建筑结构竖向支撑结构体系

技术文章

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高层建筑结构的竖向承重结构体系不但要承受和传递竖向荷载,还要抵抗侧向力的作用。竖向抗侧力结构的布置原则是不仅具有承受较大的水平剪力的能力还要使侧向力不至对基础产生非常大的变形。水平方向的荷载包括例如风荷载、偶然偏心或倾斜、水平地震作用以及撞击等。

使用RFEM这样的有限元程序可以确定内力和加固结构构件的设计。 该建筑物可以显示所有配套的建筑构件,洞口等,并按照完整的模型进行计算。

加固系统的预尺寸可以通过[1]中的计算方法通过人工计算或使用SHAPE-THIN等程序进行。 它们使工程师能够更好地了解系统的荷载传递以及各个结构构件的承载力贡献。

分布水平力

弯曲应力和加固构件上的扭转应力的水平荷载分布可以按照下面的公式计算。

受弯曲的力
$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm y,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm y\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm y\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz})\;-\;{\mathrm V}_\mathrm z\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z)}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z\;-\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}²}\\{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm V}_\mathrm y\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm y\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz})\;-\;{\mathrm V}_\mathrm z\;\cdot\;({\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z)}{{\mathrm I}_\mathrm y\;\cdot\;{\mathrm I}_\mathrm z\;-\;{\mathrm I}_\mathrm{yz}²}\end{array}$$

V y,i ,V z,i :在y或z方向上的剪切力,它加载了部分截面i
V y ,V z : 在y方向或者z方向上的剪切力可以加载整个截面
,我 ,我,我 ,我,我 通过截面质心S i得出与Y和Z平行的轴的惯性截面i ine惯性
我是,我: 与重心S相关的总惯性矩

由扭转产生的力
$$\begin{array}{l}{\mathrm V}_{\mathrm y,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm M}_\mathrm{xs}\;\cdot\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\rbrack}{\mathrm\Sigma\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm\omega,\mathrm i}\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)²\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)²\rbrack}\\{\mathrm V}_{\mathrm z,\mathrm i}\;=\;\frac{{\mathrm M}_\mathrm{xs}\;\cdot\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;-\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\rbrack}{\mathrm\Sigma\;\lbrack{\mathrm I}_{\mathrm\omega,\mathrm i}\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm y,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)²\;-\;2\;\cdot\;{\mathrm I}_{\mathrm{yz},\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm y}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm y}_\mathrm M)\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)\;+\;{\mathrm I}_{\mathrm z,\mathrm i}\;\cdot\;({\mathrm z}_{\mathrm M,\mathrm i}\;-\;{\mathrm z}_\mathrm M)²\rbrack}\end{array}$$

V y,i ,V z,i :在y或z方向上的剪切力,它加载了部分截面i
M xs :加载整个截面的二次扭矩
部分截面为i i的部分截面为i的受伤惯性,相对于与Y和Z平行的轴线的惯性矩,
Iω,i :相对于截面剪切中心M i的抗翘曲性能
y M i ,z M i :横截面坐标系的剪切弯矩M i
y M ,z M :平均剪切弯矩M的坐标

举例

加固元件上水平荷载的分布将通过示例的方法确定,如图1所示。

Beck,H .; Schöfer,H。: 通过将所有加固构件组合成一个梁来计算高层建筑。 土木工程师,1969年第3期

关键词

支撑 加固系统 水平荷载分布 部分截面受剪力

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