超高层建筑巨型框架-核心筒结构体系的三维半解析分析模型及其应用

将超高层建筑空间巨型框架-核心筒结构体系与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性体上的加劲薄壁筒组合体,建立了集地基、基础、上部结构为一体的三维共同工作分析模型;并以此模型,利用半解析方法讨论了该结构体系的共同工作特性。分析计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的。

特级超高层巨型框架核心筒结构体系关键构件设计方案研究

巨型框架核心筒是特级超高层建筑应用较多的结构体系,此种体系是建筑功能与结构性能折中的产物,虽未充分发挥材料的力学效能,但使主要使用空间获得了最大限度的采光及景观,有利于充分利用建筑平面,推广应用于普通超高层建筑也有广阔的前景。以某特级超高层办公楼项目为例,开展巨型框架核心筒结构体系关键构件设计方案研究,希望为今后类似工程项目提供参考借鉴和启发。

高层钢筋混凝土框架-核心筒结构体系的优化分析

框架-核心筒结构体系是我国高层建筑的常用结构,这种建筑体系综合了多种建筑结构的性能优势,因此在高层建筑的建造应用方面具有较大的优势。基于此建筑结构体系的基本概念,本文从抗震、强度两方面入手,以我国一些高层建筑的优化措施作为案例,阐述高层钢筋混凝土结构框架-核心筒结构体系的优化策略,希望能够为相关人士建筑结构体系的选取提供借鉴。

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究。研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低。罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒→巨柱→支撑→伸臂桁架。该结构体系显著增强了外框的抗侧刚度,提高了外框的剪力分担比例,使得内筒和外框的抗侧能力更加均衡,同时内筒和外框之间的竖向剪力连接需求降低,既减轻了核心筒损伤,又可降低伸臂桁架的刚度和杆件截面面积,并使伸臂桁架加强层与相邻上下层之间的层间刚度突变效应显著降低。因此,支撑巨型框架-核心筒结构体系是一种抗震性能优越的混合结构体系,适用于500 m左右及以上高度的超高层结构。

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。

超高层钢框架+核心筒结构中的平臂塔吊新型附着工艺及其应用

为实现平臂塔吊在超高层建筑钢框架+核心筒混合结构体系中的应用,解决平臂塔吊随核心筒高度爬升的问题,通过对平臂塔吊附着施工技术的优化设计,形成了一种平臂塔吊在钢框架+核心筒混合结构施工中的新型附着工艺,较好地解决了上述问题,同时实现了平臂塔吊随着核心筒高度增加的同步顶升。结合工程实例,对该研究进行了可行性验证,并对其实际应用效益开展了分析,对同类工程具有一定的指导价值。

首旅大厦结构设计

首旅大厦是集首旅总部办公及5A级高档写字楼、3星级饭店为一体的综合性建筑,建筑平面、立面较为复杂,结构体系为型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构总高度114.49m。本文主要介绍首旅大厦上部结构、地基基础设计要点,一方面介绍超限结构设计的主要问题和解决方法,以及抗震性能化设计;另一方面介绍核心筒和外围框架柱之间,以及高层建筑与相邻裙房之间沉降差异的控制等问题。

某超限高层办公楼结构设计

本文针对广州某超限高层办公楼结构设计进行研究,介绍了该项目的结构体系、工程超限情况及有针对性的构造加强措施。采用了SATWE和ETABS两种软件进行结构整体分析,用PKPM-EPDA进行静力弹塑性分析。计算结果表明结构在罕遇地震下处于延性阶段,结构抗震性能满足规范要求。

广州某超限高层办公楼结构设计

该项目主体高280.050m,采用混合框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,属于超限高层建筑。本文介绍了该项目的结构体系、工程超限情况及有针对性的构造加强措施。采用了SATWE和ETABS两种软件进行结构整体分析,并采用PERFORM-3D进行弹塑性分析。计算结果表明结构在罕遇地震下处于延性阶段,结构抗震性能满足规范要求。

山东平安金融中心塔楼结构设计

山东平安金融中心塔楼建筑高度360m,地上结构采用型钢混凝土框架柱-钢框架梁和钢筋混凝土核心筒组成的双重抗侧力体系,并布置3道加强层。塔楼中区外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。塔楼为超高、超限结构,风荷载按照《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)及风洞试验结果包络设计。采用ETABS和YJK两种软件对主塔楼结构进行弹性分析,并采用LS-DYNA软件进行动力弹塑性分析。塔楼各项分析结果均满足规范及超限审查要求,并满足设定的抗震性能目标,塔楼整体结构安全可靠。

重庆某超高层结构设计

建筑抗震性能化设计是结构抗震设计方法的发展趋势。采用性能化设计方法使结构抗震设计从宏观定性的目标转化为具体的多重目标,从而提高设计的可靠性。首先建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准、性能目标及性能设计指标。通过多种软件计算结构在多遇地震和设防地震作用下的弹性响应,并进行结构弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程响应分析,然后利用各水准地震作用下的响应判定结构的性能水准,从而确定结构是否达到预期的性能目标。计算结果表明:重庆某179.6米超限高层能够满足我国现行抗震规范提出的各项抗震设防要求和各项既定的抗震性能目标。

安建大厦结构设计分析

文章介绍了合肥市安建大厦的结构设计,重点阐述该项目结构设计中的关键技术,分析了其基础形式、抗渗混凝土、预应力结构、跃层柱、短柱处理、斜撑以及高强钢筋的应用,具有参考价值。

某地块项目A号主楼结构设计分析

某地块项目A号主楼属于超限高层建筑,为核心筒-底部悬臂桁架承托外框柱结构体系的办公楼,存在局部平面扭转不规则、楼板不连续、尺寸突变以及构件间断等特点。针对其结构特点,分析超限情况,提出相应结构设计措施及对策,以确保整体结构的安全可靠和建设的经济性。计算时,釆用SATWE和ETABS软件对结构进行小震弹性反应谱分析;采用弹塑性静力推覆分析方法(Push-Over Analysis)进行大震静力弹塑性分析;采用ABAQUS软件对结构进行大震动力弹塑性分析。结果表明,结构抗震超限设计达到预定的抗震性能目标,确保了结构的安全可靠。

上海中心大厦伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的抗震性能试验研究

在上海中心大厦伸臂钢桁架与柱和核心筒连接单调静力试验的基础上,进行了该连接的抗震性能试验。试验设计了3种不同的反复加载路径,以考察普通循序渐增加载方式和不同损伤累积后再以普通循序渐增加载方式下试件滞回特性和耗能能力的差别。结果表明:在几种不同路径反复荷载作用下,试件最终破坏均发生在伸臂桁架斜腹杆和下弦杆端部,伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的节点板塑性应力水平较低,滞回曲线形状饱满,延性较好,满足结构抗震设计要求;伸臂桁架在不同加载路径下的累积塑性耗能引起的塑性损伤对伸臂桁架的滞回性能退化有一定影响,但并不显著;单斜腹杆作为伸臂桁架耗能的主要构件,其累积轴力耗能占伸臂桁架总耗能的70%左右。

扭转型结构竖向地震作用分析

对于高层建筑,只有处于9度抗震设防区时才需要考虑竖向地震作用。新出现的扭转型结构因柱倾斜,竖向地震作用二阶效应大,对结构不利。目前关于此类结构竖向地震作用研究较少,本文设计8度(0.3g)区扭转型和非扭转型结构及9度区非扭转型结构,对结构进行时程分析,比较结构竖向地震作用构件内力和位移反应。结果表明:竖向地震作用对扭转型结构楼层侧移、层间位移角和梁跨中弯矩增大作用较显著;在8度(0.3g)区,每层扭转2°结构大震下有一半的参数增幅超过9度区非扭结构;每层扭转5°结构小震、中震和大震下都有一半的参数增幅超过9度区非扭结构,表明在8度(0.3g)区,每层扭转2°结构设计时仅大震作用下要考虑竖向地震,而每层扭转5°结构小震和大震作用下都要考虑竖向地震作用。

星河湾总部大楼抗震性能设计

本项目主体高254.5m,采用混合框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,属于超限超高层建筑。采用基于性能的抗震设计方法进行设计,抗震性能目标取C级。采用SATWE和ETABS两种软件进行结构整体分析,并采用Perform-3D进行动力弹塑性分析,计算结果表明结构在罕遇地震下处于延性阶段,结构抗震性能满足规范要求。

上海中心大厦结构分析中若干关键问题

上海中心大厦高632m,采用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系,为钢-混凝土混合结构。简要介绍了该结构工程的建筑设计、结构体系特点以及结构整体设计指标,并对计算结果进行分析。针对结构分析中若干关键问题的分析结果:结合规范与建筑功能布局,合理确定了结构活荷载取值;对结构进行了详细的风致响应研究,将风洞试验结果与荷载规范结果进行比较,并探讨了两者之间的差异;对结构进行了详细的地震作用反应分析,确定了性能化目标和地震动反应谱,得到了结构的抗震可靠度;对巨型柱承载力以及延性进行了详细研究,分析了巨型柱钢骨选型的影响因素;对结构用钢量进行了合理优化,并采取了具体的优化措施,可节省钢材12000t;罕遇地震作用下弹塑性时程分析表明,结构能够满足抗震性能化目标,具有较好的延性。

武汉万达K7-3办公楼超高层结构弹塑性分析

武汉万达K7-3办公楼为超B级高度的超高层结构,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。设计过程中采用了基于性能的设计方法,并采用ABAQUS软件对结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。分析结果表明,本工程结构体系合理,在罕遇地震作用下,仅有部分角部剪力墙出现了中等破坏,大部分墙肢发生了轻微破坏,结构变形满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)要求,结构整体受力性能良好,满足罕遇地震作用下的抗震性能目标。

广州东塔结构设计中数值优化技术的应用

广州东塔采用了带伸臂桁架的巨型框架-核心筒结构体系,巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对塔楼结构设计过程中遇到的技术难题,介绍了数值优化技术的优势和应用方法。采用该技术对结构构件的敏感性进行分析,可迅速掌握关键指标的控制因素,为设计调整指明方向。分别把结构第一自振周期最小化和结构材料造价最小化作为目标函数,优化结构构件的截面尺寸等属性,成功解决了剪重比过小的难题,也有效减少了钢材和混凝土的用量,提高了塔楼的经济性能。

成都环球贸易广场办公塔楼结构设计

成都环球贸易广场办公塔楼建筑高度为280m,属于超B级高度超限高层建筑,采用框架-核心筒结构体系,不设加强层。塔楼抗震性能目标为C级,采用性能化设计方法,并对结构的斜柱受力、楼板缺失、楼板舒适度做了专项分析;采用LS-DYNA软件对结构进行了大震作用下的非线性动力时程分析。结果表明,小震作用下结构主要抗侧力构件处于弹性工作状态;大震作用下框架体系基本完好,筒体剪力墙出现轻微程度损伤;结构变形满足规范要求,结构体系合理可行。