高層建築結構的彈性等效側向剛度

高層建築結構的彈性等效側向剛度

來自專欄 學習筆記

以懸臂柱等效的高層建築結構並不適用於帶裙房的多塔結構、連體結構或其它複雜結構。同時,倒三角形分布的側向荷載與實際的地震作用或風荷載的分布形式也可能存在一定的偏差,尤其是結構體型複雜或剛度和質量存在突變的結構。

任意分布形式的側向荷載作用下的彈性等效側向剛度

如下所示,作用於標高 H_i 處的側向荷載 F_i 產生的頂點位移 u_i 及頂點位移 u 為:

同理,彈性等效側向剛度的表達式如下:

PKPM v3.1 版本之前的彈性等效側向剛度

基於高規計算彈性等效側向剛度,實際計算中將條文說明中的公式進行適當變換,具體如下。其中, V 為結構的基底剪力, u 為結構的頂點位移。

PKPM v3.1 版本的彈性等效側向剛度

同樣以懸臂柱對高層建築結構進行等效,同時考慮任意分布形式的側向荷載。與之前不同的是,等效原則由「結構頂點位移相等」變為「外荷載所作的功相等」。如上圖所示,在各個樓層的側向荷載 F_i 作用下,所謂「外荷載所作的功相等」即:

等效的懸臂柱在側向荷載作用下,各個樓層標高處的側向位移 u_{i}^{} 可利用線性疊加原理進行計算,具體如下:

基於以上兩式即可計算彈性等效側向剛度,具體如下:

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