高层钢框架-混凝土剪力墙结构的超级单元法.pdf

第 “卷 第“期建筑结构 “年“月 高层钢框架 混凝土剪力墙结构的超级单元法 刘坚 6 - ,； 6 7 - 1 - 18 - 9 ; 6 7 - 1 - 1’ ’ “， 6 - ,） ; 4 * 6 8 * 6 * A ; B C - , A A ; 7 , D 6E 7 ;6 1 6 ; B E ; , C ; - E 7 ; D FD 7 - D ; 6 , ;G , B B ; * D * ; ， -G 6 D 6 6 D 7 - - D 9 E B / H B 3 E 7 ; I 7 - 7 E H , C D 7 B * C -， “ E E D 7 EH , C D 7 B * C - J “ “ E E D 7 E ; * D * ; ， 6 , ;F E 7 ; C , 7 - E 7 ;A , ; 7 E B E ; , C , ; D 7 - F ; F - 6 C / F ; * D * ; ， A ; 7 A 7 F J 6 C / F ; * D * ; , B * A ; B C - E E - C , ; /, - F 6 - ; 7 ; 3F ; E E E - 7 E B E ; , C A , ; 7 E 6 C / F ; * D * ; , ; F ; 9 F J K D , -H ; E ; ; F -6 1 6 ; B E ; , C ; - E 7 ; D FD 7 - D ; 6 , ;G , B B ; * D * ; F 1 - J - . 4 B E ; , C ; - E 7 ; D FD 7 - D ; G , B B ; * D * ; ；D 7 - - D 9 E B / H B 3； D 7 - F7 ; F ; E E D 一、 前言 近年来， 高层钢框架混凝土剪力墙结构在我国住 宅中有推广应用之势。从目前国内外大量文献 ［ ’］来 看， 钢框架设计应考虑二阶效应 （梁柱 “ 效应和结构 “ “效应） ， 特别是高层建筑其底部楼层的柱子轴向压 力较大， 在水平荷载作用下， 二阶效应不可忽略。另一 方面， 大量的试验和理论分析也表明 ［’，L］， 节点柔性将 加大框架结构的水平位移， 其原因是节点柔性减少了 钢框架结构的层间抗侧刚度。文 ［］［M］ 分别对钢结 构或高层钢结构框架的诸如 “ “效应、 节点柔性、 剪 切变形等影响因素从不同角度进行了分析和研究。从 钢结构主要受力和变形特点出发， 把二阶效应、 节点柔 性和剪切变形考虑到钢框架混凝土剪力墙混合结构 的钢框架部分柱的抗侧刚度分析中， 提出了一种钢框 架混凝土剪力墙结构体系的超级单元计算方法， 这种 方法具有连续化法与有限元离散化法相结合的特点。 二、 钢框架部分的计算模型和层抗侧移刚度 钢结构框架部分抗侧刚度分析采用如图， ， ; ， （ ） （） （ ） （） （） （ （） ） （ ） （） ’ ’ （） （ （） ） （ ） （） ； 情况考虑了节 点柔性、 二阶效应， 其梁柱节点柔性连接的初始刚度为 ,0 8 9 1 软件的计算结果。三种因素都不考虑 与其它三种分别考虑不同因素情况相比误差最大， 说 明若不考虑节点柔性、 二阶效应是不能反映高层钢框 架-混凝土剪力墙结构的受力和变形特点的。由图 可以看出， 随着节点柔性加大， 高层钢框架-混凝土结 构水平位移随之加大， 若不考虑节点柔性， 是不安全 的， 计算结果同时表明节点柔性有放大 - . 效应的作 用。因此， 当梁柱节点采用柔性连接时， 对钢框架-混 凝土剪力墙结构进行计算分析， 应考虑节点柔性、 二阶 效应。 图算例情况4水平位移计算结果 五、 结论 （） 钢框架-混凝土剪力墙结构体系超级单元的简 化计算方法能够把梁柱节点柔性、 二阶效应及剪切变 形方便地考虑进去； 物理概念清楚， 计算简便易行。 （“） 钢框架-混凝土剪力墙结构体系超级单元的计 算方法与一般有限元方法相比， 具有计算自由度少， 可 以考虑结构刚度沿高度的变化等特点。 （） 理论和算例分析表明， 当梁柱节点采用柔性连 接时， 对高层钢框架-混凝土剪力墙结构进行分析， 若 不考虑节点柔性， 不考虑二阶效应是不够合理的， 甚至 可能是不安全的， 应引起设计人员的注意。 参考文献 .包世华A高层建筑结构设计 （第二版）A清华大学出版社， 5 5 ,A “ .刘开国A结构简化计算原理及其应用A科学出版社， 5 5 3A .刘小强， 吴惠弼A高层框架二阶效应的实用简化计算A工程力学， 5 5 ， , （“）A . B C * 9 D EA F G 8 8 F H * I 8 J 9K ’I F * * ’ ; / * I A L M G 8 I C * G H B N B L ; * I I， 5 5 A 4 .珺川 和郎著， 王松涛等译A结构的弹塑性稳定内力A中国铁道出 版社， 5 5 “A 3 .李国强， 沈祖炎A钢结构框架体系弹性及塑性分析与计算理论A 上海科学技术出版社， 5 5 6A 2 .徐伟良， 潘立本A柔性连接钢框架稳定分析的计算长度A建筑结 构， 5 5 6，“ 6 （ “）A 6 . O 8 /，B C * 9 D EA L ; P F 8 P 9 H I 8 I ’ K ;Q ; F 8 H; * I F ; 8 9 * ’ ; / * * I 8 J 9 A R K M ; 9 K ’ F ; M P F M ; S 9 J 8 9 * * ; 8 9 J， 5 5 6， “ （2）A 5 .李从林， 程耀芳A筒中筒结构在扭矩作用下的超元法A建筑结构， 5 5 6， （ ,）A , .曹志远A复杂结构分析的超级元法A力学与实践， 5 5 “， （）A