带伸臂的框架—筒体结构体系是一种广泛应用于高层和超高层建筑中高效率的结构体系。从结构受力特性来看,它属于双重抗侧力结构体系,但是它比框架—筒体这种经典双重抗侧力结构体系又前进了一步,在减小建筑结构侧移和倾覆弯矩方面起到了很好的作用。 从二十世纪六十年代伸臂结构第一次应用于工程实际开始,国内外许多高层或超高层建筑,包括钢结构、钢筋混凝土结构和钢—混凝土混合结构,纷纷应用了伸臂为核心的结构加强层处理方法。伴随着工程实际应用的同时,国内外研究人员开展了对伸臂结构的研究和理论分析。总的来说,对带伸臂的框架—筒体结构的研究主要集中在伸臂层最优数量和最优位置的问题上,对结构稳定性方面的研究涉及较少。在对双重抗侧力结构体系稳定性分析的基础之上,进行对带伸臂的框架—筒体结构体系的稳定性研究,可以进一步认清带伸臂的框架—筒体结构体系的受力特性,并对工程设计应用提供一定的帮助。 本文研究了顶部带伸臂的框架—筒体结构体系的弹性有侧移稳定。主要做了如下几个方面的工作: 对伸臂位于顶部的单层框架—筒体模型进行分析,提出了等效转动约束的概念和转动约束刚度的表达式。对边框柱两端不同约束条件下的几类模型进行了精确位移法求解,得到了结构有侧移失稳的临界荷载值。利用伸臂刚度远大于普通梁柱的特点,提出了核心筒—伸臂结构抗侧刚度与框架抗侧刚度相加的结构抗侧刚度计算原则,并根据负刚度理论,获得了结构稳定承载力的近似公式,同精确解进行了比较。对伸臂位于项部的两层框架—筒体模型进行精确位移法分析,得到了结构有侧移失稳的临界荷载精确解。利用二阶效应等效的原则,提出将中间层荷载等效为柱顶荷载的近似折减方法,提出结构稳定承载力的近似公式。对伸臂位于顶部和中部的双伸臂结构简化模型进行了分析,利用力法求得了结构的抗侧刚度,提出了针对不同简化模型,竖向构件等轴力条件下的结构稳定承载力的近似公式。并利用ANSYS进行验证。 从伸臂结构整体分析角度出发,推出了顶部带刚伸臂的框架—筒体单伸臂、双伸臂简化模型的等效抗弯刚度和抗剪刚度。提出结构稳定承载力近似公式,同ANSYS分析结构进行比较,说明了各构件在符合实际相对刚度条件下,近似公式有着一定参考作用。