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。

考虑错层影响的某大型综合体地下室顶板受力分析

由于建筑、机电、景观专业需求,建筑地下室顶板室内外高差较大,产生错层,这在实际工程中非常普遍。针对上海市某大型商业综合体项目中的地下室顶板错层情况,采用通用有限元软件对比分析地下室顶板错层与否对地上单体结构整体指标的影响,研究地下室顶板错层处梁加腋处理对地下室框架受力的有利作用,计算分析考虑错层后地下室顶板在地震和温度作用下的内力,并提出相应的加强措施,以期为类似工程提供参考。

基于GA-BPNN代理模型的混合式黏滞阻尼器构造优化

采取CFD(computational fluid dynamics)数值模拟和基于代理模型的优化方法,研究混合式黏滞阻尼器在多参数设计空间内的构造参数优化问题。首先,分析黏滞阻尼器参数对力学性能的影响规律,基于正交试验理论选取间隙宽度、缸体内径、活塞厚度、阻尼孔直径为关键参数,利用优化拉丁超立方设计和CFD数值模拟获得初始样本点耗能性能指标;然后,使用遗传算法(genetic algorithm,GA)和反向传播神经网络(backpropagation neural network,BPNN)的方法构建代理模型,其能够准确反映构造参数耗能性能指标和构造参数之间的繁复关系。进一步地,循环更新GA-BPNN代理模型并结合非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-II),以最佳耗能能力为目标,实现在全设计空间内的寻优,确定在典型阻尼介质黏度下双出杆混合式黏滞阻尼器的最优构造参数。最后,探讨了构造参数对黏滞阻尼器流动性能的影响机理。研究结果表明,优化双出杆混合式黏滞阻尼器构造参数在选用基于GA-BPNN代理模型的优化方法时,可有效提高计算效率且具有较高预测精度。从性能指标提升角度,全黏度下最优构造参数阻尼孔直径、活塞厚度、缸体内径和间隙宽度分别为1.31 mm、120.78 mm、199.87 mm、0.5 mm,相较于基准构造,最大阻尼力和能量耗材比分别提升33.8%和64.8%。该方法可为黏滞阻尼器构造参数优化及相关研究提供参考。

基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估研究

针对位移抗震性能设计的不足,现行规范采用构件损伤程度补充评估结构的抗震性能,但对于型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)框架结构,其在各性能水平下的损伤构件比例未有明确规定。在此背景下,提出了SRC框架的构件性能状态与结构性能水准的对应关系,建立了基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估方法。对不同高度和抗震设防烈度的SRC框架结构模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),明确了结构的层间位移角和构件损伤分布,通过统计多条地震波下结构不同极限状态的构件破坏比例,建立用于体型规则SRC框架结构抗震评估的构件性能指标,并进一步采用地震易损性分析对结构抗震性能进行了评估。

某带穿层斜柱双筒体超限高层结构设计

仁恒世纪大厦为框架-双筒体结构,建筑高度198m,结构平面呈哑铃状,属于具有扭转不规则、楼板不连续、局部不规则(局部穿层柱、个别构件错层)、斜柱托换等一般不规则项的超限高层建筑。介绍了工程结构特点和整体抗震性能化设计过程。论述了嵌固端选择、多角度地震输入、跨层斜板及穿层斜柱受力分析等设计重难点。结果表明:本工程采用的框架-双筒体结构具有良好的抗震性能;设计时将绝对嵌固端和名义嵌固端均设置在基础顶是合适的;塔楼双筒体布置并未导致明显的强弱轴,多角度地震输入的结构响应接近;裙楼跨层斜板对结构整体受力影响较小;穿层斜柱不会发生屈曲稳定破坏,通过构造加强后斜柱拉梁的设计安全可靠。

超高层建筑结构设计要点分析及优化实践

为解决超高层建筑设计中的建筑挑战,本文综合介绍了超高层建筑的结构概述、基础设计以及建议。分析了如何确保结构稳定性、考虑荷载特点、抗震设防烈度设计、结构舒适度设计等关键问题。提出了结合BIM技术优化设计、自重优化、风荷载优化和抗震设计优化等具体建议。最后,通过450m高的多功能超高层建筑案例分析,展示了这些建议在实际工程中的应用效果,得出了通过综合考虑多方面因素和采用先进技术可以有效提高超高层建筑性能和安全性的结论。

既有建筑结构抗震加固技术研究综述

城市更新(建筑改造加固)是城市发展转型升级的重要途径。文章介绍了既有建筑抗震加固的重要性、传统与新型抗震加固技术、抗震加固新理论,并探讨了新型抗震加固技术应用在安徽省的工程案例等。最后,对既有建筑结构抗震加固技术未来发展方向做出展望。

隔层悬挂楼盖的新型抗震结构体系设计

为了解决城市化推进和高楼大厦涌现所带来的抗震需求,本文介绍一种创新的隔层悬挂楼盖抗震结构体系的设计理念和特点。分析城市化和高楼大厦发展所带来的抗震问题,提出柔性连接和耐震支撑的应用,以及多层次减震设计和变形控制技术的综合运用,最终得出本文设计的新型结构体系在地震环境下表现出色,加以应用可满足城市化和高楼大厦的抗震需求的结论。

高层建筑剪力墙结构优化设计分析

针对高层建筑中剪力墙结构设计的优化问题展开深入分析。概述剪力墙结构设计的重要性及特点,从工程实践出发,诊断并解决设计过程中遇到的问题。采用加强结构均衡设计、优化结构方案、配筋、连梁以及楼层剪力和层间位移比调控的策略,通过实证分析验证了改进措施的有效性。不仅提升了剪力墙的承载力和抗震性能,还实现了施工成本的优化。

高层住宅剪力墙结构方案设计及工程应用

针对高层建筑剪力墙方案设计中的墙肢过长、结构布置不合理的问题,结合某高层住宅楼项目,分析剪力墙的设计方案及工程应用。剪力墙的合理布置影响建筑结构的刚度、强度和抗震性能,应遵循均衡、连续、整齐的原则布置剪力墙,尽量将剪力墙设计成T形、L形。在保证刚度和强度的前提下,对剪力墙布置方案进行优化,减少不必要的墙肢长度。有限元分析数据表明,经过优化后的剪力墙布置方案,最大顶点位移明显减小,层间位移角和层间位移也得到不同程度的降低,各层的剪力明显降低。

装配式建筑基础结构造型对比分析与BIM应用——以某装配式钢结构高层住宅为例

本文结合装配式建筑建设现状,对其常见的条形基础结构、独立基础结构、筏形基础结构以及桩基础结构造型进行分析,并总结装配式建筑结构选型时的基本参考原则。在确定好建筑结构选型要求后,文中以装配式钢结构高层住宅建设为分析对象,对BIM技术在预埋地脚螺栓定位安装、钢柱安装等方面的应用展开深入探究。希望为提高装配式建筑结构的稳定性、可靠性提供参考。

透水式接岸新结构波浪荷载受力特性研究

采用局部整体波浪物理模型试验,对大连湾海底隧道北接岸透空新结构方案实施后的区域波浪场分布变化以及透水式接岸结构的受力特点进行了研究。试验研究了底部开孔隧道结构在不同水位及波浪组合下水平方向和垂直方向的波浪总力。试验结果表明最大水平力和最大浮托力并未同步出现,水平力大小多与入射波高相关,浮托力波高仅为影响参数之一,水位变化也是重要的影响因素。目前国内对于类似结构的受力研究处于空白状态,相关研究成果可丰富该领域的研究内容,并为这种新型结构的设计提供数据支持。

多塔大底盘RC框架隔震建筑抗震韧性设计研究

以位于Ⅷ度区(0.3 g)的某多塔钢筋混凝土(Reinforced Concrete,RC)框架建筑为研究对象,对其进行了大底盘隔震设计,研究了在设防、罕遇地震作用下3个塔楼的动力响应,并基于韧性评价标准对该隔震方案展开了2个地震水准下的抗震韧性评价。结果表明:隔震后结构基本周期延长至原来的3倍,降低了地震作用,有效控制了上部结构的地震响应。楼面绝对加速度的显著控制基本消除了加速度敏感型非结构构件的损伤。结构构件以及位移敏感型非结构构件的修复费用主导了建筑的修复费用。建筑的修复时间由阶段Ⅰ中结构构件的修复时间控制,此隔震方案下建筑的抗震韧性等级达到了三星。

浅谈带转换层的高层建筑结构设计分析

本文通过了解高层建筑结构的梁式转换层、桁架式转换层、箱式转换层三种转换层形式,对某带转换层的高层建筑结构设计方案展开探讨,明确设计要求,提出核定抗震等级、确定结构横竖布局、设计转换层、设计转换梁的具体要点,保障带转换层的高层建筑结构具有可靠性,提升高层建筑质量,促进高层建筑工程的发展。

带柱帽密肋框架核心筒结构在高层建筑中的应用及抗震性能分析

某项目为一钢筋混凝土框架核心筒结构,为了达到业主的净高,在核心筒区域外的所有区域采用了密肋梁+柱帽的结构,此种结构在地震工况下的抗震性不同于常规梁板结构,需要对柱帽及密肋梁进行详细的分析计算。目前的计算软件能够验算在小震下考虑不平衡弯矩作用时柱帽抗冲切承载力,但是还没有软件验算柱帽在中震和大震工况下的承载力。针对此种新类型的结构,对柱帽节点进行中震和大震下的受力分析,得出此种结构在大震下应具备的抗震性能。

分析超高层建筑结构设计方法及注意事项

由于我国人口数量始终处于世界前列,可使用土地面积在缩小,超高层建筑逐渐走进人们视野,通过垂直建设,可以在有限的地面面积内建设更多的建筑面积,利用地面资源更高效。文章基于超高层建筑的工程项目,总结出优化设计地基基础、应用钢筋混凝土核心筒结构、加强合理的桩基设计、科学挑选结构抗侧力体系等超高层建筑结构设计方法,并提出在结构设计中的注意事项,分别是在地基建设时注意选择合适的承载力、保障复杂节点钢筋的牢靠性、明确混凝土阻尼比和施工过程、注重超高层建筑的结构延性,进而保证超高层建筑更加可靠、安全。

采用不同连接方式的外挂UHPC幕墙钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

为研究超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,简称UHPC)幕墙与主体结构间不同连接方式对结构抗震性能的影响,提出了适用于UHPC幕墙的新型柔性连接和耗能连接方式。设计了4种单层单跨钢筋混凝土框架结构,分别为UHPC幕墙采用柔性连接、耗能连接和刚性连接方式的框架结构及不含幕墙的纯框架结构。利用有限元软件ABAQUS对4种结构进行了静力推覆分析和弹塑性时程分析,对比研究其在水平地震作用下的损伤机制以及动力荷载作用下的抗震性能。结果表明:4种模型中主体结构的最终损伤模式一致,均在梁端和柱脚出现塑性铰;幕墙与主体结构采用刚性连接时,连接节点处螺栓发生破坏,连接附近的墙板及框架梁损伤严重;采用柔性连接和耗能连接方式时,连接节点处的墙板和连接螺栓均保持完好。弹塑性时程分析结果表明:采用耗能连接方式时,水平地震作用下主体结构的损伤状态较轻,结构在3条地震波作用下的位移响应相比柔性连接模型减小了24.8%、32.9%和36.5%,减震效果显著。

CFRP加固技术在高层建筑混凝土结构加固中的应用

对高层建筑混凝土结构进行加固是提高混凝土结构力学性能、确保建筑结构耐久性的重要手段。为了寻找一种轻质、高强、耐腐蚀的加固方法,探讨CFRP加固技术在高层建筑混凝土结构加固中的应用范围、应用步骤以及应用要点,并通过应用案例对其有效性和可靠性进行验证。应用效果表明:结构的屈服强度显著提升,屈服位移显著降低,结构整体耐久性更高,可为高层建筑的安全运行提供可靠保障。

某6度区高层建筑沿高度逐渐收进偏置的结构分析

随着高层建筑的广泛设计和建造,建筑体形逐渐出现多样化、复杂化,其中就有塔楼沿高度逐渐收进偏心布置的高层建筑,此类结构与一般的塔楼偏置或多塔结构的受力性能有所不同。由于塔楼偏置主要工作是控制和解决其扭转效应作用的影响,故通过多种模型假定计算,分析了某6度区塔楼沿高度逐渐收进偏置的高层建筑的扭转效应随塔楼偏置程度、收进的高度等因素的影响,进行受力剖析,找出其楼层扭转位移比偏大的原因,并针对以上不利影响提出了相应的加强措施,为其他类似的塔楼偏置高层建筑的结构设计提供参考。

某景观塔结构设计分析

本项目通过核心筒外挑楼梯及屋面景观平台,存在扭转不规则、尺寸突变、竖向构件不连续等超限项,设计过程中合理地将钢筋混凝土核心筒、钢结构、型钢混凝土等多种形式融为一体,并介绍了核心筒外挑螺旋楼梯、大跨度悬挑、舒适度等设计难点以及所采用的构造加强措施。结果表明,通过合理地结构布置、详细的分析、合理地构造措施以保证结构设计的安全可靠。