框架-核心筒混合结构整体稳定性研究

作者：范重; 薛浩淳; 王晶; 刘涛; 王义华; 杨苏; 曾德民

来源：建筑结构学报, 2021, S2: 1-10.

DOI：10.14006/j.jzjgxb.2021.S2.0001

• 混合结构
• 框架
• 核心筒
• 简化方法
• 有限元分析
• 屈曲荷载
• 计算长度系数

为了研究高层与超高层框架-核心筒混合结构的整体稳定性能,推导了框架-核心筒简化力学模型,考察结构高度与抗震设防烈度的影响。基于ABAQUS有限元软件、简化方法和GB 50017—2017《钢结构设计标准》,分别对框架结构、筒体结构和框架-核心筒结构的屈曲模态、屈曲荷载和屈曲因子进行分析,考察屈曲因子与二阶效应的关系。分析结果表明:框架-核心筒结构整体失稳形态为弯剪型,未发生局部楼层或个别构件失稳的情况;屈曲变形主要分布在中上部楼层,屈曲变形的范围显著大于框架与核心筒分体模型的;由于框架与核心筒之间的互相支撑作用,框架-核心筒结构整体模型的屈曲荷载高于框架结构与筒体结构分体模型屈曲荷载之和;考虑二阶效应后,在侧向均布荷载作用下,框架-核心筒结构上部楼层层间位移角的增幅保持不变;基于屈曲因子与二阶效应的相关性,可以通过屈曲因子直接对结构的整体稳定性能进行判断。框架-核心筒结构中,其框架的屈曲荷载最大可超过纯框架结构屈曲荷载的10倍;可以根据框架-核心筒结构中框架屈曲荷载的增大系数,对有侧移框架柱的计算长度系数进行修正;由简化方法得到框架-核心筒结构的屈曲荷载与有限元法计算结果具有较好的一致性,可用于框架-核心筒结构屈曲荷载的初步估算。

• 单位
  北京建筑大学; 中国建筑设计研究院