超高层框架-带加强桁架双扁筒结构体系抗震性能及破坏模式研究

基于某349.8m超高层工程案例,为解决其大高宽比体型下的抗风和抗震问题,并综合考虑建筑使用功能、结构体系与建筑体系的协调性,提出一种新型建筑结构体系"框架-带加强桁架双扁筒结构体系",对其进行大震及超大震弹塑性分析,研究其在地震作用下的抗震性能和破坏模式。经研究分析可知,框架-带加强桁架双扁筒结构体系结构周期和刚度主要由核心筒刚度和加强桁架刚度控制;大震作用下,结构体系X向和Y向表现出较大的差异性,剪力墙损伤主要集中在核心筒与加强桁架相交的节点区域和核心筒底部加强部位,构件性能满足规范要求;超大震作用下,结构体系破坏顺序为连梁-桁架-核心筒,破坏模式合理,且并未出现通缝等严重破坏,结构体系安全可靠。

强风区大高宽比超高层框架双扁筒体系分析与结构设计

国维中央广场二区项目位于珠海市香洲区,结构高度为349.8m,结构高宽比达9.8,为强风区大高宽比超高层建筑。为解决其大高宽比引起的风荷载和地震作用下刚度不足的问题,保证建筑品质需求,提出了一种契合本项目的"框架-带加强桁架双扁筒结构体系"。本文重点研究该体系的不同方向的受力机制、变形特征及抗风和抗震的机理,对其进行小,中,大震性能设计,表明该体系具有良好的刚度,在大震下有合理的屈服破坏机制和良好的抗震性能。同时,塔楼顶部钻石博物馆体系会引起主体结构竖向荷载分布不均,风荷载和地震作用下偏心受力等问题,为了保证其安全性,在钻石博物馆平面层采用整层水平撑将其水平力传递给筒体,提高其性能目标保证它的安全。对整体结构进行考虑收缩徐变的实际施工分析,评估顶部荷载的不均匀分布引起的水平位移以保证其正常的使用功能和建筑的品质。

超高层项目重力荷载作用下收缩徐变分析

该项目结构高度为349.8m,与常规超高层建筑的框架核心筒体系不同,采用X向框架-带加强桁架双筒结构体系,Y向剪力墙结构体系。考虑混凝土收缩徐变效应,对这一新型结构体系进行从开始施工到投入使用20年重力荷载作用下的长期变形分析,研究在重力荷载长期作用下,该新型结构体系的竖向变形和水平变形规律;以及因混凝土收缩徐变造成的框架柱和核心筒变形差对框架柱、框架梁和加强桁架内力的影响。研究表明,该项目最大竖向变形发生在中上部楼层,混凝土收缩徐变不会加剧该结构体系的水平变形,因混凝土收缩徐变效应产生的框架柱、框架梁附加内力不可忽略,设计中需予以考虑。