基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明:考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的50%以上,且该比例随时间呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顶层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。

湖北省科技馆混合减震巨型结构动力弹塑性时程分析

湖北省科技馆采用巨型钢框架-支撑结构体系,存在尺寸突变、扭转不规则、楼板不连续等不规则项,属于超限结构。为改善结构抗震性能,采取混合减震措施,在结构内布置屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙2种消能减震器。采用ABAQUS软件对结构进行施工模拟分析及动力弹塑性时程分析,研究罕遇地震作用下屈曲约束支撑和防屈曲耗能钢板墙混合减震效果,并给出定量评估,包括结构位移响应、构件损伤、能量耗散分布等。分析结果表明:2种消能减震器布置于结构薄弱位置,在提供结构刚度的同时,罕遇地震作用下作为结构第一道抗震防线,防屈曲耗能钢板墙产生良好的屈服塑性变形,屈曲约束支撑滞回耗能显著,有效保护了主体结构。

五矿金融大厦结构设计

带交叉支撑的巨型框架-筒体结构通常用于超高层结构,结合五矿金融大厦建筑设计的特殊要求,如底部大空间、立面开槽打断外围框架、建筑要求的风帆造型等,该结构形式被应用于本项目,为最大程度满足建筑效果和室内使用空间,地下室创新地采用了三墙合一的结构,塔楼采用了型钢偏置的巨柱结构。

上海中心大厦日照温差效应分析

计算了上海地区施工历时较长的超高层混合结构上海中心大厦在施工阶段的温度作用:季节温差和日照温差,给出温度作用的两种工况和构件计算温度,考虑太阳的照射角度、日照时间及构件之间的遮挡情况,选取合理的日照温差作用范围,选用考虑重力二阶效应的有限元分析软件模型,分析结构在两种工况下代表位置处的整体变形特点和伸臂构件的受力情况,并比较两种工况下的结构效应。结果表明:日照温差作用对结构影响较大,结构在两种工况下竖向位移较大,季节温差作用下水平位移很小,日照温差下水平层间位移角相对较大;日照温差工况下,向阳面位置处相邻竖向构件相差较大,由于竖向构件的差异变形和结构整体弯曲效应,使得伸臂在此工况下的内力较季节温差有很大差别。

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构性能分析

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、巨型支撑、混凝土核心筒和伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。对设置X形和倒V形巨型支撑以及设置巨型支撑的同时去除巨型梁下层次柱的结构体系进行了分析。结果表明:设置X形巨型支撑可以使结构的整体刚度明显增大,提高了框架作为第二道抗震防线的承载力;倒V形巨型支撑对结构刚度的贡献相对较小,但引起的局部构件内力突变也较小;设置巨型支撑的同时去除次柱会造成局部构件的内力突变,但可以使巨型框架的主、次结构受力更明确,提高主结构的效率,同时满足建筑大开间的要求。

靖江市文化中心剧场商业区结构设计

靖江市文化中心剧场商业区采用框剪结构体系,体型特别不规则,无明显"层"概念,整体属于钢材和混凝土组成的混合结构空间受力体系,主要包括商业街大跨度钢桁架部分、剧场部分和屋顶自由曲面钢结构部分。首先对各部分所采用的结构类型和相互之间的空间关系、连接方式做了详细介绍;其次,根据该工程的特点,简要介绍了计算模型、荷载取值和阻尼比确定等,并采用抗震性能化设计方法,区分关键部位、关键构件、普通竖向构件和耗能构件等,对关键构件设定抗震性能目标进行设计;而后重点介绍了巨型混凝土筒体所采用的型钢支撑-钢板剪力墙体系,以及为防止墙体裂缝产生而采取的一些计算措施和分步施工措施;最后对本工程的基础设计、整体结构的三向罕遇地震动力弹塑性分析做了简要叙述。

黏滞阻尼伸臂桁架布置对超高层建筑抗震性能的影响

超高层建筑中利用伸臂桁架布置黏滞阻尼器,可避免传统刚性伸臂桁架所带来的不利影响。为探讨伸臂桁架布置形式对超高层建筑结构中黏滞阻尼器的减震效果和对局部构件受力的影响,以一个8度区、407m高的巨型斜撑框架-核心筒结构为例,通过动力弹塑性时程分析,研究黏滞阻尼伸臂桁架分别按通过内柱或避开内柱直接由核心筒悬挑两种方案设计时结构的整体抗震性能和构件内力。结果表明:两种设计方案均可有效协同核心筒和外框架共同受力,但当伸臂桁架经过内柱且弦杆布置在楼面时,因桁架端部受楼面约束,黏滞阻尼器变形受到限制,不能充分发挥作用。当伸臂桁架改为避开内柱、直接由核心筒悬挑,且弦杆脱离楼板约束可自由变形时,黏滞阻尼器耗能能力大幅提升,即使主体结构因塑性损伤产生一定偏位,黏滞阻尼器仍可适应变形继续耗能;因黏滞阻尼器耗能作用明显,主体结构变形得到有效控制,与其相连的巨柱和核心筒负担减轻,结构抗震性能得到一定改善。