乌兹别克斯坦9度区某超高层建筑结构设计与优化

对于9度设防地区的超高层建筑,其结构设计基本由地震作用控制,因此抗震设计尤为重要。建筑消能减震技术可在提高结构地震安全储备的同时,降低整体工程造价,是结构优化设计的有效措施。对位于9度区的超高层建筑进行了结构方案选型对比、结构方案优化、减震设计方案比选、剪力墙内嵌钢板优化。结果显示,钢骨混凝土框架⁃核心筒方案相对于钢框架⁃支撑方案具备更高的成本优势;框架⁃核心筒方案可通过精细化设计作进一步优化;在此基础上,对钢骨混凝土框架⁃核心筒方案采用两种消能减震方案进行比选,结果表明,采用黏滞阻尼器方案的结构抗震性能明显优于采用黏滞阻尼墙方案;最后通过增大剪力墙竖向分布钢筋配筋率,对低区核心筒墙肢中的内嵌钢板进行了优化。

超高层办公楼多变核心筒结构铝模板体系施工技术研究

传统钢大模、钢框木模因相对落后的工艺及其自身质量大、应用繁杂的缺点,逐步处于被淘汰的边缘,而混凝土成形质量高、组装灵活轻便、质量轻的铝模成为更优的替代品。传统住宅为提高施工速度通常以标准楼层为主,给铝合金模板技术的实际应用发展提供了坚实的实践平台。而超高层建筑由于与住宅结构形式上的差别,以及自身在不同楼层所担当的功能不同,使得铝模在拼装及配模上需要投入更多的技术研究。以超高层建筑为案例,具体分析铝模在多变核心筒结构施工过程中的技术应用。

金阳河特大桥超高桥墩设计关键技术

金阳河特大桥主桥为(106+2×200+115+40)m连续刚构桥,位于高山峡谷地带,桥址处50年超越概率10%地震烈度7.7度,5~7号主墩分别高113、196、182 m。针对横桥向抗震响应突出且墩高差异大的特点,主墩采用钢管混凝土组合墩,对墩高较大的6号、7号主墩横桥向双侧放坡,各主墩顺桥向尺寸保持恒定以方便施工,梁端设置粘滞阻尼器以实现顺桥向耗能减震;各主墩刚度经匹配设计,控制截面的地震响应达到合理比例。主墩为外包混凝土的四肢钢管混凝土柱及柱间腹板形成的箱形构造,竖向每间隔12 m设置1道钢筋混凝土横隔板;墩梁固结采用钢管混凝土柱置于主梁0号块腹板外侧的连接构造,钢管混凝土柱与承台连接采用承压板+PBL剪力键的构造。大桥整体结构计算结果表明:持久状况和E2地震作用下,钢管混凝土组合墩满足承载能力极限状态要求,主墩墩顶水平位移小于规范规定的变形容许值。主墩施工先安装钢管骨架,再采用液压爬模工艺施工钢管外包层和柱间腹板,研发了多点同步重型提升系统代替大型塔吊,以降低高空作业安全风险,节省施工费用。

某超限高层办公楼结构设计与分析

某超高层办公楼主体高度约200m,框架-核心筒结构,存在4项不规则项,属于超B级高度的超限高层建筑。文中着重介绍了超限情况、性能目标,对跃层柱、斜柱、平面连接薄弱处楼板等关键部位采用有限元软件补充计算分析,采取相应加强措施后保证结构具有较好的抗震性能。对同类建筑的结构设计具有一定的借鉴意义。

现代木结构在高层观景塔中的设计研究——以第七届全国高等学校木结构设计竞赛获奖作品为例

高层建筑与构筑物是现代木结构自21世纪以来新的应用领域,在科技、生态与人文精神并重的时代背景下,对此进行研究具有十分重要的现实意义。因此,文章从第七届全国高等学校木结构设计邀请赛获奖作品——“鱼·跃”着手,通过研究现代木结构在高层观景塔的应用,对正交胶合木(CLT)筒中筒结构体系在其中的设计全过程进行解析,初步探索了现代木结构在高层构筑物建筑设计中带来的空间和造型的新变化。

某250m超高层建筑的塔楼结构设计分析

某超高层建筑高度为249.9m高度,位于6度设防地震烈度区,是采用叠合柱、型钢剪力墙并带有斜柱转换的框架-核心筒(双筒)结构体系。分析了整体结构在地震作用下的变化,并采用有限元软件着重分析了斜柱、型钢剪力墙和楼层楼板等构件的受力特点。结果表明,结构可满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的预期抗震性能目标要求,承载能力、变形能力、层间弹塑性位移、层间位移角可满足抗震性能目标C的各项抗震性能水准要求。

核心筒偏置超高层混合结构的竖向变形差异分析

在核心筒偏置的超高层混合结构中,由于核心筒与外框的应力水平的差异,在重力荷载下便会产生较大的变形差异。竖向变形差异对结构构件和非结构构件均会产生不利影响,可能会导致幕墙、隔墙、机电管道和电梯等非结构构件受损,造成耐久性和建筑外观方面的问题,还可能会在伸臂桁架等构件中引起严重的附加内力。目前,国内外针对核心筒偏置的超高层混合结构的竖向变形差异问题研究较少。以某超高层结构作为案例,对核心筒完全偏置的超高层混合结构的竖向变形差异进行了详细分析研究,并针对性提出了应对措施与建议。

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。

临沂金水湾二期超高层结构设计

临沂金水湾二期超高层项目结构高度153.3m,属于高震区超高层超限结构,地上结构采用钢管混凝土框架⁃钢筋混凝土核心筒混合结构,塔楼外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。采用YJK和ETABS两种软件对主塔楼结构进行了弹性分析,并采用PERFORM⁃3D软件进行了动力弹塑性分析。从结构体系、性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述,并对梭形超高层建筑的斜柱设计要点、环带桁架、底层分叉柱以及结构动力弹塑性四个方面进行了详细分析、介绍,最后给出了上述要点的计算结论和构造建议。

某超限高层房屋安全性鉴定与抗震鉴定

针对某超限高层框架-核心筒结构房屋现状的安全性,分析了在地震作用下该房屋的抗震性能。根据现场检测数据及建模计算结果,参照现行规范对该房屋进行安全性检测鉴定,鉴定结果为Asu级。对该房屋结构体系和抗震构造措施进行检测,检测结果均满足规范要求;通过建模对该房屋进行结构抗震计算并采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算,结果表明该房屋轴压比、结构最大层间位移角、周期比、剪重比等指标满足规范要求,房屋在地震作用下的承载力满足要求。

杭州星创城综合体项目塔楼A超高层结构抗震性能化设计

杭州星创城综合体项目塔楼A地上45层、地下2层,结构高194.3m,结构形式为圆形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构同时存在扭转不规则、楼板开洞等情况。为了实现结构预定的抗震性能目标,首先对可选的两种结构体系方案进行了优化比选,并通过设缝、优化层高解决了结构的平面、立面规则性问题。然后,采用YJK和MIDAS Gen两种计算软件对塔楼A进行了多遇地震作用下的弹性比较计算和时程分析,并通过性能设计和罕遇地震动力弹塑性时程分析,对结构在设防地震和罕遇地震作用下的响应进行了进一步的研究。最后,根据上述分析计算结果对结构的关键部位及薄弱部位采取了有针对性的加强措施。分析结果表明:整体结构及结构构件有良好的抗震性能,能满足设定的抗震性能化设计目标,结构安全可靠。

技术史视角下中国早期超高层建筑结构技术转移演变述略(1970—1985年) 以深圳国际贸易中心大厦为例

1970—1985年间,早期超高层建筑作为国内一种标志性的建筑类型,其先锋性的结构技术发展是决定其特有结构和空间型制的根本驱动力。文章从技术史学视角出发,梳理对中国超高层建筑技术有重要影响的国际技术转移历程,通过整理同期建筑结构等相关工程技术资料和文献,将该类型建筑设计发展史放置于结构技术的引入和演变脉络之中,强调从“工法创新”到“结构创新”的思维转变,并以深圳国际贸易中心大厦作为“筒体”超高层案例分析,以期构建中国早期超高层建筑设计的独特技术价值及时代意义,为理解现当代建筑提供一种可能的技术路径。

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。

中信城市广场三期B地块办公楼超高层结构设计关键问题分析

中信城市广场三期B地块办公楼主塔采用密柱框架-核心筒+环带桁架混合结构体系,分析了楼板和外框柱剪力传递及斜柱引起水平力对整体结构的影响、环带桁架加强层的传力机理、抽柱转换节点和分叉柱节点受力。当楼板刚度分别取100%弹性刚度、50%弹性刚度、25%弹性刚度和刚性楼板时,分别验证了结构小震弹性、中震不屈服、大震不屈服的扭转承载力,对于此外框柱螺旋布置形式,应增强结构的抗扭转承载力;分叉斜柱的倾斜角度控制在10°范围以内较合适且采用型钢混凝土节点设计。

中信城市广场三期B地块办公楼超高层结构设计

中信城市广场三期B地块办公楼主塔采用密柱框架-核心筒+环带桁架混合结构体系,针对此密柱网混合结构体系的结构特点和性能目标要求进行了抗震性能化设计并分类归纳总结,提出一系列结构加强措施。通过增设适宜刚度的环带桁架加强层从而增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;分叉斜柱角度控制在10°范围以内,采用型钢混凝土节点设计;通过设置钢框梁连接墙肢内嵌型钢暗柱形成整体墙内约束型钢边框可以进一步有效地提高底部和加强层核心筒的延性与增强组合结构整体承载能力。分析结果表明:通过各项措施后结构满足设计要求,整体性能安全可靠。

9度抗震设防区某54m钢管混凝土束剪力墙结构性能研究

钢管混凝土束剪力墙结构是一种新型装配式钢结构住宅体系,因在设防烈度9度地区应用钢管混凝土束剪力墙结构的经验不足,目前的《钢管混凝土束结构技术标准》(T/CECS 546—2018)中该体系的适用范围尚未纳入9度抗震设防区。以某高层住宅项目设计案例为背景,通过有限元分析与试验结果对比证明分层壳元可以较好地模拟钢管混凝土束剪力墙在罕遇地震作用下的弹塑性性能,采用结构抗震性能化设计方法对钢管混凝土束剪力墙结构在9度抗震设防区的结构性能进行了研究。结果表明通过适当加厚重要部位的钢管混凝土束剪力墙钢板厚度,该体系可用于9度抗震设防区。

基于ETABS和LINGO软件的超高层混凝土框架-核心筒结构优化研究

超高层混凝土框架-核心筒结构优化程序将主体结构造价作为目标函数,将位移约束和构件强度约束同时作为约束条件,并调用ETABS和LINGO进行整体优化。程序通过层间构件归并、结构对称性和标准层划分控制优化变量的数量。通过算例分析,程序基本实现超高层混凝土框架-核心筒结构优化的自动化,具有较好的工程应用价值。

9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能影响因素分析

钢管混凝土束剪力墙是一种新型双钢板-混凝土组合剪力墙。以某9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构为原始算例,采用动力弹塑性有限元分析方法,分别以最大层间位移角,结构底层总剪力、轴压比、最大弯矩和剪力,混凝土损伤和用钢量为评价指标,研究了钢管混凝土束剪力墙厚度、钢板厚度、端部腔体钢板厚度、混凝土强度等级和结构整体高宽比等因素对9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能的影响规律,结果表明增加钢管束端部腔体钢板厚度和提高钢管束内混凝土强度等级是提升钢管混凝土束剪力墙抗震性能的最有效措施,9度抗震设防区不宜仅通过增加墙体厚度对钢管束墙体进行加强。

某超限高层结构抗震性能分析

合肥滨湖时代广场C2栋超高层上部结构采用混凝土框架-核心筒结构体系,设定结构抗震性能目标为C级。设计中针对性地采取增加裙楼框柱及框梁截面,控制裙楼层(间)位移比在合适范围;采取增设钢骨的方式,达到外框柱的性能目标要求。对整体结构进行了小震弹性分析、小震弹性时程分析、中大震等效弹性分析以及大震弹塑性时程分析,表明结构及构件在小震、中震及大震作用下,均能达到预设的变形与损伤程度要求,结构设计合理。

某超限高层塔楼结构设计与重要部位专项分析

眉山58号地块项目1#塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,结构高度141.60m,为B级高度的超高层建筑。为了满足建筑功能和立面造型的需要,在结构相应位置设置了穿层柱、斜柱和牛腿柱。通过SATWE和MIDAS Building两种软件对结构进行了多遇地震下的反应谱分析,并借助SATWE软件进行弹性时程分析作为补充验算。采用SATWE软件对结构进行了等效弹性分析,保证主要构件满足设防地震和罕遇地震作用下的抗震性能化设计目标。运用SAUSAGE软件对结构进行了罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,以保证结构“大震不倒”。基于MIDAS Gen和ABAQUS等软件对穿层柱、斜柱和牛腿柱进行了专项分析,确保了重要部位的安全性。结果表明,结构具有良好的抗震性能,能达到预设的C级抗震性能目标。