高层斜交网筒结构体系抗侧性能相关影响因素分析

提出高层斜交网筒结构体系的基本构成,分析其抗侧性能的相关影响因素。通过弹性反应谱法进行系列模型计算,探讨斜柱角度、相邻主环梁间距、结构高宽比等几何参数以及斜柱与环梁的相对刚度、角柱、杆件连接形式等结构因素对结构抗侧性能的影响。其中,斜柱角度和高宽比是主要影响参数,相邻主环梁间距影响不大;结构最大抗侧刚度对应的斜柱角度往往处在某一区间,随着高宽比的增大,此角度区间整体上移、区间范围变窄,在此区间相邻主环梁间距的影响最小。有无角柱,尤其是杆件连接形式以及斜柱与环梁的相对刚度对结构抗侧性能和受力的影响很小,设置角柱导致一定程度的应力集中。结构设计主要根据高宽比确定斜柱角度,相邻主环梁间距、是否设角柱、杆件连接形式等则由便于施工及建筑效果而定。

曲线网格高层斜交网筒结构体系抗侧性能

为了使网筒结构更适应高层建筑的受力特点,提出曲线网格高层斜交网筒结构,并分析其抗侧性能的影响因素。通过弹性反应谱法进行系列模型计算,探讨了曲柱底部角度、顶部角度、结构高宽比等几何参数以及环梁、角柱、杆件连接形式等结构因素对结构抗侧性能和受力性能的影响。其中,底部角度和高宽比是主要几何参数,主环梁是主要结构因素。在一定高宽比下,底部角度存在最优区间,在此区间,顶部角度的影响较小;当底部角度远离其最优区间时,顶部角度才有明显影响。设置主环梁可大大减小曲柱弯矩、有效改善曲柱受力。角柱、杆件连接形式对结构性能的影响较小。总体而言,曲线网格高层斜交网筒结构的抗侧性能优于目前常用的等角度直线柱高层斜交网筒结构。

设置屈曲约束支撑的斜交网筒结构延性有限元分析

斜交网筒结构具有较大的抗侧刚度,但其延性较差,通过设置屈曲约束支撑可改善斜交网筒结构延性。以30层的斜交网筒结构模型为研究对象,分别对普通斜交网筒结构和设置屈曲约束支撑斜交网筒结构进行静力弹塑性推覆(Pushover)分析。结果表明:屈曲约束支撑可有效改善斜交网筒结构延性。此外,对立面中部、立面角部、底部楼层、上部楼层共4种局部区域布置屈曲约束支撑的方案进行了结构延性分析。局部设置屈曲约束支撑斜交网筒结构的设计应确保斜柱处于弹性工作状态,屈曲约束支撑率先进入塑性耗能状态。建议采用立面中部布置屈曲约束支撑的方案,可实现在保证结构受剪承载力的前提下,较好地改善斜交网筒结构的延性,避免结构发生脆性破坏。