凝土收缩徐变会引起墙、柱截面混凝土与钢筋间的应力重分布,导致柱中钢材应力增加了227%。
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