核心筒偏置超高层混合结构的竖向变形差异分析

在核心筒偏置的超高层混合结构中,由于核心筒与外框的应力水平的差异,在重力荷载下便会产生较大的变形差异。竖向变形差异对结构构件和非结构构件均会产生不利影响,可能会导致幕墙、隔墙、机电管道和电梯等非结构构件受损,造成耐久性和建筑外观方面的问题,还可能会在伸臂桁架等构件中引起严重的附加内力。目前,国内外针对核心筒偏置的超高层混合结构的竖向变形差异问题研究较少。以某超高层结构作为案例,对核心筒完全偏置的超高层混合结构的竖向变形差异进行了详细分析研究,并针对性提出了应对措施与建议。

核心筒偏置办公塔楼结构扭转敏感性分析

核心筒偏置结构与传统核心筒居中结构的受力特征存在明显差异,建筑偏心造成结构刚心与重心差异即结构偏心,使得结构的扭转难以控制,造成结构不规则性显著和构件受力差异较大等问题,需要采取结构布置和构件层面的调整控制各项指标。为实现调整措施的经济合理,针对结构扭转指标的影响因素和各项调整措施进行敏感性分析。以中国海外大厦项目作为工程案例,对设计过程中因偏置筒出现的结构扭转等问题进行了探讨,说明了针对核心筒偏置结构扭转敏感性分析方法的使用。工程案例表明,采用敏感性分析,能够更为全面地考察偏筒结构的整体受力特点和需要着重加强的关键部位,在改善核心筒偏置带来的不利影响同时,增加了结构材料效率,从而提升了工程设计的合理性和经济性。

招商银行总部大厦核心筒偏置超高层结构设计与关键技术研究

招商银行总部大厦是一栋387m高的超高层建筑,采用框架-偏心筒-环带桁架-伸臂桁架结构体系,核心筒偏置于建筑北侧,设5个伸臂桁架加强层。采用合理设计核心筒剪力墙厚度、增设环带桁架等措施,减小了核心筒偏置对结构的不利影响。在伸臂桁架中通过设置屈曲约束支撑(BRB),提高了整体结构的抗震性能。利用屋顶水箱设置调谐液体阻尼器(TLD),减轻了结构风振效应。大跨楼盖跨中增设钢次梁,减小了楼盖人致振动加速度。同时展开了结构整体稳定性、墙体受拉应力控制、长期荷载下的水平位移控制等多项研究,确保了该核心筒偏置的超高层结构的安全,所采取的设计方法和措施可供同类工程参考。

核心筒偏置及多次收进的大底盘超限高层结构设计及抗震性能分析

嘉兴金融广场二期6#地块建筑单体由超高层主楼、高层副楼、多层裙楼组成,没有采用设置防震缝分隔成独立的单体,形成多次收进的大底盘结构,并且主楼的钢筋混凝土核心筒偏置。针对核心筒偏置和多次收进采取加强措施,并进行了中震和大震作用下的性能化分析和动力弹塑性结构分析,研究了地震作用的传力顺序和受力机制。结果表明不设置防震缝,采取结构加强措施能够满足设定的抗震性能目标。

某高层混合结构核心筒偏置抗震设计与分析

此项目为79m高层酒店建筑,采用型钢混凝土柱-钢框架梁-钢筋混凝土核心筒的混合结构体系。具有核心筒偏置立面收进的建筑特征,属于不规则超限工程。首先调整框架梁柱截面及剪力墙厚度,减弱偏置对质心与刚心的偏离程度,减小结构扭转及位移比偏大的不利影响。随后对结构进行抗震性能化设计,通过小震弹性,中震验算,罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,确定结构的薄弱部位并分析关键构件的损伤情况,最后对楼板开大洞及跃层柱进行专项分析,最终结果表明结构在中大震下均能满足性能目标的要求。

筒偏置框架-核心筒结构的抗震超限分析

为了探究筒偏置框架-核心筒结构的抗震设计和超限分析,文章基于实际工程单体,建立空间结构模型,依据地震响应分析和弹塑性抗震理论,采用两种计算程序(YJK和PMSAP)进行振型分解反应谱法计算对比,并补充弹性时程法分析比较;同时对结构整体进行静力弹塑性和大震防倒塌分析,对超限关键部位进行中震弹性设计加强。分析表明:当筒偏置框架-核心筒具备较好抗扭刚度时,多种分析方法计算结果吻合良好,通过大震分析充分揭露出结构关键部位,对其设计加强,使得结构具备良好的抗震性能。

核心筒偏置型倾斜立面高层建筑设计关键技术

本项目为94.5m高层建筑,具有核心筒偏置和倾斜立面的特性。设计思路采用弱化核心筒,减弱其偏置带来的质心刚心偏离的问题;选用BRB支撑调整扭转位移比并增加抗侧力二道防线;应用钢管混凝土柱来控制构件截面并提高施工速度。详述了结构的静力、动力特性,以及设计的关注点。采用动力弹塑性时程对结构在大震下的抗震性能进行验证,确定结构的薄弱部位和关键构件的塑性损伤情况。对倾斜立面柱首先从构造设计上进行加强,同时从计算角度分析楼板失效情况下结构的安全性。对跃层柱,采用欧拉屈曲公式计算构件的计算长度,保证了计算长度系数取值准确。通过上述分析总结,为类似项目提供参考。

内筒偏置框架-核心筒结构扭转效应控制方法研究

内筒偏置将加剧框架-核心筒结构在地震作用下的扭转反应。研究了内筒偏置框架-核心筒结构的扭转效应控制方法。根据内筒偏置框架-核心筒结构的刚度分布特点,通过减小核心筒内墙厚度,调整核心筒外墙厚度以及核心筒外墙开洞等方法,可有效减小结构的扭转位移比。上述三种方法对结构扭转反应的控制程度由弱到强。需要注意的是,尽管外墙开洞可以从根本上解决内筒偏置框架-核心筒结构扭转位移比过大的问题,但是会引起结构周期比的较大波动,一般说来,洞口尺寸不宜过大。

核心筒偏置高层建筑结构受力特点及设计对策

随着高层建筑的大量兴建和设计建造技术的不断发展,核心筒偏离结构平面中心的高层建筑结构也越来越多。采用数值分析的方法研究了竖向荷载下和大震作用下,核心筒偏置对结构整体受力性能、破坏模式以及构件内力的影响,总结了核心筒偏置结构的受力特点:在竖向荷载作用下,结构楼层受到附加倾覆力矩的作用,结构将产生一定的整体弯曲变形,核心筒偏置相关位置的柱与墙肢轴力也会有所增加。针对这些特点,从结构与构件两个层面给出了相应的设计对策。

某核心筒偏置高层建筑结构分析与设计

塔楼结构总高度90.8m,结构核心筒偏置一侧,通过加大核心筒北侧墙体的厚度,合理调节核心筒连梁的高度,经分析表明,能够控制结构扭转在规范规定的范围,通过大震动力弹塑性分析结果,结构能够满足大震不倒的要求,且能够实现结构多道防线的设计。屋顶钢结构塔冠采用带支撑抗风桁架形成双向抗侧体系,并承受幕墙荷载。裙房结构下部斜柱,采用多软件对比分析,并进行性能化设计,以实现中震弹性,大震下截面剪压比满足要求。

某高烈度区筒偏置办公楼结构设计

工程为高烈度区47.4m高的框架-剪力墙结构,建筑功能为办公,平面长宽比约2.9。工程存在核心筒偏置的问题,平面质心、刚心分离,导致结构扭转位移比偏大。通过增设内柱、增大框架梁高、增加剪力墙开洞从而减弱剪力墙抗侧刚度等措施,减小质心刚心偏离的程度。对结构进行多遇地震下的反应谱分析,分析结果表明,采取以上改进措施可以保证结构扭转位移比满足规范要求。通过弹塑性时程分析研究该结构在罕遇地震作用下的变形形态、构件的塑性及其损伤情况,以及整体结构的弹塑性行为;分析结果表明,该结构满足大震不倒的性能目标。

某核心筒偏置办公塔楼结构抗震设计

在以某核心筒偏置办公塔楼为例,采用基于性能的抗震设计理论和方法对结构进行抗震分析。首先,采用YJK和MIDAS Structure Master软件对结构进行多遇地震作用下的弹性分析。其次,对结构关键构件进行设防地震作用下的承载力分析。再次,分析罕遇地震作用下的塑性发展过程,识别结构的薄弱部位和构件。最后,针对标准层大跨度楼面进行舒适度专项分析,确保结构具有良好的抗震性能,并达到最佳的使用状态。

某大长宽比及大高宽比的筒体偏置高层结构设计

由于大高宽比、大长宽比、筒体偏置高层建筑结构和传统高宽比、长宽比的筒体结构受力特点不同,主要表现在两轴刚度差异较大、偏置墙体受拉等。首先对筒体与框架连接区域的楼板结构形式的方案进行比选,对比结果显示:梁板结构比厚板结构对提高刚度的效果更明显。结构设计时,通过加强底部加强区及以上部分重要墙体配筋,加强楼板薄弱相关部分配筋,结构主要指标、墙体偏拉、楼板应力、损伤等均能满足相关的规范要求,并满足既定的性能目标。

核心筒偏置高层建筑结构受力性能分析

随着高层建筑的广泛设计和建造,出现了一些核心筒偏离结构平面中心位置的框架-核心筒结构,可称为核心筒偏置结构。在承受水平地震作用和竖向荷载时,此类结构的受力性能与非偏置的框架-核心筒结构有所不同。通过理论分析,研究了核心筒偏置高层建筑结构的扭转位移比和扭转周期比的变化;采用数值分析的方法,从结构和构件两个层面研究了不同高宽比、不同偏置距离的24个模型的受力性能。在结构整体层面总结了扭转周期比、扭转位移比等结构指标随偏置程度、结构高度及是否有内柱等因素的变化规律;在构件层面总结了不同偏置程度对墙柱剪力的影响程度,为此后该类结构的设计提供参考。

上海市某超高层偏筒结构分析与设计

由于建筑功能、效果的需要,偏筒结构在高层及超高层项目中数量逐渐增多。位于上海市某280m超高层偏筒结构采用了钢管混凝土柱-钢框架-钢筋混凝土筒体的结构体系。结构设计的主要难点在于筒体偏置导致结构在地震与风荷载作用下产生较大的扭转效应;筒体部分因电梯井道开洞使得最外侧墙体易处于受拉状态,且因质量、刚度不均匀结构在竖向力作用下将产生较大的水平位移。分别对结构的抗扭性能、筒体墙构件承载力、考虑收缩徐变的结构整体水平变形进行了详细的分析,并通过大震弹塑性验证了结构整体及各构件均满足设定的性能目标,保证了结构整体及构件的安全可靠。

偏置筒体的抗扭转性能分析与设计

偏置筒体结构由于其相对偏心距较大,其扭转振动效应一般较大,容易成为结构设计的控制因素。论文对偏置筒体进行弹塑性扭转振动效应分析,提出了采用PERFORM-3D对偏置筒体结构弹塑性扭转振动效应的敛散性补充分析的基本方法,并在此基础上,结合工程实例给出了关于偏置筒体抗扭转设计的一些建议。

框架-偏置筒体——成都国金中心四号塔楼结构设计

成都国金中心四号酒店及住宅大楼地上51层,总高198 m,建筑的高宽比8.83,筒体高宽比18.7,采用了框架-偏置筒体结构体系。筒体外侧剪力墙内,通过布置型钢暗柱,满足了筒体加强区罕遇地震不屈服的性能化要求,并增强了筒体的延性;通过合理布置框架柱,有效满足了建筑对室内净高和结构对侧向刚度的综合要求;框架柱中设置型钢,减小了截面尺寸及自重。对结构的刚度、强度、整体稳定等指标进行了多遇地震下的反应谱和时程分析;同时补充了大震下弹塑性静力及动力时程分析,发现结构薄弱部位并针对性加强。

偏置核心筒高层建筑结构抗震性能化设计

随着高层建筑的不断发展,框架-核心筒高层建筑应用日益广泛。为满足结构抗震平面规则性要求及建筑使用功能,通常核心筒居中或轻微偏心布置。近年来,建筑师综合考虑建筑所处地块、建筑平面、景观效果等因素,偏心核心筒结构工程案例增多。由于质心与刚心严重不重合,偏置核心筒高层建筑具有扭转效应明显,墙肢拉应力较大、楼板与核心筒连接薄弱等特点。以250m高偏置核心筒超高层建筑为例,对比了钢结构体系与混合结构体系的经济效益,最终采用混合结构进行设计。针对项目的超限点与需加强部位确定合适的抗震性能目标,采用YJK、ETABS等软件进行小震及大震下的计算分析和论证,并采取合理的措施进行加强。

偏置筒体—大跨度框架结构体系设计实例

常规的混凝土筒体—框架结构筒体均为居中布置,当使用上需要将筒体偏于一侧布置且框架跨度又较大时,设计中就要针对规范的定量计算要求采取一定的结构措施,才能在抗震设防区实现这种结构体系。

上海某超限高层钢管混凝土框架-偏置核心筒结构设计

上海合景国际广场紧邻黄浦江边,为钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构,其特点一是核心筒严重偏置,质心与刚心严重偏离,扭转效应显著,筒外办公区钢梁跨度20m;二是2层楼面有效宽度小于本层宽度的40%,属于超限结构。文中采用SATWE、ETABS及PMSAP进行了小震计算与复核,采用PUSH&EPDA对结构进行了罕遇地震下的静动力弹塑性分析,根据计算结果采取加强措施,使本工程达到了抗震设计性能目标。