梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构的减震研究

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构很好地解决了传统双重抗侧体系由于节点焊接而带来的系列问题,但不可避免地对结构抗震性能产生影响,因此,亟需针对此类结构的消能减震研究。本文以30层梁端铰接的钢管混凝土柱-混凝土核心筒结构为研究对象,通过引入不同构造形式的消能黏滞阻尼伸臂形成减震层,利用OpenSees有限元软件对结构进行弹塑性时程分析,优选出最佳构造形式,并据此对比设置一道及两道减震层时,结构在罕遇地震下减震性能及黏滞阻尼器的阻尼系数和速度指数变化对设置一道减震层结构抗震性能的影响分析。研究结果表明:竖向斜撑型减震层对结构顶点位移、层间位移角、基底剪力的控制效果及自身的耗能效果最佳,而两道减震层结构的综合性能要略优于一道减震层结构,但一道减震层结构对减震层位置变化更敏感,且当减震层位于结构1/3 H层高时减震效果最佳;阻尼系数与速度指数过大或过小均会对结构产生不利影响,而速度指数能有效降低结构的层间位移角,但应注意所带来的位移突变和基底剪力增大问题。

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。

双向速度脉冲地震下偏心重力柱-核心筒结构的弹塑性地震响应研究

研究速度脉冲地震和结构质量偏心综合不利条件下新型重力柱-核心筒结构体系的弹塑性反应规律。选取速度脉冲和非速度脉冲地震加速度记录各10条,进行地震动双向输入,采用结构非线性分析软件CANNY进行有限元数值分析,研究脉冲型地震和结构质量偏心对新型体系弹塑性地震反应的影响。分析结果表明,速度脉冲型地震作用下各结构的层间位移角、层间剪力和层间扭转角显著高于非速度脉冲地震下的相应值。质量偏心对结构弹塑性抗震需求影响显著,层间位移角和层间扭转角都随着偏心率的增大而增大,而层间剪力则随偏心率的增大呈减小趋势。建议在重力柱-核心筒结构设计中应重视速度脉冲地震和结构偏心的耦合不利影响。

某偏心收进大底盘多塔楼城市综合体塔楼部分结构设计难点研究

某大型城市综合体项目1#地块地上为商业裙房、办公楼、公寓楼组成的整体,重点介绍1#地块塔楼部分设计难点,讨论了超长商办综合体防震缝设计、办公楼核心筒墙厚尺寸最小化设计、公寓楼筒框梁截面分段设计及剪力墙优化设计、提出大底盘多塔公寓楼的剪力墙设计的特殊性,并对不同剪力墙布置方案进行了抗震性能对比论证,为同类型的综合体项目提供指导意义。

带偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

在高层钢框架-混凝土核心筒结构的外钢框架部分加设多列式并连偏心支撑、多列帽腰连偏心支撑,采用结构分析与设计的通用有限元分析软件对未设支撑、设置偏心支撑、改变偏心支撑的位置和数量的高层钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应特性进行了分析.利用振型分解反应谱法对该结构的自振周期、结构侧移、层间位移角、倾覆力矩比、各层总剪力、各层总弯矩、钢框架承担的剪力及剪力调整系数等指标进行了研究.根据分析结果提出了高层钢框架-混凝土核心筒结构抗震设计的偏心支撑分布方式和帽腰支撑设置的原则,为实际工程设计提供了理论参考.

芯钢管连接的钢管混凝土节点偏压承载力

为研究芯钢管连接的钢管混凝土梁柱节点偏心受压承载力的计算方法,应用节点试验和有限元方法对节点承载力进行了分析,表明节点承载力主要由芯钢管混凝土和芯钢管外的环形钢筋混凝土共同承受。根据塑性理论的下限定理,推导出芯钢管混凝土和节点区环形钢筋混凝土的弯矩轴力相关曲线,并对曲线进行了简化。采用叠加原理将芯钢管混凝土和节点区环形混凝土的承载力叠加得到节点偏心受压时极限承载力,给出节点偏于安全的偏压承载力的计算公式,公式中给出考虑芯钢管混凝土受外围环形钢筋混凝土约束后的承载力提高系数k。以35层商住楼钢管混凝土结构实际工程为算例,介绍了节点偏心受压承载力公式的应用方法。

芯管交错排布不锈钢芯板楼板受力机理分析

为研究芯管交错排布的不锈钢芯板楼板受竖向荷载作用下的弯曲性能与剪切性能,对五个不同尺寸的不锈钢芯板单向板足尺试件以及一个跨中布置内隔板的不锈钢芯板双向板足尺试件进行试验研究与有限元模拟,对比两者结果验证了有限元模型的准确性,在此基础上对不锈钢芯板楼板的受力机理及弯曲刚度和剪切刚度进行分析,最后对不锈钢芯板楼板性能进行参数分析。试验及分析结果表明:不锈钢芯板楼板具有良好的静力学性能;不锈钢芯板楼板的变形以剪切变形为主,抗剪强度远小于抗弯强度;不锈钢芯板楼板的受力机理类似于空间空腹网架结构,相邻芯管之间面板的中点处可以近似认为面板仅有剪力和轴力而无弯矩,并提出了芯板单元的简化受力模型;芯管交错排布的不锈钢芯板楼板弯曲性能可以认为是正交各向同性的,剪切性能是正交各向异性的;面板厚度是影响剪切刚度的最主要因素;布置隔板可以有效提高不锈钢芯板楼板的承载力且降低挠度。

超高层大偏心框架-核心筒结构抗震性能分析

无锡地铁控制中心为筒体严重偏置的框架-核心筒超高层结构,为充分了解筒体偏置对结构抗震性能的影响,本文对无锡地铁控制中心进行了弹性时程和静力非线性分析,对薄弱楼层采取相应的加强措施,并得到了性能点处的层剪力、层间位移角曲线和塑性铰分布。计算结果表明:该结构符合"强柱弱梁"的原则,能满足大震不倒的设防要求,其抗震设计理念对类似建筑具有较高的参考价值。

陕西银隆大厦连体高层结构设计

陕西银隆大厦项目是由两个建筑体型、结构高度完全不同的高层建筑在高位通过连廊相连,形成的双塔连体结构。结构体系复杂,平面扭转不规则、竖向构件不连续,属于特别不规则的建筑。两个塔楼分别采用钢框架-偏心支撑核心筒与钢框架-支撑结构体系。详细介绍了该工程的结构体系和设计方法,包括钢偏心支撑的布置、消能梁段的设置、连接体结构的布置等。采用YJK、MIDAS/Gen、ETABS、PERFORM-3D等多个软件对结构进行了多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下结构构件承载力及变形能力验算,验算结果均满足相关规范要求。同时针对复杂超高层钢结构中不同构件的性能要求,阐述了基于性能的设计方法。

兰州地铁控制中心框架-双核心筒结构设计与分析

兰州地铁1～5号线控制中心主体结构为设计使用年限100年建筑，采用钢筋混凝土框架-双核心筒结构体系。介绍荷载取值、地震动参数、耐久性等参数的选取，阐明结构布置的整体构思，并采用STAWE、PMSAP、ETABS软件对主体结构进行整体计算对比分析，同时采用弹性时程分析法进行补充计算分析。通过计算分析，找出结构的关键部位，并采取针对性的抗震加强措施。分析结果表明：在地震作用下，主体结构具有很好的抗侧刚度、较好的抗震性能，是高层建筑结构中较为经济、合理的一种结构体系。

某核心筒偏置办公塔楼结构抗震设计

在以某核心筒偏置办公塔楼为例,采用基于性能的抗震设计理论和方法对结构进行抗震分析。首先,采用YJK和MIDAS Structure Master软件对结构进行多遇地震作用下的弹性分析。其次,对结构关键构件进行设防地震作用下的承载力分析。再次,分析罕遇地震作用下的塑性发展过程,识别结构的薄弱部位和构件。最后,针对标准层大跨度楼面进行舒适度专项分析,确保结构具有良好的抗震性能,并达到最佳的使用状态。

某高烈度区筒偏置办公楼结构设计

工程为高烈度区47.4m高的框架-剪力墙结构,建筑功能为办公,平面长宽比约2.9。工程存在核心筒偏置的问题,平面质心、刚心分离,导致结构扭转位移比偏大。通过增设内柱、增大框架梁高、增加剪力墙开洞从而减弱剪力墙抗侧刚度等措施,减小质心刚心偏离的程度。对结构进行多遇地震下的反应谱分析,分析结果表明,采取以上改进措施可以保证结构扭转位移比满足规范要求。通过弹塑性时程分析研究该结构在罕遇地震作用下的变形形态、构件的塑性及其损伤情况,以及整体结构的弹塑性行为;分析结果表明,该结构满足大震不倒的性能目标。

速度脉冲地震下偏心重力柱-核心筒结构的弹塑性地震响应分析

研究了结构偏心和速度脉冲强震双重不利因素对新型重力柱-核心筒结构体系地震响应的影响。选取3条速度脉冲和对应的3条非速度脉冲地震记录作为地震动输入,采用CANNY软件对偏心重力柱-核心筒结构进行了非线性动力时程分析,研究速度脉冲效应和偏心率对弹塑性地震响应的影响规律。研究结果表明,速度脉冲地震下的结构层间剪力、层间位移、层间扭矩和层间扭转角均明显高于非速度脉冲地震下的对应值。偏心率对结构弹塑性抗震需求影响显著。顶点位移、层间位移角、层间扭矩和层间扭转角随着偏心率的增大而增大,层间剪力则呈现出减小的趋势。因此,在新型重力柱-核心筒结构设计中,应考虑速度脉冲地震和偏心率的影响。

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。

深圳湾总部大楼罕遇地震作用弹塑性分析

深圳湾总部大楼为一栋高度为400 m的复杂超高层建筑,采用密柱框架-核心筒结构体系。密柱外框架由56根钢柱组成,梁柱连接采用完全偏心节点,外框架的刚度相对较弱。塔楼高区由于建筑体型收进,核心筒采用2层斜墙过渡收进。设计采用箱型钢梁和箱型钢柱组成密柱外框架,在核心筒剪力墙内埋设型钢加强,密柱外框架与核心筒剪力墙的抗震性能要求均提高至中震弹性。运用ABAQUS和BEPTA程序,将梁、柱和剪力墙的材料非线性在应力-应变层次上予以精确模拟,同时考虑结构的几何非线性,进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究结构在罕遇地震作用下的抗震性能。结果表明:密柱外框架具有较高的抗震承载力,可以起到第二道抗震防线的作用;结构的层间位移角满足规范的限值要求;密柱外框架与核心筒剪力墙的主承重构件均未出现明显损坏,结构具有较好的抗震性能。