带加强层与错层高层结构设计与施工1004.ppt
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1、1,带加强层与错层高层结构设计与施工,湖南大学 沈蒲生,2,一、加强层的概念,加强层:指设置了刚度较大水平构件的楼层。有时将加强层称为伸臂。,3,1、加强层的结构形式,4,2、加强层的工作机理,5,表1-2 设加强层与不设加强层对比,6,3、带加强层结构的优点与缺点优点:(1)增大结构的抗侧刚度,减少结构的侧移。(2)可将设备层、避难层等做成加强层,实现 使用功能要求与结构需要的统一。(3)可减小剪力墙、筒体的截面尺寸,节省材 料用量。缺点:主要缺点是使结构的竖向刚度、内力和变形发生突变。,4、工程应用情况,7,8,二、加强层的最佳位置及影响因素,(一)加强层的最佳位置,1、按刚性加强层分析,
2、基本假定:(1)外排柱与核心筒横截面沿高度不变;(2)忽略转动惯量和剪切变形影响,忽略 一般楼盖影响;(3)加强层与外排柱铰接,与核心筒刚 接,核心筒承担弯矩,外排柱不承担 弯矩;(4)水平加强层的弯曲刚度无限大。,9,计算简图:,1975年美国学者Taranath计算模型:,10,由图可求得结构的内力和位移方程,根据顶点位移最小的条件,可得下表所示的均布荷载下加强层的最佳位置。,作为工程实际应用,可近似在等分点处布置加强层。,11,2、按弹性加强层分析3,47,加强层的最佳相对位置为:i=b0+bi式中:为刚度特征系数,为0时,伸臂刚度无限大。系数bi见下表。,12,13,14,15,16,
3、17,(二)楼盖刚度及连接方式的影响,18,19,20,(三)外环梁的作用,天津华信商厦51:,21,地下3层,地上48层,屋顶高206m。第21层和第36层设加强层。外环梁高选用三种尺寸:1200mm、800mm、400mm,代号分别为120、80、40,第21层设加强层时的代号为J21,第36层设加强层的代号为J36。,22,23,24,25,三、带加强层结构算例,1、基本情况 某建筑50层,各层层高3.5m,房屋总高175m。平面如下图所示,钢框架中柱截面尺寸为750mm750mm65mm,角柱为1000mm1000mm75mm,梁高700mm,混凝土核心筒筒壁厚500mm,隔墙厚300
4、mm。楼面恒载8kN/m2,活荷载2kN/m2。基本风压w0=0.40kN/m2,基本设防烈度为7度,类场地土,第一组,阻尼比0.04。,算例1:,26,a)标准层及加强层平面图,b)结构剖面图,c)三维透视图,ETABS软件反应谱分析,27,2、模型方案,模 型 方 案,刚接,半刚接,铰接,无加强层17、34层10、20、30、40层13、25、38层25层,28,3、周期与振型比较,注:周期单位为 s。,29,a)X向振型,b)Y向振型,30,4、结构顶层位移对比,31,5、结构楼层变形对比,地震作用下,风荷载作用下,32,6、结构楼层变形对比,33,7、加强层对核心筒墙肢内力的影响,弯矩
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