陰正文

樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院

柱間距變化對(duì)內(nèi)外型鋼混凝土框架筒結(jié)構(gòu)抗震性能的影響

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樂山職業(yè)技術(shù)學(xué)院

本文在型鋼混凝土（以下簡(jiǎn)稱SRC）梁含鋼率、SRC柱含鋼率、SRC梁柱線剛度比、SRC梁柱配鋼形式、SRC柱軸壓比、內(nèi)外筒間距不變的情況下，通過靜力彈塑性方法研究了柱間距變化對(duì)內(nèi)外型鋼混凝土框架筒結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。

內(nèi)外型鋼混凝土框架筒；柱間距；靜力彈塑性

1 引言

內(nèi)外型鋼混凝土框架筒結(jié)構(gòu)形成一個(gè)水平和豎向都很通透的中庭，這就形成了建筑設(shè)計(jì)上的一個(gè)亮點(diǎn)[1]，隨著建筑師對(duì)這種通透中庭形式的青睞，該結(jié)構(gòu)形式會(huì)被應(yīng)用的越來(lái)越廣泛。

與此同時(shí)，雖然已有學(xué)者對(duì)采用該結(jié)構(gòu)形式的某超高層的抗震性能做了研究[2]，筆者前期也對(duì)該結(jié)構(gòu)抗震性能做出了部分研究[3]，但是還未見針對(duì)柱間距的變化對(duì)該類結(jié)構(gòu)抗震性能影響的研究。

2 分析模型設(shè)計(jì)

2.1 參數(shù)定義

柱間距表示相鄰兩根柱之間的平均距離。

內(nèi)外框架筒間距表示內(nèi)筒與外筒之間的平均距離。

2.2 模型平面布置

本文的分析模型采用地下3層，地上30層，地上每層均為4.4m，首層底部為嵌固端。通過改變柱間距，共建立了8個(gè)分析模型，分別編號(hào)為A1～A8。以A7平面布置圖為例，如圖1：

圖1 A7平面布置圖

注：圖中未編號(hào)的柱都為C2，未編號(hào)的內(nèi)框和外框SRC梁均為B，未編號(hào)的鋼梁都為SB2。

由于內(nèi)外框筒對(duì)稱分布，所以可以根據(jù)一邊外筒柱間距離表示每個(gè)模型的平面布置圖，如圖A7平面布置則可以表示為“4000*3,4800*5,4000*3”，其中“4000*3”表示內(nèi)外筒之間有3個(gè)為4000mm的柱間距，“4800*5”表示兩個(gè)內(nèi)筒之間有5個(gè)為4800mm的柱間距。根據(jù)柱間距和內(nèi)外框架筒間距的定義，可以算出A7柱間距為4500mm，內(nèi)外框架筒間距為12000mm。其他模型的平面布置如下：

A1平面布置為“2400*5,2666*4,2672,2666*4,2400*5”，柱間距為2343mm。

A2平面布置為“3000*4,2666*4,2672,2666*4,3000*4”，柱間距為2769mm。

A3平 面 布 置 為“3000*4,3000*8,3000*4”，柱 間 距 為3000mm。

A4平面布置為“4000*3,3000*8,4000*3”，柱間距為3273mm。

A5平面布置為“4000*3,3430*3,3420,3430*3,4000*3”，柱間距為3600mm。

A6平面布置為“4000*3,4000*6,4000*3”，柱間距為4000mm。

A8平面布置為“4000*3,6000*4,4000*3”，柱間距為5143mm。

2.3 構(gòu)件尺寸設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為一級(jí)，7度（0.1g）設(shè)防，Ⅱ類場(chǎng)地，設(shè)防地震分組為第一組，地面粗糙度類別為C類。

板厚130mm，混凝土等級(jí)C30，鋼筋采用HPB300。型鋼及鋼梁均采用Q345。SRC梁混凝土等級(jí)C30，SRC柱混凝土等級(jí)C50，鋼筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。

樓面附加恒載3kN m2，活載為2kN m2，基本風(fēng)壓為0.9 kN m2，梁上線荷載均為7kN m。

用PKPM中SATWE程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出來(lái)的截面保證底層柱平均軸壓比保持在0.6，SRC梁含鋼率5%，SRC柱含鋼率5%，SRC梁柱線剛度比0.8，以及截面配鋼形式保持不變。設(shè)計(jì)出來(lái)的截面如下：

表1 梁截面信息表

表2 柱截面信息表

3 靜力彈塑性結(jié)果分析

本文采用PKPM中的PUSH程序進(jìn)行靜力彈塑性分析，將性能點(diǎn)層間位移角作為抗震性能好壞的判斷指標(biāo)。得出的分析結(jié)果如下圖所示：

圖2 性能點(diǎn)層間位移角隨柱間距變化曲線

從上圖可以看出，在本文設(shè)計(jì)的條件下：1）柱間距從2343mm到5143mm，性能點(diǎn)層間位移角都小于彈塑性層間位移角限值1/120；2）隨著柱間距的增加，結(jié)構(gòu)的抗震性能呈線性提高，但提高不明顯。

[1]何子健,沈倫德.中國(guó)國(guó)際貿(mào)易中心的設(shè)計(jì)與施工[J].建筑技術(shù),1990(4):3～7.

[2]周斌,劉瓊祥,王啟文.深圳太平金融大廈大震彈塑性時(shí)程分析[J].建筑結(jié)構(gòu),2012(42):168～172.

[3]陰正文.內(nèi)外型鋼混凝土框架筒結(jié)構(gòu)多指標(biāo)抗震性能分析[D].重慶大學(xué),2015.