虚拟伸臂技术优化SRC框架-RC核心筒高层结构抗震性能

本文主要探讨了2013年由华东交通大学研究人员进行的"虚拟伸臂"混合高层建筑受力性能研究。这项工作通过使用有限元软件SAP2000，对SRC框架-RC核心筒结构在地震作用下的反应谱分析，着重研究了在SRC框架-RC核心筒混合高层建筑中引入"虚拟伸臂"结构体系对顶点侧移、力学性能的影响。 "虚拟伸臂"的概念旨在替代传统方法中的直接水平伸臂，它消除了与核心筒之间的复杂构造连接，使得周边框柱能更有效地参与抵抗倾覆力矩，从而减少了剪力滞后现象。这不仅使得周边框架柱的底部轴力更加均匀，受力更加合理，还显著减少了由于结构内力突变和刚度突变带来的不利影响。此外，通过"虚拟伸臂"，核心筒与水平伸臂间的沉降差异问题得以解决，提高了结构的抗侧和抗扭刚度，改善了平动和扭转变形性能。 研究中，设计了一个具有36层地上部分、2层地下室的典型SRC框架-RC核心筒结构模型，其尺寸和参数遵循了《建筑结构荷载设计规范》的要求。核心筒和框架柱采用了相应的材料，如型钢混凝土柱、工字型钢梁和钢筋混凝土。荷载主要包括自重和楼面活荷载，后者根据规范进行选取。研究中对不同的加强层设置方案进行了对比，特别关注了环带（作为"虚拟伸臂"的转换装置）的刚度和数量对其影响，发现环带本身刚度和设置数量对结构顶点侧移和柱剪力有显著影响。 尽管Nair提出了"虚拟伸臂"的理念，但本文作者通过数值模拟验证了其在实际工程中的有效性和优越性。通过算例分析，作者揭示了"虚拟伸臂"在提高结构整体性能、减少剪力滞后、优化框架结构受力分布等方面的积极作用。这一研究成果对于优化高层建筑结构设计，特别是在地震区的抗震性能提升方面，具有重要的理论价值和实践指导意义。