论高层建筑的结构分析与设计(第2页)
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施工图设计中主要竖向构件截面变化如表1所示,框架柱及剪力墙的混凝土强度等级:3层以下为C50,4—8层为C45,9~12层为C40,13层以上为C35。
3.2结构计算主体结构采用多高层建筑结构三维分析与设计软件SATWE (墙元模型)进行分析计算,并用ETABS进行计算校核,计算中考虑地震和风荷载作用最不利方向,考虑偶然偏心和平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数取l5,并且在斜交抗侧力方向附加地震力计算,对有夹层(模型1)和无夹层(模型2)两种情况分别进行整体计算,计算结果见表2~5。以上两种模型经ETABS程序计算复核,其结果与表2~5中计算结果基本吻合。
根据规范要求对有夹层的结构(模型1)进行弹性时程分析补充计算,选取Ⅲ类场地土,特征周期为0.45s的两条实际波和一条人工模拟的加速度时程曲线进行动力时程分析,输入分量地震峰值加速度为18cm/s2,结构阻尼比5%。从计算结果可看出,模型1结果显示结构的主振型以平动为主,扭转振型周期与平动振型周期的比值为0.60。整体计算的各项指标均满足规范的有关要求。弹性时程分析计算所得的单条波结构底部剪力不小于振型分解反应谱法计算结果的65%。三条波平均底部剪力不小于振型分解反应谱法计算结果的80%。振型分解反应谱法弯矩和剪力曲线均大于弹性时程分析计算的结果。
无夹层的`结构(模型2)结果显示结构的主振型以平动为主,扭转振型周期与平动振型周期的比值为0.54。整体计算的各项指标也均满足规范的有关要求。
通过对比模型1和模型2计算,得到以下结论。
(1)两者结构振动周期发生变化,模型1振动周期小,模型2振动周期大,其中第一平动周期相差幅度约11%,但扭转周期差别不大。说明在结构平面和竖向体形不变的前提下,仅增加结构计算层数和改变层高会导致整体结构平动周期变小。
(2)地震作用下两者基底剪力和倾覆力矩发生变化,模型1基底剪力和倾覆力矩大,模型2基底剪力和倾覆力矩小,其中基底剪力和倾覆力矩相差幅度约12%一14%。说明增加结构计算层数和改变层高会导致整体结构基底剪力和倾覆力矩增大。
(3)地震和风载作用下两者楼层最大层间位移比相差不大,但楼层最大位移值有区别,模型1楼层最大位移相比模型2小。说明增加结构计算层数和改变层高会导致整体结构楼层最大位移变小。
(4)两者框架柱及剪力墙内力发生变化,以底层为例,地震力作用下模型1框架柱承担的剪力和弯矩明显大于模型2。框架柱剪力占总剪力的百分比由3 7%增加至6.5%(x向地震).3.9%增加至6.4%(Y向地震)。框架柱弯矩占总弯矩的百分比由33%增加至37%(X向地震),26%增加至29%(Y向地震)。尽管剪力墙承担大部分整体弯矩和剪力,但两者框架柱和剪力墙端柱承担的弯矩和剪力是有差别的,按最不利取值,设计应以模型1计算结果为依据。
综上所述,对此类复式结构,设计应将各夹层部位输入计算模型中,使其共同参与整体工作,相应的计算结果和截面设计更符合实际受力情况。不应为了简便,人为将夹层结构通过人工输入荷载的形式直接加载至楼层梁柱上,这样会导致构件内力计算值偏小,从而使截面配筋不足和局部节点构造措施不合理。
4、结语
随着高层建筑在我国的迅速发展,建筑类型与功能愈来愈复杂,建筑专业和业主给结构设计提出的要求也更加复杂,成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。文中笔者重点分析了高层建筑结构设计问题及对策,为相关专业人员提供借鉴。
参考文献:
[1]周永明,翁雁麟。益德清.卵石层后压浆灌注桩承载力设计及试验分析[Ⅱ]结构工程师,2008,24(4):85—88.
[2]GB50011-2001,建筑抗震设计规范[s].
[3]GJ3—2002,高层建筑混凝土结构技术规程[s].

