巨型钢管混凝土框架结构柱模型等效简化理论分析

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1、第37卷第5期四川建筑科学研究2011年1O月SichuanBuildingScience巨型钢管混凝土框架结构柱模型等效简化理论分析李红明1,2，唐柏鉴，王治均(1．同济大学土木工程学院，上海200092；2．江苏科技大学土木工程与建筑学院，江苏镇江212003)摘要：为了克服目前巨型框架结构分析过程中，节点和单元数过于庞大、构造复杂、耗时较长等不利因素，通过将巨型框架结构体系中应用较多的钢管混凝土柱、支撑简化为具有等效轴向刚度、等效弯曲刚度肼及等效剪切刚度GS的等效实腹柱和支撑的方法，简化建模难度，节约机时，实现变参数分析的目的。推导了等效简化的过程和方法，并就某一巨型钢管混凝土框架结构体

2、系柱进行了验算，结果表明，等效简化效果明显。关键词：巨型框架结构；钢管混凝土；等效简化模型中图分类号：TU375文献标识码：A文章编号：1008—1933(2011)05—001—03Theoreticalanalysisoftheequivalentsimplificationmodelaboutmegacolumnofsteeltubeconcretemega-framestructureLIHongming，rANGBaijian，WANGZhijun(1．SchoolofCivilEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092，China；2．S

3、cholofCivilEngineeringandArchitecture，JingsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，China)Abstract：Inordertoovercomethepresentdisadvantagefactorsinmega-framestructureanalysisprocess，suchasthenodesandframemembcl~toolarge，complex，time—consuminglonger，etc．Steeltubeconcretemega-framestructurewa

4、sextensiveused．Throughthewayofequivalentsimplifiedcolumnandsuppo~toequivalentsolidwebcolumn，whichhasequivalentaxialstifnessEA，equivalentbendstifnessE／andequivalentshearrigidityGS．Itwillsimplifymodelingdificulty，savemachinehours，achievethepurposeofvariableparameteranalysis．Thispaperderivedtheequivale

5、ntsimplificationprocessandmethod，andcheckedcalculationonemega—framestructure，theresultsshowedthattheequivalentsimplificationefectisobvious．Keywords：mega—framestructure；concretefilledsteeltube；equivalentsimplifiedmodel混凝土复合结构体系、巨型钢桁架悬挂结构体系、预O引言应力巨型支撑一钢框架结构体系等品种繁多的结构目前，对于适应高层建筑发展趋势和特点的新体系。为缓解巨型桁架节点受力集

6、中、提高巨型框型结构体系，又称为主、次框架结构的巨型结构体系架的抗侧刚度，唐柏鉴等人提出了巨型钢框架预应的计算、分析、研究必须借助于计算机和有限元软件力复合支撑体系(简称：MFBS，ZL200720045216．5来完成。由于其节点和单元数量庞大，构造复杂，在及ZL200710131100．8)。本文以悬挂式巨型钢分析计算过程中有限元建模难度大，耗时较长，且不管混凝土框架预应力复合支撑体系为例，通过理论利于大量的参数分析。巨型框架结构体系具有侧向分析，将巨型柱、支撑简化为具有等效轴向刚度EA、刚度大，传力明确且空间协调性好，延性和抗震性能等效弯曲刚度及等效剪切刚度Gs的等效实腹柱较好，整体性好

7、，施工速度快，工程造价低等优点，是和支撑，有效减少节点和单元数量，缩短分析时程，未来高层及超高层建筑结构体系及发展和应用的主实现变参数分析的目的。要方向之一-1引。近年来，巨型框架结构通过多种结1等效刚度的求解构形式组合形成了巨型钢框架结构体系、巨型钢管巨型柱是四肢格构式组合柱，简化为等效实腹柱(图1)，基本假定如下：收稿日期：2011-05-09作者简介：李红明(1978一)，男，江苏泰州人，讲