筒体悬挂结构若干问题分析

以菏泽博物馆新馆项目为背景,从计算方法、构件受力和设计、整体屈服机制等八个方面对筒体悬挂结构体系做了较全面的研究。结果表明:1)计算筒体悬挂结构水平地震作用时无需调整层质量;2)规范底部轴力法、振型分解反应谱法并不适用筒体悬挂结构竖向地震作用计算,考虑最小限值调整后的吊柱设计仍可能偏不安全;3)采用长孔螺栓节点设计能让筒体悬挂结构吊柱在各工况下处于理想轴向拉压受力状态;4)中高烈度区吊柱在大震组合作用下可能受压,有必要复核其受压稳定和承载力;5)吊柱受力在小震阶段为恒、活载控制,大震阶段其恒、活载占比降低,地震逐渐起控制作用;6)合理的吊柱布置除满足建筑条件外,还需兼顾核心筒顶受力,减小筒顶不平衡弯矩;7)核心筒顶上包与否均能实现与屋面悬挂桁架的有效刚性连接;8)合理的筒体悬挂结构屈服机制就是落地核心筒的延性破坏过程,即始于连梁开裂破损,终于筒底墙肢钢筋拉屈、混凝土压溃。

超高层建筑结构体系契合性研究

为了研究超高层建筑外型与建筑功能对结构选型的影响,以两栋低烈度区约400m高的超高层建筑为案例,简要介绍了两个案例的建筑造型、使用功能、构件布置、荷载条件等基本情况;同时,对比了水平荷载作用下,两案例的主要计算结果;最后,将两案例的造价与同地区相似高度建筑的造价进行了对比。结果表明:两案例既满足了建筑使用和立面美观的要求,又满足了结构受力和整体稳定安全的要求,同时均比国内高度相近的超高层建筑具有更好的经济性。说明契合建筑外观与使用功能是结构布置合理性的根本,两者和谐结合方能实现综合最优。

钢筋混凝土类桁架式转换结构的设计与研究

提出了一种新型钢筋混凝土类桁架式转换结构。以番禺天河城为例,阐述了类桁架式转换与传统梁式转换、钢桁架转换的优缺点,并对比分析了这三种转换方案的整体指标和材料用量。除验算其中震安全性、揭示其受力机理外,还对类桁架转换层构件在大震、超大震下的弹塑性损伤做了评估,揭示其屈服机制。通过类桁架转换节点的三维有限元分析,验证其连接可靠性,并提出相应的节点施工措施。研究结果表明:钢筋混凝土类桁架式转换结构具有良好的受力性能,能拓展建筑使用空间,节省工程造价,方便施工,可实现高层框支结构的合理转换。

连体桁架先铰后刚支座的设计与实践

某工程由A、B两个塔楼及空中连体组成,连体跨度约60m,宽度25m。为减少恒载工况下连体桁架弦杆传给核心筒的水平力,使恒载下的弦杆轴力不传入核心筒,同时降低桁架传递给支承柱的节点弯矩,设计了“先铰后刚”的支座节点。分析了该支座对桁架弦杆传到核心筒的轴力的减小效果、支座节点在施工阶段的位移、支座附近后浇带的留设,并对支座节点进行了有限元分析。结果表明“先铰后刚”的施工措施能很好地实现预期效果。

大跨度混凝土楼盖舒适度分析

人行走的频率在1~3 Hz,为避免人行引起共振,所以规范规定楼盖竖向振动频率不宜小于3 Hz。案例为某钢筋混凝土框架-剪力墙结构,混凝土楼盖最大悬挑跨度9.3 m,非悬挑最大跨度24 m,存在竖向竖向振动频率小于规范限制3 Hz的情况,因此需对楼盖补充动力时程分析计算,通过对结构施加人行激励,验算楼盖振动舒适度满足了规范要求。研究结果表明,楼盖的结构设计、振动响应和隔振措施等因素对震动舒适度具有重要影响,选取楼盖振幅最大位置节点进行动力时程分析的方法可行,评价楼盖舒适度的结果可信,得出结论基于竖向加速度作为决定舒适度是否超标的本质标准,对楼盖实施合理的设计改进措施,可以有效改善和保障楼盖的振动舒适度。

RC框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》与《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析(Pushover)方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0～4.5的8栋框架-剪力墙结构进行了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。

某图书馆结构设计与分析

某图书馆项目采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,以平面四周对称布置的4个落地L型剪力墙核心筒及12根大矩形框架柱作为主要竖向抗侧构件,筒间混凝土楼盖最大跨度24 m,筒四周悬挑最大跨度10.5 m,钢屋盖最大跨度41 m,四周悬挑最大跨度25 m。采用带楼板翼缘的薄腹梁、施加预应力、双层板、多跨组合桁架等多种方法解决场馆大跨大悬挑问题。通过抗震性能化设计和楼盖温度、舒适度等专项分析,结合相应构造加强措施,共同保障结构受力安全可靠,达到预设的C级抗震性能目标。

框架-剪力墙结构的框架地震层剪力分配

我国《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》关于框架-剪力墙结构地震层剪力分配的规定是依据设计经验提出来的,并没有考虑框架与剪力墙各自抗侧刚度比值的影响,因而较为笼统,明显欠缺合理性。连续化分析方法中框架-剪力墙结构的刚度特征值是表征框架-剪力墙受力和变形的重要指标。本文采用静力弹塑性分析(Pushover)方法和动力弹塑性时程分析方法对刚度特征值为1.0~4.5的8栋框架-剪力墙结构做了全过程研究,得到了多遇、基本和罕遇地震作用下不同刚度特征值的框剪结构楼层剪力分配,以及罕遇地震下剪力墙刚度退化对楼层剪力分配的影响,并给出了框架层剪力分配公式供设计参考。

加强层伸臂桁架-复式钢管高强混凝土柱节点有限元分析

基于巨型框架-核心筒结构体系中加强层伸臂桁架与巨型框架柱连接节点受力的特殊性,提出一种伸臂桁架-复式钢管高强混凝土柱的连接节点形式,运用ABAQUS软件并结合深圳某超高层结构设计,对该节点展开详细的数值模拟分析。研究揭示了该节点的受力机理,并证明其在传力上的可靠性,可为该类节点在超高层结构中的应用提供参考。

复式钢管混凝土柱弹性轴压组合刚度研究

运用弹性力学半逆解法求得复式钢管混凝土轴压柱的弹性组合刚度解析解,揭示了复式钢管混凝土轴压柱组合刚度较叠加刚度有所提高的原因。通过对解析解的参数分析发现,增大外管厚径比是提高复式钢管混凝土轴压柱组合刚度的最有效方法,提高混凝土强度等级、内管厚径比和内外管直径比次之,而增大钢管强度对组合刚度无影响。

复式钢管高强混凝土柱轴压试验研究

通过20个复式钢管高强混凝土柱试件的轴心受压试验,对其破坏形态、受力机理、刚度和承载力进行研究。结果表明:内外钢管在轴压力作用下同时屈服,从主要承受竖向压力转变为主要承受环向拉力,内外层混凝土因受套箍约束而具有更高的抗压强度;随着等效套箍指标的增大,试件承载力与屈服荷载的比值增大、峰值后曲线趋于水平,破坏形态从剪切破坏转变成腰鼓形破坏;混凝土抗压强度、钢管屈服强度、内外管直径比、外管厚径比和内管厚径比是影响复式钢管高强混凝土柱轴心受压承载力的主要因素。试验结果及有限元分析表明,理想弹塑性本构模型适宜作为钢管混凝土轴压柱中钢管的本构模型。利用非线性有限元分析软件ABAQUS进行有限元分析,其结果与试验结果吻合良好。通过对试验结果的统计分析,提出了复式钢管高强混凝土柱轴心受压承载力实用计算式,可供实际工程设计参考应用。

贵阳未来方舟G7框支转换结构分析与设计

贵阳渔安安井温泉旅游城未来方舟G7为大型商住综合体项目,塔楼与商业裙楼设缝分开。其中裙房采用框架结构,共7层,3栋塔楼为高度180~210m的超高层住宅,采用框支剪力墙结构。塔楼由于高位转换且转换层以上层数较多,结构受力相对复杂。采用ABAQUS对框支转换构件进行三维实体有限元分析,揭示框支转换结构“拉杆-拱”受力机理;通过改变转换层位置,研究框支剪力墙与落地核心筒之间的剪力传递规律;提出两种方便转换梁拉筋贯通锚固的框支转换节点形式,并论证其安全可靠性。对转换梁、框支柱、框支连接节点、框支剪力墙、落地核心筒以及转换层上下几层楼盖等转换结构相关构件进行分析,并采取相应构造加强措施,保障转换结构受力安全,使得整体结构达到预设的C级抗震性能目标。

贵阳国际金融中心1号楼超限高层结构设计

贵阳国际金融中心1号楼为高度375.1m的超限高层建筑,采用带高位转换的钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。在结构方案优选、核心筒剪力墙的轴压比限值、剪力墙内置钢管、结构整体稳定性、57层高位转换等方面均具有独到之处。通过结构稳定、转换层等一系列详细分析以及构造加强措施,可达到预期的C级性能目标要求。

超高密柱框架-核心筒结构的整体稳定分析及应用

贵阳世界贸易中心A塔楼,结构总高度381m,应用内置钢棒的钢筋混凝土框架柱和内置钢管的钢筋混凝土核心筒,形成密柱框架-核心筒结构;针对其“下大上小”的体型,外围采用缓倾斜的外框柱、内部以斜墙过渡实现核心筒向上缩小。对此超高的密柱框架-核心筒结构进行整体和专项的详细分析,作为刚度控制指标的整体稳定满足要求,抗震性能化设计满足规范要求。