乌兹别克斯坦9度区某超高层建筑结构设计与优化

对于9度设防地区的超高层建筑,其结构设计基本由地震作用控制,因此抗震设计尤为重要。建筑消能减震技术可在提高结构地震安全储备的同时,降低整体工程造价,是结构优化设计的有效措施。对位于9度区的超高层建筑进行了结构方案选型对比、结构方案优化、减震设计方案比选、剪力墙内嵌钢板优化。结果显示,钢骨混凝土框架⁃核心筒方案相对于钢框架⁃支撑方案具备更高的成本优势;框架⁃核心筒方案可通过精细化设计作进一步优化;在此基础上,对钢骨混凝土框架⁃核心筒方案采用两种消能减震方案进行比选,结果表明,采用黏滞阻尼器方案的结构抗震性能明显优于采用黏滞阻尼墙方案;最后通过增大剪力墙竖向分布钢筋配筋率,对低区核心筒墙肢中的内嵌钢板进行了优化。

四塔支承超大直径圆环复杂结构设计

上海临港新片区新建一幢地标建筑,该建筑为四幢46.8 m高的塔楼支承一个直径150 m、高度8.6 m的超大直径圆环,结构复杂。结构主要特点是超大直径圆环内侧采用倒三角形空间桁架、楼面梁采用变截面悬挑钢梁,四幢塔楼采用钢框架-屈曲约束支撑-屈曲约束钢板墙结构体系,超大直径圆环和四幢支承塔楼之间采用一个对角铰接、另一个对角滑动支座加黏滞阻尼器的连接方式。由于建筑师的要求,超大直径圆环横截面为外侧开口的C形截面,如何克服圆环外侧开口带来的扭转作用是设计难点。主要进行了支承塔楼的结构设计和计算分析,超大直径圆环的结构选型和抗扭性能研究,圆环和支承塔楼连接设计,支承塔楼和圆环组成的整体结构计算分析,整体结构大震下弹塑性时程分析。设计和研究成果可为圆环结构、多个塔楼共同支承一个上部结构等类似工程设计提供借鉴。

基于IFC的结构BIM模型创建和数据管理技术研究和实现

结构计算模型与BIM模型的融合是实现BIM在结构工程中全面应用的关键环节,本文研究钢筋混凝土结构计算模型的数据格式,根据计算模型中的构件数据和配筋数据分别生成包含混凝土构件和钢筋的IFC模型,并基于分布式数据库存储完成IFC模型合并以及数据管理的相关技术。基于本文研究成果和开发的相关软件,可以由结构计算模型生成准确的结构BIM模型,该模型可应用于碰撞检测、工程量统计、施工图生成等场景。通过项目应用验证了本文方法的有效性。

9度区某超高层结构抗震与减震设计研究

乌兹别克斯坦某银行大厦,结构高度147.1 m,9度抗震设防,采用钢筋混凝土框架-核心筒体系和组合减震技术。详细论述了该工程的体系选择、抗震和减震设计中面临的技术挑战,以及采取的应对措施。研究表明,9度区超高层结构采用钢筋混凝土框架-核心筒体系时,纯抗震体系无法满足水平位移限值以及构件承载力控制要求,为此采取了组合减震技术,即悬臂桁架黏滞阻尼器减震与金属连梁阻尼器减震措施,分别解决不同地震水平下的整体结构和构件设计问题,通过计算明确了减震措施所能达到的效果。另外,对9度区超高层减震效率和减震产品吨位等关键问题进行了讨论。通过制定合理的性能指标,并对抗震和减震措施进行充分优化和论证,最终保证了结构在不同阶段的性能满足设计要求。

异型混凝土壳体大跨屋盖整体稳定分析研究

针对异型钢筋混凝土壳体结构在整体稳定的计算分析方法、荷载因子限值等方面存在的问题,开展了理论和实践研究。提出了采用通用有限元程序Abaqus进行考虑混凝土强度破坏的壳体稳定分析方法,并探讨了大型混凝土壳体强度破坏和失稳破坏相互耦合时的合理安全因子,建议该系数可取为2.0。最后以大同大剧院项目为案例进行实践研究,结果表明该屋盖结构以材料强度破坏为主导,综合安全系数满足要求。本文采用的分析和评价方法对其它类似结构具有参考意义。

复杂仿生结构设计中的CAD/CAE技术应用

大型复杂仿生建筑的结构设计相当复杂,先进CAD/CAE技术逐步应用到建筑工程领域,对于复杂仿生结构设计中难题的解决方案具有独特的优势。本文在上海喜玛拉雅项目当代艺术中心的结构设计中广泛采用虚拟仿真技术,利用CATIA建立三维复杂曲面模型,使用HYPERMESH进行网格离散,然后导入到ANSYS/SAP/ABAQUS中进行不同需求的结构分析,较好地完成了结构设计,对类似的复杂仿生结构设计具有重要的参考意义。

空间曲梁单边悬索桥扭转效应的设计处理

上海国际旅游度假区空间曲梁单边悬索桥采用单侧悬吊的空间悬索结构,主桥单侧吊挂在悬索上,而副桥又单侧悬挂在主桥内侧,有造成结构整体向内侧翻转的趋势。通过对曲线桥的扭转效应进行分析,并采取一系列有效的结构抗扭措施,最终顺利地完成了施工,可为同类型桥梁结构体系的施工提供借鉴。

某历史保护建筑抗震性能提升的探索和研究

对于建造年代较早的优秀历史建筑,由于早期材料强度低以及理论认知的局限性,结构整体抗震性能较差,使用传统加固方法提高建筑物的抗震性能与文物保护存在较大冲突。结合结构顶升工艺恢复建筑历史原貌,通过增设隔震支座,显著提高历史保护建筑的整体抗震性能,并通过有限元软件对增设隔震支座后的结构进行了罕遇地震下的非线性动力时程分析,分析结果表明:隔震后的各部分构件均未发生严重破坏,满足罕遇地震下不超过"中度损伤"的抗震性能目标。大幅减少结构加固对重点保护区域的影响,使文物建筑重焕光彩,满足现有使用功能的需求。

结构与地基介质相互作用分析的远区解析模拟

对结构与地基介质相互作用分析中地基无限远区提出了一种解析解模拟方法,这一方法相比于现有人工边界及无限单元方法,既可反映无限介质特性,又不需增加任何计算工作量,具有简便、精确的特点,便于工程应用。

高层建筑气动模型的模态形状修正

推导了通用的适于高层建筑任意风致响应的模态形状修正公式，并与国外文献中的一些重要结论进行对比，澄清了文献中应用着的错误概念和令人误用的结论。给出了特别适于规范应用的等效风荷载的修正方法。修正方法适用于顺风向、模风向和扭转响应。

高层建筑风致动态响应中的背景响应

本文研究了高层建筑风致动态响应中的背景响应。首先推导了结构风致动态背景响应的计算公式，然后在此基础上指出了传统的计算高层建筑风致动态响应方法的实质和适用条件，并给出了本文方法与传统方法对比的算例。研究表表，当背景响应占结构的整个动态响应的比例较大时，用传统方法计算高层建筑的背景响应将产生不能忽视的误差。

径向波形单层网格阳光顶结构分析与设计

采用局部建模计算和整体建模计算相结合的方式,对径向波形单层网格阳光顶进行了结构分析。根据排水要求确定波谷积水荷载,根据玻璃幕墙要求确定钢网格大小。局部采用三角形网格,提高了结构承载力和刚度,减小了阳光顶的挠度。通过增加钢柱数量,减小钢柱直径,提高了结构抗震性能和稳定承载力。整体稳定分析考虑了材料非线性、几何非线性和初始几何缺陷,初始几何缺陷计及1~4阶屈曲模态的正负向。采用直接分析设计法解决钢柱长细比超限问题。通过局部模型和整体模型的对比,评估整体结构对阳光顶的影响。结构分析表明径向波形单层网格阳光顶在结构上是可行的。

消能减震技术在某文物保护性建筑加固工程中应用

既有建筑应用耗能减震技术加固,不但可减少加固费用,降低施工的复杂度及不确定性,并可大大提升旧有建筑物的抗震能力,以符合加固抗震标准。由于文物保护性建筑有其特殊的文化保存价值及历史意义,所以其结构的抗震加固上有很多限制及不便,进而影响加固工程的品质及加固效果。主要讨论应用消能减震技术于某文物保护性建筑的抗震加固工程中,配合文物保护的标准、建筑功能的需求进行消能结构的抗震加固及优化设计,使该文物保护性建筑的整体抗震性能得到了提高,达到规范规定的抗震设防要求。

悬浮在湖面上的飘带——迪斯尼湖畔公园景观人行桥项目设计

上海迪士尼主题乐园是位于浦东新区川沙黄楼镇的上海国际旅游度假核心区，是中国第二个、世界第六个迪士尼主题公园。湖泊边缘景观项目作为主题乐园周边的附属公园，位于主题乐园东南侧，环绕度假区中心湖泊外圈。中心湖泊作为度假区的亮点，通过合理的规划布置、环湖绿化景观的营造以及基础设施的建设，自然衔接各功能区域，并为游客创造出独特、舒适、迷人的室外湖滨休闲场所。

九度区乌兹别克斯坦某银行超高层结构设计

乌兹别克斯坦某银行总部大楼位于其首都塔什干,处于9度抗震设防区,建筑总高度为135.1m。综合考虑造价、工期、材料供应等因素,采用了带有阻尼器的钢骨混凝土框架-核心筒结构体系,在设备层结合悬臂桁架设置了黏滞阻尼器,在部分楼层的连梁中设置了连梁阻尼器,在部分剪力墙和框架柱中设置了钢板或钢骨。进行了结构超限分析,提出了结构的抗震性能目标;描述了结构弹性分析的主要结果。针对黏滞阻尼器和连梁阻尼器进行了结构减震分析,阐述了阻尼器的减震效果。结合钻石形钢屋顶的空间形状选择了合适的结构方案,描述了钢屋顶结构设计中的关键问题。最后,介绍了整体结构的大震弹塑性分析结果。

麦莎台风作用下金茂大厦风荷载特性与风致响应研究

实测数据是所有结构抗风研究的基础,以2005年麦莎台风下实测位移响应为基础,反演计算台风作用时的等效静力风荷载,通过对比风洞试验结果,对金茂大厦在强风作用下的响应及等效静力风荷载进行了较全面的分析,并对风剖面、阻尼比等响应风荷载的参数进行讨论,以此检验金茂大厦设计中所采用的抗风设计参数的合理性,通过实测数据的研究分析为超高层建筑抗风设计提供参考意见。

上海宝矿国际广场扭转风荷载分析及结构抗风设计探讨

高层建筑扭转风荷载是一个常常受忽视的因素,截面形状、周围建筑干扰度对扭转风荷载产生影响。针对上海宝矿国际广场办公楼平行四边形截面的超高层建筑,采用数值模拟和风洞试验方法,对该高层建筑的扭转风荷载进行详细的研究,分析得知平行四边形截面形状在一些风向下产生的扭转偏心率超过0.25,周围建筑物的干扰会严重影响扭转风荷载的大小,因此抗风设计应考虑风的扭转效应。

大同大剧院异形混凝土壳体结构设计

国内异形结构的设计刚刚起步,以山西大同大剧院为工程背景,对结构设计过程中的一系列难点展开深入研究及分析,论证其大跨度异形壳体结构设计的合理性及可实施性。大同大剧院异形混凝土壳体形状如"山"字形,屋面波澜起伏,最大跨度约50m,厚度300mm。落地壳体、剧院框架、门厅内2个混凝土异形筒柱成为屋面壳体的主要竖向承重构件。对本项目做了风洞数值模拟试验以确定风荷载取值;利用ABAQUS有限元软件分析异形混凝土壳体的稳定性及罕遇地震作用下主要构件的性能指标;利用ANSYS有限元软件对大体积混凝土连续浇筑产生的收缩、徐变进行分析;利用MIDAS/Gen有限元软件分析异形混凝土壳体的温度应力及内力。上述分析有效地保证了结构的整体安全性。

上海证大喜马拉雅艺术中心结构设计

上海证大喜马拉雅艺术中心项目外形独特,其中树状仿生建筑在国内外少见。本文结合该工程结构设计的特点,介绍了该工程各部分采取的设计方法和采取的结构抗震措施。由于目前国内尚缺少大型仿生结构的抗震设计经验,且酒店部分存在高位结构转换,本工程对酒店进行了结构振动台试验,并采用ABAQUS进行了整体弹塑性分析,分析和试验结果比较吻合。本工程的结构设计可为同类建筑结构的设计提供借鉴作用。