框架—核心筒结构伸臂的简化计算模型.pdf

《框架—核心筒结构伸臂的简化计算模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、２０１５年第１０期（总第１６３期）江西建材建筑与规划设计框架—核心筒结构伸臂的简化计算模型■胡启平，王鸿儒■河北工程大学土木工程学院，河北邯郸０５６０３８摘要：将伸臂看作铁摩辛柯梁，核心筒看做底端固定上端自由的悬臂梁，伸臂对核心筒的约束作用看做抗扭弹簧，提出了新的框架—核心筒—伸臂结构的简化计算模型。本文计算模型更加符合结构实际受力，且使用方便。关键词：框架—核心筒—伸臂结构简化计算模型协同分析铁摩辛柯梁Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｓｅｏｆｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｆｏｒｆｒａｍｅ－ｃｏｒｅｗａｌｌ－ｏｕｔｒｉｇｇｅｒｓｔｒｕ

2、ｃｔｕｒｅｓ，ｗｉｔｈｔｈｅｏｕｔｒｉｇｇｅｒｍｏｄｅｌａｓＴｉｍｏｓｈｅｎｋｏｂｅａｍ，ｔｈｅｃｏｒｅｗａｌｌｍａｄｅｌａｓｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｗｉｔｈｂｅｎｄｉｎｇｓｐｒｉｎｇｗｈｉｌｅｂｏｔｔｏｍｅｎｄｉｓｆｉｘｅｄａｎｄｔｈｅｕｐｐｅｒｅｎｄｉｓｆｒｅｅｄｏｍ，ａｎｄｔｈｅｏｕｔｒｉｇｇｅｒｓｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｍｏｄｅｌａｓａｂｅｎｄｉｎｇｓｐｒｉｎｇｔｏｔｈｅｃｏｒｅｗａｌｌ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｍｏｒｅｉｎｌｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｆｏｒｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｎｄｅａｓｙｆｏｒｕｓｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：

3、ｆｒａｍｅ－ｃｏｒｅｗａｌｌ－ｏｕｔｒｉｇｇｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｃｏ图１计算模型ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｔｉｍｏｓｈｅｎｋｏｂｅａｍ２．２伸臂的简化伸臂一般为以楼层层高为梁高的混凝土实腹梁或钢桁架，主要连随着城市的发展，高层和超高层建筑越来越在缓解城市建筑用地接核心筒和外框架柱，使二者可以协同工作，以提高结构整体的抗侧刚紧张中发挥着重要作用。在高层超高层建筑结构体系当中，框架—核度。本文将伸臂看做一端固结，一端带竖向弹簧约束的铁摩辛柯梁，伸心筒—伸臂结构体系因其具有较好的抗侧性而被广泛

4、的应用，尤其是臂对核心筒的约束作用简化为抗扭弹簧。在超高层建筑当中。伸臂刚度的计算当中，对于混凝土实腹梁伸臂，在伸臂的变形当框架—核心筒—伸臂结构体系的主要受力构件是中心筒体、外框［３］中，上下楼板对伸臂的约束作用偏小。因此，伸臂可参考工字型梁架柱及伸臂。核心筒为抗侧刚度很大的中心筒体，承受大部分的水平计算伸臂的抗弯、抗剪刚度。伸臂的抗弯刚度的有效面积主要由伸臂荷载，但随着结构高度的增加，核心筒在水平荷载作用下侧向变形增和上下楼板构成的翼缘组成，翼缘计算宽度按照《混凝土结构设计规大；外框架柱主要承受竖向荷载；为了最大程度的发挥构件的受力性范》中Ｔ形截面肋

5、形梁翼缘计算宽度取值。伸臂的抗剪刚度主要由伸能，降低结构的侧移及结构底部弯矩，通过设置伸臂，作为水平加强层，臂构成，有效面积为伸臂的截面面积。对于刚桁架伸臂，刚度的计算可使核心筒和外框架柱能够协同工作，以提高结构的整体抗侧刚度。［４］参考文献。伸臂的设置对框架—核心筒—伸臂结构的抗侧性能影响较大，通２．３外框架柱的简化过平面简化模型的分析，可以在结构初步设计阶段得到较为优化的布外框架柱一般为混凝土或型钢立柱，承受结构的部分竖向荷载和置方案。正确合理的考虑伸臂对核心筒的约束作用，在结构简化计算伸臂施加的拉压力。本文仅考虑外框架柱的轴力和拉压变形，不考虑当中

6、非常重要。外框架柱的侧向变形，将外框架柱对伸臂的约束力简化为弹簧约束，以［１］该结构现有的简化计算模型当中，Ｔａｒａｎａｔｈ模型将伸臂看作刚集中力的形式施加在伸臂端部。［２］体，不考虑伸臂的变形；Ｓｍｉｔｈ模型将伸臂看作伯努利梁，仅考虑伸外框架柱拉压刚度的计算，依据《材料力学》中拉压刚度定义，即［３］臂的弯曲变形；文献将伸臂看作铁摩辛柯梁，考虑了伸臂的弯曲剪为外框架柱截面面积与外框架材料弹性模量的乘积。［３］切变形；本文在文献基础上，考虑伸臂、核心筒的弯曲剪切变形，建通过对核心筒、伸臂、外框架柱的简化，将伸臂、外框架柱对核心筒立框架—核心筒—伸臂结构的简

7、化计算模型。的约束作用简化为抗扭弹簧，将框架—核心筒—伸臂结构简化为底端１基本假定固定，顶端自由，且带弹簧约束的悬臂梁，从而建立该结构体系的简化本文在建立框架—核心筒—伸臂结构体系的计算模型时，采取的计算模型，如图１所示。图中：图中为伸臂设置处核心筒的截面转角；基本假定为：（１）核心筒截面沿高度不变，考虑核心筒的弯曲剪切变为伸臂设置高度；为结构的总高；为等效弹簧抗扭刚度；为水平荷载集形，核心筒与基础刚接；（２）将伸臂简化为一端固定的铁摩辛柯梁，伸度，为伸臂的抗剪刚度和抗弯刚度；为外框架柱的拉压刚度；分别为核臂与外框架柱铰接，与核心筒刚接；（３）外框架柱简

8、化为二力杆，不考心筒的抗弯，抗剪刚度；为伸臂的长度；虑杆的侧向变形；（４）忽略楼