高層建筑空腹桁架加強層結構分析與設計研究.pdf

1、在高層、超高層框架—核心筒結構設計中，為控制結構水平位移過大經(jīng)常在芯筒與外排柱之間設置伸臂構件，以提高結構的抗側剛度。水平伸臂構件一般設置在建筑設備層、避難層空間。設置伸臂加強層對減小結構水平位移非常有效。但在水平荷載作用下，加強層的設置將會引起結構剛度和內(nèi)力的突變，容易形成薄弱層，結構難以呈現(xiàn)“強柱弱梁”、“強剪弱彎”的延性屈服機制。 目前，在高層、超高層鋼筋混凝土框架—核心筒結構中，加強層伸臂大都采用高截面實腹梁，對于鋼筋混

2、凝土桁架式伸臂應用較少，也缺乏系統(tǒng)的研究。本文以一個典型的框架—核心筒結構模型為例，采用《高規(guī)》建議的設置兩道加強層的位置在模型的中間層和頂層布置兩道鋼筋混凝土空腹桁架加強層，運用三維有限元分析軟件SAP2000對帶不同節(jié)間布置形式的伸臂空腹桁架的結構進行了彈性時程分析，從節(jié)間布置形式對框架—核心筒結構的整體工作性能的影響以及對伸臂空腹桁架自身受力性能的影響看，得出了結構采用中間間距大，兩邊等節(jié)間布置形式的空腹桁架伸臂加強層比較合理的結

3、論。另外，采用三維有限元分析軟件SAP2000對不帶加強層和帶伸臂大梁和伸臂空腹桁架三種方案的結構運用振型分解反應譜法進行了分析對比，得出設置桁架式加強層大大緩解了結構剛度和內(nèi)力的突變，比采用高截面實腹梁對抗震有利。 由于采用伸臂桁架在地震作用下桁架桿件將產(chǎn)生較大的軸向拉應力，這使得普通的鋼筋混凝土桁架難以滿足要求，必須采用預應力混凝土桁架。本文對頂層和底層伸臂空腹桁架進行了水平地震作用下的內(nèi)力分析對比，得出中間層空腹桁架受力比