穿层柱结构分析及对策研究

以同安新城市民服务中心项目为研究背景,针对其穿层柱不规则项进行专项分析。通过整体及局部屈曲分析方法复核计算长度系数合理性,并考虑构件初始缺陷、偏心弯矩P-△效应、材料损伤等因素的综合影响,进行非线性屈曲分析。结果表明:采用有限元法数值模拟时,计算长度系数与理论结果相近,可作为设计计算的重要参考。随着初始缺陷e0/L增大、初始偏心△增大、弹性模量衰减,对穿层柱稳定性越不利,过大的压屈变形将导致穿层柱提前失稳破坏。通过中震性能分析、大震受剪截面分析、大震损伤判断、分层及合并包络设计、剪力放大系数及截面N-M曲线等方面,综合考虑进行承载力设计,提出相应的构造加强措施,为往后项目穿层柱设计提供参考。

天府国际金融中心复杂穿层柱结构设计

天府国际金融中心项目3#、4#、5#、6#楼采用框架-核心筒结构体系,房屋结构高度分别为98.8、129.9、90.4、139.4m。外框架中穿层柱占比为89%~100%,穿层柱长度为8~24m,穿层柱层数为2~5层,裙房仅与穿层柱连接,结构穿层柱关系复杂。通过增设水平桁架等概念设计,结合抗震性能化设计及穿层柱专项分析等对结构的抗震性能进行了分析与评估。对核心筒墙体、水平桁架、薄弱部位的楼板等采取了加强措施。结果表明:增设的水平桁架可以协调塔楼与裙房协同工作,也降低了穿层柱的复杂程度,相关的加强措施增强了结构第一道防线的承载能力,改善了第二道防线的承载能力,结构可以满足预设性能目标。对于带复杂穿层柱的结构,按提出的穿层柱极限分析法进行构件设计可有效增强穿层柱的稳定承载力,提高整体结构的安全性。

某商业综合体穿层柱分析与设计

文章以某商业综合体穿层柱为例,通过采用Midas Gen较为创新地对穿层柱进行屈曲分析反算穿层柱的计算长度,并以此来进行穿层柱设计;此外还对穿层柱进行性能化分析,并采用放大剪力系数法来对穿层柱进行配筋设计,使得穿层柱能够满足小中震作用下的性能目标要求。本工程中穿层柱所采用的分析与设计方法,可为类似工程提供参考。

某带穿层柱框架结构的抗震性能分析

文章以某带穿层柱框架结构商业建筑为例,通过对该结构进行多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性分析,并结合大震推覆计算分析了结构整体和穿层柱受力性能。分析结果表明,在大震作用下,结构整体及穿层柱具有较好的承载和变形能力,能够达到期望的性能指标。抗震性能分析找出了抗震薄弱构件以指导结构设计,可供类似工程参考。

底部多层通高穿层柱超高层结构设计与分析

陕建丝路创发中心1#楼结构高度200m,采用框架-核心筒混合结构体系,底部5层外框架存在部分楼板不连续,形成多层通高,进而产生薄弱层、软弱层、大长细比穿层柱等超限项。重点分析了底部通高层采用不同组装模式时结构侧向刚度比的分布变化情况,探讨了底部通高层对外框架分担剪力比、倾覆力矩比的影响。通过等效弹性反应谱分析、弹塑性时程分析,对结构在中、大震下的抗震性能进行了分析与评估。对底部加强部位剪力墙、框架柱采取了加强措施,对30m通高穿层柱进行了大震稳定性分析,保证结构底部薄弱部位不发生集中破坏。结果表明,对核心筒剪力墙和框架柱采取加强措施后,可较好地解决底部存在多层通高穿层柱的框架-核心筒结构薄弱层或软弱层问题;钢板剪力墙能明显提高剪力墙的刚度和承载力,控制大震作用下剪力墙底部加强部位在中度损伤范围内。结构可以实现预期的性能目标。

某带穿层柱框筒结构的抗震性能分析

文章以合肥某带穿层柱超限高层框架-核心筒结构为例,通过对该结构进行多遇地震下的弹性计算和罕遇地震下的弹塑性整体分析,检验其结构布置合理性和结构的抗震性能,找出抗震薄弱构件。结果表明,结构设计成功解决了结构超限问题,达到了预定的性能目标。

某复杂商业综合体中穿层柱的结构分析与设计

首先,采用MIDAS Gen对结构进行屈曲分析,表明穿层柱的屈曲滞后于整体结构屈曲。其次,根据欧拉公式推算出构件的计算长度,得出穿层柱的计算长度系数小于规范值。最后,根据本结构的特殊性,提出了穿层柱的性能目标。根据性能目标进行结构设计从而保证结构在中大震下结构的安全度。

带穿层柱框架结构设计的若干问题探讨及建议

结合带穿层柱框架结构的特点,分析了目前计算带穿层柱框架结构的楼层侧向刚度、楼层受剪承载力比、扭转位移比时存在的问题,并给出了计算分析建议与方法。提出一种穿层柱高度范围内等效侧向刚度计算方法,解决了因夹层难以量化定义而带来的层侧向刚度比计算问题。以一中间楼层带穿层柱的12层框架结构为例,对水平荷载作用下的带穿层柱框架结构传力路径进行分析。结果表明,穿层柱和非穿层柱在穿层柱顶、底楼盖位置均存在剪力突变,该位置楼板起到传递水平力作用。分析了不同梁板缺失范围对带穿层柱框架结构的楼层侧向刚度比、扭转位移比、楼层受剪承载力比值的影响。结果表明,随着梁板缺失范围增加,层概念软件默认算法的误差越大,会误判结构的扭转规则性、竖向规则性,建议按照本文建议方法复核。

带50%穿层柱的RC框架结构抗震设计研究

通过研究不同开洞区域的带50%穿层柱的框架结构抗震性能,提出一种基于框架柱地震剪力分担比例的设计调整方法,并进行了调整前后结构弹性及弹塑性抗震性能的对比分析。由于楼板开洞形成穿层柱,穿层柱抗侧刚度偏小,按照计算刚度分担的剪力偏小,一旦进入屈服,穿层柱弹塑性开展较快。弹性设计阶段,应通过调整梁柱截面,满足小震作用下设计指标要求,使穿层柱承担的楼层剪力比例不低于40%,宜控制在45%左右,结构的弹塑性性能满足预期要求。按照普通柱与穿层柱的地震剪力分担相当的原则,进行穿层柱的设计地震作用调整,提高了穿层柱的弹塑性承载力,增加了穿层柱在弹塑性阶段的抗侧贡献,改善了普通柱的破坏程度。

穿层柱框剪结构抗震设计探讨

以某带穿层柱框剪结构办公建筑为例,对该结构进行多遇地震下的振型分解反应谱法计算,分析其结构整体和穿层柱的受力情况,并根据局部穿层柱所占地震剪力的百分比来判断其对整个结构影响的大小。分析结果表明,穿层柱可不计入结构不规则一项,结构仅存在扭转不规则和体型收进不规则问题,不属于超限高层建筑。最后,针对不规则问题采取相应的加强措施。

关于高层建筑空旷大厅穿层柱计算长度系数的问题研究

在工程设计应用中经常会遇到穿层柱的计算长度问题,大部分设计人员并未重视对穿层柱的计算问题,往往参考国家相应规范值进行取值或按照一些设计软件的默认取值,但这类取值有时会有较大的误差,因此本文针对穿层柱的计算长度进行了分析研究,并提出了穿层柱计算长度的实用分析方法及应用范围。

穿层柱设计方法探讨

结合实际工程,通过对穿层柱的破坏状态、受力分析、损伤机理、破坏顺序及不同抗震状态下的剪力数值及剪力分担对比分析,探讨穿层柱的破坏损伤、受力机理,从而选择合理、有效的设计方法,从而保证穿层柱构件的安全及提高整个结构的安全性。

某项目穿层柱计算长度的确定及中震不屈服验算

文章通过某工程实例,针对工程中经常遇到的酒店、公寓、高层办公等项目大堂出现的穿层柱情况,分析了某穿层柱计算长度的确定过程,同时对可能形成薄弱部位的跃层柱进行了中震不屈服承载力验算,对跃层柱的承载力有了直观的把握。

某办公楼穿层柱受力分析及应用探析

文章简述穿层柱在建筑结构设计中的主要分析方法及构造处理措施,对穿层柱进行地震作用下受力性能分析,结合实际工程应用,分析其在地震作用下,结构整体及穿层柱具有良好的承载力和变形能力,能够实现预期的性能指标,可供类似工程参考应用。

楼板大开洞及穿层柱对结构抗震设计影响

建筑单体存在塔楼与裙房未设缝脱开,抗侧力构件收进宽度超限,楼板大开洞,穿层柱的抗震超限情况;通过楼板应力分析来查看楼板大开洞对结构影响;通过对穿层斜柱截面有限元分析对其进行抗震性能设计;通过Push-over静力弹塑性分析得出结构在大震下塑性铰发展顺序。

某带穿层斜柱双筒体超限高层结构设计

仁恒世纪大厦为框架-双筒体结构,建筑高度198m,结构平面呈哑铃状,属于具有扭转不规则、楼板不连续、局部不规则(局部穿层柱、个别构件错层)、斜柱托换等一般不规则项的超限高层建筑。介绍了工程结构特点和整体抗震性能化设计过程。论述了嵌固端选择、多角度地震输入、跨层斜板及穿层斜柱受力分析等设计重难点。结果表明:本工程采用的框架-双筒体结构具有良好的抗震性能;设计时将绝对嵌固端和名义嵌固端均设置在基础顶是合适的;塔楼双筒体布置并未导致明显的强弱轴,多角度地震输入的结构响应接近;裙楼跨层斜板对结构整体受力影响较小;穿层斜柱不会发生屈曲稳定破坏,通过构造加强后斜柱拉梁的设计安全可靠。

带穿层柱钢框架结构受力机理研究

为了研究带穿层柱框架结构的受力机理,将穿层柱高度范围的剩余框架视为子结构,采用广义反弯点法(D值法)确定结构的侧向刚度。考虑穿层柱占比、穿层柱高度对结构侧向刚度比、自振周期、构件内力以及层间位移角的影响,给出了实用的评估方法。通过考虑同层框架柱相互作用的影响,合理确定有侧移框架穿层柱的计算长度系数。分别采用静力弹塑性分析与动力弹塑性时程分析对带穿层柱框架结构进行罕遇地震作用分析。计算结果表明:随着穿层柱数量与穿层柱高度增大,结构的侧向刚度比减小,基本自振周期延长,最大层间位移角增大,柱剪力分配显著变化;穿层柱顶楼层框架梁轴力存在突变,该层楼盖在协调结构变形与内力分配方面具有较大作用,在设计时需要适当加强;在确定有侧移框架穿层柱的计算长度时,可考虑同层框架柱相互作用的影响,对穿层柱的计算长度系数进行修正;穿层柱的弹性刚度较小,在罕遇地震作用下进入塑性较晚,故此其分担的剪力显著增大;随着穿层柱数量减少、穿层柱高度增大,塑性阶段剪力分担率增幅加大。提出的基于穿层柱数量与穿越层数的地震力放大拟合计算式,可用于穿层柱塑性阶段剪力占比放大倍数估算。

高层建筑穿层柱抗震分析与设计探讨

本文简述并整理了穿层柱在高层建筑结构中常用的分析方法与构造加强措施。文章主要从常规设计方法和专项设计方法两个方面对穿层柱的抗震性能分析要点进行了总结梳理,列举了一些典型工程的分析方法,可供类似工程参考。

深圳某连体桁架转换高层建筑结构设计分析

深圳某连体桁架转换超限高层建筑主体结构为框架-剪力墙结构,连体部位为钢桁架和钢框架结构。连体底部设置5榀桁架承托本层及上部钢框架共9层荷载。结合项目特点,对主体结构设定了相应的抗震性能目标。采用YJK、ETABS两种软件对结构进行了多遇地震下的整体分析,通过YJK软件对结构进行了多遇地震下的弹性时程分析及设防、罕遇地震下的等效弹性分析,采用SAUSAGE软件对结构进行了罕遇地震动力弹塑性分析,各项指标均满足设计要求。因连体桁架转换结构为结构的关键构件,故对其进行构造加强,并结合其受力特点进行各工况补充分析,结果表明结构具有良好的受力性能。对穿层柱进行了屈曲分析,确保了穿层柱计算长度满足设计要求。

珠海某超限高层建筑的性能分析与设计

中葡商贸中心南侧塔楼为B级高度高层建筑,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,结构同时存在扭转不规则、楼板不连续、局部穿层柱及斜柱等不规则项。根据结构的超限情况合理选取抗震性能化设计目标,采用PKPM和MIDAS Building两款程序对整体结构进行了小震下弹性反应谱和弹性时程分析,补充了中震弹性和不屈服验算,并采用SAUSAGE程序进行了罕遇地震下的弹塑性动力时程分析。针对楼板不连续、局部穿层柱和斜柱等不规则情况还进行了楼板应力分析、屈曲稳定分析以及斜柱转折处的受力分析。根据结构特点采取了相应的加强措施。分析结果表明,各项指标均表现良好,结构各项性能均能达到预定的抗震性能目标,结构体系合理可行。