框架-核心筒伸壁结构伸臂位置的对比分析

摘要

随着建筑高度的增加，框架-核心筒结构，在整个结构的抗侧向变形以及受力已不能满足相关的设计使用要求。为此，在现在的设计当中，可以通过在结构楼层处设置刚度较大的水平伸臂加强层，来提高结构的整体刚度，从而有效限制结构的侧向位移。但是这种结构受力形式复杂，特别是水平加强层位置，尤为显著，框架-核心筒应用广泛，但理论仍不完善，为此本文特对此类结构形式进行实践研究分析。
　　1.本文首先介绍了框架-核心筒结构的一些基本概念，目前国内及国外对该结构的研究历史、发展现状，高层建筑结构及带伸臂加强层的高层建筑设计计算方法。
　　2.结合深圳市某开发区，建筑场地类别Ⅱ类，抗震设防烈度为7度，地上31层，总建筑高度133.95m，主体结构为框架-核心筒结构工程实例。针对该工程实例，设置单个伸臂加强层时，沿建筑物高度分别选取了10个伸臂加强层高度，其中设置高度为零表示无加强层。设置两个伸臂加强层时，建筑物顶层固定一个伸臂加强层，另一个加强层沿建筑物高度分别选取了8个伸臂加强层高度。加强层的布置方式为斜腹杆钢桁架，采用高层结构设计分析软件ETABS，首先对上述方案分别进行基本动力分析、反应谱分析、弹性时程分析，分析加强层对不同方案的侧移、内力影响，对其计算结果主要进行以下的对比分析:结构的自振特性、水平位移、层间位移角、楼层剪力、楼层弯矩，核心筒剪力墙的基底弯矩地震响应情况。得到如下结论:
　　(1)在框架-核心筒结构实际工程设计当中，设置水平钢桁架伸臂加强层较合理的位置是:布置单个加强层时，宜设置在建筑高度0.6H处;如设置两个伸臂加强层时，可分别设置在建筑高度的1/2H和顶层处;
　　(2)从本文研究情况来看，地震力作用下，框架-核心筒结构设置伸臂加强层后，提高了结构的楼层刚度，同时提高了核心筒与外围框架柱联系，减小了核心筒承担的基底倾覆弯矩。
　　(3)加强层发置位置的楼层剪力会产生突变，易形成薄弱层，加强层设置位置越高，层间剪力突变越小。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 框架-核心筒结构的相关概念及类型

1．2．1 框架-核心筒结构相关概念

1．2．2 加强层的结构类型

1．3 国内外框架-核心筒伸臂结构的研究现状

1．3．1 国外发展现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 本文主要的研究内容

第2章 高层建筑结构设计准则

2．1 结构稳定要求

2．2 水平位移的控制

2．3 带加强层高层建筑设计原则

第3章 工程概况与结构模型

3．1 计算分析模型的建立和数据

3．1．1 工程实例概况

3．1．2 结构分析参数选取

3．1．3 三维有限元计算模型

第4章 结构动力特性分析

4．1 结构基本动力特性分析

4．1．1 单个伸臂加强层不同位置的结构的自振周期及振型

4．1．2 两个伸臂加强层不同位置的结构的自振周期及振型

4．2 本章小结

第5章 带伸臂加强层结构弹性抗震分析

5．1 振型分解反应谱法

5．1．1 反应谱法理论

5．2 设置单个伸臂加强层方案的分析

5．2．1 单个加强层不同位置对结构侧移的影响

5．2．2 单个加强层不同位置对结构内力的影响

5．2．3 单个加强层不同位置对核心筒底部弯矩影响

5．3 设置两个伸臂加强层方案的分析

5．3．1 两个加强层不同位置对结构侧移的影响

5．3．2 两个加强层不同位置对结构内力的影响

5．3．3 两个加强层不同位置对核心简底部弯矩影响

5．4 本章小结

第6章 带水平加强层结构的弹性时程分析

6．1 结构弹性时程计算分析

6．1．1 时程波输入

6．2 时程分析层间位移角

6．2．1 单个伸臂加强层的层间位移角时程分析

6．2．2 单个伸臂加强层不同位置的结构内力时程分析

6．2．3 单个伸臂加强层不同位置的核心筒底部弯矩时程分析

6．3 单个伸臂加强层时程分析与反应谱变形比较

6．4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

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