高层钢框架-混凝土核心筒混合结构振动台试验研究

为了研究高层钢框架-混凝土核心筒混合结构的整体抗震性能,本文设计了一个典型的比例为1/15的20层钢框架-混凝土核心筒混合结构的缩尺模型,在同济大学土木工程防灾国家重点实验室实施了模拟地震振动台试验。本文重点介绍试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,并根据相似理论得到了原型结构的地震反应。试验研究表明:原型结构基本能够满足我国现行规范"小震不坏、大震不倒"的抗震设防标准;核心筒发挥了主要抗侧力作用;结构在大震作用下有较好的延性;钢框架与核心筒的连接节点在结构设计时应给予重视。

某钢框架-混凝土核心筒超高层结构设计中的关键技术

在超高层建筑中,外围的框架柱多为型钢混凝土柱或钢管混凝土柱,鲜有采用纯钢框架柱,为了探索钢框架-混凝土核心筒结构在超高层建筑中的应用,以实际工程为例,首先通过对比四种框架-核心筒结构方案,衡量建设期与运营期经济效益,并结合建筑工业化方面进行结构选型;其次简要介绍钢框架-混凝土核心筒超高层结构的常规分析;最后从层间位移角的控制、竖向变形差的控制、梁墙刚接加强节点的设计、外框钢柱的屈曲分析及弹塑性时程补充分析角度,重点论述钢框架-混凝土核心筒超高层结构设计所采取的一系列关键技术,以保证结构的安全性和合理性。

复杂形体超高层钢框架-混凝土核心筒混合结构减震的研究

以拟建超高宁夏电视塔(NXTVT)工程为背景,利用SAP2000建立其三维有限元分析模型。超高宁夏电视塔呈现底部小、上部大、中部略呈细腰形的花瓶状复杂形体;而且,楼层的不连续分布导致结构质量和侧向刚度沿竖向分布的不均匀。因此,整体结构形式复杂,对抗震要求高。首先,对结构的动力特性进行分析研究。在此基础上,使用振型分解反应谱法和FNA动力时程法对该结构的地震反应进行多维分析。接着,对安装非线性液体粘滞阻尼器(NFVDs)结构进行动力时程分析,以评价NFVDs对该结构的多维减震性能。通过大量的计算分析与比较,综合出了许多有益的结论与建议,为该实际工程或类似工程的减震设计提供参考依据。

带偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

在高层钢框架-混凝土核心筒结构的外钢框架部分加设多列式并连偏心支撑、多列帽腰连偏心支撑,采用结构分析与设计的通用有限元分析软件对未设支撑、设置偏心支撑、改变偏心支撑的位置和数量的高层钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应特性进行了分析.利用振型分解反应谱法对该结构的自振周期、结构侧移、层间位移角、倾覆力矩比、各层总剪力、各层总弯矩、钢框架承担的剪力及剪力调整系数等指标进行了研究.根据分析结果提出了高层钢框架-混凝土核心筒结构抗震设计的偏心支撑分布方式和帽腰支撑设置的原则,为实际工程设计提供了理论参考.

带刚臂的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能分析

对带有刚臂的钢框架-混凝土核心筒超高层结构进行有限元计算分析,并对不同的结构布置和结构内力的突变进行比较分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,在地震作用下,设置一道刚臂的最佳位置在0.466倍房屋高度处;刚臂的数量尽量多设,不仅能减小侧向位移,而且能够减小刚臂处钢柱内力的突变;外围钢框架与核心筒之间采用刚性连接对于结构的抗震性能最有利.

外钢框架-混凝土核心筒结构协同受力性能研究

为掌握外钢框架与混凝土核心筒协同工作的受力性能,对20个外钢框架-混凝土核心筒混合结构计算模型进行了静力弹塑性分析。总结了混合结构受力全过程、变形能力及影响因素、框架剪力沿高度分布的规律,得到了框架剪力最大层的位置。讨论了框架剪力的变化规律以及框架的强弱对框架剪力的影响。从框架作用力的变化解释了框架与核心筒之间剪力重分布的原因;研究了框架剪力最大层和底层框架柱的受力情况,提出了钢框架受压角柱在混凝土核心筒破坏前不出现受压破坏的要求以及限制外钢框架角柱轴压比的建议。

横向钢梁空间约束作用对钢框架-混凝土核心筒结构弹塑性地震反应的影响

本文基于文献[5]建立的钢框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性地震反应的拟三维分析模型,进一步考虑钢框架和核心筒之间横向梁的空间扭转作用,讨论了横向梁空间约束作用对钢框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性地震反应的影响。算例分析表明:进一步考虑横向梁的空间扭转作用后所得的楼层位移和层间位移角比只考虑竖向作用所得的值偏大,可见,采用考虑横向梁空间竖向和扭转约束作用的拟三维分析方法更合理。

地震作用下钢框架-混凝土核心筒组合结构体系的抗震性能

钢框架-混凝土核心筒组合结构体系是外框架采用钢结构,内筒采用混凝土剪力墙结构,形成钢框架-混凝土内筒体系。采用ANSYS有限元软件对25层钢框架-混凝土核心筒组合结构体系进行地震作用下的地震响应分析和稳定性分析,得到数据结果表明,该结构体系抗震性能比纯钢框架架结构的抗震性能更加优越。

钢框架-混凝土核心筒结构体系在高层钢结构住宅中的应用

结合某钢框架-混凝土核心筒结构体系在高层钢结构住宅中的应用实例,通过应用钢框架-混凝土核心筒结构体系施工关键技术,减少了现场湿作业,使构件生产工厂化,减少了现场污染,达到了绿色、节能环保,可供类似工程参考。

钢框架-混凝土核心筒结构建筑的施工技术

结合超高层建筑项目工程塔楼结构施工实际,探讨了钢框架-混凝土核心筒结构建筑施工技术措施。通过使用整体附着式升降脚手架代替悬挑脚手架、使用内爬式塔式起重机代替外部附着式塔式起重机,并对布料机进行加固,实现了工程的顺利进行。总结的经验可为类似工程提供借鉴。

带加强层钢框架-混凝土核心筒结构动力时程分析

加强层的设置对钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能有重要影响。借助SAP2000建模,通过模型转换运用ABAQUS对一个36层未设置加强层与设置三层加强层的钢框架-混凝土核心筒结构进行结构和双向动力时程分析,并对设置三层加强层的结构体系进行IDA分析。结果表明:在8度和9度罕遇地震作用下,设置三层钢桁架加强层的结构可以明显改善结构整体刚度和屈服顺序,提高结构整体延性;加强层处的水平钢桁架和结构外钢框架刚度处在同一数量等级上,在大震作用下,水平钢桁架先于其他构件破坏,能够起到一定耗能作用;在特定地震动作用下结构体系各个性能点值分别为IO=1/215,CP=1/57,GI=1/10,说明该结构体系设置加强层具有很好的抗震性能。

某钢框架-混凝土核心筒结构弹塑性时程分析探讨

高层建筑中,型钢混凝土框架-混凝土核心筒的结构形式应用越来越广泛,根据我国相关规范的规定,高层建筑常常需要进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性变形验算。本文结合某工程的弹塑性时程分析,详细论述了分析模型的建立、检验指标的选取、以及根据分析结果指导设计等过程,可为类似的工程提供参考与借鉴。

高层钢框架-混凝土核心筒结构同步等高攀升施工技术

高层核心筒因无爬架而无法施工,导致外钢框架钢梁连接核心筒时无受力点,也无法施工,影响整个项目的工期。为解决上述问题,研发一种高层钢框架-混凝土核心筒同步等高攀升施工技术,在核心筒周围设置支撑体系,作为核心筒未施工时的钢梁受力点,将外框钢结构独立成全钢结构形式,实现外围钢框架与核心筒同步施工,外围楼板与核心筒墙柱同步浇筑。

钢框架-混凝土核心筒超高层结构弹性分析

用ETABS软件对一栋带加强层的钢框架一混凝土核心筒结构进行了建模分析,通过反应谱法分析了地震荷载作用下钢框架-混凝土核心筒间不同连接形式以及加强层的不同数量对该结构自振周期、结构侧向位移以及结构内力的影响。

基于巨型钢框架-混凝土核心筒结构的模型构建

由巨型钢框架、巨型支撑、钢筋混凝土、伸臂桁架组成的巨型钢框架-混凝土核心筒结构主要用于高层建筑。本文简述其结构体系,并利用ABAQUS软件建立了有限元模型,从而进行了本构关系分析和网格划分。

钢框架-混凝土核心筒结构体系在高层钢结构住宅中的应用

对于高层住宅建筑而言,钢框架混凝土核心筒的结构体系逐渐被广泛应用,其结合了框筒较强的侧向刚度特性与钢结构的施工便利性特性,这种结构由钢管混凝土核心筒主要承受水平荷载作用,由钢管混凝土柱主要承担竖向荷载作用,整体承载力、经济性优越。并且随着钢框架混凝土核心筒的结构体系应用,能够减少现场施工复杂程度,提高施工效率。文章结合某高层住宅钢结构实例,分析在工程建筑中钢框架混凝土核心筒的结构体系应用的抗震效果,同时提出具体施工要点,以供类似工程参考。

钢框架-核心筒辐射钢梁的快速安装技术研究

基于工程实际,探讨钢框架-核心筒结构辐射钢梁快速安装施工技术。通过在混凝土核心筒预埋件节点位置预先加设2块三角码板,达到吊装机械能够快速脱钩、撤吊的施工目标,并采用预先加长连接板近埋件端长度的方式,消除混凝土核心筒结构因模板支设、混凝土浇筑变形等施工误差导致的钢梁扩孔、钢梁切割等一系列严重质量问题,显著提高辐射钢梁施工效率,提升核心筒预埋连接节点区施工质量。

部分包覆钢-混凝土装配式框架-现浇钢筋混凝土核心筒结构应用研究分析

某建筑主体结构高度为172.4m,采用框架-核心筒结构体系。核心筒采用现浇钢筋混凝土结构,外框架进行了装配式钢筋混凝土框架、钢管混凝土柱钢梁框架、部分包覆钢-混凝土组合框架三种结构方案对比。部分包覆钢-混凝土组合框架采用钢管混凝土柱、部分包覆钢-混凝土框架梁、部分包覆钢-混凝土次梁、预应力混凝土叠合楼板。并对部分包覆钢-混凝土组合框架-核心筒进行了地震作用下动力弹塑性分析,考察此结构动力性能。

考虑P-Δ效应的钢-混凝土混合塔筒动力响应分析

为了提高风电机组钢-混凝土混合塔筒动力响应的分析效率,将风电机组钢-混凝土混合塔筒视为自由端有集中质量的欧拉-伯努利悬臂梁,提出了动力响应的高效分析方法.该方法考虑了重力二阶效应(P-Δ效应)对整体结构的动力响应,以及钢材与混凝土对结构整体阻尼比的影响.通过与基于ABAQUS的有限元模拟结果进行对比,验证了所提出分析方法的有效性,并研究了P-Δ效应对整体动力响应的影响程度.对比结果表明:与忽略P-Δ效应相比,考虑P-Δ效应时理论分析结果更接近于有限元分析结果;理论分析结果与有限元分析结果关于位移、速度和加速度均方根的最大相对误差分别为3.09%、3.81%、4.63%.这表明所建立的风电机组钢-混凝土混合塔筒动力响应分析模型具有与有限元分析相当的计算精度.

长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响

长周期地震动因含有丰富的低频成分易使(超)高层建筑等长周期结构发生严重震害。SRC(steel reinforced concrete)框架-RC(reinforced concrete)核心筒混合结构作为广泛应用于高烈度区的双重抗侧力结构体系,确保其强震下的协同工作是实现多道抗震防线,形成合理破坏模式的关键。该文通过与普通地震动对比,阐明了远场长周期地震动对SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响规律,并基于谐振激励下的结构动力分析模型及经验模态分解初步揭示了其内在机理。算例分析结果表明:受低频特性影响,远场长周期地震动作用下结构框架剪力分担率与底层倾覆力矩占比明显大于普通地震动,最大框架剪力分担率所在楼层与普通地震动相比出现下移,且当峰值加速度增至400 gal时,SRC框架中下部楼层剪力分担率超过40%,底部倾覆力矩占比超过70%,按照现行规范设计的SRC框架将难以保证远场长周期地震动作用下结构的抗震安全;激励频率对于SRC框架-RC核心筒混合结构协同工作的影响与振型参与方式有关,低频激励(周期为0.5倍~2.0倍结构基本周期)下结构响应主要受低阶振型主导;远场长周期地震动的卓越分量是导致框架剪力分担率增大的原因。