连体结构竖向地震作用研究

连接体跨中沿楼层加速度反应
楼层号
连体边榀跨中加速度反应
31
30
29
Peter
El-Centro
28
Artificial
27
26
25
24
23
22 0
0.45 0.9 1.35 1.8 2.25 2.7 3.15 3.6 加速度（m/s2）
桁架下弦标高加速度反应
加速度（m/s2）
3.15 2.70 2.25 1.80 1.35 0.90 0.45 0.00
位置较高，跨度较大的连体结构 连接体与塔楼有局部错层 主体塔楼为钢筋混凝土结构，连接体为
钢结构
针对超限采取的抗震措施
1 通过调整两侧塔楼结构布置以使其体型、 平面和刚度接近。
2 连接体结构两侧剪力墙采用带端柱的剪 力墙，端柱尺寸为1m×1m,端柱从连接 体下部第5层（第17层）起配置型钢。
针对超限采取的抗震措施
竖向地震作用
32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0 0.0
反应谱 Artificial El-Centro Peter
2.5 5.0
7.5 10.0 ％
竖重比
竖向时程分析
选用3条地震波，分别为El-Centro波竖 向分量、Peter波竖向分量及三类场地 人工波Artificial
Artificial 平均值
0
31.2
距桁架左支座距离（m）
62.4
竖向时程分析结果 －连体部位相对加速度反应
连体钢结构位于地面60m高处，相应高度 处塔楼也有较大的加速度反应。
连体钢桁架跨中相对桁架支座的加速度 反应较大，边榀和中榀在三条地震波作 用下的平均值比较接近，为重力加速度 的0.3倍和0.27倍。
反应谱方法
竖重比底层为6.1％，上部最大为9.2 ％；
反应谱计算结果与时程分析结果比 较接近；
楼层号 楼层号
32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10
8 6 4 2 0
0
反应谱 Artificial El-Centro Peter
5 10 15 20 25 30 x1000kN
3 剪力墙底部加强部位（取地上1-4层） 和5层~顶层所有外周边剪力墙均加强配 筋构造，水平和竖向分布钢筋的配筋率 不小于0.3%，在此范围的剪力墙墙肢 均设置约束边缘构件，约束边缘构件纵 向配筋率取1.2%，配箍率取1.2%。
针对超限采取的抗震措施
4 连接体结构两侧的两道横向剪力墙按特 一级设计:剪力墙分布筋配筋率取0.78%， 剪力墙墙肢端部设置约束边缘构件，约 束边缘构件纵向配筋率取1.5%，剪力 墙端柱纵向配筋率取2.5%，配箍率均 取1.5%。
– 反应谱 – 时程分析
模态分析
振型 号
周期 （S）
竖向参与 质量
（％）
9 0.235 13.22
振动形态 连接体竖向振动
15 0.154 26.15 左侧塔楼的竖向振动
16 0.153 13.95 右侧塔楼的竖向振动
反应谱方法
竖向地震影响系数的最大值取水平 值的65％；
阻尼比取0.05； 振型数取前40个；
连体结构竖向地震作用研究
工程概况 连接体结构布置情况 竖向地震分析 振动台试验 结论
工程概况
北京某工程，连体结构， 28层，高度 80.30m，连体部分跨度31.2m；
自 23层 ( 63.14m )至28层(80.30m) ，两侧 塔楼通过连接体相连，成为一体；
主体结构为钢筋混凝土剪力墙结构，连 体部分采用钢结构；
30
30
25
25
20
20
塔楼楼层号
塔楼楼层号
15
10
Peter
5
El-Centro
Artificial
0 0.00 0.23 0.45 0.68 0.90 1.13 1.35
加速度（m/s2）
单塔模型竖向反应
15
10
Peter
El-Centro
5
Artificial
0 0.00
0.23
0.45 0.68 0.90 加速度（m/s2）
竖向时程分析结果 －连接体位移反应
-31.2
边榀桁架下弦标高处加速度反应
Peter El-Centro Artificial 平均值
0
31.2
距桁架左支座距离（m）
62.4
桁架下弦标高加速度反应
加速度（m/s2）
3.15 2.70 2.25 1.80 1.35 0.90 0.45 0.00
-31.2
中榀桁架下弦标高处加速度反应
Peter El-Centro
1.13
1.35
整体模型竖向反应
竖向时程分析结果 －连接体部位加速度反应
连接体部位的竖向地震反应较大 边榀和中榀跨中的地震加速度反应分别
达到重力加速度的0.32和0.33。
竖向时程分析结果 －连接体部位加速度反应
最大加速度反应在连接体部位大致呈三 角形分布；连体跨中的地震加速度反应 较大。
竖向时程分析结果 －桁架端部腹杆内力
地震波
边榀轴力
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Artificial/重力荷载效应 0.22
Peter/重力荷载效应
0.20
El-Centro/重力荷载效应 0.17
平均值
0.20
中榀轴力
0.22 0.24 0.11 0.19
竖向地震作用取值
连接体受力最大部位为桁架端部受压腹 杆
本工程连接体结构竖向地震作用计算取 20%的重力荷载代表值。
工程概况
结构总长度86.3m，宽度14.8m。结构的 高宽比为5.4左右。
8度设防，三类场地土
连接体布置
连接体钢结构最下部为5.7m高的三榀钢 桁架，钢桁架上部为3层钢框架结构，层 高3.827m。
上下弦和竖杆采用方钢管，V形斜撑采用 H型钢
连接体结构顶层的钢梁采用方钢管。
超限情况
竖向地震波输入加速度幅值取 45.5cm/S2
考察整体反应时，阻尼比取0.05
考察连接体钢结构反应时，阻尼比取 0.02
竖向时程分析结果
－塔楼的竖向地震反应
结构竖向地震力与重力荷载的比值沿结 构高度逐渐增加
在顶部几层，结构加速度反应达到最大 值
最大约为重力加速度的11%，动力系数 达到2.4。
针对超限采取的抗震措施
5 连接体钢桁架上下弦楼板及屋面板加 强,楼板加强范围延伸至连接体两侧各 一跨的范围 ；
6 连接体两侧与桁架上下弦及顶层相邻 梁加强－采用型钢混凝土梁。
针对超限采取的抗震措施
7 连接体竖向地震作用计算 8 对连接体按中震设计
竖向地震分析
主要考察较高位置连接体的反应 两种方法：