外包钢板混凝土组合剪力墙核心筒在千米级摩天大楼中应用与研究

外包钢板混凝土组合剪力墙是在混凝土剪力墙的外部外包钢板,沿墙长方向设置加劲肋板或隔板,形成多个腔体,在腔体内浇筑混凝土,并采用栓钉、加劲肋、隔板等次要构件来加强混凝土与外包钢板的黏接,防止钢板平面外屈曲。以1180 m高的中国建筑千米级摩天大楼为载体,研究外包钢板混凝土组合剪力墙的构造特点、在设计软件中简化措施、设计方法,并进行了试验研究。研究表明,外包钢板混凝土组合剪力墙强度高、延性好、施工简单等特点,具有良好的抗震性能。

外包钢板混凝土组合剪力墙与楼板连接节点抗震性能研究

设计三种新型外包钢板混凝土组合剪力墙与楼板连接的节点形式,分别为钢板开孔穿孔连接、栓钉连接、栓钉连接与开孔混合连接,采用有限元计算三种连接节点在低周往复荷载作用下的抗震性能。三种节点形式的抗震性能均较好,可以满足实际的工程需要。节点形式2和节点形式3由于采用连接角钢和栓钉,可以分担更多的荷载,从而加强了钢板混凝土组合剪力墙与楼板的连接,抗震性能优于节点形式1。

钢板剪力墙研究及工程应用

对纯钢板剪力墙、内置钢板混凝土组合剪力墙、外包钢板混凝土组合剪力墙三类剪力墙进行综合研究,给出了3种钢板剪力墙特性及设计方法,同时中国建筑千米级摩天大楼为载体,对外包钢板混凝土组合剪力墙进行研究。研究表明:此3种钢板剪力墙结构延性好、耗能能力强,具有良好的抗震性能;纯钢板剪力墙结构非常适用高烈度区普通结构或350 m以下的超高层建筑;内置钢板混凝土组合剪力墙刚度大、强度高、延性好,可充分发挥混凝土和钢材2种材料的特性,但施工非常复杂;外包钢板混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙,对使用高强度、高性能混凝土和钢材没有限制,该种墙体更容易满足抗震性能化要求,且施工方便,工业化程度高;3种剪力墙均满足平截面假定,可采用纤维元的方法计算钢板混凝土组合剪力墙承载力。

钢板-高延性混凝土组合低矮剪力墙抗震性能试验研究

为提高低矮剪力墙的抗震性能,提出外包钢板-高延性混凝土(HDC)组合低矮剪力墙。设计了1片HDC低矮剪力墙、2片内置钢板-HDC组合低矮剪力墙和2片外包钢板-HDC组合低矮剪力墙,通过拟静力试验,研究了轴压比、配钢形式对试件破坏形态、滞回性能、承载能力、变形能力、耗能能力和刚度退化的影响。试验结果表明:HDC低矮剪力墙发生剪切破坏,内置钢板-HDC组合低矮剪力墙发生弯剪破坏,外包钢板-HDC组合低矮剪力墙发生弯曲破坏;与HDC低矮剪力墙相比,钢板-HDC组合低矮剪力墙的变形能力和承载力明显提高;钢板-HDC组合低矮剪力墙的峰值荷载和刚度受轴压比的影响较小;轴压比从0.5变到0.7时,内置钢板-HDC组合低矮剪力墙的变形能力降低,外包钢板-HDC组合低矮剪力墙的变形能力没有降低;提出钢板-HDC组合低矮剪力墙受弯承载力计算公式,其计算值与试验值吻合较好。

U形钢-混凝土组合梁与外包钢板混凝土剪力墙连接的抗震性能试验研究

为研究U形钢-混凝土组合梁与外包钢板剪力墙连接的抗震性能,设计了2个足尺连接试件,对其进行低周往复加载试验。2个试件U形钢埋入外包钢板剪力墙的深度分别为500 mm和1000 mm,通过试验对试件的受力特征、破坏模式进行考察,对连接的荷载-位移滞回曲线及骨架曲线、承载力和刚度退化性能、耗能能力以及延性等抗震性能指标进行分析。结果表明:该类型连接的典型破坏形态为组合梁根部U形钢撕裂、U形钢腹板鼓曲以及混凝土翼缘板与钢板剪力墙连接处开裂;U形钢-混凝土组合梁与外包钢板剪力墙连接的峰值荷载随U形钢埋入钢板剪力墙的深度增大而略有增大,但在达到峰值荷载后,其耗能能力与位移延性系数随着U形钢埋入钢板剪力墙的深度增大而略有减小,2个试件的正向位移延性系数分别为2.69和2.50,在试验结束后剪力墙和组合梁连接处基本无破坏,连接性能良好,表现出较好的耗能能力,能满足工程应用要求。

中山古镇灯都商厦体形复杂超高层结构设计

中山古镇灯都商厦呈传统油灯状,其体形凹凸变化十分突出,结构设计具有非常大的挑战性。虽然有些方面突破了国内规范的限制,但结合工程本身的特性,结构设计上采取了多种结构体系相结合的措施,以保证体形复杂的结构在侧向刚度上的均匀性。工程利用巨型斜置钢管混凝土柱、外包钢板混凝土剪力墙、钢结构桁架、跨楼层交叉撑、加强层等组成了刚度、延性和稳定性均良好的结构体系。根据需要,结构体系沿高度进行转化,有效地解决了刚度突变、整体倾覆、中部球状悬挑等难点。经过反复的分析计算,确保了工程的安全性和经济性。

中国建筑千米级摩天大楼结构设计与研究

中国建筑千米级摩天大楼超限高层建筑高度1 180m,采用由3个周边单塔+中央交通核每100m通过2层共15m高的连接平台刚性连接而成的巨型组合结构体系。4个单体均采用圆形钢管混凝土柱+钢框架梁+外包钢板剪力墙结构体系,在连接平台楼层周边单塔设置伸臂桁架和腰桁架,单塔沿弧形长度方向设置两道巨型X形支撑。系统介绍了该项目的结构体系及布置、地基基础设计、地震作用和风荷载的确定方法和原则、抗震设防性能化目标;通过不同程序计算,对结构整体计算结果进行分析,对外包钢板剪力墙进行详细研究,关键节点进行有限元模拟。研究表明,体系选择合理,工程各项计算指标比较理想,结构满足性能化设计的要求。

华策国际大厦结构修改设计

介绍了华策国际大厦结构设计修改情况。对主楼地上结构修改设计前后地震反应进行了比较,对修改设计后采用半逆作施工的情况和采用的新型钢板剪力墙及空中连廊先铰后刚设计方法这两项关键技术进行了介绍和分析。分析结果表明,修改设计不仅提高了构件制作标准化和安装机械化程度,加快了施工速度,一些关键性能指标还得以改善,可以为类似工程提供参考。