剪切滞后 是一个非常重要的结构概念,尤其在超高层中是刚度控制的关键因素。超高层结构随着高度的增加,弯矩以二次方增加,顶点位移以四次方增加,因此 超高层结构设计的关键是提高刚度,控制侧移。 我们看下图一,在侧向力作用下,超高层的腹板框架内力分布不在一个斜线上,翼缘框架内力不在一个直线上,其原因在于梁的抗弯刚度是有限的,会发生弯曲变形,从而削弱剪力的传递效率,使得翼缘框架和腹板框架中部的柱子轴向刚度利用不充分。
我们看下图一,在侧向力作用下,超高层的腹板框架内力分布不在一个斜线上,翼缘框架内力不在一个直线上,其原因在于梁的抗弯刚度是有限的,会发生弯曲变形,从而削弱剪力的传递效率,使得翼缘框架和腹板框架中部的柱子轴向刚度利用不充分。
▲(图一)
因此,我们由上面的分析得到启示,提高超高层侧向刚度的关键是减小剪切滞后效应。常见的方法有下面几种:
1
外框架做成密柱深梁,因为梁的跨高比减小,弯曲刚度大大增加,从而使得剪力的传递效率大大提高,有效的减小了剪切滞后效应。
2
核心筒和外框架之间设伸臂桁架(见下图二),在外框架柱间设腰桁架,可以有效减小剪切滞后效应。
▲(图二)
3
在外框架柱间设支撑(见下图三),可以加强外框架的刚度,使内、外体系侧移刚度接近且均为弯曲型变形,从而在根本上解决了剪切滞后效应。
▲(图三)
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