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《超高层混凝土结构的层间变形限值-容柏生》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第21卷第3期建筑结构学报Vol.21,No.32000年6月JournalofBuildingStructuresJune,2000文章编号:1000-6869(2000)03-0010-06超高层混凝土结构的层间变形限值111233忻鼎康,胡绍隆,蒋利学,严庆征,陈宗梁,李波(11上海市建筑科学研究院,上海200032;21上海建筑设计研究院,上海200011;31华东建筑设计研究院,上海200002)摘要:层间位移限值是钢筋混凝土超高层结构设计中的一个重要参数。本文对国内外规范的层间位移限值进行了比较,分析了限制层间位移的目的,并提出了一个新的层间变形参数———区格广义剪切变形。为研
2、究这一问题,进行了一个11层框架2剪力墙模型的静力加载试验,并对不同高度和结构形式的9幢超高层建筑进行了计算和分析。试验研究和计算分析均表明,钢筋混凝土超高层建筑的层间位移角限值取1/500较为合理。关键词:钢筋混凝土超高层建筑;层间位移;区格广义剪切变形;限值中图分类号:TU375文献标识码:A1前言层间位移限值是控制超高层建筑结构设计的一个重要指标。近年来,高层和超高层建筑在国内飞速发展,上海金茂大厦、深圳地王大厦和广州中天广场已位居世界超高层建筑的前列。目前,国内超高层建筑多采用钢筋混凝土或钢2混凝土结构,其中不少超高层建筑的计算[1]层间位移超过我国现行规范的限值。钢筋混凝土超高层
3、建筑的层间位移限值能否放松及放松的尺度,成为目前结构工程领域迫切需要解决的一个问题。[1]我国现行《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》在规定结构的弹性层间位移限值时,划分了各种不同的结构形式和装修标准,其中风荷载作用下除框架结构的层间位移限值为1/500～1/450外,其余结构的层间位移限值在1/1100～1/750之间,地震作用下的层间位移限值稍宽一些。笔者考察了美国、英国、加拿大、日本、前苏联和国际标准组织ISO的规范规定的层间位移限值,除日本未规定风荷载作用下结构的层间位移限值外,其他国家和地区规定风荷载作用下的层间位移限值均在1/500左右,地震作用下的层间位移限值则更宽。由此
4、可见,[2]国外规范规定的层间位移限值比国内规范要宽。国外高层建筑特别是超高层建筑多采用钢结构,因此在规定层间位移限值时一般仅考虑限制非结构构件的损坏程度;而我国的高层建筑以混凝土结构居多,规定层间位移限值时主要考虑限制混凝土构件开裂,同时兼顾限制非结构构件的损坏程度。两者考虑的侧重点有所不同。笔者认为,对钢筋混凝土结构的高层建筑而言,规定层间位移限值时既要考虑结构构件又要考虑非结构构件,即限制层间位移的目的是:(1)保证主结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙、柱等主要抗侧力构件开裂,同时将梁的裂缝限制在规范允许范围之内。(2)保证填充墙、隔墙、幕墙等非结构构件的基本完好,避免出现明显损
5、坏。基金项目:上海市建设技术发展基金资助项目(A9605140)。作者简介:忻鼎康(1949-),男(汉族),上海人,上海建筑科学研究院高级工程师。10©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2关于广义剪切变形的概念人们曾提出三种不同的层间变形参数:层间位移角、有害层间位移角和广义剪切变形。层间变形传统上以层间位移角表示,它反映剪切型结构的受力特征较为合理,但与弯曲型或弯剪[3]型结构的受力特征的相关性较差。有害层间位移角是我国学者提出的一个概念,主要用来反映剪力墙等弯曲型结构的受力特征,对整个楼盖的变形
6、采用了平截面假定。高层或超高层建筑多为弯剪型结构,一方面构件的变形中存在与受力不相关的楼盖刚体转动成分,另一方面整个楼盖的变形不符合平截面假定,即存在楼盖的竖向翘曲变形,故上述两个参数都不能较好反[4]映弯剪型结构的受力特征。前苏联标准中曾提出与剪切变形相似的概念来表示结构的层间变形,笔者在试验研究和工程实例分析计算的基础上提出了用于高层结构变形限制的区格广义剪切变形概念。常见的高层建筑结构形式都可以划分为剪力墙、框架和连梁三类不同的平面区格,见图1。区格的广义剪切变形的定义如下:ΔuΔvγij=h-l(1)ij式中,γij为ij区格的广义剪切变形,Δu为层间水平位移差,Δv为区格两端的竖
7、向位移差,hi为i层层高,li为ij区格的宽度。图1弯剪型结构的区格广义剪切变形由式(1)可知,区格广义剪切变形的实质是将层间位移角中剪力墙、框架和连梁区格各自不同的刚体位移(转动)部分去除,剩下部分则是受力引起的变形,即是对层间位移角的“去伪存真”。我们还可以看出,区格的广义剪切变形中包括弯曲变形和剪切变形,由于其定义与弹性力学中剪切变形的定义相似,故称为区格广义剪切变形。将一个楼层划分为剪力墙、框架和连梁三类不同的区
