某超限高层复杂建筑结构设计与创新应用——以全国大学生结构设计信息技术大赛特等奖作品为例

为探究超限高层复杂建筑结构的整体性能,以第五届全国大学生结构设计信息技术大赛赛题商住楼结构模型为案例,依据行业相关规范对赛题结构典型的超限情况、抗震设计和结构选型进行探讨,基于可视化GSCAD平台,对模型调整结果对比分析,验证对案例建筑结构设计构思的正确性和合理性。结果表明:1)结构超限高层凹凸不规则中的局部不规则处的结构布置对结构整体的位移比影响较大,因此在结构布置时,可反向调整位置,以减小结构位移比;2)优化模型在设定的所有工况下的结构位移角、楼层剪力、弯矩均满足规范限制要求,且位移比均小于1.5;3)各层的质量、质心和刚度中心沿楼层高度均匀分布;4)x、y方向楼层侧向刚度比均大于1.0。

某超限复杂高层结构抗震性能分析与设计

某大型医院新建病房楼主楼采用框架-剪力墙结构体系,裙房采用框架结构,二者之间不设防震缝。由于新建病房楼结构存在扭转不规则、凹凸不规则、主楼偏心布置及立面收进等超限情况,与老病房楼之间还设置了高位架空连廊,新建病房楼属于超限复杂高层结构。首先介绍新建病房楼的工程特点、结构布置及超限情况,然后对整体结构进行了弹性分析、时程分析和Pushover分析,最后有针对性地提出了抗震措施。结果表明,新建病房楼结构达到了预期的抗震性能目标,结构设计满足规范要求。

某超限复杂高层(错层)结构住宅设计

介绍了超限复杂高层(错层)结构住宅的设计、超限审查结果、针对超限采用计算分析以及抗震构造加强措施。结果表明,超限高层结构一般需要采取比现行国家抗震规范更加严格有效的抗震计算和构造技术措施,才能达到国家规范规定的"三水准"抗震设防目标,往往需要较高的投资、较长的设计和施工周期;因此采用此类结构方案确定前应进行多方面论证比较,慎重确定结构设计方案。

复杂高层钢结构抗震性能分析

基于结构计算机分析技术的迅速发展,目前越来越成熟的有限元分析软件,可用于复杂大型工程抗震分析条件,有效促进高层建筑设计技术和结构分析技术的发展。以某大型医院新建病房楼,进行Pushover分析、时程分析以及弹性分析等方法研究其整体结构特性,并提出相应的抗震措施,以满足结构设计要求,实现适宜的抗震性能目标。

西交利物浦大学行政信息楼超限高层结构设计

西交利物浦大学行政信息楼为平面及竖向特别不规则的超限复杂高层结构。针对平面楼板严重缺失且存在大面积楼层斜板,东、南、西三个立面开大洞且在内部形成贯通等主要超限特点,通过多模型、多软件的比较分析、弹性时程分析、动力弹塑性时程分析及在三水准下对关键构件进行抗震性能化设计,结果表明,结构具有充分的抗震能力,在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制符合结构抗震概念设计的要求。

大底盘多塔楼连体复杂高层建筑群结构设计

结合工程实例,对大底盘、带转换层、不等高多塔楼、连体超限复杂高层建筑群的结构设计进行较为系统的总结,详细阐述了超大地下室减小差异沉降和温度应力影响的裂渗控制方法,并根据上部大底盘、多塔楼、连体结构的受力特性,提出了运用"调"、"抗"、"放"整体结构构思的先进设计思想,以及解决类似技术难题的思路与方法,专门设计了一种适用于高层建筑的新型连体钢结构"呼吸系统",同时,对做好现场技术服务与确保工程质量的关系进行了实践与研讨,工程实例经受了多次超强特大台风和多年的冷热温度变化等多种受力工况的考验,实现了预期的目标。

广州光大橡园结构抗震性能分析与设计

广州光大橡园为平面、竖向等多项不规则的超限复杂高层建筑,设计中采用SATWE进行计算分析,并采用ETABS软件进行设计验证;对于转换层及转换桁架等复杂构件采用有限元程序进行分析。在较全面的分析研究的基础上,对结构的抗震薄弱部位采取了有针对性的加强措施,提出了加强结构整体抗震能力的措施和抗震对策。

西交利物浦大学行政信息楼动力弹塑性分析

西交利物浦大学行政信息楼为平面及竖向特别不规则的超限复杂高层结构,采用PERFORM-3D软件进行罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,验证结构是否满足"大震不倒"的设防水准要求,寻找结构薄弱部位,提出相应加强措施;同时,评价结构在大震作用下的力学性能和耗能能力,研究结构关键构件的塑性损伤和屈服情况,并对损伤程度做出性能评价,以指导设计。计算结果表明,在给定的三组地震波罕遇地震作用下,结构具有充分的耗能能力,整体塑性损伤有限,受力性能良好,弹塑性反应及破坏机制符合结构抗震概念设计的要求。

南京青奥中心会议中心结构设计与分析

南京青奥中心会议中心地下2层,地上6层,由于其功能多样性,建筑空间布置、流线设计十分复杂,经比选最终采用钢框架-中心支撑束筒结构体系。着重介绍了该工程结构体系的选择过程、结构体系的受力特点、基于性能的抗震计算原则及方法、整体计算结果、弹塑性时程分析结果。在大量分析计算的基础上,提出了相应的超限设计措施,使得结构能够更好地实现预定的性能目标。