高层建筑斜交网格筒结构抗震概念分析.pdf

第 3 3卷第 4期 2 0 1 1年 8月 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 J o u r n a l o f Ci v i l ． Ar c h i t e c t u r a l En v i r o n me n t a l En g i n e e r i n g Vo 1 ． 3 3 No ． 4 Au g．2 01 1 高层建筑斜交 网格筒结构抗震概念分析 滕 军 ， 郭伟 亮 ， 容柏 1 ．哈 尔滨工业大学 深圳研 2 ．广州容柏生建筑工程设计事务所 ， 广州 5 1 0 1 7 0； 3 生 ， 李祚 华。 ， 董志君 究 生 院 ， 广 东 深圳 5 1 8 0 5 5； 大连理工大 学 土木 工程 学院， 辽 宁 大连 1 1 6 0 2 4 摘 要 为了解高层建筑斜交网格 筒一 核心筒新型结构体 系在地震作 用下的抗震概念 ， 参照工程 实 例 建 立 了典型 的钢 管混 凝土 斜 交 网格 筒一 钢 筋 混 凝 土核 心 筒 结构 ， 采 用弹 塑性 动 力 时程 分 析 方 法 ， 基 于构 件 塑性 能发展 过 程 明确 了体 系构 件 的屈 服 顺 序 、 探 讨 了墙 肢 厚度 、 斜柱 截 面、 连 梁 高度 等 因 素 对体 系构件屈 服 顺序 的影 响 ， 总结 了 内外 筒抗震 防 线的分 布特 点 ， 分 析 了体 系弹性 和 塑性 阶段 抗 侧 刚度 的 主要 影响 因素 和 关键 构 件 以及体 系塑性耗 能 的 关键 构件 。结合 “ 三 水准 ” 抗 震设 防 目标 和 体 系抗 震 防线 分布 特 点 以及 构件 屈服 特 点 ， 探 讨 了该 类型 结构 的抗 震概 念 。 关 键词 斜 交网格 筒 ； 筒体 ； 抗震 ； 抗震 防线 ； 塑性耗 能 ； 中图分 类 号 TU3 5 2 ． 1 1 文 献标 志码 A 文章 编 号 1 6 7 4 4 7 6 4 2 0 1 1 0 4 0 0 0 1 0 6 S e i s m i c Co n c e pt Ana l y s i s o f Hi g h r i s e Di a g r i d Tu b e S t r u c t u r e s G J u 几 ， GUO We i l i a n g ， RO NG B a i s h e n g ， L I Z u o h u a。 ， DON G Z h i - j u n 1 ． She n z he n Gr ad ua t e Sc h oo l ， Ha r bi n I ns t i t ut e o f Te c h nol o gy， She nz h e n 51 8 05 5， Gu a ngd o ng， P．R．Chi na； 2 ．RBS Ar c hi t e c t u r a l Engi ne e r i ng De s i g n As s oc i a t e s， Gu an gz hou 51 01 7 0， P． R．Ch i n a； 3 ．Sc hoo l o f Ci vi l Eng i ne e r i ng， Da l i a n Uni ve r s i t y o f Te c hn ol o gy， Da l i a n 11 6 02 4， Li a on i n g， P．R．Ch i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o s t udy t he s e i s mi c c on c e p t of hi g h r i s e di a gr i d t ub e c o r e t u be s t r u c t u r e s， CFST di a gr i d t u b e c o n c r e t e c o r e t u b e s t r u c t u r e s we r e d e s i g n e d b a s e d o n t y p i c a l p r o j e c t ． Th e e l a s t i c p l a s t i c t i me h i s t o r y a n a l ys i s me t h od i s a do pt e d a nd t h e c o m p o ne nt s yi e l d or d e r i s s u m ma r i z e d b a s e d o n t he i r pl a s t i c d e v e l o pi ng p r oc e s s e s ． The i n f l ue n c e s o f wa l l t hi c kne s s， i nc l i ne d c o l umn c r os s s e c t i o n a nd c o up l i ng be a m he i ght on t he c o m p one nt s y i e l d or d e r a r e s t u d i e d a nd t he d i s t r i b ut i on of s e i s mi c f or t i f i c a t i on l i n e s be t we e n t ube s a r e p r e s e nt e d ．The ma i n f a c t o r s e x e r t i ng i nf l u e nc e o n s t r u c t u r e l a t e r a l s t i f f ne s s a r e a na l y z e d a nd t h e k e y c o m p one nt s o f s t r u c t u r e l a t e r a l s t i f f ne s s a n d pl a s t i c e n e r g y di s s i pa t i on a r e a c h i e v e d ． The s e i s m i c c o nc e p t of t hi s s t r u c t u r e i s d i s c us s e d c on s i d e r i n g t h e t hr e e l e v e l e a r t hqu a ke f o r t i f i c a t i on c r i t e r i o n a n d c o m p o ne nt s y i e l d c ha r a c t e r i s t i c s a t 1 a s t ． Ke y wo r d s d i a g r i d t ube； t ube； e a r t hq ua k e r e s i s t a nc e； s e i s m i c f o r t i f i c a t i o n l i n e； pl a s t i c e n e r g y 2 1世 纪 初 ， No r ma n F o s t e r 将 斜 交 网格 筒 结 构 成功应用于瑞士再保险大厦和纽约赫斯特大厦 ， 引 起 了世 界各 国建筑 师 和结 构工 程 师 的关 注 。该 体 系 是 由内核心筒 、 斜交 网格外筒组成的新型结构体系 ， 其 中斜交网格外筒 由斜 柱和环梁构成 ， 具有较大 的 抗侧刚度 ， 通过梁板与 内部核心筒连接形成 了筒 中 筒结构体系E l - z ] ， 外筒能够 提供 6 0 以上 的抗侧 刚 度 ， 结构体系抗 侧刚度显著提高 ， 使其在高层 、 超高 层建筑的建造 中具有潜在的优势 ] 。 目前 ， 对 该新 型 结 构 体 系 的研 究 多 集 中 在 弹 性 阶段 的受 力特 点 分析及 影 响 因素 探讨 l_ 4 ] 、 外 网筒 简 化计 算方 法 理 论 研 究 。 ] 、 斜 柱 角 度选 取_ 8 等 方 面 。 对体系大震下非线性性能的研究主要集 中在交叉斜 柱节 点实 验 、 体 系抗 震 性 能 的 总 结口 以及 结 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 1 1 7 基金项 目 国家 自然科学基金重点项 目 5 0 9 3 8 0 0 1 ； 国家 自然科学 基金 重大研究计划培育项 目 9 0 7 1 5 0 0 9 作者简介 滕军 1 9 6 2 一 ， 男 ， 教授 ， 博士生导师， 主要从事结构抗震抗风、 高层复杂建筑结构研究 ， E - ma i l t e n g j h i t ． e d u ． c n 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 3卷 构设计方案比较和优化l 】 。 。 等方面 ， 对其大震下抗 震概念的把握 尚不清晰。而在 中国， 高层斜交 网格 筒结 构多 建造 在 经 济发 达 的城 市 ， 这 些 城 市 多 处 在 抗震设 防高烈度区域， 体系的抗震性能是结构设计 的重 中之 重 。 与传统结构体系相比， 斜交网格筒的结构形式 ， 受力机理 ， 传力路径等存在显著的差异 。外筒将楼 层竖向和水平荷载转化为斜柱的轴 向拉压力 向下层 传递 ， 传力直接且具有很强的空间协 同工作性能， 抗 侧刚度甚至超过核心简 ， 体系 的屈服机制明显不同 于传统结构 ， 抗震 防线 的分 布也将发生 较大变化 。 因此 ， 了解该体系在地震作用下各类构件 的屈服顺 序 ， 掌握体系内外筒抗震 防线的分布 ， 明确体 系侧向 刚度和塑性耗能的关键构件 ， 建立体系的抗震概念 ， 是确保这类新 型结构体系的大震性态 ， 对其进行合 理 抗震 设计 的前 提 。 该 文对 l O个 钢 管 混凝 土斜 交 网格 筒 一钢 筋 混 凝 土核 心筒结 构 进 行 了动力 弹 塑性 时程 分 析 ， 明确 了地震作用下体系的屈服过程和内外筒抗震 防线分 布 特点 ， 分 析 了体 系 抗 侧 刚 度 、 塑 性 耗 能 的 关 键 构 件 ， 探讨 了体系的抗震概念 。 1 分析方法 参考典型实际工程广州西塔项 目， 结合斜交 网 格筒 的受力特 点 以及 研究 目标 ， 设 计 了结 构 形 式 规 则的斜交网格简一 核心筒结构 ， 其 中外筒 由钢管混凝 土斜 柱 和钢环 梁构 成 ， 内部 为钢筋 混 凝土 核 心筒 ， 内 外筒 问连系梁为钢梁 ， 交叉斜柱及环梁 与斜柱交点 均 为刚性 连 接 ， 并 采 用 刚 性 楼 板 假 定 。结 构 层 高 4 m 共 4 8层 ， 总高 度为 1 9 2 m， 外 简为边 长 3 6 i n的正 方形 ， 内筒 为边长 1 8 m 的正方形 。斜 柱钢 管及 钢梁 采 用 Q3 4 5 ， 核 心筒 按照 规范 方法 采用 HR B 4 0 0进行 配 筋 ， 外 筒环 梁 采 用 工 字 钢 8 0 0 3 0 02 0 4 0 ， 内 外筒 间连系 梁采 用 工字 钢 6 0 0 2 0 0 1 1 l 7 ， 剪力 墙厚 度 为 1 ～ 1 2层 6 0 0 mm， 随楼 层 的增 高 每 隔 l 2 层减 小厚 度 1 0 0 mm， 至 顶层 墙 厚 为 3 0 0 mm。连梁 宽 度与 所在楼 层 的墙 厚 相 同 ， 连 梁 高 度 1 2 0 0 mm。 钢 管混凝 土斜 柱 的截 面 随 高度 的增 加 逐 渐 减 小 ， 壁 厚均为 2 0 mm， 具体参数如结构模型图 1所示 ， 编号 为 D 1 0 W1 0 C 1 0 ， 为便 于阐述 ， 定 义一 个 交叉 斜柱 高度 范 围所包 含的楼层 6层 为一 个斜 交 网格 筒模 块 ， 则 结构整体可视为 8个斜交 网格筒模块沿竖向组合而 成。通过调整斜柱截面、 墙肢厚度及连梁高度等影响 内外筒抗侧刚度的主要参数， 得到其余 9个结构模型 D1 O W 1 O CO 8、 Dl 0 W 1 O C1 2、 D1 O W 1 0 C1 4、 D1 0 W 0 8 C1 0、 D1 0 W 1 2 C1 0、 D1 0 W 1 4 C1 0、 D0 8 W 1 0C1 0、 D1 2 W 1 0 C1 0 和 D 1 4 W1 0 C 1 0 。编号中字母依次代表斜柱截面、 墙 肢厚度 、 连梁高度 ， 其后的数字表示参数 相对尺寸 ， 如 D 0 8表示 斜 柱 截 面 的 直 径 及 钢 管 厚 度 均 为 D1 0 时的 0 ． 8倍 。 图 1结 构 模 型 采 用 P e r f o r m3 D程序 ， 以纤 维 截 面 模 拟 钢 管 混 凝土斜柱及钢筋混凝土墙肢。钢材采用二折线理想 弹塑性应力一 应变 曲线。钢管 约束混凝 土采用三折 线应力 一 应 变 曲线口 ， 并 考 虑 其 强 度退 化 ， 不 同截 面 参数对应的套箍系数 及其应力一 应变 曲线如图 2所 示 。其 中当 l时， 曲线不 出现下降段。钢筋混凝土剪力墙 中的端部约 束混凝土采用三折线有下降段的 Ma n d e r 约束混凝 土应力一 应 变 曲线 模 型l l 。构 件 纤 维 截 面及 纤 维段 分布如 图 3所示 ， 钢 管混 凝 土 柱 截 面 外 层 为 钢 管纤 维， 内部为钢管约束混凝土纤维。将截面沿半径划分 成若干层 ， 每层再均分成若干段 ， 图 中截面共划分 了 3 O个纤维 。截面 的剪切 特性 通过 定 义可 以考 虑 弹塑 性 剪切效应 的剪切 截 面来 模 拟 。墙 肢截 面 沿 墙长 度 方向划分纤维 ， 其 中端部为 Ma n d e r 约束混 凝土 ， 中部 为非约束混凝土。采用弹塑性动力时程分析方法， 选 取的地震波如 表 1 所示 ， 在分 析 中将 各 条地震 波调 整 为相同加速度 峰值 ， 且在不加说 明的情况下 ， 均 采用 3 条地震波计算结果的平均值进行探讨。 应变 图 2 约束混凝土应力一 应 变模 型 弹 8 l o 一 誊． 0 譬一 g ． 0 n 一 8 ∞ 1 0 mm ／ 锕 菇 2 9 5 0 5 2 7 筛 嚣 l l l l 一 一 一 E EIIl 0 O O 0 0 0 O O 2 2 2 2 2 2 2 2 r r r r r r r r - - ‘ ‘ ‘ - 5 O 5 0 5 O 5 O 8 8 7 7 6 6 5 5 D D D D D D D D 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 滕 军， 等 高层建筑斜交网格筒结构抗震概念分析 3 2 体 系塑性发展过 程 为 研究斜 交 网格筒 结 构体 系 中各类 构 件 的塑 性 发展过程和分布特点 ， 逐渐增 大地震作用峰值加速 度至体系主要抗侧构件均出现一定塑性为止 。由于 塑性能可以有效地反映结构及构件 的性能劣化及损 伤 累积过 程 ， 如 图 4所 示 为 结 构 D 1 0 W1 0 C 1 0的 塑 性 能发 展时程 曲线 ， 其 中纵 坐 标 为 体 系 各 类 构 件 塑 性耗能 占体系总塑性能 的比例 ， 分析初始阶段弹性 体 系 中只有 动能 、 弹性 变形 能 和阻 尼能 ， 因此 构件 塑 性能均为 0 ， 随着连梁 、 斜 柱和墙肢等先后 屈服， 体 系开始出现塑性 能且不断累积 ， 其余构件基本保持 弹性 。其 中连梁 最 先 屈 服 且 塑 性 耗 能 持 续 增 加 ， 连 梁 为体 系 中塑性 耗能 最多 的构 件 。斜 柱是 第 2批 屈 服 的构 件 ， 其 塑 性 耗 能增 加 速 度 较 慢 且 增 加 到 一 定 程度后基本保持稳定 。墙肢最后因弯曲导致基底墙 肢屈 服 ， 由于其 塑性 主要集 中在 基 底墙 肢 的边 缘 处 ， 塑性 耗 能较 小 。至 分 析 结束 时 ， 在 体 系 的总 塑 性 能 中连 梁 占 7 8 ， 斜柱 占 2 1 ． 7 ， 墙肢 只 占 0 ． 3 。 基 丑 掣 剽 图 4塑 性 能 发 展 过 程 由于墙 肢 的 塑性 能 相 对 体 系 总塑 性 耗 能很 小 ， 因此仅 对 塑性 耗能较 大 的连 梁和 斜柱 进 行塑 性 能参 数 分 析 ， 探讨 连 梁高 度 、 斜柱 截面 和墙 肢 厚度 等 对 塑 性 能发 展过 程 的影 响 。对连 梁高 度 的参 数分 析 均 以 保证其屈服机制一致且不发生剪切破坏为前提 。如 图 5 a 所示 ， 增加连梁高度能推迟其屈服的时刻并 增大其塑性耗能 比例， 但连梁仍是体 系最 先屈服的 构 件 ， 斜柱 屈服 的 时刻并 不受 影 响 ， 斜 柱 的塑 性 耗 能 比例随之降低 。如图 5 b 所示 ， 增大斜柱截面能够 推迟斜柱进入塑性的时刻并减小其塑性耗能 比例 ， 连梁屈服的时刻不受影响， 连梁塑性耗 能 比例随之 增大 。如图 5 c 所示 ， 增大墙肢厚度不改变连梁和 斜 柱屈 服 的时 刻 ， 能 够增 大连 梁 的塑 性 耗 能 比例 并 减 小斜 柱 的塑 性 耗 能 比例 ， 但 影 响 程 度较 小 。可 见 在斜交 网格筒结构体系中， 构件 的屈N J IL J , 序依次为 连梁 、 斜柱 、 墙肢 ， 改变相应参数水平并不影响其屈 服顺序。这也说 明体系内外筒抗震防线的分布与传 统框架 框筒 一 核心筒结构体系相 比发生了明显 的 变化 ， 外 筒 斜柱先 于内筒墙 肢屈 服 ， 斜交 网格 筒成 为 体系的第 1道抗震 防线 ， 内部核心筒成为 了体系的 第 2 道抗震防线， 而 内筒中最先屈服 的连梁仍可视 为体系的 1道附加抗震防线。 一C 0 8 谇 粱 时间／ s a 连梁高度影Ⅱ 向 一D0 8 连梁 时间／ s b 斜柱截面影响 MIN／ s c 墙肢厚度影响 图 5 塑性能发展过程参数分析 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 第 3 3卷 3 体 系抗震性能分析 3 ． 1 抗侧 刚度关键 构 件 如图 6所示为墙肢厚度、 连梁高度、 斜柱截面对 结构基本周期 的影响， 增大各参数都能够增大结构 侧向刚度从而降低结构第 1周期 ， 各参数影响程度 的排序 为斜 柱截 面影 响最 大 ， 墙 肢 厚度 次 之 ， 连梁 高 度影响最小。如 图 7所示为保持地震作用不变， 各 参数对结构塑性层 问位移角最大值的影响， 增大各 参数均可增大结构抗侧刚度而降低结构层间位移角 最大值 ， 其 中斜 柱截面影 响最 大， 连梁 高度影 响次 之 ， 墙肢 厚 度影 响 最 小 。斜 交 网格 筒 内力 系 数 随 各 参数的变化如图 8所示 ， 这里外筒 内力系数为外筒 基底内力与结构基底内力的比值 。增加连梁高度和 墙肢厚度使外筒 内力系数减小， 增大斜柱截面能够 明显增大外筒 内力系数 。其 中外筒剪力系数均大于 0 ． 5 ， 外筒 弯 矩 系数 均 大 于 0 ． 8 2 。可 见 在 斜 交 网 格 筒结构中， 外筒是体系主要的抗侧力构件 ， 而斜柱是 外 筒弹性 和 塑性 阶段侧 向刚度 的关键 构件 。 j 磐 潍 匿 啮 图 6 基本周 期参数分析 图 7 层 间位移角参数分析 ．-t D - -剪力一 墙肢厚度影响 - o- 剪力一 连梁高度影响 ‘剪力一 斜柱截面影响 一 剪矩一 墙肢厚度影响 -卜 剪矩一 连梁高度影响 - 剪矩一 斜柱截 面影响 影响 闲索水 平 图 8外筒剪力系数 3 ． 2塑性 耗能 关键 构件 体系进入塑性后 ， 衡量其抗震性能 的不仅仅是 其侧向刚度 ， 还应包括 其塑性耗 能能 力。如图 9所 示为 H1波作用下连 梁和斜柱典 型的滞 回耗 能 曲 线 ， 连梁为端部弯曲型屈服机制 ， 滞 回环较饱 满， 塑 性 耗能 能力 强 。斜 柱 以 轴 向 内力 为 主 ， 屈 服 机 制 不 利于构件耗能， 但 由于其轴 向内力较大 ， 因此屈服后 也 能够耗 散 一定 的塑性 能 。如 图 1 0 a c 所 示 为斜 柱 塑性耗 能 在楼 层 间 的分 布 曲 线 ， 斜 柱 塑 性 能 分 布 相对集中在下部楼层 ， 最大值发生在基底附近的第 1 、 2 模 块 内 ， 随楼 层 的增 高而 迅 速减 小 ， 上 部个 别 楼 层 受高 阶振 型影 响有 所 增 大 。改 变 墙 肢 厚 度 、 连 梁 高 度和斜 柱 截 面对 该 塑 性 能 分 布 规 律 的 影 响 较 小 。 如 图 ] 0 d f 所 示 为 连 梁 塑 性 耗 能 在 楼 层 间 的 分 布 ， 可见 连梁 的塑性 能 分 布 范 围较 大 且 受 高 阶 振 型 影响较明显 ， 在靠近结构基底和顶部附近 的模块 内 其 塑性耗 能 最大 ， 结构 中部 楼层 略小 ， 结 构 基底 和 顶 部 楼层 内连 梁 塑性 能 最 小 。改 变墙 肢 厚 度 、 连 梁 高 度 和斜 柱截 面对 连梁 塑性耗 能 在楼 层 间 的分 布规 律 影 响较 小 。斜柱 和连 梁塑性 耗 能 占体 系 总塑性 耗 能 的比例受各参数 的影 响如 图 l 1所示 ， 增大连 梁高 度 、 斜柱 截 面 和 墙 肢 厚度 均使 连 梁 塑 性 耗 能 比例 增 加 ， 斜柱塑性耗能 比例减小 ， 其中连梁高度影响程度 最 大 ， 斜 柱截面次 之 ， 墙 肢厚 度影 响最 小 ， 且 连梁 塑性 耗能比例在各参数水平下均在 8 O 以上 。可见连梁 是斜交网格筒结构体系塑性耗能的关键构件。 吕 Z 一 X 歙 划 曲率／ 1 0 一 。 in 一 轴向应变／ X 1 0 一 ， 图 9构件滞 回耗 能曲线 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4 期 滕 军 ， 等 高层 建 筑斜 交 网格 筒结构 抗震 概念 分析 斜柱塑性能／ X 1 0 N- r r 1 a 墙 肢厚度影响 摹 连梁塑性能， X 1 0 N- 13 1 d墙肢厚度影响 斜柱塑性能“X 1 0 6 N m1 b连 梁高度影响 连梁耀性能， X 1 0 6 N I I n e 连 梁塑性 能分布 图 1 0构 件 塑 -l生能 分 布 图 1 1构件塑性能 比例 参数 分析 3 ． 3抗 震概 念探 讨 斜 交 网格 筒结 构体 系 的 构件 屈 H F ． N 序 、 内外 筒 抗震防线分布特点 以及构件 的抗震性能与传统的框 架 框 筒 一 核 心 筒 类 型结 构 体 系 相 比发 生 了 较 大 的 变化 ， 因此 对 于该 类型 结构 的抗 震设 计 ， 应 结合 其 自 身特点建立 与其相适应 的结构抗震概念。 目前 中国 抗 震规 范 是 以“ 小 震不 坏 ， 中震 可修 ， 大 震不 倒 ” 为 抗 震 设 防 目标 的 ， 因此对 于斜 交 网格筒 结 构 体 系 ， 在 小 震作用下结构各类构件均应保持弹性从 而实现 “ 小 震不坏” 。在 中震作用下 ， 通常结构第 1 道抗震防线 中的构件是允许一定程度屈服的 ， 但是在斜交 网格 筒结构中， 外筒成为结构的第 1道抗震 防线 ， 而斜柱 是其抗侧力和承重的关键构件 ， 一 旦发生较严重 屈 服则不易实现“ 可修” ， 因此宜控制斜柱在 中震下轻 斜柱塑性能／ x 1 0 N Ⅷ c斜柱截面影响 连梁翅性能／ 1 0 N m f 剁柱截面影响 微损伤甚至保持不屈服。此时内筒墙肢作为第 2道 抗震防线的抗侧力和承重构件宜控制其屈服甚至保 持 弹性 ， 而 连 梁是结 构 的附加 抗震 防线 ， 更是 结 构关 键 的耗能 构件 ， 在 兼 顾 其 “ 可修 ” 的前 提 下应 允 许 其 部分屈服以耗散地震能量 。在大震作用下 ， 通 常结 构的第 1道和第 2道抗 震防线都是允许屈服 的， 但 由于斜交 网格 筒 是 结 构 的 主要 抗 侧 力 构 件 ， 承担 了 结构大部分的侧 向荷载， 斜柱作为其 侧向刚度 的关 键 构 件 ， 一 旦 大量屈 服并 发生 承 载力 退化 ， 将 导 致 内 外 筒 楼层 荷载 重分 配 ， 内筒 承担 的荷 载将 大 幅 上升 ， 而墙 肢作 为结 构最 后一 道抗 震 防线若 发 生较 严 重 的 屈服 则难 以确 保 结 构 “ 不 倒 ” 。 因此 ， 宜适 当控 制 斜 柱在 大震 下 的屈 服 程度 和数 量 ， 尽 量 控 制斜 柱 不 发 生承载力退化 ， 并且墙肢亦仅允许发 生较轻 的抗弯 屈服为宜 。此时连梁应允许充分发展塑性 ， 进而 降 低 结 构 刚度 ， 减小地 震作 用并 大量 耗散 地震 能量 。 4 结 论 1 在斜交 网格筒一 核心筒结构中， 构件在地震作 用下 的塑性 发 展顺 序依 次为 连梁 、 斜 柱 、 墙 肢 。斜交 网格 筒是 体 系 的第 1 道 抗 震 防线 ， 核 心筒 是 第 2道 抗震防线 ， 连梁仍可视为体系 1道附加 的抗震防线 。 2 斜交网格筒是体系的主要抗侧 力构件 ， 而斜 柱是其弹性和塑性 阶段刚度的关键构 件； 连梁是体 系塑性 耗能 的关 键构 件 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 土 木 建 筑 与 环 境 工 程 3 斜 柱 塑性 能 分 布范 围较 集 中 ， 最 大值 发 生 在 基底 附件 的第 1 、 2斜 交 网格 筒 模 块 内 ， 随楼 层 的增 高 而迅 速减小 。连梁 塑 性 能 分 布 范 围 较 大 ， 且 受 高 阶振型影响较 明显 ， 在靠近结构基底和顶部 的斜交 网格 筒模 块 内其塑 性耗 能最 大 ， 中部楼 层 略小 ， 基 底 和顶部楼层的连梁塑性耗能最小 。 4 探讨了体系的抗震概念 ， 小震时各类构件应 保持弹性； 中震下， 斜柱宜尽量控制损伤 ， 墙肢宜控 制屈 服 ， 连梁 宜允 许 部 分 屈 服 ； 大 震 下 ， 斜 柱 和 墙 肢 均宜控制屈服数量和屈服程度 ， 特别是斜柱不宜发 生 承载 力退化 ， 而 连梁 应允许 屈 服 。 参 考 文献 [1] 容柏生． 国内高层建筑结构设计的若干新进展[ J ] ． 建筑 结构 ， 2 0 0 7 ， 3 7 9 1 5 ． RONG BAI SHENG．Pr o gr e s s of h i gh r i s e bu i l di n g’ s s t r u c t u r a l d e s i g n i n C h i n a [ J ] ． B u i l d i n g S t r u c t u r e ， 2 0 0 7 ， 37 9 1 5． [2] GO R D ON W． B u i l d i n g o n t r a d i t i o n [ J ] ． B u i l d i n g D e s i g n C o n s t r u c t i o n ． 2 0 0 5 ， 4 6 4 4 2 4 6 ． [3]MI R M A， MOON K S ． S t r u c t u r a l d e v e l o p me n t s i n t a l l b u i l d i n g s c u r r e n t t r e n d s a n d f u t u r e p r o s p e c t s[ J ] ． Ar c hi t e c t ur a l Sc i e n c e Re vi e w， 2 0 07， 5 0 3 2 05 22 3． [ 4]张崇 厚 ， 赵丰． 高层 斜交 网格 筒结构 体系抗侧 性能 相关 影响因素分析[ J ] ． 土木工程学报 ， 2 0 0 9 ， 4 2 1 1 4 1 4 6 ． ZHANG CH0NG H0U ， ZHA FENG．Ef f e c t s o f r e l a t e d f a c t or s o n l a t e r a l r e s i s t a n c e o f h i g h - 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I EI ， W EI H NG ， e t a 1 ． Ex p e r i me nt a l s t u d y o n p l a nn a r i n t e r s e c t i n g c o n ne c t i o n s u s e d i n o bl i q ue l y c r o s s i n g me g a l a t t i c e o f t he Gu a n g z h ou We s t“ r o w e r [ J ] ． J o u r n a l o f B u i l d i n g S t r u c t u r e s ， 2 O 1 0 ， 3 1 I 5 6 6 2 ． [ 1 1 ] 周健 ， 汪大绥． 高层斜 交 网格 结构体 系的性 能研 究[ J ] ． 建筑结构 ， 2 0 0 7 ， 3 7 5 8 7 9 1 ． ZH U 儿AN， WANG DA S UI ． P e r f o r ma n c e r e s e a r c h o n h i g h r i s e d i a g o n a l f r a me s t r u c t u r e [J] ． B u i l d i n g St r u c t u r e ， 2 00 7， 37 5 8 7 - 9l | [ 1 2 ]韩小雷 ，