某核心筒收进水瓶型超高层结构设计关键问题研究

某超高层建筑位于武汉市汉阳区一线滨江区域,整体造型为下大上小逐渐收分的水瓶型,主体结构高度249m,屋面上设51m高塔冠,地上建筑总高度300m。建筑师要求外框柱贴幕墙边布置,导致塔楼大部分柱均为斜柱,在竖向荷载作用下将对楼面体系产生水平分力,设计中通过在楼面梁设置抗拉钢筋及型钢承担水平拉力。核心筒墙体在17、43层进行了转换收进,通过合理的分析及措施,确保了墙体传力路径的合理性。对主体结构进行了风洞试验并进行了相关论证,减小了设计风荷载,节约了结构造价。对结构进行了施工模拟、收缩徐变分析、墙体有限元分析及塔冠分析,结果表明结构设计安全合理。

超高层建筑结构体系契合性研究

为了研究超高层建筑外型与建筑功能对结构选型的影响,以两栋低烈度区约400m高的超高层建筑为案例,简要介绍了两个案例的建筑造型、使用功能、构件布置、荷载条件等基本情况;同时,对比了水平荷载作用下,两案例的主要计算结果;最后,将两案例的造价与同地区相似高度建筑的造价进行了对比。结果表明:两案例既满足了建筑使用和立面美观的要求,又满足了结构受力和整体稳定安全的要求,同时均比国内高度相近的超高层建筑具有更好的经济性。说明契合建筑外观与使用功能是结构布置合理性的根本,两者和谐结合方能实现综合最优。

某超高层建筑斜撑—柱转换结构节点力学性能分析

为了研究斜撑—柱转换结构节点在最不利内力下的应力分布和变形情况,利用有限元软件ABAQUS对其进行了数值建模和分析,结果表明,在最不利内力下,该类型上下节点均满足承载力要求;在中震作用下节点处于弹性状态,节点的力学性能能够达到设计目标。

某立面收进超高层塔楼搭接柱结构设计和分析

某超高层办公塔楼结构高度245.15m,幕墙高度289.7m,高区东西侧立面收进,采用了钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。为实现东西侧收进4m的立面要求,进行了斜柱转换、桁架转换、搭接柱桁架转换方案的选型比较。综合考虑方案对室内观感、空间使用、净高等的建筑影响及结构受力、材料用量、工期等因素,选定了利用避难层空间设置搭接柱桁架转换的结构方案。对与搭接柱的相关结构,设定了合适的抗震等级和性能目标;对搭接柱桁架进行了考虑竖向地震影响的多工况受力分析;对搭接柱桁架转换引起承担水平力构件包括水平桁架、核心筒剪力墙、楼板进行了分析验算;对搭接柱桁架的防连续倒塌能力进行了分析验算;对关键节点进行了有限元分析。在各项分析结果的基础上,结合结构概念设计,对搭接柱转换相关构件依据性能要求采取了合适的设计措施,实现了结构的可行性和安全性。

中信城市广场三期B地块办公楼超高层结构设计关键问题分析

中信城市广场三期B地块办公楼主塔采用密柱框架-核心筒+环带桁架混合结构体系,分析了楼板和外框柱剪力传递及斜柱引起水平力对整体结构的影响、环带桁架加强层的传力机理、抽柱转换节点和分叉柱节点受力。当楼板刚度分别取100%弹性刚度、50%弹性刚度、25%弹性刚度和刚性楼板时,分别验证了结构小震弹性、中震不屈服、大震不屈服的扭转承载力,对于此外框柱螺旋布置形式,应增强结构的抗扭转承载力;分叉斜柱的倾斜角度控制在10°范围以内较合适且采用型钢混凝土节点设计。

广州市某超高层超限结构设计

本项目B级高度,介绍超高层综合体的结构布置和特点,抗震性能化设计。转换梁托换超高层框-筒结构的外框柱,上托层数多、负担重,并沿高度存在多道托换,相关的托换结构重要且复杂。大跨度悬挑位置V柱及转换桁架分析,按极端不利活荷载布置复核V型柱内力,并提高V形柱抗震性能目标至中震弹性。通过进行超限判别,对需要进行超限审查的塔楼进行可行性分析论证,明确结构薄弱位置和薄弱构件,且对薄弱位置采取加强措施,保证结构设计能满足规范及拟定的抗震性能目标。

苏州金融街超高层斜墙转换结构分析与设计

苏州金融街超高层塔楼T1采用型钢混凝土框架-核心筒结构体系。因建筑功能及立面要求,外围框架柱在40~44层采用斜柱收进3.3m,核心筒在40~42层东西侧与南北侧采用斜墙转换分别收进875mm和300mm;在结构屋面以上,设置了高30m的塔冠结构。针对结构特点及超限情况,详细介绍了结构体系、性能化抗震设计、罕遇地震动力弹塑性分析;梳理了斜柱、斜墙的传力机理,并对斜柱、斜墙及塔冠结构进行专项分析。根据分析结果采取加强措施,确保结构的安全性。分析结果表明:所选结构体系安全合理,结构各项指标均满足规范相关要求,斜墙、斜柱转换传力机制有效,结构整体性较好,能满足相应性能目标要求。

超高层建筑巨型柱结构液压爬模施工技术

针对上海国金中心大厦北塔楼巨型柱结构存在高空截面突变、转换和需内斜上升等特征,选用了DOKA液压爬升模板体系,在巨型柱结构突变转换处,采用液压爬模高空整体停留、模板体系置换和液压爬模重新整体就位等施工方法,安全、快速、灵便地完成了复杂工况下的超高层建筑巨型柱外模板体系施工。

深港科创中心超限结构设计要点

深港科创中心由1栋高199.5m超高层办公和5层商业裙房组成。基于最优原则,从整体结构到构件层面进行了一系列选型和研究以确定结构方案,对基础、裙房结构、塔楼四角外伸结构进行了选型,对塔楼斜柱相关范围受力、节点及上部楼层外框柱内收等进行了专项分析,并有针对性地采取了加强措施。结果表明结构具有良好刚度与强度,满足规范各项指标要求,结构安全、经济、合理。

钰龙金融广场结构设计

钰龙金融广场采用下部为框架⁃核心筒结构,上部为框架⁃剪力墙结构的超高位全托柱转换结构,属6度区超B级高度多项不规则的超限高层建筑。介绍了结构的基础设计、性能化设计、弹性计算、弹性时程分析和动力弹塑性计算等内容,并着重介绍了减震耗能构件的应用和转换结构的加强措施。分析结果表明,通过合理的结构布置、细致的分析和完善的加强措施,能使结构满足设计预定的抗震设防目标的要求。

ICON·云端塔楼结构设计分析

ICON·云端塔楼结构高度185.10m,塔楼平面呈L形,为平面不规则结构,且立面在L形两端逐渐收进。门厅为27m的5层通高柱。建筑在西北角4层、11层及30层立面上存在斜柱转换问题。根据本项目的不规则性,除常规抗震性能分析外,还进行了以下专项分析:地基处理问题、27m通高柱稳定问题、4层斜柱转换问题、L形两端立面收进问题、31层筒体收进问题、31层转换柱问题。以上专项试验及有限元分析结果表明:通高柱稳定承载力对初始偏心较为敏感,施工时控制初始偏心能有效提高通高柱的稳定承载力;转换构件对局部薄弱部位进行加强可使结构延性得到提高;立面收进造成的局部转换问题可设计为摇摆柱将应力释放,可有效控制构件截面大小。

某带斜柱转换超高层结构罕遇地震性能分析

对某带斜柱转换超高层结构设定合理的性能目标,结合国内外性能评价方法,利用Perform3D对其进行罕遇地震下性能评估以及关键截面复核;从层间位移角、楼层剪力、耗能、构件变形率、关键位置复核等方面进行了性能化分析。结果表明,本结构满足设定性能目标,同时也指出薄弱部位,提出加强措施建议。本文分析思路为本类结构提供一种可行的性能化分析参考。

带超高位转换Z形平面布置双塔框支剪力墙结构受力机理分析

以某超高层框支剪力墙结构作为研究对象,塔楼平面布置呈Z形,转换层位于中上部楼层（14层）,形成超高位转换,且转换层以上楼层分为双塔。通过对各项指标的分析表明,塔楼核心筒墙体布置合理,转换层上下层刚度比满足限值要求,抗扭、抗侧刚度良好。根据结构体系特点,分别对转换层楼板最不利工况受力性能、标准层X向剪力墙长度和数量偏少、大震作用下结构体系综合抗震性能、部分墙柱沿高度方向存在二次转换、14层部分设置斜撑的转换梁等均予以深入分析。并针对大震弹塑性分析所揭示问题对关键结构构件予以优化改进,将其研究成果在施工图阶段得到贯彻落实。最后,对此类型超高层结构体系存在问题和解决方案予以总结。

南宁东盟塔巨型环带桁架施工关键技术

南宁东盟塔结构形式为巨柱外框+带状桁架+核心筒双重结构受力体系,其中巨型带状桁架因为起到将上部楼面荷载传递至巨柱的重要转换作用,而成为超高层建筑中不可或缺的一部分,具有举足轻重的作用。为满足超高层结构受力要求,环带桁架一般具有节点形式复杂、外形尺寸大、钢板厚度厚、钢材材质高等特点,由此带来的构件分段、构件吊装、焊接质量、焊接变形、安装精度等成为桁架施工的主要重点和难点。对巨型带状桁架的分段原则、安装方法、焊接原则、施焊顺序、质量控制等进行了详细阐述,并且采用有限元软件对带状桁架进行施工模拟分析,得出桁架施工阶段的构件内力和变形,有效保证了施工安全和工程质量。

某超高层塔楼结构设计及抗震性能分析

某超高层塔楼采用钢管混凝土柱钢框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架混合结构体系,结构东侧中庭部位两个框架柱在底部两层不连续,采用钢桁架托柱转换,中庭幕墙结构外凸并依附于塔楼。主要介绍该结构的设计特点及抗震性能目标,完成了结构整体受力性能分析、结构构件不同性能目标要求的承载力验算、幕墙结构水平钢板梁屈曲分析、拉索式门式刚架稳定分析和整体结构大震弹塑性时程分析,计算结果表明,结构整体及结构构件的刚度、承载力和稳定性满足抗震性能目标的要求。

广州广商中心超高层偏置筒体复杂钢结构设计

广州广商中心塔楼的冠顶高度为375m,塔楼按偏置筒体布置,采用钢管混凝土巨柱外框、巨型钢斜撑、带状钢桁架和偏心支撑钢框架的复杂钢结构体系,建成后将成为中国最高的钢结构超高层。塔楼结构体系的主要特点包括:中部4根柱在第7层倾斜转换到地面层、周边普通柱由两道带状桁架转换、外围抗弯框架和巨撑不在同一平面、楼板不连续等。结构中存在多项超限或者抗震不利的特征,设计过程中采用了基于性能的抗震设计思想。通过提高转换部位构件的性能目标、多轮风洞测试、优化节点设计、非线性施工模拟等措施,使整个结构体系高效而优化。另外,风致舒适度、施工可行性等方面的优化具有明显的综合经济效益,成功降低了结构总造价。

南京青奥中心超高层酒店塔楼结构弹性分析

南京青奥中心超高层酒店塔楼结构高度224m,为B级高度超限高层,采用了密柱框架-核心筒体系。外围框架柱从17层开始设计为斜柱,底部剪力墙中配置了型钢。简要介绍了该工程的结构体系,并对弹性计算结果进行了分析。结构整体及构件设计采用性能化设计,主要抗侧力构件满足中震不屈服,并对结构关键构件进行了对比分析。

南昌绿地紫峰大厦结构设计关键技术

南昌绿地紫峰大厦建筑高268m,采用框架-核心筒结构体系,为超B级高度超限高层建筑结构。在建筑高度2/3位置,东西立面内凹,内凹部分的荷载通过结构柱支承在层41～43这3层高(含暗钢桁架)的7m跨悬臂转换墙上。在核心筒底部加强区设置型钢,底部框架柱采用型钢混凝土柱,转换墙内暗埋钢桁架。整体结构及构件设计融入性能化设计思想,对结构进行了小震下的反应谱计算和动力时程计算以及中震弹性复核,并进行了大震下的弹塑性时程分析。详细阐述了采用ANSYS软件对转换层部位进行的有限元分析,同时介绍了首层挑空部位、竖向变形差、基础设计等关键技术。

呼市中银大厦结构设计与分析

呼市中银大厦是位于高烈度区的超高层建筑,采用框架-核心筒混合结构体系。本文通过对呼市中银大厦结构设计说明,介绍了该工程结构选型,地基基础设计特点及各阶段的抗震分析方法,重点阐述了高位桁架转换和防屈曲支撑设计思路。并详细讨论了型钢混凝土构件设计细节。可供同类结构设计时参考。