连体结构竖向地震作用分析.pdf

建筑结构分会2006年年会学术会议论文 2006年 连体结构竖向地震作用分析 刘智王翠坤 (中国建筑科学研究院，北京100013) 提要： 为研究位于较高位置的连体结构的竖向地震作用，本文采用ETABS程序对某双塔连体结构采用 反应谱和弹性时程分析方法进行整体建模分析，对连体结构连接体竖向地震作用的计算提jI{了建议。 关键词： 连体结构 竖向地震 铜桁架 1．概述 体型多样化和功能综合化成为目前高层建筑的发展趋势，双塔状高层大跨度连体建筑 由丁．其独特的建筑效果，已成为较常见的高层建筑形式之一，对结构设计也提出了越来越 高的要求。 结合建筑立面和功能需要，某住宅楼工程采用了钢桁架连体结构。该工程地下两层。 地面以上28层，高度80．30m。主体结构为两个钢筋混凝土剪力墙结构，均为28层，第1 层层高4．5m。其余均为标准层，层高2．87m。自63．14m至80．30m，两结构通过连接体结 构相连，成为一体。连接体部分的结构采用钢结构，最下部为5．7m高的二粕6钢桁架，钢桁 3m，宽 架上部为3层钢框架结构，层高3．827m。连体部分跨度为31．2m，结构总{支J室86 度14．8m。结构的高宽比为5．4左右。连体下部结构布置图见图1．连体部分结构布置图见 图2。 圈1连体F部结构布置目 《建筑抗震殴计规范》1(以下简称《抗震规范》)及《高层建筑混凝土结构技术规程》 2(以F简称《高规》)对9度时的高层建筑的竖向地震作用标准值计算给出了计算方法， 并规定楼层的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配，并宜乘以 增大系数1．5。另外对8度、9度时的大跨度和长恳臂结构给出了计算方法，即分别取该结 构、构什重力荷载代表值的10％和20％。另外，《高规》规定，8度抗震设计时，连体结 刘智(j974一)．潮南湘潭^，工学欢士 179 建筑结构分会2006年年会学术会议论文 2006年 ：r∥《蟮丑一 一堑 二州蚓 ’。}一 ’l_厂上。正 A 。。一一。i。一I；j， 』a 一_i|L 图2连体部位结构布置图 构的连接体应考虑竖向地震的影响，并在条文说明中给出了近似考虑方法。 本工程设防烈度为8度，场地类别为III类场地，连接体跨度较大，应考虑竖向地震作 用。一般来说，结构顶部加速度反应较大，该工程连体位于建筑顶部(60m～80m高度)， 对竖向地震作用比较敏感。为考察该工程连接体部位的竖向地震作用效应，本文采用竖向 反应谱和时程分析方法对连体结构的竖向地震作用进行了整体建模分析。 2．计算模型 利用美国CSI公司的ETABS程序(8．4．5版)，采用杆元模拟跨高比大于5的连粱和剪 力墙端柱，采用板壳元模拟剪力墙的墙肢和跨高比小于5的连梁，采用平面膜元模拟楼板， 建立整体结构模型，见图3。 3．结构模态分析 连体结构在初步设计时，调整两侧塔楼的结构布置，剪力墙布置应尽量均匀平衡，使 连体各独立部分体型、刚度相近，减小结构的刚度中心与质心之间的偏差，避免扣转给结 构带来不利影响。经过调整，结构挚体计算的振动形态比较合理，第1振型为x方向平动， 第2振型为Y方向平动，第3振型为扭转。结构的第1竖向振型(振型号为9)为连体的 竖向振动，周期0．23548S，连体钢桁架跨高比较小，竖向刚度相对较大．同时连体部位参 与质量相对较大，连体竖向振动比较显著。结构两侧塔楼布置比较均匀，竖向刚度基本相 似，振动周期接近。 袁I 结构振动周期 振型号 周期 振型参与质量 振动形态 l 1．523066760(X) x方向平动 2 1．4432557．47(Y) Y方向平动 3