[发明专利]框架-核心筒结构外框刚度贡献的直接评估方法

说明书

本发明提供了一种框架‑核心筒结构外框刚度贡献的直接评估方法，包括：对框架‑核心筒结构的模型施加第一作用力；通过静力计算得到模型中各楼层处的侧向变形以及得到各楼层处的整体抗侧刚度；将模型中的外框删除，仅保留核心筒及核心筒内的构件，并对核心筒施加与第一作用力相同的第二作用力；通过静力计算得到核心筒对应的各楼层处的侧向变形以及筒体抗侧刚度；将各楼层处的整体抗侧刚度减去对应楼层的筒体抗侧刚度得到各楼层处的外框抗侧刚度，将外框抗侧刚度除以整体抗侧刚度得到各楼层处外框的刚度贡献率；根据各楼层处外框的刚度贡献率的大小，对各楼层处外框的刚度贡献进行分级评估。该评估方法直接有效，且评估结果可靠。

技术领域

本发明涉及框架-核心筒结构抗震设计技术领域，特别涉及一种框架-核心筒结构外框刚度贡献的直接评估方法。

背景技术

框架-核心筒结构体系是目前高层建筑最常用的一种双重抗侧力结构形式，该体系由框架和核心筒两个系统组成，并由它们协同工作来抵抗外力作用。为确保大震下多道防线，不少国家的抗震规范做出框架部分承担剪力的量化规定。美国《Internationalbuilding code 2000》中提出，在框架-核心筒(框架-剪力墙)结构中，地震作用下，当框架部分的设计层剪力不小于该层总剪力的25％时作为双重抗侧力体系。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)规定:“钢框架-钢筋混凝土筒体结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25％和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小值。”《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.7.1条规定：框架-核心筒结构中，除加强层及其相邻上下层外，按框架-核心筒计算分析的框架部分各层地震剪力的最大值不宜小于结构底部总地震剪力的10％。而实际设计当中大部分超高层框架-核心筒结构很难满足该规定，很多工程中框架承担的地震剪力仅为结构总剪力的4％-5％，与规范要求有较大差距，但是为了满足规范要求，必须不断加大构件截面尺寸，不仅使设计不合理，并且付出很大的经济成本。

实际上剪力分担比例并不总能合理反映外框二道防线的能力，也不是反映外框刚度贡献非常有效的指标，采用剪力比例经常会对外框刚度贡献形成误判。

发明内容

本发明的目的在于提供一种框架-核心筒结构外框刚度贡献的直接评估方法，评估结果可靠，可以为框架-核心筒结构的抗震设计提供理论支撑，使得设计更为合理经济。

为了达到上述目的，本发明提供了一种框架-核心筒结构外框刚度贡献的直接评估方法，包括：

对框架-核心筒结构的模型施加第一作用力；

通过静力计算得到所述模型中各楼层处的侧向变形，将所述第一作用力除以所述各楼层处的侧向变形得到各楼层处的整体抗侧刚度；

将所述模型中的外框删除，保留核心筒及所述核心筒内的构件，并对所述核心筒施加与所述第一作用力相同的第二作用力；

通过静力计算得到所述核心筒对应的各楼层处的侧向变形，将所述第二作用力分别除以所述核心筒对应的各楼层处的侧向变形得到所述各楼层处的筒体抗侧刚度；

将各楼层处的所述整体抗侧刚度减去对应楼层的所述筒体抗侧刚度得到各楼层处的外框抗侧刚度，将各楼层处的外框抗侧刚度除以对应楼层的整体抗侧刚度得到各楼层处外框的刚度贡献率；

根据各楼层处外框的刚度贡献率的大小，对各楼层处外框的刚度贡献进行分级评估。

可选的，所述第一作用力为施加在所述模型顶部的侧向集中力，所述第二作用力为施加在所述核心筒顶部的侧向集中力，且第一作用力与第二作用力的大小和方向分别相同。

可选的，所述第一作用力及所述第二作用力均为沿高度方向施加的符合分布函数的侧向力。

可选的，所述整体抗侧刚度及筒体抗侧刚度均包括抗弯刚度和抗剪刚度。