對帶塔樓鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的研究.pdf

1、當前，在建筑頂部建造塔樓的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用日益增多，如樓(電)梯間、水箱間、小閣樓等。但歷次震害表明，地震作用下屋頂塔樓地震響應(yīng)強烈，即使在主體結(jié)構(gòu)無震害或震害很輕的情況下，屋頂塔樓也會發(fā)生嚴重震害。因此，研究結(jié)構(gòu)頂部塔樓在地震作用下的鞭梢效應(yīng)，對避免或減輕地震時因鞭梢效應(yīng)所帶來的損失，具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 本文以某帶屋頂塔樓的六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為算例，首先對結(jié)構(gòu)的規(guī)則性進行判定，得出該框架結(jié)構(gòu)的平面布置不規(guī)則；然后，對該

2、框架結(jié)構(gòu)假定出四種結(jié)構(gòu)方案(方案一：無塔樓，方案二：一層塔樓，方案三：二層塔樓，方案四：三層塔樓)，依據(jù)現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50010-2002)、建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2001)，探討當屋頂塔樓的高度發(fā)生改變時在地震作用下產(chǎn)生鞭梢效應(yīng)的嚴重程度以及對主體結(jié)構(gòu)的影響，得出以下結(jié)論：
　　 1.在主體結(jié)構(gòu)不變的情況下，增加屋頂塔樓的層數(shù)，將導致結(jié)構(gòu)各階模態(tài)的周期增大；
　　 2. 由模態(tài)分析得出，隨著屋

3、頂塔樓層數(shù)的增加，將使結(jié)構(gòu)沿水平向的主振型由低階轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠A，故需適當?shù)刂匾暯Y(jié)構(gòu)高階振型的影響；
　　 3. 結(jié)構(gòu)最大側(cè)向變形產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)的頂層，在頂層的邊角部、結(jié)構(gòu)的凹凸部位比其他部位產(chǎn)生更大的變形，隨著塔樓層數(shù)增加，結(jié)構(gòu)的最大變形逐漸由主體結(jié)構(gòu)的頂層轉(zhuǎn)移至塔樓的頂部，最大變形的影響范圍在逐漸減小，說明屋頂塔樓高度的變化影響結(jié)構(gòu)整體變形的分布；
　　 4. 沿Y向輸入地震反應(yīng)譜，方案一～三表現(xiàn)出左側(cè)的變形總體上大于右側(cè)，方

4、案四則表現(xiàn)出右側(cè)的變形大于左側(cè)，說明當結(jié)構(gòu)的長寬比較大時，將導致結(jié)構(gòu)兩端的變形不一致，容易引起結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；
　　 5.增加屋頂塔樓的層數(shù)，主要引起主體結(jié)構(gòu)頂層的樓層位移增大，同時亦引起其下部樓層的位移增大，塔樓的存在使得結(jié)構(gòu)層間位移角的變化曲線多次產(chǎn)生突變，而且塔樓層數(shù)越多，產(chǎn)生的影響就越大；
　　 6.與不考慮屋頂塔樓時相比，帶塔樓時主體結(jié)構(gòu)頂層的水平地震力均得到了不同程度的放大，與方案二相比，方案三、四第一層塔樓