某框架-核心筒阻尼伸臂桁架结构分析

某建筑主体结构高度为172.4m,结构体系为钢筋混凝土框架-核心筒+阻尼伸臂桁架。结构初步设计阶段进行了无加强层、刚性加强层、阻尼伸臂桁架层方案对比。分析了不同黏滞阻尼器参数对耗能效果的影响,不同位置设置阻尼伸臂桁架对耗能效果的影响,以及不同地震加速度作用下耗能效果的影响,本工程证实设置阻尼伸臂桁架层可有效的提供附加阻尼,降低主体结构地震响应。

核心筒伸臂桁架技术研究与应用

伸臂桁架是指在钢构建筑中,采用钢管或钢板进行连接,形成桁架的结构形式。伸臂桁架因其结构合理、强度高、耐久性强等特点,广泛应用于建筑工程中。随着城市化的加速发展,越来越多的超高层建筑在建设中出现。由于超高层建筑高度巨大,面积广大,所需的结构材料和力学性能都比普通建筑更高。而伸臂桁架因其优异的力学性能和结构特点,成为超高层建筑中广泛应用的结构形式。论文依托湖北金控大厦项目核心筒避难层伸臂桁架施工的介绍,浅述对核心筒伸臂桁架技术研究与应用。

钢管混凝土框架-核心筒体系中刚臂工作性能的研究

在框架-核心筒体系中设置刚臂以提高结构的抗侧刚度是结构工程师经常采用的一种做法。对其作用效果,人们多采用简化的平面模型进行分析。但实际工程表明,这种简化模型对分析钢臂的作用效果存在很大误差。通过对这一实际工程用空间模型进行各种参数下的计算,对如何设计刚臂提出了一些建议,可供结构工程师参考。

黏滞阻尼伸臂对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响研究

超高层框架-核心筒结构通常设置伸臂桁架以提高结构刚度并满足层间位移角等规范控制指标。采用PERFORM-3D软件建立了带有普通伸臂的刚性方案模型和带有黏滞阻尼伸臂的阻尼方案模型,对比了两种方案在多遇、设防、罕遇地震作用下的层间位移角及结构受力情况,比较了罕遇地震作用下两种方案的残余变形及结构的损伤情况,最后结合构件的耗能对结构损伤进行量化分析。分析结果表明:阻尼方案改善了刚性方案结构刚度突变的问题,结构的抗侧刚度分布更为均匀,同时有效地降低了结构内力;与刚性方案相比,阻尼方案结构顶部残余变形显著减小,核心筒以及外框架的损伤情况得到改善。在地震作用下,黏滞阻尼伸臂充当结构第一道抗震防线,提高了结构的抗震韧性,有较好的应用前景。

绍兴皇冠假日酒店型钢混凝土框架-核心筒结构设计

绍兴皇冠假日酒店位于绍兴迪荡新城景观规划的核心位置,是绍兴市的地标建筑,总高280m。结构形式为型钢混凝土框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土柱,楼面采用钢梁-组合楼板体系,外围钢梁与柱刚接,楼层钢梁与核心筒及外围柱均铰接,以释放因核心筒与框架柱竖向变形差异引起的附加梁端内力。经方案对比,在16层和37层设置四道伸臂桁架以及周边带状桁架。伸臂桁架在施工阶段分为初固和终固两个阶段,初固阶段保证桁架弦杆自由转动、腹杆能轴向伸缩,在终固阶段达到设计要求。

高层框架-核心筒及衍生结构体系主要抗侧组件分析

为更加深入和系统地了解高层建筑中应用最广的框架-核心筒结构,基于构件的受力特点,首次提出了抗侧组件的概念,指出核心筒、腹板框架和翼缘框架为该种结构体系的三个主要抗侧组件。基于6栋普通框架-核心筒结构及衍生结构体系的高层塔楼,计算了主要抗侧组件所承担的倾覆力矩比例来衡量其抗侧能力,详尽剖析了抗侧组件的工作原理。通过量化各抗侧组件的抗侧效能,使框架-核心筒结构的抗侧体系设计更加明晰。结果表明:在普通框架-核心筒、筒中筒、带环桁架的框架-核心筒结构中,核心筒为关键抗侧组件;单独带巨撑或伸臂的框架-核心筒结构中,关键抗侧组件分别是腹板框架和翼缘框架。

斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构抗震性能研究

为明确钢管混凝土(CFT)柱框架-核心筒-伸臂桁架混合结构的抗震性能,结合典型工程“青岛海天中心”,采用MARC有限元软件对该结构体系进行抗震性能分析。分别进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明:设置斜CFT框架柱可有效控制结构顶点位移,罕遇地震作用下,最大顶点位移较直CFT框架柱结构的降低约76.6%;斜CFT柱使地震剪力由核心筒向框架转移,转移后的地震剪力更接近双重抗侧力体系的设计要求,即在多遇地震作用下框架部分至少承担结构总底部剪力的20%;同时,结构倾覆力矩的变化与剪力相反。设置斜CFT框架柱的结构可充分利用材料性能,在发挥相同抗侧力作用情况下能取得较好的经济效益。在此基础上,对结构进行基于增量动力分析(IDA)的地震倒塌易损性分析,确定了结构塑性发展路径为连梁、核心筒底部、框架柱底端、伸臂桁架。易损性分析结果表明,CFT框架柱斜置未对结构抗震倒塌安全储备产生不利影响,依然表现出优异的抗地震倒塌能力;结构变截面楼层部分的连梁和周围墙底塑性损伤最为严重,在设计中应对其进行加强。

长春宏汇凯悦酒店框架-核心筒结构设计

长春宏汇凯悦酒店采用的结构体系为带加强层的钢筋混凝土框架-核心筒体系。针对该建筑的结构方案选取、结构体系、结构的动力特性、结构性能化、静力弹塑性等内容进行了介绍;并且对设计中的特殊问题如伸臂桁架两端竖向差异变形的处理、转换梁的设计方法等进行了阐述。

某框架-核心筒超高层塔楼结构设计

某框架-核心筒超高层塔楼,为超B级高度建筑,高宽比7.21。为减轻自重并增加结构抗侧刚度,采用型钢混凝土柱+钢筋混凝土核心筒+环带桁架+伸臂桁架组成的结构体系。采用两种结构分析软件对塔楼的力学特性和抗震性能进行对比分析。通过筛选地震波进行弹性时程分析、补充分析及抗震性能化设计;针对结构特点和薄弱环节进行分析并采取加强措施。

巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程的动态模拟

考虑高强混凝土的收缩、徐变对竖向变形及结构应力的影响,运用有限元软件,结合武汉中心工程实例,对巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程进行力学模拟和受力性态分析。计算结果表明:在重力与施工荷载作用下,楼层的标高位置与设计位置存在变形差异,最大变形差异发生在塔楼中间部分;核心筒超前施工对塔楼的竖向变形存在一定的影响,但对整体变形影响较小,可以在施工过程中通过找平进行调整。

通州核心区Ⅱ-05地块超高层结构设计

本工程地下5层,地上42层,为超高层建筑。上部结构采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,外围钢柱通高采用矩形钢管混凝土柱,外框与内筒之间采用钢梁。论文主要介绍了本项目的结构选型、多遇地震反应谱分析、多遇地震时程分析、设防地震作用下的计算分析以及罕遇地震作用下弹塑性动力分析,通过以上计算分析表明,本工程结构体系合理,具备良好的抗震性能。

超高层结构中伸臂桁架的设计和优化

框架-核心筒结构结合加强层可以形成更大的刚度并抵抗倾覆力矩,结合实际工程应用ETABS软件建立三维模型进行分析,通过对5种不同伸臂桁架的设计方案进行对比,综合建筑需要和结构性能确定了伸臂桁架布置方案。研究伸臂桁架与核心筒之间的传力机理,并设计伸臂桁架。考虑施工次序对伸臂桁架斜撑内力变化影响的同时对伸臂桁架斜撑截面进行优化。

重庆国金中心塔楼伸臂桁架施工技术

重庆国金中心项目T1塔楼为带有加强层的框架-核心筒结构,核心筒剪力墙采用顶模体系施工。为减小结构侧移、提高外框架抗倾覆能力,在加强层设置了伸臂桁架-腰桁架结构。由于伸臂桁架层结构复杂、构件体型庞大、节点复杂、核心筒内外存在沉降差且穿插有顶模体系、土建施工,因此对吊装、节点处理、矫正、焊接、终固均提出较高要求,施工难度大、危险性较高、施工质量难以控制。主要介绍了复杂条件下超高层建筑伸臂桁架结构的施工方法。

伸臂桁架对框架-核心筒-伸臂桁架结构侧向受力性能的影响

对国内部分300 m以上超高层建筑外框架柱布置情况进行了统计。就伸臂桁架对外框架承担倾覆力矩、剪力比影响进行了分析,得到了外框架承担剪力比与承担倾覆力矩之间的关系,表明框架-核心筒结构增设伸臂桁架后,外框架承担倾覆力矩增加同时承担剪力比降低。在此基础上,以一88层超高层建筑为研究对象,在6组不同外框架梁线刚度条件下,就伸臂桁架连接柱与其他外框架柱截面面积比对结构侧向受力性能影响进行了分析。结果表明:当外框架梁线刚度小时,将外框架柱截面面积凝聚在伸臂桁架连接位置,结构效率最高;当外框架梁线刚度大,外框架柱截面均匀时,结构效率最高。截面面积比变化对外框架柱承担的总倾覆力矩影响较小,但随着截面面积比增大,外框架承担剪力比逐渐减小。

重庆解放碑威斯汀酒店伸臂桁架对比分析

重庆解放碑威斯汀酒店采用外框架(钢框架梁+型钢混凝土柱)+钢筋混凝土核心筒+伸臂桁架体系,在33层和49层的避难层设置了伸臂桁架,伸臂桁架的设置可以使外框架柱有效发挥作用,以增强整个结构的抗侧力刚度。结构整体分析表明,设置两道加强层,可有效地提高整个结构的抗侧力刚度,减小结构的水平位移,使其满足规范要求;同时,加强层的刚度不宜太大,太大了将造成严重的刚度突变;所以应对加强层的设置方式和层数进行对比分析,减少结构刚度突变。分析表明,在对加强层及相邻楼层采取专门措施后,整个结构在地震下仍可保持延性屈服机制。

不对称收进框架-核心筒-伸臂高层结构抗震性能分析与设计

为研究不对称竖向收进高层结构的抗震性能,结合某233.1 m超限工程实例进行结构抗震性能分析与设计。结构采用钢管混凝土框架-核心筒-伸臂桁架体系,基于性能化抗震分析方法,对该结构进行多遇地震反应谱和时程分析、设防地震等效弹性分析以及罕遇地震弹塑性时程分析,获得了竖向不对称收进高层结构的楼层位移角和剪力分布,研究了伸臂桁架及核心筒等构件的抗震性能。结果表明,设置伸臂桁架后结构在多遇地震作用下的X向层间位移角由1/474减小至1/593,小于规范规定的层间位移角限值1/533;伸臂桁架构件尺寸应由设防地震作用确定,通过持续增加杆件尺寸并不能有效降低伸臂桁架杆件应力比;结构外框架承担的楼层剪力比最小为5.22%,外框架和核心筒能够形成双重抗侧力体系;伸臂楼层的外框架承担的楼层剪力比达到55.3%,表明伸臂桁架加强了外框架和核心筒的协同工作能力;设防地震作用下,结构底部加强区剪力墙等效拉应力小于混凝土抗拉强度标准值,对于个别等效应力较大的墙体应增加配筋予以加强;罕遇地震作用下,核心筒剪力墙轻微损坏,剪力墙损伤明显区域集中于伸臂桁架楼层及其相邻上部楼层,连梁损伤因子超过0.5,伸臂桁架满足预定的性能目标。

巨型混合框架-核心筒结构的性能分析

巨型混合框架-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、混凝土核心筒与伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的超高层结构体系。为了有效地提高巨型混合框架-核心筒结构的抗侧刚度和内外筒之间的协同工作性能,可采取以下措施:增加巨型梁的刚度;增加伸臂桁架的刚度;增设巨型支撑。分析结果表明:设置跨越两个楼层的巨型梁或伸臂,或增设巨型支撑,都可以提高结构抗侧刚度和缓解刚度突变,其中,增设巨型支撑的效果最明显。竖向荷载作用下,布置双层巨型梁或设置巨型支撑均可提高次结构到主结构的内力传递效率;布置双层伸臂可减小核心筒的轴力,提高核心筒的抗侧储备。水平地震作用下,巨型支撑直接提高外框架刚度,使框架底部剪力和弯矩都明显增大,框架容易满足"第二道防线"的要求。

高风压区某稀柱框架-核心筒办公楼设计研究

稀柱框架-核心筒结构体系广泛应用于办公楼、酒店及公寓,具有良好的建筑使用功能。本工程为三亚地区200m超高层办公楼,采用钢筋混凝土稀柱框架-核心筒结构体系,底部采用钢骨混凝土柱。针对本项目风压高、柱跨大、梁限高、悬挑大、高区收进等难点,通过对伸臂桁架布置、地面粗糙度选取、核心筒布置形式、梁截面形式进行多方案对比,对梁端调幅系数合理选用及核心筒刚度折减系数取值计算分析,研究了筒框梁的优化设计措施。通过对稀柱框架-核心筒结构的柱网尺寸及柱截面形式对比分析,初步研究了柱跨经济性及柱截面的适用性。

复杂巨型结构多重抗侧力体系间相互影响关系分析

上海中心大厦塔楼设计高度632 m,采用巨型框架-核心筒-外伸臂结构体系。为了研究结构外伸臂桁架对核心筒与巨柱之间关系的影响,以及各部分对结构抗震性能的影响,采用ANSYS软件对该结构的地震响应进行了模拟分析。通过改变伸臂桁架的刚度,研究结构各抗侧力系统之间的相互影响。结果表明:结构的抗侧刚度主要由剪力墙核心筒和巨柱(包括角柱)提供,外伸臂桁架起协调变形作用,对剪力墙核心筒和巨柱(包括角柱)的水平地震力分配和倾覆弯矩的分配有一定的影响。

虚拟伸臂混合高层建筑受力性能研究

利用有限元软件SAP2000,对SRC框架-RC核心筒混合结构的不同加强层设置方案进行地震作用下的反应谱分析,研究在弹性阶段"虚拟伸臂"对SRC框架-RC核心筒混合高层结构顶点侧移,力学性能等方面的影响规律。结果表明:只设环带,环带本身的刚度和数量对混合高层结构顶点侧移和柱的剪力有较大影响;能有效的减小剪力滞后效应,更好地发挥外框柱的整体作用;环带的设置会加大水平加强层剪力突变这一不利现象。