最小剪力控制的争议 最小剪力控制一方面反映了对长周期段地震动不确定性的考虑,另一方面也起到了提高结构安全性的作用,各国都是存在的,但我国目前存在一些争议: 现行规范的最小剪力与场地无关,造成抗震不利场地上的结构比较容易满足最小剪力限值 当前主要通过提高结构刚度让结构产生更大的地震作用,以达到最小剪力限值,似乎与结构设计的理念不一致。另外,结构能否承受实际的地震作用,与结构的承载能力相关,可通过提高结构的承载能力来抵御地震作用,不必因为结构的地震反应过小而提高结构的刚度
以我国已建或已通过超限审查的110栋高层建筑结构为数据源,分析了我国高层建筑结构剪重比的分布规律
(1)高层建筑结构基底剪重比与结构基本周期的关系
基底剪重比与基本周期的关系
由于抗震设防烈度、结构选型、布局等诸多因素的不同,剪重比的离散性非常大:
绝大多数高层及超高层建筑的剪重比大于规范规定的最小剪重比
部分高层及超高层建筑的剪重比远大于规范规定的最小剪重比
只有少量高层及超高层建筑的剪重比小于规范规定的最小剪重比
拟合得到的归一化剪重比:
归一化基底剪重比与基本周期的关系
(2)不同振型下基底剪力分布规律
X向不同振型下基底剪力分布情况
Y向不同振型下基底剪力分布情况
不同振型下基底剪力分布规律:
一阶振型对基底剪力的贡献为60%~85%
前二阶所占比例为70%~90%
前三阶所占比例为80%~95%
前四阶所占比例为90%~100%
一阶振型贡献了绝大部分基底剪力,前四阶振型基本达到了全部基底剪力
高层建筑结构变形特性
(1)框架结构
框架结构的侧向变形由两部分组成:
①由梁柱水平变形产生的侧移,属于剪切型变形;
②由柱的轴向变形产生的侧移,属弯曲型变形。综合起来框架结构仍然是以剪切型变形为主
(2)剪力墙结构
剪力墙结构由剪力墙抵抗竖向荷载和水平荷载,它抗侧刚度大,承载力大,在水平荷载作用下侧移小,以弯曲型变形为主
(3)框架-剪力墙、框架-核心筒结构
框架-剪力墙、框架-核心筒结构均属于弯剪型变形,以框架-核心筒结构为例:外部框架以剪切型变形为主,内部核心筒以弯曲型变形为主,两者通过楼板协同工作
高层建筑结构最大层间位移角规律
以103栋已建或在建的高层结构为分析数据,研究了风荷载、地震荷载作用下高层建筑结构的最大层间位移角的分布规律
X向最大层间位移角
Y向最大层间位移角
最大层间位移角分布规律:
所有高层建筑结构最大层间位移角均满足规范限值的要求
随着结构周期的增大,大部分结构在小震作用下的最大层间位移角增大,结构高度超过250m的高层建筑的最大层间位移角接近规范限值1/500
X向风荷载下最大层间位移角
Y向风荷载下最大层间位移角
在风荷载较大区域,结构周期在4s~6s之间的高层建筑,小震作用下的最大层间位移角不起控制作用,而是由50年风荷载作用下的最大层间位移角控制,这也是超高层建筑结构的特点。
汇报人:李建辉 研究员
单 位:肖从真工作室
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