高层斜交网格结构体系的性能研究

“斜交网格”体系由双向交叉连续环绕建筑外表面的斜杆构成,替代了传统上的垂直柱与斜向支撑的组合,同时承受结构的垂直和水平荷载。斜交网格的刚度较大,能承受很大的水平荷载,因而内框架可能设计成无支撑抗弯刚架,为建筑内部的布置提供很大的自由度。通过静力、弹性反应谱和静力弹塑性等分析方法,对构成这一结构的基本元素——平面斜交网格、斜交网格筒体结构和斜交网格外筒与各种内核结构的组合体系的基本静动力特性进行了分析,并与传统的结构体系进行了结果对比,归纳出这一结构的基本受力性能,可为此类结构的深入研究和设计实践提供参考。

高层斜交网格筒结构最小势能法简化计算研究

高层斜交网格筒结构是由交叉布置的斜柱和水平环梁组成的筒体结构,斜柱主要承受轴力作用。通过等效刚度的方法,将高层斜交网格筒结构等效为各向异性板壳模型,用最小势能原理求出等效模型的位移场闭合解。研究结果表明:高层斜交网格筒等效连续化方法求解结构侧移分布精度较高,同时可以得到结构的内力分布;该类结构是弯曲型和剪切型变形的叠加;该类结构具有明显的剪力滞效应;通过等效简化方法可以将三维筒体结构转化为具有等刚度、且不改变内力分布的平面模型。提出的等效连续化简化方法可为高层斜交网格筒体结构进一步研究提供理论参考。

高层斜交网格筒结构分析的辛体系

阐述了高层斜交网格筒结构的一般分析方法,并基于连续化方法,利用分段三次样条插值,用以构造结构断面的纵向位移函数,采用哈密顿力学的方法,并计及剪力滞后,建立侧向荷载作用下高层斜交网格筒结构分析的哈密顿对偶体系,从而为本类结构简化求解提供一种新体系。

主余震下高层建筑斜交网格结构易损性分析

高层建筑斜交网格结构体系作为一种新型结构体系,其理论研究目前还处于初级阶段。为研究高层建筑斜交网格结构在主余震下的易损性,首先采用Perform-3d建立有限元分析模型并对其合理性进行验证,然后对14条真实主余震记录进行调幅并输入结构进行IDA分析,研究结构在主余震作用下的易损性。研究结果表明:与结构在主震作用下的易损性曲线相比,主余震下的易损性曲线更加陡峭,即考虑余震作用后结构进入各极限状态的超越概率增大,余震作用增大了结构的地震响应。

高层钢筋混凝土斜交网格结构振动台试验研究

为对高层钢筋混凝土斜交网格结构的破坏机理及抗震性能进行深入研究,对一高层钢筋混凝土斜交网格建筑进行了1/25的模型模拟振动台试验。在试验中针对模型进入非线性后,相似关系中的弹性模量比并非定值的问题,采用了分级相似关系,使试验结果能更贴近原型反应。研究了模型结构的动力特性和在不同地震烈度作用下的加速度反应及关键位置的应变变化情况,探究造成结构破坏的原因,找出模型结构破坏的薄弱环节。根据斜交网格结构的受力特点,结合模型破坏形态,总结高层钢筋混凝土斜交网格建筑的优缺点,并为高层斜交网格建筑的平面形式设计及材料选择提出建议。