复杂高层建筑结构
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第9章 复杂高层建筑结构设计近年来,国内外高层建筑发展迅速,现代高层建筑向着体型复杂、功能多样的综合性发展。
这一方面为人们提供了良好的生活环境和工作条件,体现了建筑设计的人性化理念;另一方面也使建筑结构受力复杂、抗震性能变差、结构分析和设计方法复杂化。
因此,从结构受力和抗震性能方面来说,工程设计中不宜采用复杂高层建筑结构,但实际工程中往往会遇到这些复杂结构,如带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构和多塔楼结构等。
为了使读者对这些复杂结构有所了解,本章简要介绍其受力特点和设计方法。
9.1 带转换层高层建筑结构在同一幢高层建筑中,沿房屋高度方向建筑功能有时会发生变化。
如下部楼层用作商业、文化娱乐,需要尽可能大的室内空间,要求柱网大、墙体少;中部楼层作为办公用房,需要中等的室内空间,可以在柱网中布置一定数量的墙体;上部楼层作为宾馆、住宅等用房,需要采用小柱网或布置较多的墙体,如图9.1.1所示。
为了满足上述使用功能要求,结构设计时,上部楼层可采用室内空间较小的剪力墙结构,中部楼层可采用框架-剪力墙结构,下部楼层则可布置为框架结构。
为了实现这种结构布置,必须在两种结构体系转换的楼层设置水平转换构件,即形成带转层的结构(structure with transfer story )。
一般地,当高层建筑下部楼层在竖向结构体系或形式上与上部楼层差异较大,或者下部楼层竖向结构轴线距离扩大或上、下部结构轴线错位时,就必须在结构体系或形式改变的楼层设置结构转换层。
9.1.1 转换层的分类及主要结构形式1. 转换层的分类(1)上、下部结构类型的转换。
在剪力墙结构或框架-剪力墙结构中,当拟在底部设置商用房或其他需要较大空间的公用房间时,可以将全部剪力墙或部分剪力墙通过转换层变为框架结构,形成底部大空间剪力墙结构,这种用下部框架柱支承上部剪力墙的结构,亦称为框支剪力墙结构。
(2)上、下部柱网和轴线的改变。
在筒中筒结构中,外框筒为密柱深梁,无法为建筑物提供较大的出入口,此时可沿外框筒周边柱列设置转换层使下部柱的柱距扩大,形成大柱网,以满足设置较大出入口的需要,但转换层上、下部的结构类型并没有改变。
1 回顾我们对超高层的定义进行了总结,根据CTBUH的定义,将300米以上的建筑定位为超高层建筑(Supertall),将600m以上的建筑定位超级高层建筑(M egatall)。
我们将超高层建筑结构体系主要划分为筒体结构、束筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒结构、巨型结构、连体结构和其它一些新型结构体系等。
图1 超高层结构的体系分类我们在上一篇中着重分享了筒体(框筒、支撑筒以及斜交网格筒体)结构体系的特点及案例,在本篇中主要着重分享关于束筒和筒中筒(框筒-核心筒、支撑筒-核心筒以及斜交网格筒-核心筒)结构体系的受力特点及案例。
2束筒结构(Bundled Tube)束筒可以认为是由一组筒体组成的结构,这些筒体由共用的内筒壁相互连接以形成一个多孔的多格筒体。
在这个筒体中,水平剪力主要由平行于水平荷载方向的腹板框架来承担,而倾覆力矩则主要由垂直于水平荷载方向的翼缘框架来承担。
并且,筒体的各个筒格可在不同的高度任意截断而不削弱结构的整体性。
各个筒格所形成的封闭筒体在建筑体型收进后,仍具有较好的抗扭性能。
图2 由半圆筒体和矩形筒体组成的束筒结构束筒是在框筒的基础上发展而来。
对于框筒结构,由于剪力滞后的负面影响,较大的平面尺寸中间位置的结构不能充分参与到结构抗侧中去,这也是限制框筒结构适用高度的一个主要原因。
如果利用框筒结构来设计更高的超高层建筑,可能需要采用更小的柱距来减小剪力滞后的不利影响,例如410m高的纽约世贸中心双子塔的柱距达到了惊人的1m左右,即使这么小的柱距依然呈现出明显的剪力滞后效应。
图3 世贸中心双子塔框筒的剪力滞后效应提出筒体结构体系的Fazlur博士在指导学生的论文时发现,如果利用通长的剪力墙将框筒长边一分为三时,由于隔板剪力墙的协同作用,大尺寸筒体的剪力滞后效应明显降低了,其抗侧刚度也可以得到大幅提升。
图4 束筒结构的原型如果横隔剪力墙可以有效降低长边的剪力滞后效应,那么对于大尺寸的框筒结构,在两个方向都引入横隔剪力墙,必然可以提高大尺寸框筒的整体空间作用。
高层建筑结构设计要点研究论文六篇关于《高层建筑结构设计要点研究论文六篇》,是我们特意为大家整理的,希望对大家有所帮助。
第一篇摘要:随着我国人口急剧上升,土地资源稀缺问题愈加明显,为了提升土地利用率,开发商开始将目光投向高层建筑。
近年来,复杂高层与超高层建筑得到广泛应用,它即满足了城市发展的需要,也实现了有限土地资源的有效利用。
因此,本文主要对复杂高层与超高层建筑结构设计要点进行探讨,用以提高高层建筑的合理性与科学性。
关键词:复杂高层;超高层;建筑结构;设计要点1引言随着复杂高层与超高层建筑的不断增加,政府对高层建筑的质量提出更高要求,尤其是建筑结构的持久性、可靠性已经成为社会关注的焦点。
因此,在进行复杂高层与超高层建筑结构设计时,要结合建筑物的形态特征、功能需要等进行,为提高复杂高层与超高层建筑的安全性能做铺垫。
2复杂高层与超高层建筑结构设计的主要控制因素2.1重力荷载与其他类型的建筑相比,复杂高层与超高层建筑具有特殊性,不仅建筑高度不可比拟,还需要面临重力荷载的挑战。
特别是随着建筑高度不断攀升,地面受力与重力荷载会逐渐上升,在力的作用下墙上的轴压力与竖向构件柱的压力也不断增加,从而加大超高层建筑的困难性。
其次,复杂高层与超高层建筑的水平位移也是建筑结构设计的矛盾点,主要体现在两个方面:①楼层越高风效应就越大,在风的作用下其合力作用点的位置就越高,由此自然风效应对超高层建筑产生的作用效应就更大。
②在建筑结构设计中,建筑的结构自重是企业必须考虑的问题,因为它关乎建筑物的稳定性。
而结构自重与重心位置相关,随着建筑楼层不断升高其重心位置随之升高,从而结构自重不断加大,成为强力作用下的薄弱环节,比如地震等。
2.2风振加速度风力大小与建设楼层的高低相关,通常楼层越高其风力效果越强,因此在超高层建筑中的风力作用特别显著。
但是,人们对风作用的舒适度有一定的感知,若风振作用过强则会令人产生不适感,从而降低居住品质。
高层建筑结构设计难点分析高层建筑作为城市的地标和象征,其结构设计一直是建筑领域的一个重要课题。
随着城市化进程的不断加快,高层建筑的数量和高度也在不断增加,因此高层建筑结构设计的难点也逐渐凸显出来。
本文将对高层建筑结构设计的难点进行分析,并探讨如何克服这些难点。
一、受力分析复杂高层建筑由于其高度较大,受力分析通常会比较复杂。
在高层建筑的结构设计中,受力分析是基础和关键,只有深入研究高层建筑所承受的荷载和受力状况,才能有效地解决高层建筑结构设计中的难题。
在受力分析方面,高层建筑在不同楼层和不同构件上所受的荷载和力的分布都会有所不同,需要对整个建筑结构进行全方位的受力分析,确保每一个构件都能满足受力要求。
高层建筑的结构设计还需要考虑各种不同作用下的受力情况,包括静载荷、动载荷、风荷载等,这些都增加了受力分析的复杂性。
针对受力分析复杂的难点,结构设计师需要运用先进的受力分析方法和工具,如有限元分析、结构动力学分析等,对高层建筑的受力状况进行准确的模拟和计算,为结构设计提供科学的依据。
二、抗震设计要求高高层建筑所处的地理位置和环境不同,其抗震设计要求也会有所不同。
一般来说,地震是高层建筑面临的最大威胁之一,因此抗震设计是高层建筑结构设计中的一个重要难点。
高层建筑的抗震设计要求通常比较严格,需要考虑地震波的作用、建筑结构的受力状态、结构的位移要求等多个方面。
抗震设计需要考虑建筑结构在地震作用下的变形和破坏情况,要求建筑结构在地震发生时能够安全稳定地承受地震力的作用,减小地震对建筑结构的影响。
对于高层建筑抗震设计的难点,结构设计师需要根据建筑所处地区的地震烈度和其他地质条件,结合抗震设计规范,进行合理的抗震设计方案设计和结构计算。
还需要采用高性能材料和先进技术,提高建筑结构的抗震能力,确保建筑在地震发生时能够安全稳定地运行。
三、构造系统选择和优化高层建筑的构造系统选择和优化也是结构设计的难点之一。
构造系统的选择直接影响到建筑的结构性能和经济性,因此需要根据建筑的形式、功能和受力特点,合理选择和优化构造系统。
高层建筑的结构体系关键信息项:1、高层建筑结构体系的类型框架结构剪力墙结构框架剪力墙结构筒体结构巨型结构2、结构体系的特点承载能力抗震性能空间利用效率施工难度建筑成本3、设计要求风荷载考虑地震作用计算基础设计变形控制4、材料选择钢材混凝土组合材料5、施工注意事项施工顺序质量控制要点安全保障措施11 高层建筑结构体系的类型111 框架结构框架结构是由梁和柱通过节点连接组成的结构体系。
其主要特点是建筑平面布置灵活,可提供较大的室内空间。
然而,框架结构的侧向刚度相对较小,在水平荷载作用下(如风荷载和地震作用),变形较大。
112 剪力墙结构剪力墙结构是由一系列纵向和横向的钢筋混凝土墙体组成,主要承受水平和竖向荷载。
剪力墙结构具有较大的侧向刚度,能够有效抵抗水平荷载,但室内空间布局相对不够灵活。
113 框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙,使得结构在具有一定灵活性的同时,也具备较好的抗侧力性能。
114 筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体结构具有非常大的侧向刚度和承载能力,适用于超高层建筑。
115 巨型结构巨型结构是由大型构件组成的主结构与常规结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系,具有独特的力学性能和建筑造型优势。
12 结构体系的特点121 承载能力不同的结构体系在承载竖向荷载方面具有不同的能力。
框架结构主要通过梁和柱传递竖向荷载,剪力墙结构和筒体结构则能够承担更大的竖向荷载。
122 抗震性能结构体系的抗震性能是高层建筑设计中的重要考虑因素。
剪力墙结构和筒体结构由于其较大的侧向刚度,在地震作用下的变形相对较小,抗震性能较好。
123 空间利用效率框架结构和框架剪力墙结构在空间布局上较为灵活,能够满足多样化的功能需求;而剪力墙结构和筒体结构由于墙体的布置,可能会对室内空间的利用产生一定限制。
124 施工难度不同结构体系的施工工艺和难度有所不同。
超高层建筑结构施工特点及类型超高层的建筑,一般楼层多而高,施工具有高度的连续性和复杂性,这时候更有必要明白了解高层建筑的施工特点和类型了。
下面就由我为你带来超高层建筑结构施工特点及类型,希望你喜欢。
超高层建筑结构施工特点高层建筑的楼层多,高度大,要求施工具有高度的连续性,施工技术和组织管理复杂,除具有一般多层建筑施工的一些特点外,还具有以下施工特点:1、工程量大、工序多、配合复杂:高层建筑的施工,土方、钢筋、模板、混凝土、砌筑、装修、设备管线安装等工程量都要增大,同时工序多,十多个专业工种交叉作业,组织配合十分复杂,同时,由于工程量大引起的对技术提出了更高的要求,比如大体积混凝土裂缝控制技术,粗钢筋连接技术、高强度等级混凝土技术,新型模板应用技术等。
2、施工准备工作量大高层建筑体积、面积大,需用大量的各种材料、构配件和机具设备,品种繁多,采购量和运输量庞大。
施工需用大量的专业工种、劳动力,需进行大量的人力、物力以及施工技术准备工作,以保证工程顺利进行,同时,由此引起的施工场地狭小一般都是施工难点,如何有效分配调整施工现场平面布置以保证施工顺利进行也考验施工企业现场管理水平。
3、施工周期长,工期紧:高层建筑单栋工期一般要经历2〜4年,平均2年左右,结构工期一般为5〜10d 一层,短则3d 一层,常常是两班或三班作业,工期长而紧,且需进行冬、雨期施工,为保证工程质量,应有特殊的施工技术措施,需要合理安排工序,才能缩短工期,减少费用,同时,还需制定一系列安全防范措施和预案以保证安全生产。
4、基础深、基坑支护和地基处理复杂:高层建筑基础一般较深,大多1〜4层地下室,土方开挖、基坑支护、地基处理以及深层降水,安全和技术上都很困难复杂,直接影响着工期和造价,采用新技术较多,如逆作法、复合地基成套技术、。
5、高处作业多,垂直运输量大:高层建筑一般为45〜80m,甚至超过100m,高处作业多,垂直运输量大,施工中要解决好高空材料、制品、机具设备、人员的垂直运输,合理地选用各种垂直运输机械,妥善安排好材料、设备和工人的上下班及运输问题,用水、用电、通讯问题,甚至垃圾的处理等问题,以提高工效。
适用于高层建筑的结构形式
框架结构:多梁柱组成,空间灵活,但抗风、抗震能力弱,多用于公共建筑,且大多为多层建筑高层,超高层建筑中并不常见。
剪力墙结构体系:钢筋混泥土剪力墙结构是指用钢筋混泥土墙板来承受竖向荷载和水平荷载的空间结构,墙体亦同时作为维护和分隔构件,由于墙板街面惯性矩比较大,整体性能好,因此剪力墙体系的侧向刚度很大,能够承受相当大的水平荷载,剪力墙结构体系抗侧力能力强,变形小,抗震能力好。
框架-剪力墙结构:框架-剪力墙是一种在框架结构中适当位置布置适当的剪力墙形成的结构体系,各种框架和各片剪力墙是抗侧力构件,在竖向荷载下两者承担各自传递范围内的楼面荷载。
筒体结构:所谓的筒体结构是指由一个或多个筒体作竖向承重结构的高城屋结构体系,筒体体系适用于层数较多的高层建筑。
筒体在侧向风荷载的作用下,其受力类似于刚性的箱型截面的悬臂梁,迎风面将受拉,而背风面将受压。
采用这种体系的建筑,其平面最好是正方形或是接近正方形。
11.7.1 复杂高层建筑结构的分类如第l章所述,复杂高层建筑结构可分为带转恢层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构和多塔结构5类。
这几种结构竖向布置不规则。
传力途径复杂,有的结构平面布置也不规则。
这些特征是某些建筑多功能发展的需要决定的。
11.7.2 复杂高后建筑结构的适用范围由于复杂高层建筑结构属于不规则结构.在地震作用下容易形成敏感的薄弱部位,所以应对其在地震区的适用范围予以限制。
我国《高规》指出,为了使其抗震性能良好并能满足有关抗震设防的要求,复杂高层建筑结构的应用范囤应符合下列规定:(1)9度抗震设计时,不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构和连体结构。
对于多塔结构,9度抗震设计时不允许采用。
(2)7度和8度抗震设计时、不宜同时采用超过两类的复杂高层建筑结构。
否则,在比较强烈的地震作用下,难以避免发生严重震害。
(3)对含有框架—剪力墙和剪力墙错层结构的适用建筑高度应严格限制。
7度和8度抗震设计时,错层剪力墙结构的高度分别不宜大于80m和60m;错层框架—剪力墙结构的高度分别不应大于80 m和60 m。
因为错层结构竖向不规则,错层附近的竖向抗侧力结构容易形成薄弱部位,楼盖体系山因错层受到较大的削弱,严格限制其适用高度十分必要。
(4)抗震设计时,B级高度高层建筑不宜采用连体结构。
震害表明,连体的位置越高,越容易倒塌;房屋越高,连体结构的地震反应越大。
(5)对于B级高度底部带转换层的筒中筒结构.当外筒采用剪力墙构成壁式框架时,其最大适用高度可比无转换层时的限高降低10%一20%,视设防烈度大小、转换层位置高低而定。
这一限制是考虑到转换层上、下刚度和内力传递途径突变的不利影响。
以下重点介绍带转换层的结构和带加强层的结构。
11.8 带转换层高层建筑结构设计11.8.1 转换层在高层建筑中的应用为了实现高层建筑内部上下层结构形式与柱网的变化,可以采用图11—12所示的各种形式的转换层结构,即:(1)梁式转换层:见图11—12a及b。
(2)桁架式转换层:见图11—12e;(3)空腹桁架式转换层:见图11—12f。
(4)厚板转换层:见图11—12c(5)箱式转换层:见图11—12d。
对于外围护结构(例如框筒)采用的转换层结构,由于建筑立面造型的需要可采用图11—13所示的转换层结构形式,即:梁式转换(图11—13a);桁架式转换(图11—13b);空腹桁架转换(图11—13c);多梁式转换(图11—13d);合柱式转换(图11—13e);拱式转换(图11—13f)。
应当指出,各种形式的转换结构中,粱式转换结构在工程中的应用最广泛,因为它受力明确,设计与施工简单。
梁式转换结构一般用于上部密柱向下部稀柱的转换,或用于上层为剪力墙结构、下层为框架结构的转换。
当纵向和横向同时需要转换时,可以来用双向布置梁的转换方式。
例如图11—14a是北京国际贸易中心国际旅馆采用的粱式转换层,图11—14b是北京南洋饭店的梁式转换层;与此类似的还有广东肇庆星湖大酒店,标准层布置见第7章图7—3,其下即为粱式转换层。
在第7章图7—4个结出了短肢剪力墙与下面大空间的柱式转换工程结构平面图。
1.8.2 转换层结构布置在高层建筑结构设计中进行转换层结构布置时应符合下列原则规定:(1)避免高位转换。
转换层位置越高对抗震越不利。
对部分框支剪力墙结构,转换层的设置高度,8度设防时不宜超过3层,7度设防时不宜超过5层,6度设防时可适当提高。
对于底部带转换层的框架—核心筒结构和筒中筒结构,由于转换层上、下内力传递突变程度小于框支剪力墙结构,其转换层结构的设置高度可适当提高。
(2)减小转换层上、下刚度的突变,控制在规范允许的范围内。
(3)合理选择转换层结构形式。
厚板转换层只限于非震区和6度抗震设计采用。
对于大空间地下室的厚板转换层不受此限。
B级高度框支剪力墙结构不宜采用框支主、次梁布量方案。
A级高度可以采用,但设计中应对框支粱用有限元法进行应力分析,按应力分析配筋并加强构造。
(4)特别严格遵守落地剪力墙(筒体)和框支柱布置的有关规定。
11.8.3 转换层构件的设计计算要点11.8.3.1 框支梁和转换梁框支梁在大多数情况下为偏心受拉构件,并承受很大的剪力,约为普通楼盖主梁的数十倍。
将上部柱距扩大的一般转换梁也承受如此强大的剪力,为此设计时应采取下列设计措施:(1)严格遵守《高规》关于框支梁截面高度要求及框支梁截面组合的最大剪力设计值的限制条件。
(2)为了承受强大的剪力,梁截面要有合适的宽度,截面的高宽比宜小于1.5。
同时,箍筋宜采用粗钢筋甚至高强钢筋,肢数可在8肢以上。
(3)框支梁的支座及上部墙体门洞附近,粱的剪力均较大,箍筋应加密;当梁上洞口靠近梁支座范围时,可加腋提高受剪承载力。
(4)框支梁本身不宜开洞,否则在计算上和构造上应进一步处理。
(5)框支梁受力复杂,宜在结构整体计算后按有限元方法进一步作精确应力分析。
(6)当内力太大时,也可采用型钢混凝土框支梁。
对于一般的转换粱也应符合上述设计要求。
11.8.3.2 空腹桁架采用空腹桁架作转换层时,一定要保证其整体的受力作用。
空腹桁架的上、下弦杆宜考虑楼板共同工作,竖腹杆应按“强剪弱弯”的原则配筋;要加强竖腹杆的箍筋配置及其两端的连接构造。
要加强上、下弦杆与框架柱的锚固。
11.8.3.3 厚板转换厚板转换最宜用于复杂的商住楼。
即当上部住宅势力墙结构布置很不规则场等要求布置大柱网时,采用厚板转换是一种好的结构形式。
当在非震区及6度设防地震区设计时.可按《高规》进行设计,也可采用中国建筑科学院厚板程序TBPL计算。
否则应在整体分析后按有限元方法,采用中厚板单元等近一步计算,详见第13章,并采取更严格的构造措施和试验研究。
11.8.3.3 箱形转换层箱形转换层要求箱形转换构件具有足够大的平面刚度来保证整体工作。
箱形转换层结构上、下楼板厚度不宜小于180mm,并在配筋时要考虑自身平面内的拉力、压力及局部弯矩的影响。
以上各点更具体的规定,详见《高规》。
11.9 带加强层高层建筑结构设计11.9.1 加强层结构的形式什么是加强层?现以框架—核心筒为例予以说明。
为了提高这种结构的侧向抗力和刚度.一个途径是把外框架的稀柱变为<4m的密柱,这就是整体性很强、侧向刚度很大的筒中筒结构。
另外一个途径,就是把核心筒的墙体轴线上连系外框、内筒的梁的截面高度从下层到上层增加到等于层高而变成一片剪力墙,这时外框与内筒整体性大大增加,结构的侧向刚度自然十分强大。
实际上,并不需要从下到上的全部梁截面增高,仅需将l一3个层的梁截面高度增加到一个层高(图11—15)就会有理想的效果。
因为这时梁截面的刚度已是普通梁的50—100倍。
这样的结构层就是加强层。
该增高的梁称为水平刚臂或水平外伸构件。
以水平刚臂构成的加强层,可以采用下列几种结构形式:(1)梁式加强层——如上所述,将普通大梁增大至所带高度(不一定等于层高,计算确定);(2)桁架式加强层——水平刚臂是桁架,具有水平、垂直及斜向杆件;(3)空腹桁架式加强层——水平刚臂是空腹桁架.只含有水平及垂直杆件;(4)箱式加强层——由整个一层的墙、外围梁与上、下楼板一起构成。
应当注意,必要时在加强层设置周边水平环带构件,以加强整个结构的抗侧刚度,如图11—15所示。
加强层水平刚臂构件早期常用钢结构,现已扩展到采用钢筋混凝土结构。
11.9.2 加强层对高层建筑结构工作性能的影响如上所述,出于加强层水平刚臀的设置,使核心筒与外柱连成整体共同工作,并使核心筒和外柱因外力作用而产生的竖向变形得到协调。
核心筒弯曲时由于受到外柱轴向变形的限制.各个横截面不再能自由转动,从而减小了结构的层间位移和顶点侧移。
总之,设置加强层可以使外柱参与整体抗弯,增强结构整体抗侧能力,减小核心筒的弯矩,减小结构的侧移,以下分别说明。
11. 9.2.1 减小核心筒弯矩的因素如图11—16所示,当仅在结构顶部设置一道水平刚臂时(图11—16b,),核心筒受到的弯矩要比无水平刚臂时(图11—6a)少M t。
当在半高处设量第二道水平刚臂以后(图11—16c),下部核心筒受到的弯矩比上述图11—16b少M2,比无水平刚臂时(图11—16a)少M1+M2。
研究表明,不仅刚臂的设置道数,而且刚臂的设置高度位置及核心筒、外柱、刚臂之间的相对刚度,对核心筒弯矩的减小都有影响。
图11—17a给出了一般情况下核心筒弯矩M减小的百分数与刚臂道数的关系曲线。
图中ω为与筒体、刚臂和外柱刚度有关的参数。
由图11—17可知,设置一道刚臂时核心筒弯矩减小较显著,当多于两道时弯矩减小的效果则逐渐减弱。
11.9.2.2 减小结构侧移的影响因素1.刚臂的道数图11—17b给出了设置加强层以后,结构顶点的侧移△比未设加强层时减小的百分数。
可以看出,设一道刚臂时,结构顶点侧移减小的幅度最大,效果最显著,随着刚臂道数的增多,结构顶点侧移减小的幅度逐渐减弱。
刚臂道数对结构侧移的影响规律与其对核心筒弯矩的影响规律很相似。
2.刚臂所在位置尚度和核心筒与外柱的刚度比设置刚臂使结构侧移减小的程度,不仅与刚臂道数有关,还与刚臂所在高度位置、核心筒与外柱刚度比α以及刚臂的抗弯刚度有关。
图11—19给出了一框架—核心筒结构在梁高h=2m、3m和4m 3种井字形双向实腹梁刚臂情况下,按7度抗震设防,地层顶点侧移△计算结果与无刚臂加强层的比较。
由图可知:当刚臂截面高度h=2m时,减小侧移的效果己相当显著。
梁高再进一步增大时,减小侧移的效果逐渐减弱。
11. 9.23 加强层对构件内力竖向分布的影响1.外柱轴力的竖向分布不设刚臂时,水平地震作用下,柱子轴力沿建筑高度为一自上而下递增的平滑斜线。
设置刚臂以后,加强层处柱子轴力突变,轴力分布曲线被分为上、下两段,在每一段内轴力变化趋缓。
2.核心筒弯矩的竖向分布不设刚臂时,水平地震作用下核心筒弯矩在结构底部最大,由下往上很快衰减,且可能在顶端附近出现零点。
设有刚臂时,核心筒底部弯矩减小,但沿竖向的分布复杂,一般会出现两处突变、两个弯矩零点。
3.核心筒和外柱剪力的竖向分布当设加强层以后,核心筒和外柱的剪力沿竖向的分布特点是在加强层高度的剪力均发生突变。