带斜撑巨型框架-核心筒结构协同分析的哈密顿对偶体系

在连续化假定的基础上,将带斜撑巨型框架与核心筒分别等效为底端固定、上端自由的悬臂梁,等效后的悬臂梁具有弯曲刚度和剪切刚度。将楼板等效成刚性连杆,建立带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构协同分析的计算模型。在哈密顿力学体系下对结构进行分析,导出哈密顿正则方程,采用精细积分法求解结构在侧向力作用下的位移与内力。用这种方法对带斜撑巨型框架-核心筒结构进行协同分析,理论推导思路清晰、过程简捷,数值计算易于编程、精度较高。采用本文方法对带斜撑巨型框架-核心筒高层建筑结构进行协同分析,可以准确把握结构的整体受力性能,在初步设计阶段对结构方案进行试算和快速分析。

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究。研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低。罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒→巨柱→支撑→伸臂桁架。该结构体系显著增强了外框的抗侧刚度,提高了外框的剪力分担比例,使得内筒和外框的抗侧能力更加均衡,同时内筒和外框之间的竖向剪力连接需求降低,既减轻了核心筒损伤,又可降低伸臂桁架的刚度和杆件截面面积,并使伸臂桁架加强层与相邻上下层之间的层间刚度突变效应显著降低。因此,支撑巨型框架-核心筒结构体系是一种抗震性能优越的混合结构体系,适用于500 m左右及以上高度的超高层结构。

巨型钢支撑框筒结构抗震性能分析

某超限高层建筑总高346.7m,高度超限,外立面沿高度逐渐收进后又逐渐外挑,建筑概念独特,采用巨型钢支撑框筒+腰桁架形式。依次对其进行设防烈度为7度、超烈度7.5度以及8度罕遇地震输入,研究整体结构的变形、加速度放大系数、楼层剪重比和抗侧力构件的塑性状态等抗震性能。结果表明,在7度罕遇地震作用下,结构基本处于弹性工作状态,能满足整体结构大震不倒的抗震性能要求;超烈度7.5度罕遇地震下,局部构件出现塑性,表现出一定的延性耗能特征;8度罕遇地震作用下,楼层加速度放大系数减小、楼层剪重比减小、局部支撑构件进入塑性屈服阶段,结构进入良好的屈服耗能状态。

海口双子塔-南塔结构设计关键技术研究

海口双子塔-南塔项目位于海南省海口市,为8度0.30g设防烈度地区在建的超高层建筑,建筑高度为428 m,结构屋面高度为402.8 m。结构采用了空间双向倾斜的巨柱、折线形布置的腰桁架、外凸的巨型支撑和复杂转换结构等形式。对于结构设计中的关键问题,进行了风洞试验、模拟地震振动台试验、关键构件及复杂节点试验和多种分析方法的研究,证实在高烈度、高风压地区采用巨型支撑框架-核心筒-伸臂桁架结构体系是可行的,保证了结构的安全性和经济性。振动台试验结果表明,设置巨型斜撑的外框在地震作用下刚度退化小,具有较好的抗震性能。对于复杂空间布置的外框结构,楼板刚度及传力机制对结构体系影响较大,需要考虑多种情况进行包络分析设计。针对场地条件和上部结构特点,采用了变刚度调平设计方法及大长径比的桩基,通过上部结构-桩-土共同分析保证了结构的安全性和经济性。