套索式黏滞阻尼器位移放大系数合理取值和布置优化

针对刚度较大、层间位移较小的超高层剪力墙结构,黏滞阻尼器采用套索布置在避难层中,其放大系数的取值和布置方式仍存在不足。套索连接是位移放大装置,通过放大阻尼器轴向行程来提高阻尼器的耗能能力。从几何分析的角度出发,对反向套索连接阻尼器的结构减振率和布置优化进行探讨:推导了反向套索连接阻尼器轴线最大位移的解析式,对比不同布置高度、不同放大系数的套索连接下结构的动力响应。当布置框架跨度过大时,通过设置悬挑桁架的反向套索连接,对比设置前后结构的动力响应。研究结果表明:套索系统效率与布置框架的高度、跨度有关,按角度确定的理论放大系数与结构减振率并不成正比。与原方案布置相比,优化布置后的结构减振率更高。优化方案在实际工程中均得到验证,即合理选取套索放大系数和布置方式能更大化地提高结构的附加阻尼比。

上海软土单层地下室大面积换撑基坑变形特性实测分析

上海某医院项目东大型地下室单层层高达8.5 m,其不规则基坑共设置两道混凝土支撑,在拆除第一道混凝土支撑,对地下室顶板进行施工之前,需要实施大面积换撑施工作业,避免出现基坑围护结构悬臂过长的情况,为此需在施工期内开展全面监测。监测项目包括基坑围护结构侧移、围护结构外侧土体侧移、围护结构顶部位移、立柱回弹、支撑轴力以及坑外承压水水位等内容,重点分析了基坑开挖换撑过程中的围护结构变形、内力发展趋势。结果表明:高大单层地下室基坑的换撑作业有助于基坑围护在失去第一道支撑后的变形收敛,但过程中基坑围护变形较大,仍需密切监测;基坑坑外弃土可能引起土体固结,围护桩行为由回弹转换至沉降,在坑中立柱持续回弹过程中,混凝土支撑不均匀变形加剧,次应力增加,进而影响基坑稳定性。

高烈度地区超高层结构方案研究

针对高烈度地区超高层建筑的结构方案,以西安市万博商业综合中心项目中的250m超高层建筑酒店为例。在方案阶段,依据不同结构体系在安全性、适用性以及经济性上的对比,最终采用型钢混凝土柱+钢梁+混凝土核心筒+伸臂桁架作为本项目的主要结构体系。在深化设计阶段,对比在超高层建筑中采用传统结构体系,即框架-核心筒+伸臂桁架结构体系,和框架-核心筒+伸臂桁架+消能减震结构(防屈曲约束支撑)体系这两种结构体系的整体指标和结构受力分析结果,并且研究了在超高层建筑中不同楼层设置伸臂桁架的部位对结构整体指标和结构受力的影响,最终确定了采用消能减震结构的结构体系作为合理的结构方案。采用抗震性能化设计,对结构进行大震弹塑性时程分析,验证了框架-核心筒+伸臂桁架+消能减震结构体系的抗震性能。通过对高烈度区超高层结构方案的对比研究,使结构方案更加安全、合理。

某邻地铁超大直径圆环撑软土深基坑变形特性分析

以深圳都市茗荟花园(二期)基坑为工程背景,对超大直径圆环撑软土深基坑支护桩侧向变形、地面沉降、支撑轴力等监测数据进行了分析,分析了基坑变形的时空分布特征,探讨了基坑变形与开挖深度、软土厚度的关系,得出下列结论:(1)支护结构的最大变形随着基坑开挖深度的增加而逐步增大,基坑开挖至坑底后,整体变形最大位置位于基坑两侧长边中部采用圆环支撑部位。(2)咬合桩+刚度较大的超大直径环形钢筋砼撑结构应用于软土深基坑中在变形控制及减小基坑工程对周边变形影响等方面均非常有效。(3)随着基坑向下不断开挖,三种方式所反映出的支护结构的最大水平位移量均逐渐增加,但变化幅度有一定的差异。

深圳某240m超高层住宅风振舒适度控制及敏感性分析

深业世纪山谷花园项目为结构高度为240m的超高层钢筋混凝土剪力墙结构住宅,通过在避难层设置套索阻尼器方案可有效降低其顶点(角点)加速度,满足风振舒适度要求。针对套索阻尼器设置在不同楼层、不同的阻尼系数、阻尼指数对风振舒适度的影响进行了敏感性分析;对剪力墙结构因存在主体结构弯曲变形、徐变及套索阻尼器销轴连接间隙、转动、摩擦等对阻尼器性能的不利影响,采用附加阻尼法进行补充分析;针对阻尼器在风振作用时出力、行程离散性较大特点,进行了个别阻尼器失效的影响分析。同时,考虑了阻尼器支撑体系的刚度及耐久性,计算结果均满足现行规范及结构安全性要求。

招商银行总部大厦核心筒偏置超高层结构设计与关键技术研究

招商银行总部大厦是一栋387m高的超高层建筑,采用框架-偏心筒-环带桁架-伸臂桁架结构体系,核心筒偏置于建筑北侧,设5个伸臂桁架加强层。采用合理设计核心筒剪力墙厚度、增设环带桁架等措施,减小了核心筒偏置对结构的不利影响。在伸臂桁架中通过设置屈曲约束支撑(BRB),提高了整体结构的抗震性能。利用屋顶水箱设置调谐液体阻尼器(TLD),减轻了结构风振效应。大跨楼盖跨中增设钢次梁,减小了楼盖人致振动加速度。同时展开了结构整体稳定性、墙体受拉应力控制、长期荷载下的水平位移控制等多项研究,确保了该核心筒偏置的超高层结构的安全,所采取的设计方法和措施可供同类工程参考。

高烈度区某大型商业中心结构设计

某大型商业中心项目抗震设防烈度为8度,采用钢筋混凝土框架结构,建筑功能复杂且存在多项结构不规则。为了提高建筑的抗震性能,并减小结构构件截面,采用消能减震技术。通过对不同消能减震方案的对比分析,最终选取屈曲约束支撑(BRB)作为消能部件。采用抗震性能化设计方法,对整体结构进行了振型分解反应谱分析、弹性时程分析、动力弹塑性时程分析和各种专项分析,各项计算结果均能满足规范要求,结构构件均能达到预设的性能目标,BRB在中大震作用下具有良好的消能减震效果,整体结构具有良好的抗震性能。

液体黏滞阻尼器在超高层结构上的抗震抗风效果和经济分析

为了保护地震及大风环境下的高层和超高层建筑,加设液体黏滞阻尼器是目前被工程界广泛认同、发展最为迅速、最为有效的结构振动保护方案。综合介绍国内外安装液体黏滞阻尼器的7座高层建筑,对阻尼器的安置方式、减振结构的抗震(振)效果、相关规范以及经济性进行评述。其中墨西哥Mayor大楼、美国波士顿大楼是世界工程界成功应用耗能减震装置的经典案例,银泰中心、盘古大观是我国首批使用阻尼器进行减振控制的超高层建筑,对这些工程采用的计算分析方法,结构抗震设计进行汇总,并提供相关建议和意见,供设计者参考。近期美国几位学者在一座42层钢筋混凝土结构的概念设计中,提出采用阻尼器替代剪力墙体系进行抗震设计的理念,对这一高层建筑工程的抗震新方向进行介绍,引为参考。

采用BRB伸臂桁架的某超高层钢结构抗震性能分析

位于8度区某高度为280m超高层钢结构采用内外筒方钢管混凝土框架-中心钢支撑(部分防屈曲支撑BRB)-伸臂桁架-环带桁架结构体系,共设置了863根普通钢支撑,并在结构底部加强区部分斜撑处和伸臂桁架腹杆处一共设置了104根防屈曲支撑。通过有限元法对普通钢支撑拉压不对称进行分析模拟。结果表明初始几何缺陷对普通钢支撑轴力的影响较大,长细比越大受压承载力下降越显著。采用ABAQUS对该结构进行了动力弹塑性时程分析,对结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了论证分析。结果表明,该结构满足"大震不倒"的抗震设防目标。

超高层结构伸臂桁架安装时序分析与控制方法

以深圳京基金融中心为原型,对Z形和V形两种典型伸臂桁架进行多种安装方案分析,研究单个伸臂桁架随施工进展的附加内力发展规律及其不同安装时序时的相互影响。结果表明,在任意确定的施工段内,不同连接方案下单个伸臂桁架附加极值应力发展规律基本不变,多个伸臂桁架的影响结果可由各自影响结果叠加得到,且安装时彼此之间相互影响很小。最终给出伸臂桁架连接时刻与最大附加应力关系曲线,给出以附加应力为控制目标的合理安装时序分析控制方法,并通过算例验证方法的有效性。最后,通过京基金融中心伸臂桁架安装全过程监测,验证理论分析的可靠性,相关控制分析方法可用于同类超高层结构伸臂桁架合理连接时序的确定,指导施工过程。

高层建筑中伸臂桁架的耗能性能研究

伸臂桁架是超高层结构中的关键构件,改善其耗能能力对提升结构的抗震性能具有重要意义。常见的伸臂桁架形式主要有普通支撑型伸臂桁架、屈曲约束支撑型(BRB)伸臂桁架和阻尼型伸臂桁架等。该文从框架-核心筒-伸臂桁架结构体系入手,对普通支撑型、屈曲约束支撑型和阻尼型伸臂桁架的受力性能和耗能性能进行了研究。结果表明,结构采用不同的伸臂桁架会对其在地震作用下的地震能量输入和耗能分布产生一定影响。和普通支撑桁架体系相比,屈曲约束支撑型和阻尼型伸臂桁架结构体系具有更好的耗能性能。此外,在对核心筒的损伤程度控制方面,阻尼型伸臂桁架的作用更加明显,而在整体结构的位移响应控制方面,BRB伸臂桁架的效果最好。

巨型钢框撑—混凝土核心筒结构的性能分析

巨型钢框撑—钢筋混凝土核心筒结构是由巨型钢框架、巨型支撑、钢筋混凝土核心筒和伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。为了研究这种新型结构体系的性能,首先建立了巨型钢框架—钢筋混凝土核心筒结构模型,在此基础上分析了不同形式的巨型支撑以及去除巨型梁下层次柱对结构模态、侧移及内力的影响。结果表明:设置巨型支撑可以有效提高结构抗侧刚度,减小楼层侧移与层间位移角,增加外框架所承担的竖向荷载、剪力和弯矩,X型支撑形式优于倒V型支撑。移除巨型梁下层次柱后,结构整体刚度下降,侧移增大,但对结构底部剪力和弯矩的分配影响不大。

混合控制消能减震伸臂桁架上海中心抗震性能研究

在超高层建筑结构体系中,相对于传统伸臂桁架,新型消能减震伸臂桁架能显著提高结构的抗震性能,但同时也存在一些不可避免的问题。屈曲约束支撑伸臂桁架在小震下仅提供刚度不耗能,在中震下屈服耗能有限;黏滞阻尼伸臂桁架因黏滞阻尼器自身最大阻尼力限制,在中震和大震下对结构侧移控制效果不佳。混合控制消能减震伸臂桁架结构综合利用多种消能构件,同时为结构提供足够刚度和附加阻尼,具有更为全面的抗震性能。本文以上海中心为研究背景,研究了混合控制消能减震伸臂桁架结构在各烈度地震作用下的消能减震效果,同时探讨了黏滞阻尼伸臂桁架与屈曲约束支撑伸臂桁架相对数量变化对结构抗震性能产生的影响。将为消能减震伸臂桁架超高层结构体系的进一步研究和应用提供借鉴。

上海软土地区超深大基坑水平支撑受力特性的实测分析和控制

结合上海国际金融中心项目超大体量卸载、超深开挖深度、超长施工周期及分坑顺逆作结合的基坑工程,对顺作区临时水平环撑和对撑体系、逆作区梁板支撑体系的受力特性进行了信息化监测和归纳分析,通过研究季节性温度与实测数据的对应关系,探讨软土地区超深大基坑在顺逆作同步交叉实施条件下多种水平支撑体系的受力特性,提出了超深大基坑水平支撑体系信息化施工的控制建议,以保证基坑水平支撑体系始终安全稳定,并为软土地区同类基坑工程的设计和施工提供借鉴和参考。

与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形及内力特性分析

结合上海软土地区长峰商城逆作法施工超大深基坑的实际工程,建立三维有限元分析模型。通过对有限元计算结果与实测数据的分析比较,探讨与地下主体结构相结合的超大深基坑支护结构变形规律及内力特征。

北京中关村金融中心塔楼钢结构设计计算分析

北京中关村金融中心钢结构主塔楼为国内首座平面和立面均为双曲面的超高层钢结构建筑，建筑面积79318m^2，总高度150m，地下4层，地上35层，采用钢框架-支撑体系，其中层1～4为型钢混凝土结构。曲面上的框架柱随着立面的变化全部采用斜柱。介绍了金融中心钢结构主塔楼分析的结构方案、线性和非线性分析、折线柱的处理、过渡层、梁柱外伸式连接节点等设计中需要解决的相关问题。

应用H-S模型进行巨型深基坑的开挖优化分析

天津滨海新区于家堡金融起步区一期工程,基坑面积约为11万m2,普遍开挖深度约为13-14m,只使用了一道钢筋混凝土支撑,这对整个基坑支护体系的稳定性控制提出了很高的要求,在开挖前就需要对基坑在开挖过程中的变形性状进行预测,判定其对周边环境的影响。本文使用基于Hardening-Soil模型的有限元方法,对比不同开挖步时基坑开挖对周边环境的影响,分析证实了优化方案的可行性,得到的结论可供类似工程参考。

新型逆作法结构型式的设计与应用

本文基于上海由由国际广场基坑工程的成功实践,在常规逆作法基础之上提出了新型逆作法的结构型式,即结构梁板替代水平支撑、结构竖向构件框架柱与临时立柱相结合,但围护结构采用临时围护体的结构型式。创新性地在由由国际广场工程中提出并应用了围护桩与内部结构之间设置型钢混凝土变刚度转换结构、采用变标高首层结构梁板作为水平支撑、在复杂边界条件下设置多个大直径圆环、以及裙楼逆作主楼顺作的成套新型逆作法技术。实施结果表明:新型逆作法在本基坑工程设计中取得了良好的社会和经济效益,为今后类似基坑工程的设计提供了借鉴,并希望该新型逆作法结构型式在工程实践中得到进一步的提高和完善。

超高、超重现浇钢筋混凝土楼板模板支撑体系设计与施工技术

北京奥林匹克公园(B区)国家会议中心工程超高、超重顶板共计13个部位,层高为7.8m～39.8m不等。在该部位顶板模板施工中成功应用了碗扣式钢管脚手架支撑体系,整个施工过程中未出现任何安全及质量事故。

吴江绿地中心超高层塔楼结构设计

吴江绿地中心超高层项目塔楼建筑高度为358m,核心筒从33层酒店中庭开始起分为独立的两个部分,结构体系创新独特,给结构设计带来新的挑战。对该超高层塔楼的主要结构特点进行了详细阐述,介绍了其结构设计的主要过程以及相关抗震设计方法,重点关注了抗震设计过程中的概念设计,解决了加强层设计、交叉支撑设计以及塔冠结构设计等重点问题。分析结果表明,该超高层塔楼结构可满足预定的抗震性能目标,各项结构分析指标均能满足现行规范要求,加强层及交叉支撑等特殊构件受力合理,具有一定的安全储备。