高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构破坏过程的数值模拟

利用ABAQUS通用有限元程序对钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的破坏过程进行了数值模拟。研究结果表明:该类结构在弹性阶段,芯筒承担绝大部分的水平力,一旦芯筒开裂,钢框架开始承担大部分水平力,且随着地震作用的加强,承担比例不断加大,钢框架起到了抗震第2道防线的作用;芯筒在地震往复作用下首先在底部开裂;随着损伤的不断积累,底层几乎全部开裂,中部沿楼板四周也开裂;框架在中震与大震作用下均处于弹性阶段;在特大震作用下,先底柱后中部梁出现塑性绞;楼板在地震作用下产生了较大变形,在与芯筒和钢框架梁相连部位均产生了大量裂缝;该类结构在地震作用下是双重抗震体系。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构非经典阻尼地震响应分析

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构地震响应属于非经典阻尼体系动力分析。为了应用基于振型叠加的CQC法分析地震响应,目前有四类方法可供选择:整体计算方法、模态阻尼比法、强迫解耦法、复模态分析法。这四类地震响应分析方法各有利弊,哪一个方法更为有效,工程师往往不好判断。对于钢框架-钢筋混凝土核心筒结构阻尼比如何取值,本文进行了分析研究,首先综述了上述四类地震响应分析方法的理论背景,根据不同构件单元变形能的大小,提出采用变形能加权平均的方法,计算组合结构的综合阻尼比。通过实例分析,计算结果取得了较好的精度,该方法可以用于工程的抗震分析。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施:在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明:在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小钢框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下的性能分析

选用15条地震记录,采用有限元软件ABAQUS,对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下破坏直至失效的过程进行研究。分析结构在强震作用下的变形、破坏顺序和破坏机理,并采用增量动力分析方法对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震下的性能进行评价。

超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构弹塑性时程分析

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括了钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律。结果表明,罕遇地震作用下混凝土最大损失出现在这类结构体系中核心筒底部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在核心筒底部加强区域增设型钢和提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰的揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,有关方法可为同类研究提供参考。

某金融中心钢框架-钢筋混凝土核心筒结构设计与分析

某金融中心采用钢框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,结构存在楼板不连续、转换层及扭转不规则等现象,属超限高层建筑结构。根据结构的特点和建筑布置,设计对整体结构进行了分析、计算和专项优化,使之具有良好的结构抗震性能。结构整体计算结果表明,各项整体指标满足规范的要求,不规则导致的不利影响较小。楼板应力分析结果表明,针对楼板薄弱位置的补强措施可实现楼板传力可靠性;转换层采用型钢混凝土框架,框架梁、柱均达到“中震弹性、大震不屈服”的抗震性能目标,通过调整转换构件截面,消除了由转换造成的刚度变化影响;通过对结构主要构件设置抗震性能目标,保证结构在不同地震工况下的抗震性能满足规范要求。

高层建筑钢筋混凝土框架-核心筒结构施工技术探析

文中以某高层钢筋混凝土框架-核心筒结构建筑为例,对C60自密实混凝土配合比设计进行研究,通过调整施工顺序实施核心筒超前施工策略,以降低收缩徐变影响,同时结合仿真模型分析不同超前层数(6至14层)对竖向变形的影响。结果显示,超前施工能有效控制低楼层变形,且对高层尤其是顶部区域变形影响显著,变形量随超前层数增加而累积增大。因此,施工应根据具体超前层数精确预测和调节竖向变形,确保结构安全与稳定。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

钢筋混凝土框架-核心筒结构地震反应能量分析

通过对9个不同结构特性的钢筋混凝土框架-核心筒结构,选用一定数量的地震波进行时程分析,研究了此类结构在地震作用下的总输入能及其在滞回耗能和阻尼耗能之间的分配规律,以及滞回耗能在构件及层间的分布规律。研究表明,随着地震动幅值的增大,滞回耗能比也随之增加;不同频谱特性的地震波对滞回耗能影响较大;刚度特征值对结构总滞回耗能影响不大,但对构件的耗能分配具有较大影响;结构滞回耗能主要集中于底层剪力墙和中部连梁处。

钢筋混凝土框架-核心筒结构的变形解构规则

为进行钢筋混凝土框架-核心筒结构基于位移的抗震设计,研究并建立了RC框架-核心筒结构的变形解构规则。分析了水平力作用下RC框架-核心筒结构变形的特点,根据力平衡准则和位移协调准则,分别建立了框架梁、柱的变形与层间位移角的关系以及核心筒墙肢、连梁的变形与层间位移角的关系。

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的弹塑性时程分析

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线以及楼层位移角包络曲线。结果表明,罕遇地震作用下,混凝土最大损伤出现在这类结构体系中核心筒底部和中上部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在相关区域增设型钢或提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰地揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,为同类研究提供参考。

带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构的地震响应分析

以某20层的钢筋混凝土框架-核心筒结构为研究对象,利用ETABS软件建立普通框架-核心筒结构和带BRB支撑的框架-核心筒两种结构模型,分别采用反应谱分析和非线性时程分析的方法对两种模型进行计算分析对比。结果表明,在多遇地震下,带BRB的钢筋混凝土框架-核心筒结构在层间位移角、最大楼层位移等方面均有一定的控制效果,而且可以提高结构的抗侧刚度和抗扭刚度。在罕遇地震下,带BRB的结构具有很好的耗能效果,能够较好地改善结构的抗震性能。

钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构内力分析

对某框架-核心筒结构实际工程在两个不同的部位加设耗能支撑,采用ETABS软件,计算钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构在地震作用下的内力,分析了耗能器在地震作用下能否启动耗能和其耗能效果。结果表明,在多遇地震下耗能器不启动,在罕遇地震下耗能器启动耗能,能够较好的改善结构的抗震性能。

钢筋混凝土框架—核心筒结构模拟地震倒塌试验研究

钢筋混凝土框架-核心筒结构是高层建筑结构中常用的结构形式。如何有效地探寻此类结构体系在强震作用下的倒塌机理是目前高层及超高层结构抗震性能评估的核心问题之一。设计了1:15的框架-核心筒结构模拟地震振动台试验,该结构底层一个角柱由千斤顶代替,通过千斤顶卸载模拟结构角柱破坏在地震作用等偶然作用下的破坏;再输入31个地震工况直至结构倒塌破坏,模拟角柱失效后结构在地震中的破坏以及倒塌过程。试验分析表明,底层柱的失效加剧了地震作用破坏的集中效应,底层竖向构件严重破坏并最终导致结构倒塌。

超高钢筋混凝土框架-核心筒结构整体钢平台模架施工关键技术

依托绿地中心-杭州之门双子塔工程,针对外框及核心筒均为钢筋混凝土结构的超高层建筑建造的特点和难点,开展整体同步施工的模架技术及施工工艺研究。结合整体建造工艺路线,介绍了整体钢平台模架体系设计关键技术;突破传统工艺,采用整体钢平台模架与液压防护屏组合,形成超高层建筑外框结构与核心筒结构阶梯式同步施工的创新施工工艺,实现了外框结构与核心筒结构同步攀升。实践表明,该工艺安全可行,在此类超高层结构建造中效果良好。

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。

高烈度地区钢筋混凝土框架-核心筒超高层结构设计及抗震性能分析

对位于昆明市的1栋171.8 m超B级高度办公楼进行了结构设计,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,存在扭转不规则及跃层柱两项不规则项。通过核心筒剪力墙及框架梁布置优化调整,有效解决了墙肢受力不均的问题,避免少数墙肢在中、大震时受力集中并损坏严重。采用基于性能的抗震设计方法,进行了小震弹性计算、中震性能化验算、大震动力弹塑性时程等分析。根据分析结果,提出相应的抗震加强措施确保结构安全可行。

圆形框架-核心筒结构45米高空钢筋混凝土悬挑结构的施工

石河子气象局气象站雷达塔筒中筒结构，外简为圆形，直径6．1米，筒壁厚300mm，内筒为一正方形的电梯间，两筒之间为钢筋砼楼梯，主体14层，建筑物顶标高为58．249m，建筑面积2600m^2。13层顶部设有八榀悬挑梁，距地面45m，梁高2．15～0．6m，挑出长度4．4m，梁宽0．4m。整个悬挑结构为全现浇混凝土结构，荷载较大，且悬挑梁外部无可支撑部位，施工难度大。本文侧重论述大悬挑支模架荷载体系的设计和施工方案。悬挑结构施工难点为：

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

近年来,随着建筑工程领域的快速发展,钢框架-钢筋混凝土核心筒在很多建筑结构中得到了广泛的应用。为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒在地震作用下的协同工作性能,以此来降低竖向荷载作用,需要通过在框架结构上安装斜撑框架和增加大型斜撑设备等措施,达到稳定结构的作用。本次研究中主要利用有限元软件分析方法,对钢框架-钢筋混凝土核心筒在地震作用下的性能进行简单的分析,在此基础上对钢框架-钢筋混凝土核心筒的协同工作能力进行研究,最后讨论了竖向荷载作用下的变形作用,最后做出总结。

超高层钢筋混凝土框架-核心筒动力弹塑性时程分析

为使结构达到罕遇地震作用下防倒塌设计的抗震性能目标,文章以安徽省淮南市某超高层建筑为例,采用有限元设计分析软件Midas Building建立超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构计算模型,对其进行大震作用下结构的非线性地震反应分析,研究结构在遭遇罕遇地震作用时的顶点位移、底部剪力以及层间位移角等量化的综合性能指标。根据关键构件、普通构件和耗能构件的整体变形、耗能能力以及地震终止时塑性损伤情况,评价结构构件在罕遇地震作用时的塑性变形行为,发现结构设计中的规律问题,找出采用振型分解法难以发现或无法发现的问题,针对结构构件薄弱和刚度突变部位提出相应的处理措施,确保建筑实现大震不倒的目标要求。Midas Building分析结果表明:地震波对结构构件承载力影响较大,且随地震波的持续输入,结构由弹性变形阶段进入弹塑性变形阶段,刚度退化,部分构件进入塑性屈服状态。