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超高层建筑有关论文范例,与刚性加强层设置对超高层建筑结构受力性能影响相关论文格式范文
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0340;最大层间位移角所在的楼层位置发生了明显的变化,一般水平加强层的刚度都很大,明显强于其它楼层,它的设置常常使结构原来的层间刚度发生了变化,从而也导致了内力分布的变化,这一点对于抗震来说是非常不利的,所以应该采用设置“有效刚度”加强层,既能调整结构整体刚度以满足规范的最低要求,减少非结构构件的破损,又能尽量减少结构刚度突变和内力剧增,避免产生结构薄弱层.3.3 对结构剪力分布的影响
水平加强层的设置对基底总剪力值的影响一般不大,它并不会改变底部剪力在两者间的分配率.然而加强层的设置将对钢筋混凝土框架和核心筒的剪力竖向分布产生作用,它会引起结构剪力在局部产生突变.当结构受到水平荷载的作用时,在结构设置水平加强层的地方.由于斜撑的存在,它会在加强层间的筒体上下部加给核心筒结构一对近似等值反向的水平力,这对水平力会使混凝土核心筒在加强层处产生剪力突变.选取设置加强层附近的楼层,地震荷载作用下加强层设置对结构部分楼层剪力的影响.
(1)仅设置一道加强层时,该楼层的剪力值急剧增大.在本工程项目中,其剪力值增加到了未曾设置加强层时的4.1倍左右：(2)仅设置一道加强层时,该楼层的剪力值主要增大的是该层的核心筒部分,在本工程项目中,核心筒部分的剪力值增加到了未曾设置加强层时的4.7倍左右；(3)仅设置一道加强层时,相邻楼层的楼层剪力值变化不大,但相邻楼层的核心筒部分的剪力值将略有下降；(4)当设置二道加强层的时候,楼层剪力值突变的情况有所缓解,在本工程项目中,其剪力值的增值下降为仅设置一道加强层时的80％；核心筒部分的剪力值下降为仅设置一道加强层时的80％：其相邻楼层的核心筒部分的剪力值变化不大.
从结构抗剪的角度上看,抗震设计中由于加强层的设置,会在结构中造成剪力突变,尤其是对于混凝土核心筒,从而形成薄弱层.另一方面,从改善结构的受力状态而言,不应该采用刚度很大的加强层.一般来说,加强层的刚度越大,引起的结构剪力突变程度也就越大.从目前的一些相关文献可以看出,类似用钢筋混凝土实腹梁或空腹梁作为加强层的伸臂构件,其引起的内力突变程度比一般桁架式加强层更大,而当选用桁架式的加强层结构,也并不是越刚越好.在能保证了结构的侧向位移后,在条件允许下,适当地增加加强层数目能缓解剪力在整体结构中的突变程度,是有好处的.
3.4 对结构柱轴力分布的影响
设置水平加强层的目的和作用机理是通过刚性水平加强层使得外围框架柱产生轴向拉力和压力,组成一个力偶平衡掉一部分由外部水平荷载产生的倾覆力矩,从而减少了核心筒体承受的力矩,也大大减少水平侧移.显然,加强层的设置将会改变外框架柱的轴力大小和分布.
选取框架柱L4进行分析,X向风荷载作用下加强层设置对框架柱轴力的影响见表4,由表可知,随着加强层的设置,框架柱L4的轴力有所增加,幅度约为10％左右,且29层处设置的加强层作用更为明显,超过44层处设置加强层的效果.
3.5 对核心筒倾覆弯矩分布的影响
在加强层设置对结构剪力分布的影响中,我们注意到钢筋混凝土框架和核心筒之间,混凝土核心筒体承担了绝大部分的水平剪力,同时水平荷载在筒体内产生的弯矩也较大.在抵抗结构倾覆弯矩中,它起了主要的作用；另一方面,在设置了水平加强层后,核心筒体的弯矩分布规律也将发生巨大的变化,选取H轴的核心筒墙肢进行比较分析.
X向风荷载作用下加强层设置对核心筒墙肢底部弯矩的影响见表5,由表可知,随着加强层的设置,核心筒墙肢的底部弯矩值有所减小,二道加强层减小的幅度大于仅设置一道加强层减小的幅度；且设置在29层加强层的作用效果要优于设置在44层的加强层.
4 结论
4.1 加强层的设置对结构的整体刚度有增强的作用,使结构的低阶自振周期明显变短.对于高阶振型,结构自振周期对于加强层的设置并不敏感.结构自振周期的减小效果随着加强层数目的增多而增加,但增加的幅度变缓.另外,当仅设置一道加强层时,设置在29层处的一道加强层(位于整栋楼高的0.417高度处)对结构的自振周期和位移的减小幅度等均要明显优于设置在44层处的一道加强层(位于整栋楼高的0.66高度处)的作用.
4.2 在超高层建筑结构中,一方面水平加强层的设置对减小结构的位移的效果明显；另一方面,由于设置了水平加强层,超高层结构的最大层间位移角所在的楼层位置发生了明显的变化.一般水平加强层的刚度都很大,明显强于其它楼层,它的设置常常使结构原来的层间刚度发生了变化,从而也导致了内力分布的变化,这一点对于抗震来说是非常不利的,所以应该采用设置“有效刚度”加强层,既能调整结构整体刚度以满足规范的最低要求,减少非结构构件的破损,又能尽量减少结构刚度突变和内力剧增,避免产生结构薄弱层.
4.3 水平加强层的设置对基底总剪力值的影响不大,其主要影响的是钢筋混凝土框架和核心筒的剪力竖向分布,它会引起结构剪力在加强层附近楼层产生突变.在条件允许下,适当地增加加强层数目,减少每一层加强层的刚度对结构抗震有利的.
4.4 随着加强层的设置,框架柱在加强层的轴力值大幅增加,且轴力增加的幅度与加强层与楼层竖向刚度比值的大小成正比；同时,核心筒墙肢在加强层的弯矩值发生反向突变.
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