非对称超高层连体结构多点输入地震响应研究

非对称超高层连体结构属于一种复杂的高层结构,受力特点与单塔结构差别较大,当连体跨度较大时,两个塔楼底部地震动的差异性可能导致不同的地震响应结果。本文通过对"东方之门"这一超高层连体结构进行不同工况下的多点地震输入分析,研究了地震波的相位差、振动方向以及传播方向对连体结构地震响应的影响。结论表明,非对称连体结构在多点输入下的地震响应和两塔楼本身刚度差异大小、地震波相位差以及传播方向密切相关,通过合理调整塔楼刚度,可以有效减小结构在实际地震中的扭转效应。

非对称三塔连体超高层结构连廊施工方案研究

连体超高层结构属于大型复杂结构,时变特性显著。连廊作为连接各塔楼的纽带,其施工过程对整体结构安全性的影响较大,需要对其施工方案进行研究。以某非对称三塔连体超高层结构为研究对象,建立了该结构的数值模型。采用整体提升法和悬臂拼接法作为连廊的施工方案,分别进行了有限元计算,研究了不同施工方案下塔楼的竖向变形、连廊处各塔楼间的变形差、塔楼与连廊连接处单元的内力。结果表明:2种施工方案均不影响连体结构整体施工阶段的竖向变形规律。相较于整体提升法,悬臂拼接法将导致在连廊施工期间及竣工时刻塔楼结构产生更大的竖向变形、连廊处标高差及连廊连接处单元内力。整体提升法更适合本文研究对象的连廊施工。

地震和风耦合作用下超高层连体结构易损性分析

为探究超高层连体结构在多灾害耦合作用下的设计与安全性能,以苏州超塔为例,开展地震和风耦合作用下的多灾害易损性分析.根据设计资料建立结构有限元模型,分别开展结构在地震作用下以及地震和风耦合作用下的易损性分析,探究结构在多灾害耦合作用下的响应规律.结果表明,地震和风耦合作用下结构联合易损性随着地震动和风荷载强度的增大而增加,且地震动对结构的破坏占主导作用.地震与风耦合作用时结构达到中等破坏、严重破坏和倒塌破坏的概率均比仅地震作用时有所增加.当风速达到40 m/s时,结构在罕遇地震下达到3种破坏状态的概率分别为99.77%、91.56%和46.54%,相比于仅罕遇地震作用下分别提高了1.11%、10.73%和14.65%,相比于一般高层连体结构在同样的灾害耦合作用下分别提高了0.27%、6.26%和14.34%.

深圳湾创新科技中心超高层连体结构动力弹塑性分析

深圳湾创新科技中心为超高层连体结构,不设加强层。选用ABAQUS和Perform-3D软件,基于不同力学模型和分析假定,对结构进行了大震下的弹塑性时程分析;接着对比分析了结构在地震作用下整体指标、层间位移角、层间剪力、顶点位移时程、基底剪力时程、能量耗散和结构塑性损伤情况。结果表明,复杂连体结构采用多种软件进行动力弹塑性分析是必要的。鉴于此,提供了Perform-3D和ABAQUS两种软件的弹塑性分析方法及思路。

武汉江城之门大跨刚性连体超高层混合结构收缩徐变分析

武汉江城之门为双塔高位连体的门形超高层建筑,建筑高度241.9m,采用钢管混凝土柱框架+核心筒+加强层+连体巨型跨层桁架结构体系,核心筒角部及相交处内嵌钢骨,部分楼层内嵌钢板。采用SAP2000软件分别建立基于CEB-FIP 90、CEB-FIP 2010、GL2000理论的分析模型和无连体单塔模型,进行了考虑收缩徐变的非线性阶段施工模拟分析,对比了典型竖向构件变形和内力重分布结果。分析结果表明,伸臂桁架可有效平衡外框柱和核心筒的竖向变形差异;高位刚性连体的布置加大了外框柱和核心筒的竖向变形差异,其差异主要为弹性变形,收缩徐变引起的附加变形差异较小;混凝土收缩徐变带来的竖向构件轴力重分布表现为核心筒剪力墙卸载,外框柱和剪力墙内嵌钢骨加载,轴力变化最大值位于连体相邻下部楼层;对伸臂桁架和腰桁架内力影响主要体现为弦杆轴力的增大。

某非对称连体超高层结构刚度和稳定性分析

晟通梅溪湖国际总部中心A塔和B塔平面尺寸、高度、层数均不相同,两栋塔楼强轴垂直相交。在方案比选中,对比了连体状态和单塔状态下结构的水平抗侧力性能;分析了连接体高度、连接体层数、连接体楼板和连接体梁系布置等参数对连体结构整体刚度的影响。采用两种不同计算方法,分析了单塔模型和连体模型的整体稳定性。结果表明:虽然两栋塔楼刚度存在显著差异,但两栋塔楼结构刚度强轴的垂直布置并采用刚性连接体进行连接的情况下,塔楼之间能通过连接体协同受力强弱互补,使连体后结构具有更好的整体刚度和稳定性。

某非对称连体超高层结构抗震性能分析

晟通梅溪湖国际总部中心属超B级高度的连体超高层结构,存在多项不规则项,核心筒相互正交,扭转效应明显,结构受力复杂。其中核心筒的布置、连接体的设计及加强层的设置均是结构设计中的难点和重点。结合工程实例,介绍了结构体系、超限项判断、连接体的设计、加强层的设置等。对整体结构进行了小震、中震、大震作用下的抗震性能分析,对结构进行了施工过程、楼板应力和连接体专项等关键问题分析,并完成了0°和45°模型在水平力作用下的受力及变形分析。分析结果表明,通过设置较少的加强层且未设置环带桁架,在达到较好的立面效果的同时,结构还可以获得较好的抗震性能,能够达到预设的抗震性能目标。通过关键问题分析,获得了合理的施工顺序以及楼板局部加强区域,连接体的抗震性能良好,能够很好地协同双塔的水平变形。

超高层建筑连体结构分析

某项目为两栋超高层,在高空(分别位于13层、30层)采用连体结构,为确保连体结构超高层建筑的安全性,应准确分析连体结构对主体建筑产生的影响,以及连体结构形式的选择、连体结构与塔楼的连接方式、连接节点的做法,研究连体结构对超高层塔楼的影响范围。文章对比了连体结构与单塔结构、双塔非连体结构的塔楼振动特性,分析主要连接节点的应力情况,寻求超高层连体结构的设计可行方案。

超高层三塔连体结构模型振动台试验研究

本文介绍了1∶40缩尺比例的南京市金鹰天地广场整体模型振动台试验,结构模型由三塔高位连体超高层塔楼组成。研究了高位连体结构在地震作用下的响应特点,评价了其整体抗震性能,并对结构设计提出了改进建议。试验结果表明:该连体结构设计合理,满足"三水准"的抗震设防目标要求,具有足够的抗震安全储备。

某三连体超高层塔楼罕遇地震弹塑性分析

介绍了由三栋250m高的超高层建筑通过在顶部设置连桥连接形成的复杂三连体结构。三栋塔楼结构体系为钢筋混凝土的框架—核心筒体系,顶部连桥采用钢结构,连体部分呈斜交错位且不闭合的形式,整体动力特性复杂。文中介绍了此连体结构的基本结构概念,并对其在罕遇地震下的结构性能进行了验算。结果表明整体结构方案合理有效,在罕遇地震作用下的损坏均处于可控范围内。

三塔连体超高层结构施工阶段竖向变形研究

连体超高层结构的施工周期长,结构时变特性显著,需要进行结构竖向变形规律研究。以某非对称三塔连体超高层为工程背景,依据竖向刚度等效原则,建立了该结构的简化模型并验证了其正确性。通过有限元分析了该类结构的竖向变形规律。基于简化模型研究了塔楼上部结构的施工顺序及连廊与塔楼的刚接时机对整体结构的竖向变形和关键构件内力的影响规律。研究结果表明:三塔连体超高层结构的最大竖向变形发生在连廊处,且该处的变形趋势会发生明显突变,收缩徐变引起的变形占总变形的32%~35%。塔楼上部结构的施工顺序对塔楼间的变形差异及连廊腋部关键构件的内力影响均不大,而连廊与塔楼的刚接时机对整体结构的竖向变形及内力的影响较大,适当延迟连廊与塔楼的刚接时机有利于整体结构变形差异与关键构件内力的控制。

一种超高层上连体结构整体提升施工控制方法

随着社会经济的发展以及建筑施工技术的进步,20世纪80年代末出现了一种新型的结构形式——上连体结构。上连体结构造型优美,实用性强,多用于超高层建筑结构和大型公共场馆建筑。上连体结构施工高度逐渐变高、吨位逐渐变大,对施工质量和安全造成了一定的威胁,涌现了各式各样的施工方法。上连体结构一般的安装方法是分件高空散装焊接成型法和整体提升法。分件高空散装焊接成型法在各个散装的部件在高空指定的空间点完成拼装并移动到指定的安装位置,该方法一般不需要大型的起重设备,依靠脚手架完成高空安装,该方法的劣势是占用脚手架时间长、施工工期长且对场地有一定的要求。

带薄弱连体的超高层结构抗震性能设计

成都中学路35号项目是带薄弱连体的超高层建筑结构,结构总高度144.45m,总层数34层,单塔楼采用矩形钢管混凝土框架-核心筒混合结构,连体采用钢结构。基于项目特点和结构体系的比较,针对超限情况和连体结构的特点,通过结构扭转控制实质的探讨及屈曲分析计算对结构的扭转性能进行考察,采用时程分析计算楼板应力考察薄弱连接位置的楼板抗震性能。结果表明:采用强连接方案的结构整体设计满足规范要求,结构有较好的抗扭刚度,采用基于分层壳模型的时程分析法进行楼板应力分析的效果较好。

超高层连体结构设计关键问题研究

针对超高层连体结构的受力特点和规律,采用数值模拟的手段进行分析,探讨超高层连体结构设计方法,并结合工程实例进行一些关键问题研究,解决设计过程中的实际问题。

超高层连体结构弹塑性时程分析

本文以一超高层连体结构实际工程为例,采用Midas Building有限元软件对该结构进行详细弹塑性时程计算分析,采用了单体和连体2种计算模型。由计算结果知,该结构塔楼单体模型最大弹塑性层间位移角为1/102,连体为1/135,均满足规范要求的最低标准1/100。并对该工程结构构件进行抗震性能评价,2种计算模型剪力墙、框架柱、连接体构件均未屈服,连梁与框架梁出现塑性铰,但均未达到CP状态。从2种计算模型损伤结果来看,该连体结构应采用2种计算模型的包络进行设计。

超高层建筑连体结构的简化自由振动分析

将超高层连体结构等效连续化为连体T imoshenko梁,用哈密顿原理推导控制方程和边界条件,以常微分方程求解器(ODE)为工具,在弹性范围内对超高层连体结构进行了自由振动分析计算。通过算例结果与通用有限元软件s ap2000分析结果对比表明,此简化分析方法是合理的,结果满足工程精度要求。

某超高层连体结构风响应分析

采用等效加速方法和风速时程分析法对某一超高层连体结构进行风响应分析,得到风荷载作用下的结构的风效应;通过数值模拟技术,同时分析了该结构连廊结构(钢桁架)在风吸力作用下,支座和桁架内部杆件的内力。结果表明,该连体结构在风荷载作用下连体部分满足风振舒适度的要求。

湛江万达广场超高层连体结构抗震性能设计

以湛江万达广场超高层连体结构为例,采用框架核心筒结构体系,在中高区用钢结构桁架将两塔楼进行刚接,采用基于性能的抗震设计方法进行分析设计,结合拟定的抗震性能目标,采用YJK,Midas Gen,对结构整体进行了分析,并利用Abaqus进行动力弹塑性分析,计算结果表明结构抗震性能满足规范要求。

悬臂式阻尼桁架在某超高层连体结构中的应用

通常,在超高层建筑避难层设置伸臂桁架以改善抗侧刚度,但不可避免会造成结构周期变短、地震力增大,还会引起结构竖向刚度和承载力的突变,从而出现薄弱层和软弱层。在加强层增设悬臂式阻尼桁架,采用粘滞阻尼器耗能,可提高结构动刚度,避免薄弱层的产生。该文对悬臂式阻尼桁架的设计方案、受力机理分析、减震效率等影响参数进行敏感性分析,采用弹塑性时程分析的方法识别粘滞阻尼器在罕遇地震下多条地震波输入后的反应性态。结果表明:1)为提高减震效率,需严格控制悬臂桁架的弹性变形,并采取措施保证桁架平面外的稳定;2)悬臂式阻尼桁架受力机理的实质是利用杠杆原理放大结构的层间位移,变水平位移为竖向位移;3)悬臂式阻尼桁架粘滞阻尼器的阻尼系数C取值越大,减震效果越好,但取值过大,会给桁架和阻尼器的设计带来难度;4)悬臂式阻尼桁架的减震效率与所在楼层的层间位移角正相关,因此宜选择设置在层间位移角最大的楼层;5)该结构在罕遇地震作用下阻尼器的最大出力约3500kN,正向位移约40mm,反向位移约60mm。从收集的相关文献看,悬臂式阻尼桁架运用在超高层连体尚属首次,该文的经验总结可为工程界提供借鉴。

超高层连体建筑风荷载干扰效应大涡模拟研究

超高层三塔连体建筑的主楼受到裙房及子楼的干扰作用显著,以某超高层三塔连体建筑为对象,基于LES(大涡模拟)方法对其进行了24个方向角下的数值风洞试验,并将主楼的体型系数与物理风洞试验结果进行了对比验证,再基于大涡模拟结果分别从平均和脉动风压特性、涡量分布以及干扰机理等方面探讨了超高层多塔连体建筑风荷载和干扰效应.结果表明:大涡模拟和风洞试验结果吻合较好;单体工况下主塔表面随机涡旋较密集、风压脉动较大、且尾流分离区域较小,当子塔处于主塔上游位置时对主塔结构抗风设计存在有利的"遮挡效应",此时来流湍流对主塔风场分布起主导作用;当子塔处于主塔下游位置时会对主塔存在不利的风压放大作用,特征湍流作用更明显.