超高层加强层沿高度数量、刚度变化时结构内力的研究

摘要

随着高层建筑高度的增加，地震作用和风荷载对高层结构的影响更加突出，对超高层结构的影响也就毋庸置疑，侧移也随高度快速地增长，提高结构抗侧刚度和抵抗水平推力的能力成为重中之重。因此，在高层结构中设置加强层以克服剪力滞后效应和解决侧向刚度不足而导致侧移过大的问题。带加强层的框架-核心筒结构有诸多优点，亦有非常不利而又必须面对的缺点，那就是在地震作用下结构内力的突变而形成的薄弱层，以致难以出现与设计时所预想的“延性”屈服机制，所以我们必须得对带加强层结构在地震作用下的受力进行深入的探讨。
　　本文参考相关学者的研究成果，用SAP2000软件建立超高层结构模型，依据加强层数量变化建立了六种方案和刚度沿结构高度方向变化的三种方案，通过对模型结构进行弹性时程分析，研究了加强层对结构受力的影响及变化规律，主要内容有以下几点：
　　1.在基本假定下按最优位置设加强层，随加强层数量变化建立的六种方案和刚度沿结构高度方向变化的三种方案的模型进行模态分析，对比分析了结构自振周期的变化规律。
　　2.对依据随加强层数量变化时不同模型进行弹性时程分析，通过提取模型的层间位移和顶点位移、剪力和弯矩以及在加强层处内外筒分配的内力数据来分析设置不同数量的加强层对结构的侧向刚度、内力变化和内外筒受力的影响及其原因。
　　3.对依据加强层刚度沿结构高度方向变化时的不同模型在同样条件下的弹性时程分析，提取了不同模型的顶点位移、加强层对结构外框柱剪力与轴力和内外筒分配的内力数据，分析了加强层刚度变化时对结构侧移、加强层处内外筒内力分配以及加强层刚度变化对结构外框柱剪力与轴力的影响并给出相应的结论与建议。