钢管混凝土柱排架-核心筒结构抗震性能研究

以钢管混凝土柱钢框架-核心筒结构为工程背景,将钢梁与柱、核心筒的节点修改为螺栓连接的铰接节点,制作1/40的缩尺结构模型进行振动台测试,研究结构的损伤特点、动力特性、最大侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和延性需求等。结果表明:震损出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应较显著;核心筒最大层间位移角达1/26,超过规范框架-核心筒结构体系不倒塌限值3.8倍未出现倒塌;钢排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,楼层延性需求差异大。

多层钢管混凝土柱-铰接钢梁-混凝土核心筒结构振动台试验研究

验证研究新型多层钢管混凝土柱-铰接钢梁-混凝土核心筒结构的震损和反应特点。制作9层1/40的缩尺模型进行振动台测试,调查结构的震损特点、动力特性和地震反应。结果表明:震损出现在楼板与钢管混凝土柱、核心筒以及钢梁连接处的楼板上,震损破坏为变形引起的连接构造破坏和结构性破坏;自振周期随震损增加而增大,动力放大效应减小,侧向变形和层间位移显著增大;结构平均最大层间位移角超过规范框架-核心筒结构不倒塌限值的4.08倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;相对于超高层结构,多层结构的剪重比显著增大,未出现因倾覆力矩过大而导致核心筒破坏的情况,较大层间位移角与损伤破坏的相关性提高。

斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构抗震性能研究

为明确钢管混凝土(CFT)柱框架-核心筒-伸臂桁架混合结构的抗震性能,结合典型工程“青岛海天中心”,采用MARC有限元软件对该结构体系进行抗震性能分析。分别进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明:设置斜CFT框架柱可有效控制结构顶点位移,罕遇地震作用下,最大顶点位移较直CFT框架柱结构的降低约76.6%;斜CFT柱使地震剪力由核心筒向框架转移,转移后的地震剪力更接近双重抗侧力体系的设计要求,即在多遇地震作用下框架部分至少承担结构总底部剪力的20%;同时,结构倾覆力矩的变化与剪力相反。设置斜CFT框架柱的结构可充分利用材料性能,在发挥相同抗侧力作用情况下能取得较好的经济效益。在此基础上,对结构进行基于增量动力分析(IDA)的地震倒塌易损性分析,确定了结构塑性发展路径为连梁、核心筒底部、框架柱底端、伸臂桁架。易损性分析结果表明,CFT框架柱斜置未对结构抗震倒塌安全储备产生不利影响,依然表现出优异的抗地震倒塌能力;结构变截面楼层部分的连梁和周围墙底塑性损伤最为严重,在设计中应对其进行加强。

某高层钢-混凝土组合结构住宅工程实践

近年来钢-混凝土组合结构在我国高层建筑领域开始较多应用。对这种结构体系的应用概况、特点作了简要介绍,并以云南省机化公司高层钢-混凝土组合结构住宅工程为例重点介绍了这种结构体系在高层住宅中的应用。

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

提出一种新型的钢管混凝土重力柱-核心筒结构体系,通过地震模拟振动台试验验证其抗震性能。以实际超高层钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒建筑结构为参考,将钢框架梁与柱或核心筒的刚性节点改为螺栓连接的铰接节点,简化结构并制作1/40的缩尺结构模型,采用4条地震动记录进行不同工况的振动台试验,分析结构的震损特点、动力特性、侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和倾覆弯矩等。结果表明:震损主要出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应显著,侧向变形和层间位移显著增大;外排架柱的层间位移主要为不产生内力的刚体转动,核心筒层间位移角达1/26,超过规范JGJ 3-2010中规定的框架-核心筒结构体系不倒塌限值的3.85倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,随结构损伤增大楼层内力增加幅度减小。

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。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

龙光总部中心结构设计研究

龙光总部中心为两栋“钢管混凝土叠合柱框架-核心筒”结构塔楼及钢桁架在高位形成的多重复杂连体结构。详细介绍了该结构的基础设计、结构体系的选型,从结构整体性能指标、结构抗震性能目标、结构最大层间位移角、剪重比等方面全面阐述了结构的设计策略,并对结构进行连体多塔与单塔包络设计。结果表明,结构各项指标均满足规范要求,结构具有足够的安全冗余度。

北京泰康大厦钢结构设计

北京泰康大厦为高烈度地震区的超高层建筑。综合考虑建筑形体、功能与布置以及结构抗震要求,主体结构采用双重抗侧力体系钢框架-支撑筒体结构。塔楼外围为钢框架结构,中间核心筒采用带消能梁段的偏心支撑筒体,整体结构具有质量轻、地震作用小、抗震性能优越等优点。整体结构分析表明,结构各项整体指标均满足规范要求。对带消能梁段的偏心支撑筒体、外框斜柱、角部大悬挑楼盖结构以及地下室矩形钢管混凝土柱剪力墙筒体等关键结构构件进行了深入分析,提出了合理的应对措施和设计构造。

叠合柱在某超高层办公楼的应用探析

钢管混凝土叠合柱由于具有承载力高、延性好、防火性好和施工较方便等优点,被广泛应用于在高层建筑结构中。为此,分析钢管混凝土叠合柱在某主体高度约200 m超高层办公楼中的应用情况,并采用YJK和Midas Building对该钢管混凝土叠合柱的结构体系进行整体验算,同时采用有限元分析软件,对叠合柱的节点进行补充分析。结果表明,结构体系合理、刚度和质量分布均匀,钢管混凝土叠合柱能较好地应用于超高层建筑中。

某超高层建筑结构选型与关键技术分析

某超高层住宅建筑为68层,房屋高度为217.550m。通过对结构经济性、净使用面积、抗倾覆等分析,确定了该建筑的结构体系采用框架-核心筒结构。同时根据项目特点,通过对比不同类型竖向构件的经济性,选用了适合的竖向构件形式,即局部楼层核心筒外墙采用钢板或型钢混凝土墙,框架柱采用钢管混凝土叠合柱。针对建筑布置特殊性及规范限制,对核心筒外墙中部均匀布置型钢、核心筒角部开洞、钢管混凝土叠合柱正截面承载力等关键技术做了详细分析,保证了结构在大震下的安全性能。

杭州智慧大厦结构设计

杭州智慧大厦的两栋高层建筑分别由四个不同尺寸盒式建筑体块沿高度方向交错叠合形成,有较多内退、外挑及通高空间,并通过连接体连接,造型复杂。结合建筑造型,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,外挑空间采用悬挑桁架抬柱或吊柱形式。首先对该结构进行超限情况判定,采取相适应的抗震性能目标及超限应对措施。然后通过性能化分析,总结结构的整体受力特性,并通过弹塑性时程分析检验关键构件在大震下的性能。最后,针对关键部位及设计难点,补充连体结构设计、节点分析、楼盖舒适度分析、穿层柱屈曲分析等。分析结果表明,结构具有较好的抗震性能,结构安全可靠。

某超高层办公楼结构设计分析

某超高层办公楼主体高度约200m,钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于B级高度超限高层建筑。该建筑采用性能化设计方法,按照抗震三水准原则确定相应的设防目标,采取相应的抗震措施。即:通过大、中、小震的计算对比分析,使结构各项指标相对合理,针对薄弱部位采取有效的加强措施,关键节点采用有限元软件补充计算分析,保证结构具有较好的抗震性能,满足现行规范各项抗震设防设计的要求。

超高层建筑—南京新华大厦上部结构设计

介绍南京新华大厦超高层建筑的结构方案选择 ,超高超限所采取的措施 ,特别是国内首创采用核心钢管混凝土柱中庭抽柱的处理方法。

广州丽兹酒店超限高层结构设计

重点介绍广州某超高层酒店钢管混凝土柱框架—混凝土核心筒结构体系的结构布置、抗震、抗风计算分析、主要抗震措施、节点构造及有关的结构概念设计等,同时对本工程设计中若干主要问题的处理也作了详细分析。

珠海富力中心结构超限设计研究

珠海富力中心为B级高度超限高层建筑,根据建筑平面形状及考虑结构抗侧能力,采用框架-核心筒结构形式;在提高建筑空间利用率的同时也有利于结构的整体受力,从而提高建筑物的抗震性能。通过使用非线性或线性近似模拟的方法对结构进行分析,判定结构系统在多遇、设防和罕遇地震下的性能。同时针对该工程,对结构局部楼板不连续和跃层柱进行了专项分析,使结构设计更加合理、可靠和安全。

广东惠州酒店超高层结构设计与计算

阐述在某复杂超高层酒店和办公楼结构设计中,如何更好地实现整体设计合理化,采用钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒结构,并从计算、设置和构造方面提出相应的处理方法,使结构更经济、合理和有效。

北京大望京村2号地项目618-3#塔楼结构设计

北京大望京村2号地项目618-3#塔楼地上37层,建筑幕墙高度170m,结构高度149.95m,结构体系为钢管混凝土框架＋伸臂桁架＋钢筋混凝土核心筒混合结构,属于A级高度复杂高层建筑。为了最大限度地在满足建筑功能的同时实现成本最优化的目标,设计中严格控制各项结构不规则指标,尤其是尽量减小加强层的刚度实现＂有限刚度＂以减轻由加强层造成的结构内力突变、刚度突变程度。针对本工程多项指标接近规范限值的准超限特点,设计中采取多项技术措施加以应对,对主塔楼结构进行小震弹性计算、静力弹性时程分析、大震下动力弹塑性变形验算和加强层楼板有限元分析。结果表明,结构各项指标均满足规范要求,可达到预期的抗震性能目标。

八柱巨型结构在广州东塔超限设计中的工程应用

广州东塔采用了带伸臂桁架的巨型框架-核心筒体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。从项目背景、结构体系及关键构件设计等方面介绍了基于性能化抗震(风)设计的原则;从结构概念出发,深入研究结构在地震(风)作用下的响应,并针对巨型柱、C80高强混凝土和内嵌双层钢板混凝土组合剪力墙等关键设计提出建议。

某超限高层酒店弹塑性时程分析

某超限高层酒店塔楼采用了框架-核心筒结构体系,大屋面结构高度为193.5m,属于B级高度超限高层建筑。以此超限高层建筑为研究对象,通过MIDAS Building软件对其进行动力弹塑性时程模拟,分析了罕遇地震下的结构响应、剪力墙的应变等级和框架的塑性铰分布,并对钢管混凝土叠合柱进行补充计算。结果表明,该超限高层建筑满足性能目标的要求。最后,针对结构局部薄弱处提出加强措施,为其他类似工程提供参考。