带斜撑巨型框架-核心筒结构协同分析的哈密顿对偶体系

在连续化假定的基础上,将带斜撑巨型框架与核心筒分别等效为底端固定、上端自由的悬臂梁,等效后的悬臂梁具有弯曲刚度和剪切刚度。将楼板等效成刚性连杆,建立带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构协同分析的计算模型。在哈密顿力学体系下对结构进行分析,导出哈密顿正则方程,采用精细积分法求解结构在侧向力作用下的位移与内力。用这种方法对带斜撑巨型框架-核心筒结构进行协同分析,理论推导思路清晰、过程简捷,数值计算易于编程、精度较高。采用本文方法对带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构进行协同分析,可以准确把握结构的整体受力性能,在初步设计阶段对结构方案进行试算和快速分析。

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。

厦门国际银行总部大厦框架-弱连接双核心筒超高层结构方案选型

厦门国际银行总部大厦地下3层,地上45层,建筑檐口高度210m,结构存在外框不连续、核心筒呈双筒布置且筒间连系弱等不利情况,同时有楼板不连续、扭转不规则、刚度突变、构件间断、承载力突变、局部不规则等多项不规则情况。为解决上述问题,设计中对整体结构方案、连接体类型、加强层方案等进行了比选分析。整体结构方案比选了巨型框架-核心筒结构和外框不连续的非典型框架-核心筒结构两种方案,二者主要结构计算指标均能满足设计要求,综合建筑功能及外观效果要求,采用外框不连续的非典型框架-核心筒结构方案。对结构加强层进行了敏感性分析,确定了加强层加强构件类型、构件布置及楼层设置方案,采用连接体空间桁架,以较小的代价实现了良好的结构性能。

某500m级巨型框架-核心筒结构超强地震作用抗震性能分析

通过初步弹塑性分析发现某500m级巨型框架-核心筒结构在罕遇地震作用下潜在的薄弱环节,分析了结构自身特点和外部输入特征共同导致破坏的原因,通过加强措施对薄弱部位进行改善;基于典型地震波,不断加大地震作用强度,考察结构在超强地震作用中的刚度退化过程,通过周期延长程度、能量耗散比例、外框剪力分担比例变化情况以及构件损坏水平等多个角度对结构的抗震性能进行评估;并通过振动台试验得到的刚度退化数据对分析结果进行校验。研究结果表明,该巨型结构抵御超强地震的总体冗余度较高;竖向收进、构件截面变化以及伸臂桁架等导致的刚度突变较易形成局部集中破坏,但出现破坏的顺序受地震动影响较大;非线性分析方法所得刚度退化规律与试验结果一致,在性能评估中可提供更加丰富的数据结果。

钢管混凝土框架-核心筒结构体系优化设计

在超高层建筑中,钢管混凝土框架-核心筒结构体系成为钢管混凝土结构和框筒结构合理结合的建筑主流结构体系形式.此结构体系是由钢管混凝土柱通过梁与核心筒结构组合形成整体受力体系,体系中最主要的两大部分为钢管混凝土柱和钢管混凝土宽扁梁部分.本文以实际工程为例,借助GSSAP对钢管混凝土框架-核心筒结构体系进行有限元计算和建筑结构分析,进行结构体系的优化设计,得出最优设计方案.

某稀柱巨型框架-核心筒结构方案对比分析

稀柱巨型框架-核心筒结构是目前超高层建筑中较多采用的结构形式,巨型柱的不同布置可以形成不同的结构方案,本文以天津市某超限高层建筑为工程背景,提出了4种方案,并采用ETABS软件建立了此4种方案的整体结构模型,对比分析了各方案在规范反应谱和多条时程工况下的受力性能及其经济性。结果表明,4种方案在受力性能上都能满足现行规范要求,在使用功能及建筑效果上又各有特点,可以综合各方需求灵活选用。

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。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

钢框架-核心筒钢结构住宅的抗震概念设计

简要阐述了多层轻钢结构住宅体系、概念设计及抗震概念设计 ,结合具体工程实例论述了抗震概念设计在多层钢框架 -核心筒住宅体系中的应用。

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。

框架-核心筒结构框架承担最小剪力比例限制的合理性

规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10%,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议.为探讨其合理性,设计了5个钢筋混凝土框架-核心筒结构,主要的变化参数为框架刚度、框架强度和连梁的形式.利用PERFORM-3D软件进行了弹性反应谱分析和小震、中震和大震下的动力时程分析,考察了各个结构的响应规律.分析表明:当框架部分按刚度计算承担的剪力最大值小于基底总剪力的10%时,增大框架刚度的做法不经济,结构的抗震性能反而更差;增大框架强度的做法减小了框架梁的损伤,改善了结构的抗震性能,但没有形成有效的"强柱弱梁"机制;采用宽连梁和可更换连梁都可以使核心筒自身具有双重抗震体系特征,连梁耗能能力的提高有效地保护了墙肢和外框架,结构的抗震性能得到了显著改善.

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。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构非经典阻尼地震响应分析

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构地震响应属于非经典阻尼体系动力分析。为了应用基于振型叠加的CQC法分析地震响应,目前有四类方法可供选择:整体计算方法、模态阻尼比法、强迫解耦法、复模态分析法。这四类地震响应分析方法各有利弊,哪一个方法更为有效,工程师往往不好判断。对于钢框架-钢筋混凝土核心筒结构阻尼比如何取值,本文进行了分析研究,首先综述了上述四类地震响应分析方法的理论背景,根据不同构件单元变形能的大小,提出采用变形能加权平均的方法,计算组合结构的综合阻尼比。通过实例分析,计算结果取得了较好的精度,该方法可以用于工程的抗震分析。

典型框架-核心筒单重与双重抗侧力体系的抗震性能与剪力分担研究

在中国规范体系下,框架-核心筒结构应设计为双重抗侧力体系,其对二道防线的设计有明确的规定,即框架-核心筒体系的框架部分必须具有足够的抗侧刚度和承载力。国外的一些规范(如美国规范ASCE7等)则允许单重抗侧力体系,即水平荷载由剪力墙承担,框架部分只承担竖向荷载。因此,为了比较单重与双重抗侧力体系的抗震性能,该文首先根据中国规范设计一典型框架-核心筒双重抗侧力体系模型,然后在保持结构重力荷载代表值相等(混凝土用量基本不变)的前提下,基于以下调整原则设计了框架-核心筒单重抗侧力体系模型:1)在双重结构体系的基础上取消结构二道防线,即取消结构框架部分的楼层剪力调整;2)为了减小框架构件截面尺寸,该研究取消了框架构件抗震等级的要求,使筒体承受大部分的水平地震作用,而框架只承担结构的竖向荷载。该文对比分析了两种结构体系在多遇和罕遇地震作用下的响应特征和构件损伤情况,进而讨论两种体系的倒塌机理以及抗倒塌性能。最后讨论单重与双重体系在不同地震水准下,框架所承担剪力和剪力分担比的变化情况以及对应关键构件的破坏情况。研究表明:在地震作用下,双重抗侧力体系结构的响应略大于单重抗侧力体系,两者的抗倒塌能力相当。然而,单重体系的用钢量比双重体系少。

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。

功能可恢复RC框架-核心筒结构抗震性能研究

功能可恢复结构既能在地震中保障人们的生命财产安全,又能使得建筑在地震后尽快恢复正常功能,是基于性能抗震设计方法的研究热点和未来的发展趋势。合理地对剪力墙结构或者框架-剪力墙(核心筒)结构中的连梁进行设计或者使用高性能构件是实现该类建筑震后功能可恢复的有效途径之一。建立了一典型RC框架-核心筒结构的弹塑性分析模型,比较了连梁不同恢复力性能参数下RC框架-核心筒结构抗震性能的差异,研究实现整体结构功能可恢复目标时对连梁性能参数的需求,并且探索使用轻质楼盖结构体系后抗震性能的改变。研究结果表明:若将连梁设计承载力提高10%~30%,则模型整体的峰值承载力提高约3%~8%,罕遇地震作用下连梁损伤程度相比原始模型减小、墙肢损伤程度增大;若将连梁骨架曲线中的平台段长度或者屈服后的硬化段长度延伸,则模型整体的承载力提高,结构推覆曲线下降趋势更为平缓,新模型虽然在罕遇地震作用下结构的损伤状态没有明显改善,但在超越设防烈度的地震作用下的抗倒塌能力得到了提高;若将楼盖结构体系的质量减小约35%,则模型一阶周期减小约4%,大震下结构基底剪力减小约5%,结构抵抗大震的能力降低不明显,且竖向构件轴压力减小,构件延性提升,结构的抗震性能有所改善。

带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构参数分析

通过对带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构体系的三维有限元分析,探讨了骨架结构中巨型柱位置、巨型柱与核心筒之间伸臂桁架的连接刚度对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,并与钢框架—核心筒结构作了对比,得出一些结论和建议。

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构地震易损性分析

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构是由巨型钢框架、巨型支撑、组合钢板墙核心筒和伸臂桁架组成的新型超高层结构体系。利用ABAQUS软件建立这种结构体系的计算模型,基于增量动力分析方法得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析。结果表明:巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构在设防烈度大震作用下发生倒塌破坏的概率较小,结构具有良好的抗震性能。巨型支撑可有效控制结构地震作用下的位移反应,减小各损伤状态的超越概率,提高结构的抗倒塌安全储备。

平面中部带剪力墙核心筒高层建筑结构体系判定

基于框架-核心筒结构的空间受力特点和框架-核心筒与框剪结构在水平力作用下的主要区别,讨论了平面中部带剪力墙核心筒的高层建筑结构体系定义问题,给出该类结构定义为框架-核心筒结构或框剪结构的区分方法,文中所列举的结构体系判定实例可为类似结构设计提供参考。

关于框架-核心筒结构0.2V_0调整的思考

框架-核心筒结构是高层或超高层建筑常用的一种结构体系,布置在四周的稀疏柱和集中在中部的楼电梯间筒体组成了双重结构抗侧力体系。不仅很好地满足了建筑功能使用,同时又提供了足够大的抗侧刚度来满足建筑物的抗风、抗震要求,故而被广泛应用。文章针对混凝土高规中关于框架-核心筒结构0.2V_0地震剪力调整的相关条文规定,结合工程实例,对规范条文的具体应用做了较为详尽的介绍,并结合新旧规范进行了一定的对比。