长沙某超高层环带桁架加强层设计与分析

采用环带桁架加强层可以有效的提高整体结构的抗侧刚度。本文以长沙某超高层项目为例,采用周期、刚重比和屈曲因子三个指标衡量结构抗侧刚度,研究了环带桁架不同位置布置、环带桁架截面刚度变化对提高整体结构刚度作用效果的影响,并研究环带桁架截面刚度变化对外框架、核心筒剪力的增大效应的相关性,指出结构整体刚度、外框架总剪力与楼层剪力比、核心筒总剪力与楼层剪力比与环带桁架截面刚度均呈现线性增加—变缓增加—水平不变的三阶段趋势。同时,本文指出,环带桁架布置在塔楼高区对于提升结构刚度效果最为明显。分析了实际项目设置环带桁架后对加强层和上下层的竖向构件的不利影响,并提出相应的解决方案。

超高层钢结构环带桁架施工关键技术

环带桁架是一种超高层建筑结构构件,与加强的上下弦楼板形成“虚拟伸臂”,增加结构的抗侧刚度,减小结构的变形。本文针对超高层环带桁架施工这一难题,依据现场塔吊吊装工况,运用Tekla软件重新对构件进行分块,并对不同构件节点,设计耳板和卡板等固定措施。同时,设计了一种支撑胎架用于桁架安装的临时支撑,采用Midas Gen有限元软件对胎架拆除后桁架竖向变形进行分析。采用间隔焊接的方法来避免桁架应力集中。结果表明,用塔吊吊装、设置临时胎架支撑、高空散拼的施工思路能有效地解决超高层带状桁架施工难题。该施工技术为超高层环带桁架施工提供参考。

超高层建筑结构环带桁架的研究与设计

框架-核心筒结构是超高层建筑中最常用的结构体系之一。当结构抗侧刚度不足时,在设备层设置水平伸臂桁架可以显著增大结构的抗侧刚度,减小结构位移,降低水平荷载作用下核心筒的倾覆力矩。但是传统的伸臂桁架设置会带来一系列问题,例如容易引起结构刚度、结构内力的突变,产生较大的附加内力,连接节点复杂,施工周期长等。而环带桁架加强层可以很好地避免这些问题。在水平荷载作用下,环带桁架加强层核心筒的转动受到加强层楼板的约束,使环带桁架上、下弦所在楼板产生方向相反的移动趋势。由于变形协调,环带桁架弦杆会随着楼板变形,而外围框架柱约束了环带桁架的移动,在外框柱中产生了一对方向相反的竖向力偶,可以有效减小核心筒的倾覆力矩,减小结构的变形,起到"虚拟伸臂"的作用。针对环带桁架的"虚拟伸臂"的作用机理进行了深入研究与分析,利用数值计算模型对环带桁架的位置、高度及环带桁架层楼板的厚度进行了参数化分析,并结合实际工程案例,对考虑"虚拟伸臂"效应的环带桁架的设计提出了合理化的建议,为"虚拟伸臂"在更多工程中的应用提供了理论指导及设计依据。

武汉绿地中心主塔楼异形环带桁架设计研究

武汉绿地中心主塔楼结构高度475m,采用了12根巨柱+核心筒+9道环带桁架+3道伸臂桁架+角部巨柱间支撑的抗侧力体系。环带桁架的弦杆在平面上紧贴弧形的建筑边界布置,在立面上随建筑的形体也有一定角度的倾斜;同时,相邻设备层之间的楼层次结构重力柱也支承于环带桁架上,使其成为中国目前400m以上级超高层建筑中首个兼作次结构转换桁架的空间异形环带桁架结构。通过分别建立ETABS杆系模型与ANSYS整体板壳有限元模型,研究了重力柱作用下空间异形环带桁架在竖向荷载下的受力特点以及相应的结构设计对策;基于空间向量理论并结合建筑需求,研究并建立了空间异形环带桁架的定位设计方法;针对重力柱与环带桁架连接关键节点,开展了节点构造设计,并进行了节点有限元分析;采用拆除构件法对环桁架进行了抗连续倒塌分析,以确保结构有合理的冗余度。目前项目主体结构已经封顶,证明了上述分析、研究及设计对策保障了异形环带桁架及整个结构的安全性。

高层建筑设置环带桁架以及地下室不同约束条件下对结构自振周期的影响

为了深入研究设置环带加强层并考虑土-地下室"虚拟伸臂"相互作用对混合高层建筑内力和变形的影响,文章采用有限元软件SAP2000,对地下室不同约束条件下高层建筑进行了地震作用下的时程分析,研究在地震作用下设置环带桁架并考虑土-地下室"虚拟伸臂"相互作用时对混合高层结构自振周期的影响规律。

超高层建筑环带桁架与伸臂桁架施工方法的应用

超高层建筑环带桁架与伸臂桁架施工方法应用BIM技术进行设计优化和深化,合理对钢桁架分段、确定小拼单元,优化铸钢节点设计、科学确定铸钢节点重心及吊绳布置;进行施工工况模拟,合理确定吊装方案、施工顺序,合理确定伸臂桁架终固时间;采用数字模拟预拼装与工厂预拼装技术控制构件加工质量;采用巨型铸钢节点多点吊装技术,精确调整铸钢节点安装过程姿态,使其快速准确就位;对钢桁架焊接顺序施工模拟,针对性焊接工艺评定,利于焊接应力释放与减少焊接变形。技术先进,节省了工期,降低了施工成本。

超高层建筑结构环带桁架施工安装仿真分析

环带桁架作为现代巨型超高层建筑结构不可缺少的一部分,起着举足轻重的作用,为了分析环带桁架不同安装方法的合理性,以某实际工程为背景,应用ABAQUS有限元软件建立环带桁架模型,对整体吊装法和分段安装法进行不同方案的对比分析,并考虑了安装过程中初始缺陷的影响。结果表明:整体吊装结构的质量较大,对起重机要求较高,安装过程中结构变形较小;初始几何缺陷对桁架的施工力学性能造成一定的影响,当缺陷值达到一定值时,桁架局部屈服,因此建议严格按照相关规范施工,避免缺陷的出现;分段安装过程中,因不同的安装技术路线对应不同的施工应力路径,施工时针对不同的施工方案应采取不同措施应对施工过程中的应力和位移的增大,以免造成施工事故。

超高层建筑环带桁架与伸臂桁架的施工方法

在超高层建筑环带桁架与伸臂桁架施工中,应用BIM技术进行设计优化和深化,通过钢桁架合理分段确定小拼单元,优化铸钢节点设计,确定铸钢节点重心及吊绳布置;通过施工工况模拟确定吊装方案、施工顺序和伸臂桁架终固时间;采用数字模拟预拼装与工厂预拼装技术控制构件加工质量;采用巨型铸钢节点多点吊装技术,通过精确调整铸钢节点安装过程姿态,使构件快速准确就位;对钢桁架焊接顺序进行施工模拟,有针对性地进行焊接工艺评定,有利于释放焊接应力并减少焊接变形,节省了工期,降低了成本。

武汉绿地中心微倾折线型伸臂-环带桁架施工技术

武汉绿地中心结构形式为核心筒+巨型柱+伸臂桁架+环带桁架,主楼外框钢结构由12根巨型柱、18根重力柱、10道桁架、柱间支撑及楼层钢梁构成,其中伸臂-环带桁架共有4道。基于武汉绿地中心微倾折线型伸臂-环带桁架结构特点及其施工工艺,重点阐述了桁架分段分节、高空吊装、超厚板焊接、高空临边安全防护等施工技术。

恒丰·贵阳中心环带桁架的设置选型及其节点有限元分析

恒丰·贵阳中心结构高度349.90m,为提高其外框柱承担的水平剪力及屈服力矩,对环带桁架的设置位置进行了敏感性及经济性分析,对环带桁架节点进行了小、中、大震下的精细化有限元分析。提出了节点分析时边界条件有效性的两种判断方法,确保节点有限元分析结构的有效性;提出了节点相关构件屈服顺序的判断方法,进而准确把握节点相关构件的极限承载力,有效实现"强节点弱构件"的设计理念。

超高层建筑环带桁架与伸臂桁架的施工方法

高度超过300m的超高层建筑常通过设置钢桁架加强层来满足结构抗侧力要求。加强层一般采用环带桁架+伸臂桁架的结构形式。钢桁架加强层结构形式复杂,构件尺寸大,数量多,钢板厚,焊接量大,施工工期长,导致其附加应力控制、焊接质量控制、巨型铸钢节点安装和工期控制等成为施工的难点和重点。通过对超高层建筑环带桁架与伸臂桁架的施工方法进行研究分析,。

天津117大厦环带桁架施工技术

随着超高层建筑高度的不断攀升,巨型结构的应用逐渐增多。环带桁架作为超高层外框架体系的主要受力构件,其也朝着体量更大、截面更大、跨度更长的方向发展。由此带来的构件分段、构件吊装、构件焊接、变形控制等难题凸显,因此对于巨型环带桁架的施工研究显得格外重要。

成都中海天府新区超高层项目结构设计

成都中海天府新区超高层项目建筑高度488.9m,为西南地区已建和在建的最高建筑物。塔楼采用巨柱框架⁃伸臂桁架⁃核心筒结构体系,具有8个环带桁架层和2个伸臂层,无外围巨型斜撑,次框架柱不连续的特点。介绍塔楼结构设计策略,包括结构整体性能参数、抗震性能目标和关键构件的性能水准的设定。阐述基础、环带桁架、伸臂桁架、巨型钢管混凝土柱、角部大悬挑、塔冠的结构布置及设计;进行了次框架结构的防连续倒塌分析以及加强层楼板、水平支撑、斜柱、斜墙等关键构件的计算分析;给出了与巨柱、伸臂相连的关键节点的构造措施以及结构长期荷载效应下的施工模拟结果和处理措施等。结果表明,结构体系及布置合理安全,各构件能够满足预定的性能目标。

临沂金水湾二期超高层结构设计

临沂金水湾二期超高层项目结构高度153.3m,属于高震区超高层超限结构,地上结构采用钢管混凝土框架⁃钢筋混凝土核心筒混合结构,塔楼外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。采用YJK和ETABS两种软件对主塔楼结构进行了弹性分析,并采用PERFORM⁃3D软件进行了动力弹塑性分析。从结构体系、性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述,并对梭形超高层建筑的斜柱设计要点、环带桁架、底层分叉柱以及结构动力弹塑性四个方面进行了详细分析、介绍,最后给出了上述要点的计算结论和构造建议。

常州润华环球中心主塔楼结构抗震弹塑性分析研究

常州润华环球中心主塔楼为总高度300m的超限高层,采用了带加强层的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。采用通用有限元程序Abaqus对该结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,考察结构的整体抗震性能指标,并着重分析了核心筒剪力墙、框架钢梁、钢管混凝土柱、环带桁架、连梁以及楼板等典型构件的损伤破坏程度,为该结构及其他类似结构的性能设计提供参考。

某带大悬挑的办公塔楼结构设计

某办公塔楼采用钢筋混凝土核心筒-大悬挑结构体系,塔楼3层的外围框架柱缺失,导致4~13层核心筒外侧均为悬挑结构,最大悬挑尺寸为19.2m。采用钢筋混凝土核心筒作为竖向抗侧力体系,在4层和9层设置悬臂桁架与环带桁架组成的悬挑转换体系,将上部楼层荷载传递给核心筒。对结构进行了抗震性能化设计,对核心筒关键部位采取了设置钢板、型钢柱、型钢梁等加强措施,大震动力弹塑性时程分析结果表明核心筒具有优良的抗震性能。对悬挑转换体系进行了专项分析,具体包括:核心筒环通钢梁的设计;楼板刚度对悬臂桁架、环带桁架受力和变形的影响规律;对悬挑转换部位楼板进行应力分析,并采取后浇带和铺设钢板的措施;大悬挑关键节点分析等。结果表明,悬挑转换体系具有较高的安全储备。并针对悬挑转换结构的特点,给出了可行的施工方案。

宝能环球金融中心D座塔楼结构设计

合肥宝能环球金融中心D座塔楼地上70层,建筑高度为330m,塔冠约高19m,结构大屋面高度311.4m,采用了带加强层的型钢混凝土框架-核心筒结构体系。本文介绍了该工程结构体系的特点、抗震性能目标、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果以及地基基础的设计,对结构设计中的关键问题进行阐述。

深圳某300m超高层塔楼结构设计

深圳某超高层塔楼建筑高度为300m,结构高度为289m,塔冠高度11m。结合建筑体型及结构受力要求,结构体系采用“稀柱框架-混凝土核心筒-环带桁架”结构体系。根据虚功原理,以风荷载下的结构顶点位移为控制目标,对各个环带桁架的敏感性进行了分析,确定了环带桁架加强层的最佳布置方案。利用环带桁架的“虚拟伸臂”效应可以有效降低核心筒在水平荷载作用下的倾覆力矩,增大结构的抗侧刚度,减小结构的水平变形,并最大程度减小建筑使用功能的影响。对环带桁架加强层楼板的进行了详细的受力分析,并提出了有效的建议及加强措施。

中信城市广场三期B地块办公楼超高层结构设计关键问题分析

中信城市广场三期B地块办公楼主塔采用密柱框架-核心筒+环带桁架混合结构体系,分析了楼板和外框柱剪力传递及斜柱引起水平力对整体结构的影响、环带桁架加强层的传力机理、抽柱转换节点和分叉柱节点受力。当楼板刚度分别取100%弹性刚度、50%弹性刚度、25%弹性刚度和刚性楼板时,分别验证了结构小震弹性、中震不屈服、大震不屈服的扭转承载力,对于此外框柱螺旋布置形式,应增强结构的抗扭转承载力;分叉斜柱的倾斜角度控制在10°范围以内较合适且采用型钢混凝土节点设计。

中信城市广场三期B地块办公楼超高层结构设计

中信城市广场三期B地块办公楼主塔采用密柱框架-核心筒+环带桁架混合结构体系,针对此密柱网混合结构体系的结构特点和性能目标要求进行了抗震性能化设计并分类归纳总结,提出一系列结构加强措施。通过增设适宜刚度的环带桁架加强层从而增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;分叉斜柱角度控制在10°范围以内,采用型钢混凝土节点设计;通过设置钢框梁连接墙肢内嵌型钢暗柱形成整体墙内约束型钢边框可以进一步有效地提高底部和加强层核心筒的延性与增强组合结构整体承载能力。分析结果表明:通过各项措施后结构满足设计要求,整体性能安全可靠。