巨型框_筒组合结构抗震性能研究_11_15.pdf

硕士学位论文 a ）结构平面 b ）结构立面 图 1.2 深圳新华大厦主次框架体系 深圳新华大厦采用正方形平面，边长 28.8 米，地面以上共 35 层。主体结构 采用钢筋混凝土主次框架体系，由芯筒和外圈大型框架组成(如图 1.2 所示) 。 芯筒平面呈矩形，外包尺寸为11.96m 9.7m ，在芯筒内部，设4道横隔墙和2 道纵隔墙，楼层平面的外围为钢筋混凝土框架，由主框架和次框架组成。平面四 角的大截面双肢柱作为四边主框架的四根角柱，沿楼层高度从下到上分别每隔3 层、9层、10层设置钢筋混凝土大截面梁，与四根角柱一起构成主框架，在主框架 的各层大梁之间设置3～10层楼高的较小截面的次框架，分别承担各区段内的竖向 荷载和局部水平荷载。图1.2(a)和(b)分别为该大厦的结构平面图和主次框架的结 构立面。 1.2.1.2 厦门国际金融大厦 国际金融大厦采用边长为30m 的正方形平面，地面上共26层，高97.5m ，主体 结构属主次框架体系，由钢筋混凝土芯筒和外围大型框架组成。 芯筒为矩形平面，外包尺寸为12m 9m ；四面墙体厚度为1～3层为600mm ，4 层以上为400mm 。外围框架可划分为主框架和次框架。主框架以楼层平面四角的 大截面双肢柱作为主柱，在各根主柱之间，每隔5楼层设置一道预应力大梁。图1.3 分别为该大厦的结构平面和结构剖面图。 3 巨型框－筒组合结构抗震性能研究 a）结构平面图 b）结构立面图 图 1.3 厦门国际金融大厦 1.2.1.3 加入悬挂结构和结构控制理论的巨型框－筒结构模型 文献[8]在巨型框－筒结构的基础上提出了预应力巨型框筒悬挂结构新体系模 型。该体系把主次框架部分悬挂起来以增加阻尼控制系统以达到被动控制减振的 目的，并提出该体系研究需解决的若干关键问题。 文献[9]对文献[7]提出的新体系进行了初步的随机振动分析和时程分析，结果 表明，巨型框－筒悬挂阻尼控制结构体系能有效的减小结构的地震响应。 文献[10]对巨型框筒部分悬挂结构新体系的地震反应特性进行了初步的研究， 提出用阻尼器进行巨型框－筒部分悬挂结构体系的地震反应的控制方法。分析结 果表明这种结构体系能有效的减小结构的地震响应。 对这种结构体系的研究刚刚开始，国内外未见其它的研究应用成果。 对巨型框－筒混合结构的动力特性研究未见其它详细资料可供参考，未研究 和弄清的问题非常多，可供研究的空间很大。 1.2.2 相关结构体系 1.2.2.1 巨型框架结构 巨型框架结构是由不同于通常梁柱概念的大型构件—巨型梁和巨型柱组成的 主结构与常规结构构件组成的次结构组成的一种结构体系。巨型柱尺寸很大，一 般是布置在房屋的四角和周边，巨型梁采用高度在一层左右的预应力混凝土大梁 或平面(空间)格构式桁架、组合结构梁，一般每隔3- 15 个楼层设置一道大梁。其 4 硕士学位论文 主结构为主要抗侧力体系，次结构只起辅助作用和大震下的耗能作用，并负责将 竖向荷载传给主结构。主结构的大梁实际上可充当刚臂，把两边的大柱连在一起 组成一个整体巨型框架，共同抵抗水平荷载作用，故也叫主框架。因其抗力力臂 很大，所以抗侧刚度很大，使得整个结构具有极其良好的整体性，可有效控制结 构侧移。同时，巨型框架结构是一种大体系，可以在不规则的建筑中采取适当的 结构单元组成规则的巨型结构，有利于抗震。这样，主次结构组成一种超常规的 具有巨大抗侧力刚度及整体工作性能的大型结构。 虽然 《高规》(JGJ3-2002)并没有巨型框架结构体系的描述和规定，但国内外 学者对该体系的性能、计算方法、设计方法和施工要点进行了理论研究和实验研 究。国内外的一些高层建筑(如：日本千叶的NEC 办公大楼、新加坡华侨银行大 厦、深圳亚洲大酒店主楼等)都采用了巨型框架结构体系。 1.2.2.2 框架－筒体结构体系(包括带加强层的框架