柱间距变化对内外型钢混凝土框架筒结构抗震性能的影响

阴正文

乐山职业技术学院

柱间距变化对内外型钢混凝土框架筒结构抗震性能的影响

阴正文

乐山职业技术学院

本文在型钢混凝土（以下简称SRC）梁含钢率、SRC柱含钢率、SRC梁柱线刚度比、SRC梁柱配钢形式、SRC柱轴压比、内外筒间距不变的情况下，通过静力弹塑性方法研究了柱间距变化对内外型钢混凝土框架筒结构抗震性能的影响。

内外型钢混凝土框架筒；柱间距；静力弹塑性

1 引言

内外型钢混凝土框架筒结构形成一个水平和竖向都很通透的中庭，这就形成了建筑设计上的一个亮点[1]，随着建筑师对这种通透中庭形式的青睐，该结构形式会被应用的越来越广泛。

与此同时，虽然已有学者对采用该结构形式的某超高层的抗震性能做了研究[2]，笔者前期也对该结构抗震性能做出了部分研究[3]，但是还未见针对柱间距的变化对该类结构抗震性能影响的研究。

2 分析模型设计

2.1 参数定义

柱间距表示相邻两根柱之间的平均距离。

内外框架筒间距表示内筒与外筒之间的平均距离。

2.2 模型平面布置

本文的分析模型采用地下3层，地上30层，地上每层均为4.4m，首层底部为嵌固端。通过改变柱间距，共建立了8个分析模型，分别编号为A1～A8。以A7平面布置图为例，如图1：

图1 A7平面布置图

注：图中未编号的柱都为C2，未编号的内框和外框SRC梁均为B，未编号的钢梁都为SB2。

由于内外框筒对称分布，所以可以根据一边外筒柱间距离表示每个模型的平面布置图，如图A7平面布置则可以表示为“4000*3,4800*5,4000*3”，其中“4000*3”表示内外筒之间有3个为4000mm的柱间距，“4800*5”表示两个内筒之间有5个为4800mm的柱间距。根据柱间距和内外框架筒间距的定义，可以算出A7柱间距为4500mm，内外框架筒间距为12000mm。其他模型的平面布置如下：

A1平面布置为“2400*5,2666*4,2672,2666*4,2400*5”，柱间距为2343mm。

A2平面布置为“3000*4,2666*4,2672,2666*4,3000*4”，柱间距为2769mm。

A3平 面 布 置 为“3000*4,3000*8,3000*4”，柱 间 距 为3000mm。

A4平面布置为“4000*3,3000*8,4000*3”，柱间距为3273mm。

A5平面布置为“4000*3,3430*3,3420,3430*3,4000*3”，柱间距为3600mm。

A6平面布置为“4000*3,4000*6,4000*3”，柱间距为4000mm。

A8平面布置为“4000*3,6000*4,4000*3”，柱间距为5143mm。

2.3 构件尺寸设计

结构抗震等级为一级，7度（0.1g）设防，Ⅱ类场地，设防地震分组为第一组，地面粗糙度类别为C类。

板厚130mm，混凝土等级C30，钢筋采用HPB300。型钢及钢梁均采用Q345。SRC梁混凝土等级C30，SRC柱混凝土等级C50，钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。

楼面附加恒载3kN m2，活载为2kN m2，基本风压为0.9 kN m2，梁上线荷载均为7kN m。

用PKPM中SATWE程序进行设计，设计出来的截面保证底层柱平均轴压比保持在0.6，SRC梁含钢率5%，SRC柱含钢率5%，SRC梁柱线刚度比0.8，以及截面配钢形式保持不变。设计出来的截面如下：

表1 梁截面信息表

表2 柱截面信息表

3 静力弹塑性结果分析

本文采用PKPM中的PUSH程序进行静力弹塑性分析，将性能点层间位移角作为抗震性能好坏的判断指标。得出的分析结果如下图所示：

图2 性能点层间位移角随柱间距变化曲线

从上图可以看出，在本文设计的条件下：1）柱间距从2343mm到5143mm，性能点层间位移角都小于弹塑性层间位移角限值1/120；2）随着柱间距的增加，结构的抗震性能呈线性提高，但提高不明显。

[1]何子健,沈伦德.中国国际贸易中心的设计与施工[J].建筑技术,1990(4):3～7.

[2]周斌,刘琼祥,王启文.深圳太平金融大厦大震弹塑性时程分析[J].建筑结构,2012(42):168～172.

[3]阴正文.内外型钢混凝土框架筒结构多指标抗震性能分析[D].重庆大学,2015.