框架-核心筒高层结构设置加强层问题的探讨

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西北水力发电

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框架J核心筒高层结构设置加强层问题的探讨

刘喜平

H陕西理工学院土建系K陕西汉中D!#$$#I

摘要B本文概述了加强层的作用K并提出了在抗震区的框架J核心筒结构中设置加强层应注意的几个问题B包括加强层引起的结构刚度突变K内力突变和薄弱层K并从概念设计出发提出了相关建议L

关键词B高层建筑M加强层M框架J核心筒结构

中图分类号B N O#%%文献标识码B P

Q前言

随着高层建筑的不断发展以及建筑功能多样化和建筑艺术的要求K带加强层的框架J核心筒结构形式被工程中广泛的采用L当高层建筑框架J核心筒结构的抗侧力刚度不能满足设计要求时K可考虑利用建筑设备层和避难层的空间K布置结构加强层K即在该楼层的核心筒与外围框架之间设置刚度较大的水平伸臂构件或沿该层的外围框架设置刚度较大的周边环带L加强层的设置可使周边框架柱有效地发挥作用K以增强整个结构的抗侧力刚度L在风荷载作用下K设置加强层是一种减少结构水平位移的有效方法M但在地震作用下K加强层的设置将会引起结构刚度R内力突变K 并易形成薄弱层K结构的损坏机理难以呈现S强柱弱梁T和S强剪弱弯T的延性屈服机制L所以在地震区采用带加强层的框架J核心筒结构应慎重对待K在设计中应采取相关措施来协调二者之间的矛盾L

U加强层控制水平位移的受力分析高层和超高层结构在水平荷载作用下K框架核心筒结构的内筒和外框架共同承担水平剪力L 由于筒体的抗侧刚度远远大于框架K因此大量的水平剪力由筒体来承担L而结构水平荷载产生的弯矩则由以下三种力矩来平衡B H"I混凝土内筒的弯矩M H!I外框架柱的弯矩M H#I外框架柱中轴向拉压力形成的整体力偶矩L当不设加强层时K整体力偶矩的产生是由于建筑的整体弯曲效应K其大小取决于内筒与外框架间联系梁及裙梁的刚度L当设置水平加强层后K将引起高层框架J筒体结构构件内力的重分布K使得内筒R剪力墙R框架柱和梁的内力大小及方向发生重大的显著变化K而这种内力变化则是朝着有利于减小结构侧移的总方向变化K从而达到减小结构侧移的目的L如让所有外柱均参与整体抗弯K使外柱产生拉伸或压缩K由于外柱离中和轴的距离比芯筒翼缘离中和轴的距离要大K在外柱中产生较大压应力和拉应力K柱的轴向刚度又很大K较小的轴向变形就会在柱中产生很大的轴向拉H压I力K因此K设置刚性加强层后就会使加强层下面的外柱的轴向拉H压I力增大许多K刚性加强层上下外柱的压力差H即加强层端部剪力I就对结构形成了一个数值较大的力偶矩K而这个力偶矩与水平外载产生的倾覆力矩方向正好

收稿日期B!$$%E$C E$"

作者简介B刘喜平H"&D D E I K女K陕西城固人K陕西理工学院助教K西安理工大学在读研究生K主要研究方向为高层结构抗震L万方数据