高层建筑塔冠钢结构抗震性能影响因素分析

摘要

塔冠钢结构与下部主体混凝土结构共同组成了钢-混凝土竖向混合结构，此类结构由于在结合处存在质量、刚度及阻尼比的突变，地震“鞭梢效应”明显，其在地震作用下的整体动力特性、构件的破坏机理目前还缺乏深入的研究。本文采用数值模拟的方法对多遇地震作用下塔冠钢结构的地震响应进行研究，分析了结构阻尼比、塔冠等效质量比以及塔冠与下部结构连接形式等因素对其抗震性能的影响。研究表明：进行整体结构抗震分析时可以采用Rayleigh比例阻尼模拟整个结构的阻尼比；对钢结构塔冠进行抗震分析时，整体模型可采用钢结构的阻尼比；对下部混凝土结构进行抗震分析时，整体模型可采用钢结构和混凝土结构的平均阻尼比。随着塔冠钢结构等效质量比的减小，塔冠钢结构对整个结构地震作用的影响减小。塔冠钢结构与下部混凝土结构在设计时应尽量采用刚接的形式，以最大限度地控制塔冠的变形和连接部位地震剪力。

关键词

塔冠钢结构 / 竖向混合结构 / 鞭梢效应 / 抗震分析 / 阻尼比