高层钢框架-混凝土剪力墙结构的超级单元法

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发布时间：2022-06-21

资料介绍

[提要] 提出了一种考虑钢框架节点柔性、梁柱 +-8 效应、结构 P-A 效应和剪切变形的高层钢框架-混凝土剪
力墙结构体系的超级单元法计算方法。推导了考虑四种因素情况下,高层钢框架-混凝土剪力墙的钢框架部分
层抗侧刚度及钢框架-混凝土剪力墙结构的超级单元刚度矩阵。
[关键词] 钢框架-混凝土剪力墙连接柔性二阶效应
Super Element Method for High-rise Steel Frame Concrete Wall Structure/Liu Jian',Li Kaixi7,Huang Xiangyun
（1 Guangzhou University Guangzhou 510405 . China:2 Chongqing University -Chongqing 400045 China）
Abstract：The super element approach for high-rise steel frames reinforced concrete shear wall structure in which the
connective flexibility for joint of beam-column. p-8 effect of beameolumn. P-A effect of structure,shear deformation
for parts of steel frames are considered in the mixed structure,is proposed. The mixed structural superelement stiff-
ness matrix and the intersstory drift stiffness of steel frames parts of the mixed structure are derived. It can
in high-rise steel frames reinforced ooncrete shear wall structure design.
Keywords:steel frames-reinforced concrete wall structurer oonnective flexibility isecond order effect
一、前言
近年来,高层钢框架-混凝土剪力墙结构在我国住
它中有推广应用之势。从目前国内外大量文献
R[2-4]来
晏(Q)
|/| 梨il+1)
看，钢框架设计应考虑二阶效应（梁柱）-8 效应和结构
△收应）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[4.6],节点柔性将
弹簧
加大框架结构的水平位移，其原因是节点柔性减少了
__
一
钢框架结构的层间抗侧刚度。文[2]~[7]分别对钢结
构或高层钢结构框架的诸如PA效应、节点柔性、剪
初变形等影响因素从不同角度进行了分析和研究。从
图 1 混合结构钢框架部分抗侧刚度计算模型
钢结构主要受力和变形特点出发，把二阶效应、节点柔
1928 -P48 2(24:92
生和剪切变形考虑到钢框架-混凝土剪力墙混合结构
Vi2=
.
A
一一六
（1）
hej
的钢框架部分柱的抗侧刚度分析中,提出了一种钢框
式中 i 为第j层第；根柱的线刚度,hg,为第j层的层
架-混凝土剪力墙结构体系的超级单元计算方法,这种
高,P,为第j 层第i根柱受到的竖向集中荷载，
92,93
方法具有连续化法与有限元离散化法相结合的特点。
94
为稳定函数。式(1)考虑了轴力引起的钢梁柱弯曲
二、钢框架部分的计算模型和层抗侧移刚度
刚度变化（由 12i 变为 121 P））和剪切变形的影响。
钢结构框架部分抗侧刚度分析采用如图1所示计
限于篇幅，92 93'94仅给出 P,为压力时刚度稳定函
算模型。
数的表达式
为不失一般性,先分析钢框架部分第j层第i根
92= 7(k_h,PP[1-cos(kgh,)]/6qe
注的抗侧刚度。假定图1（a）中柱12，13，24的水平层
间侧向位移均为 8,柱12的节点1,2转角分别为日，
93= keh ,[sin( k_ hoj) - **ehho,oos( k_a/ oj)]/4q
）。节点柔性通过梁模型中的转动弹簧刚度模拟（图1
94= kezh,,[ *kehb, - sin( kejho,)]/2q。
b）)。利用结构力学中的转角位移公式，并由图1（a）
其中，9。= 2 - cos( ke/A,/)- **e/h。sin（keyha）.k。
中柱12的平衡条件可得到柱12的剪力：
√P./EI .EI 为第j层第i根柱的抗弯刚度,P,为第