广州东塔工程在核心筒与伸臂桁架连接的部位,剪力墙内设置了钢板,采用ABAQUS软件对其进行动力弹塑性分析,研究在罕遇地震作用下的结构变形特征、伸臂桁架内力、剪力墙塑性损伤等非线性动力响应。结果表明,与普通钢筋混凝土剪力墙相比,在与伸臂桁架连接的核心筒部位采用钢板组合剪力墙,能够有效控制结构变形和减轻因刚度突变而造成的损伤,改善结构的抗震性能。
项目结构类型为型钢混凝土巨型框架-核心筒-伸臂桁架混合结构体系,建筑高度530m(主体结构高度518m),地上共112层,地下5层,属于超B级高度的高层建筑。典型平面尺寸为58.1m×58.1m,核心筒平面尺寸为32.7m×32.7m。在伸臂桁架区剪力墙内采用不布置和布置钢板两种方案进行对比分析,如图2加深区域所示。下文中,在伸臂桁架区核心筒剪力墙内不布置钢板称为方案一,布置钢板称为方案二。
在重力荷载作用下,布设钢板的剪力墙区内混凝土和钢板的Mises应力分布如图所示。可见,在重力荷载作用下混凝土和钢板的最大Mises应力分别为20.5,84.1MPa。
在伸臂桁架区剪力墙内设置钢板,既能有效提高结构的整体刚度、减小结构侧移,又能在罕遇地震作用下承担更多内力,从而使伸臂桁架充分发挥自身稳定的拉压性能,消耗地震能量,减轻核心筒剪力墙的损伤,提高整体结构的抗震性能。结构动力弹塑性分析结果表明,对于本工程在伸臂桁架区剪力墙内布设钢板非常有利,但不同分布范围的钢板组合剪力墙对结构整体受力性能的影响不同,因此可根据实际受力需要确定剪力墙钢板的布置范围,使整个结构体系受力机制更加合理。
任重翠,徐自国,田春雨,张宏,常兆中,马宏睿,罗海林(中国建筑科学研究院,北京 100013)
本文详细分析请见《转自:建筑结构-公众号》2013年第16期。
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