设置加强层的一超高层结构的地震反应

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1、第五届全国现代结构工程学术研讨会设置加强层的一超高层结构的地震反应苏志彬(1大连理工大学土木水利学院．辽宁大连，116024)王立长(2大连市建筑设计研究院，辽宁大连．11602I)提要以工程实际为例，对一超高层框架～核心筒结构体系中设置水平加强层下进行了地震分析。通过对不同结构方案进行分析，总结在地震荷载作用下结构反应。在分析比较的基础上得出设置水平加强层对结构的影响，可为今后工程设计提供借鉴。关键词超高层，加强层，伸臂，框架一核心简结构一、引言超高层建筑框架．核心筒结构当抗侧力刚度不能满足设计要求时，可考虑利用建筑设备层和避难层

2、的空间，布置结构加强层，即在该楼层的核心筒与外围框架之间设置刚度较大的水平伸臂构件或沿该层的外围框架设置刚度较大的周边环带，加强层的设置可使周边框架柱有效地发挥作用，以增强整个结构的抗侧力刚度。在风荷载作用下，设置加强层是一种减少结构水平位移的有效方法，但在地震作用下，加强层的设置将会引起结构刚度、内力突变，并易形成薄弱层，结构的损坏机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。因此了解结构在设置加强层后在地震下的反应非常必要，本文对拟建大连国贸大厦进行了地震作用下的分析，可为今后设计提供借鉴。大连国贸大厦概述·大连国际贸易

3、中心拟建于大连市中心区，金座大厦至友好广场之间，南临中山路，北临天津街。该工程地下室为5层，地上包括避难层为78层(其中65层为一夹层，所以结构主体实际为79层)，建筑物主体高度330．25m，建筑物的高宽比见表l，为一幢超高层现代化建筑[1l。地下5层为设备用房和员工食堂，地下4层至地下2层为停车库，地下l层至地上6层为商场，7层为酒店大堂，8、9层为宴会厅和游泳池，塔楼部分分别在第10、23、37、50、62、79层设6个避难层，第11层至64层为写字间，66层至75层为酒店客房，76层至78层分别为会所、美术馆及观光游览层，总

4、建筑面积为288，565m2。表1建筑物高宽比结构设置整个建筑物混凝土核心筒X向Y向X向Y向考虑裙房‘3．856．426．6613．1l不考虑裙房4．527．527．8115．36结构主体为框架．核心筒结构体系，内筒为钢筋混凝土，外框柱为矩形钢管混凝土柱，为了加强核心筒的延性，在简体角部、墙体相交处和楼面钢梁与简体交接处加设型钢柱。按建筑物重要性及抗震要求区分，工程为丙类建筑，设防烈度为7度，设计地震加速度值为0．19，特征周期分区为2区，特征周期为0．40s，建筑场地类别为一类，设计地震分组为第一组，场地属于对建筑抗震有利地段。地

5、震作用根据《建筑抗震设防分类标准》GB0223．95及《建筑抗震设计规范》GB50011．2001计算，地震分析采用振型分解法反应谱法，振型组合采用CQC法。大连地区50年一遇的基本风压为0．65KN／m2，100年一遇的基本风压为O．75KN／m2，地面粗糙度类别为B类，风荷载根据《建筑结构荷载规范》GB50009．200l的规定计算。各层楼板(除加强层)按刚性楼板计算，加强层处的楼板按弹性楼板，标准层结构平面见图2。为了减少结构工业建筑2005年增刊1145第五届全国现代结构工程学术研讨会的侧移，结合建筑设计需要，分别在23F、

6、37F、50F、62F、78F五处设置外伸臂桁架，伸臂桁架形式见图3，伸臂构件尺寸见表2，每处平面中有五榀(图1)。／盯＼幺：雾口柱I—_E一粱‘—I⋯伸臂t一I＼．≤／≯-I·l-I·l·●————■●————●●————■，————■●—————1Jr———v15000I10300I10300I10300I10300I15000I_-I71200’图1伸臂桁架布置图劂II㈥I麟耋NiIrX∥Il＼∥l1。汐T，图2标准层结构平面图楼层标高表2伸臂构件尺寸楼芯筒厚度(mml构件尺寸(mm)口层‘外墙内墙钢管混凝土柱箱形钢梁双腹T字

7、钢斜杆239007001400×1200×301000×500×40900×400×50×30378007001400×1200×301000×500X40900×400×50×30507001100×900×201000×500x40900×400×50×3062700llOO×900×201000×500×40900×400×50×30786007001000×800×181000×500×40900×400×50×30二、大连国贸大厦有限元模型的建立计算模型采用三维有限元模型，结构在基础处固结，不考虑土．结构相互作用的影响。结

8、构模型由壳单元，墙单元，梁单元组成。计算程序采用结构分析通用程序ETABS／31，ETABS是目前较好的高层结构计算分析及设计的有限元程序。．为了验证结构模型建立的准确性，结构的前三届周期分别与其它软件计算结果进行了对比如表3：114