次框架开洞的巨型钢框架结构性能分析.pdf

次框架开洞的巨型钢框架结构性能分析 第 37 卷第 1 期建　筑　结　构 2007 年 1 月 陈　麟　张耀春　周　 1 2 1 (1 广州大学土木工程学院　510405;2 哈尔滨工业大学土木工程 学院　150090) [提要]　巨型钢框架结构相对其他结构体系而言,最显著的优点 是可以满足大开洞的建筑功能要求。以结构 的内力、变形为指标,进行了次框架开洞的巨型钢框架结构在风 荷载作用下的静力性能和地震作用下的抗震性能分析,并对开洞结构 的设计提出了一些建议。 [关键词]　巨型钢框架　次框架　开洞　静力性能　抗震性能 AnalysisonPerformancesofSteelMegaFrameStructurewithHoleinSubordin ateStructure ChenLin,ZhangYaochun,ZhouYun(1SchoolofCivilEngineering,GuangzhouU niversity,Guangzhou510405,China;2SchoolofCivilEngineering,HarbinInsti tuteofTechnology,Harbin150090,China) ——————————————————————————————————————————————— Abstract:Comparingwithotherstructuresystems,thesignificantcharacterof steelmegaframeisthatitcanbeusedtosatisfythespecialbuildingformsandfu nctions.Thestaticandearthquake-resistantperformanceofmegaframewith holeisanalyzed.Theeffectofholepositionofsubordinatestructureontheperf ormanceofmegaframeisalsodiscussed.Suggestionsarepresentedfordesign ofthestructurewithhole.Keywords:steelmegaframewithhole;subordinate structure;staticperformance;earthquake-resistantperformance 0　引言 巨型框架的优点和特点之一是主次结构明确[1],可以满足大开洞 的建筑功能要求,在巨型框架的下部若干层高度范围内,可以按需要设 置大空间的无柱中庭、展览厅和多功能厅等。如台湾的高雄银行大楼 [2],建筑外形象一枚古代的钱币,要求在结构的层 13～34 中部开洞, 因 此采用了巨型框架结构体系。下面设计了一个规则的棱柱体巨型钢框 架,在此基础上,将不同位置的次框架去掉以形成空洞层,分析次框架 的开洞位置对巨型钢框架结构性能的影响。1　计算模型 1.1 规则的棱柱体巨型钢框架 SF1A 设计的规则的棱柱体巨型钢框架模型SF1A 是一座48 层的办公楼, 高度为 192m,层高均为 4m 。四根巨型柱分别位于四个角上,每 12 层布 置一道巨型梁。结构底部与基础的连接为固接,梁、柱、支撑之间的 连接均为刚接。结构平面与立面布置如图 1 所示,在风荷载和竖向荷 载共同作用下[3],合理的构件截面尺寸见表 1。梁、柱、支撑采用钢结 构,柱和支撑均采用箱形截面,梁为焊接工字钢。层 1～24 的柱子用 ——————————————————————————————————————————————— Q345 钢,其他杆件采用 Q235 钢,楼板采用压型钢板组合楼板,混凝土标 号为 C30,楼板折算厚度为 11.5cm。1.2 次框架开洞的巨型钢框架 SF1D,SF2D,SF3D 为分析次框架开洞位置的影响,分别将图 1 模型 SF1A 底层到第一 道巨型梁之间、 第一道巨型梁与第二 　 图 1　巨型钢框架模型 SF1A 的立面和平面布置 道巨型梁之间、第二道巨型梁与第三道巨型梁之间的 y 向的次框 架去掉,形成 3 个大开洞空间结构,依次得到模型 SF1D,SF2D,SF3D 。这 三个开洞模型的侧立面与 SF1A 相同。在开洞位置的顶端设两层刚度 很大的巨型梁转换层, 以将开洞位置上部的竖