某超高层公寓楼大偏心梁柱节点受力性能研究

以某超高层公寓项目中梁平柱边的典型大偏心梁柱节点为例,通过有限元软件ABAQUS模拟梁柱偏心节点在低周反复荷载的受力性能,探讨梁柱偏心所产生的附加扭矩对节点核芯区抗剪承载力的影响;基于有限元分析结果,提出梁平柱边的大偏心梁柱节点有效宽度计算公式,并将其应用于具体工程项目中。结果表明,采用节点有效宽度公式取值得出的节点核芯区抗剪承载力与有限元计算结果基本一致。针对项目中的T形梁柱节点,定量分析了梁柱偏心所产生的附加弯矩对柱端弯矩的影响;结果显示,附加弯矩在竖向荷载作用下可减小柱端弯矩约50%,在地震作用下增大柱端弯矩约86%。

带水平加强层的超高层组合结构设计与分析

办公塔楼建筑高度245.6m,经过多个结构方案论证,结合建筑特点,采用了钢管混凝土柱+钢梁+钢筋混凝土核心筒的组合结构体系,并设置一个环带桁架加强层。分析了核心筒收进和加强层对结构受力性能的影响并采取改进措施,采用多种计算软件对结构进行抗震性能分析、施工模拟分析、外框柱稳定分析和大偏心梁柱节点分析。结果表明,主体结构能到达预定的抗震性能目标,结构安全可靠;不同施工方式影响竖向构件变形差和水平构件的内力,施工图设计时应考虑框架梁跨中附加弯矩对构件承载力的影响和近墙端附加剪力对预埋件的影响;穿层柱的Euler临界承载力远大于大震下的轴力设计值,穿层柱在大震下的稳定承载力有较多富余;对长矩形钢管混凝土柱大偏心梁柱节点在钢梁端部增设水平加腋翼缘和斜向腹板可有效改善节点偏心受力。

超高层公寓楼结构体系选型及大偏心节点分析

针对超高层建筑特点,进行了结构体系比选,对比了不同结构体系的技术和经济指标。结果显示,混合结构体系造价较现浇钢筋混凝土结构高30%以上,伸臂桁架对现浇钢筋混凝土结构的刚度影响不显著。同时,对于梁、柱大偏心节点进行了分析和ABAQUS数值模拟。结果表明,根据规范公式验算的节点核心区抗剪强度满足要求,且柱截面应力分布可以满足平截面假定,节点区梁、柱的混凝土应力相差不大,偏心节点模型和不偏心节点模型的楼板均能够与梁柱共同作用。最后对大偏心节点提出了不加腋时的加强措施。