阿里巴巴上海总部类巨型框架超限结构设计

阿里巴巴上海总部大厦采用了类巨型框架结构体系,主要结构构件均采用了钢结构。系统介绍了塔楼超限结构设计的概况,并针对本项目类巨型框架的结构特点和难点进行了阐述。针对塔楼整体结构的不规则性,提出了结构设计的抗震性能目标和抗震加强措施。结构的整体分析结果表明,结构整体指标和抗震性能均能满足既定的设计要求。对特殊及关键的结构部位进行了计算和分析,确保了构件和节点的可靠性及其在整体结构中关键作用。

大曲率巨型钢桁架的结构安全监测平台与施工监测研究

由于复杂建筑结构的施工难度大且不确定性高,开展结构施工监测对整体的安全稳定至关重要。基于BIM和Web技术研发了对巨型钢桁架结构进行施工监测的结构安全监测平台,并对监测平台的总体设计思路及各项功能进行了详细的说明。根据监测数据的概率分布特征,利用高斯混合模型确定监测预警值以开展结构安全预警。该安全监测平台跟踪了钢桁架卸载施工全过程的形态和内力变化情况,建立了钢桁架的精细化模型以模拟卸载施工的全过程,并对比分析了实测结果和计算结果。研究结果表明:钢桁架z向位移均未超过跨度的1/400,构件应力比的最大值未超过0.4,说明了卸载施工的安全性较高;施工阶段的实测应力和位移的相对误差不超过10%,反映了数值模型对于卸载施工模拟的可靠性和有效性;所研发的监测平台获得了卸载全过程的结构响应变化规律,可为结构状态评估提供可靠的数据支撑。

漳浦县文体中心体育场对拉非对称双拱大跨度屋盖结构设计

对漳浦县文体中心体育场对拉非对称双拱大跨度屋盖结构设计的难点、关键点进行了介绍。大屋盖双巨拱跨度达132m,非对称布置,与水平面呈1488°夹角,前拱中段无支承,受力机制复杂。为解决该问题,前、后拱之间设置对拉钢桁架,将“树杈”状拱脚、前拱、后拱、看台V形混凝土斜柱等组成一个自平衡体系。为满足建筑自然采光,大屋盖上覆膜材选用高透光率的ETFE膜材,通过沿钢桁架方向的预应力拉索保证其受力及稳定性。采用SAP2000和MIDAS Gen软件对该创新体系进行了弹性计算与屈曲分析,并利用ABAQUS软件进行了罕遇地震下的弹塑性动力响应分析和整体稳定临界荷载分析。分析结果表明,该体系的各项指标基本满足规范要求,具体良好的整体稳定性和抗震性能。

南宁东盟塔巨型环带桁架施工关键技术

南宁东盟塔结构形式为巨柱外框+带状桁架+核心筒双重结构受力体系,其中巨型带状桁架因为起到将上部楼面荷载传递至巨柱的重要转换作用,而成为超高层建筑中不可或缺的一部分,具有举足轻重的作用。为满足超高层结构受力要求,环带桁架一般具有节点形式复杂、外形尺寸大、钢板厚度厚、钢材材质高等特点,由此带来的构件分段、构件吊装、焊接质量、焊接变形、安装精度等成为桁架施工的主要重点和难点。对巨型带状桁架的分段原则、安装方法、焊接原则、施焊顺序、质量控制等进行了详细阐述,并且采用有限元软件对带状桁架进行施工模拟分析,得出桁架施工阶段的构件内力和变形,有效保证了施工安全和工程质量。

巨型结构的应用与发展

根据目前高层建筑发展趋势 ,介绍了巨型结构的概念、特点、分类及应用情况 ,提出了今后需要解决的若干问题 ,并对其做了展望 .

横琴发展大厦结构抗连续倒塌设计

为防止因局部构件破坏而引起整体结构的连续倒塌,针对横琴发展大厦巨型转换桁架-钢支撑筒框架结构的高危结构单元进行拉索松弛、崩断,桁架层杆件失效,角柱失效以及角柱受汽车冲击等情况下的结构连续倒塌分析,采用MIDAS/Gen软件对剩余结构进行线弹性静力分析,构件破坏根据GSA 2003简化的评估准则以及钢构件应力控制法判断。分析结果表明,该结构有较高的抗连续倒塌的能力,对于含结构拉索、桁架层且层刚度突变的该类结构,建议桁架层中部杆件适当增大刚度及承载能力,筒内支撑强度和刚度也需加强,柱子做适当汽车防撞处理。

大型支撑框筒结构的非线性地震反应分析

大型支撑框筒结构是巨型桁架体系的主要形式之一。本文对大型支撑框筒结构进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,结果表明,大型斜撑区段端部,即大型斜撑与角柱相交处是大型支撑框筒结构抗震的薄弱环节。总的来说,大型支撑框筒结构的抗震性能优越,是超高层建筑设计中应予优先考虑的一种高效巨型结构体系。

南开大学大学生活动中心施工模拟与监测

南开大学大学生活动中心结构采用特殊的"扁担式"悬挑结构形式,分为张拉侧和悬臂侧,最大悬臂长度为22.75 m。施工工况分为立柱拆除临时支撑、立柱张拉以及胎架拆除,利用MIDAS有限元软件对施工各工况进行了数值模拟,并与现场监测采集的数据进行了对比分析。模拟计算理论值与实测数据吻合较好,验证了分析此类结构施工过程中有限元分析所采用的计算模型和方法的可行性,以确定结构在施工完成后能否达到设计要求的受力状态。

巨型桁架体系次结构施工过程力学分析

巨型桁架结构主要由巨型柱、巨型斜撑和巨型桁架构成。在巨型桁架结构的修建过程中,巨型斜撑发挥了特殊的传力卸载作用,与常规竖向结构传力途径存在较大差别。研究钢结构巨型桁架体系次结构的预起拱问题,以及安装过程中关键构件内力变化过程。利用通用有限元平台编制分析程序,对核心筒超前施工条件下巨型桁架预起拱的问题进行仿真分析,将仿真计算结果、常规计算和实际测量数据进行比较分析,并对巨型桁架体系次结构施工过程的内力变化特点进行深入研究。

上海国际赛车场建筑群的风荷载研究

上海国际赛车场位于上海嘉定区,拥有新闻中心、主看台和副看台等多座建筑物.主看台长度接近400米,在主看台的两端建有新闻中心和空中餐厅,新闻中心和空中餐厅各采用一个梭形钢桁架结构,每个梭型钢桁架又分别坐落在两个多层钢筋混凝土结构上.大跨度的主看台挑篷和架于空中的新闻中心以及空中餐厅上下表面同时受风压的作用,各有其独特的风工程问题,风荷载是工程师们所关心的问题之一.本文介绍风洞试验所提供的详细的体型系数分布情况,并根据此资料进行结构设计,保障设计安全经济可靠.

上海环球金融中心结构设计

上海环球金融中心为超高层建筑,高度为492m,地下3层,地上101层,是国内目前在建的最高建筑,采用了外围为巨型桁架筒与内部为钢筋混凝土的筒中筒结构。着重介绍该工程的体系特点、基于性能的抗震及抗风计算原则及方法、整体计算结果、静力弹塑性分析结果、整体及节点模型试验结果、内核心筒的转换、非贯通式外伸臂桁架的布置及设计、周边带状桁架与巨型斜撑及周边小柱的设计原则、独特的箱型截面形式及节点连接方式、顶部钢结构的设计及减震装置的设置等。上海环球金融中心工程设计和施工技术对于进一步推动我国超高建筑技术的进步与发展将会起到积极作用。

大连绿地中心结构设计

大连绿地中心为超高层建筑,建筑高度518m,结构高度400.8m,塔冠高度117m。大连风荷载较大,塔冠较高,为风荷载控制的超高层建筑。结合建筑体型、功能布局以及结构受力要求,采用巨型框架支撑+核心筒+伸臂桁架结构体系。整体结构弹性和弹塑性时程分析结果表明,结构整体指标满足规范要求,主要构件性能满足预定抗震性能目标的要求。通过风洞试验,分析了体型优化和塔冠表皮开孔对塔楼风荷载效应的影响。通过分析支撑和伸臂桁架对结构刚度的影响,确定结构抗侧力体系和布置。针对酒店区建筑布置的要求,对酒店区不同结构布置的受力性能进行对比分析,选择合理的密柱深梁结构方案。根据塔楼结构特点,探讨剪重比的合理取值和提高剪重比的措施。

钢结构巨型转换桁架卸载过程远程监控技术开发与应用

国家会议中心二期主体结构桁架为国内最大规模的钢结构转换桁架,为解决其卸载过程时原有断点测试位形数据的方式无法满足施工需求的问题,提出基于无线传输、云存储、即时数据处理等新技术的新型钢结构巨型转换桁架卸载过程远程监控技术。实践表明该新型钢结构巨型转换桁架卸载过程远程监控技术理论清楚、实施便利,能进行远程数据监控。

巨型框架-次框桁架结构抗震性能分析

提出了巨型框架—次框桁架结构体系。采用ANSYS有限元程序对巨型框架—次框桁架结构体系进行了抗震动力时程分析,讨论了该结构体系在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,巨型框架—次框桁架结构体系具有良好的抗震性能,能够提高巨型框架结构的抗震性能,不但可以有效地降低结构构件的地震内力,同时也不会给主框架结构体系的布置带来较大的影响,巨型框架—次框桁架结构是一种抗震性能良好的结构体系。计算结果对巨型结构的抗震设计有较大的参考价值。

深圳恒大中心超高层结构设计

深圳恒大中心塔楼结构高度达393.9m,采用带加强层的巨柱框架-钢筋混凝土核心筒的结构形式。结构设计的主要特点包括:地基基础穿越碎裂带且场地北侧临近地铁,利用各区避难层或设备层设置环带桁架兼作转换桁架,仅在塔楼中部设置一道伸臂桁架,钢管混凝土巨柱随建筑体型不断内收并在中低区形成斜柱,以及核心筒偏心布置且在中区和高区向北侧逐步收进,形成南侧大跨度楼盖。通过采用YJK和ETABS软件对整体结构进行了多遇地震及风荷载下的弹性分析,采用ABAQUS软件进行了罕遇地震下动力弹塑性时程分析,并针对结构特点进行专项分析,对关键构件及重要部位采取加强措施。结果表明,结构各项指标均满足设计规范要求,设定的性能目标均能达到,该结构设计安全可靠并具有较好的经济性。

苏州中南中心主塔楼结构设计

苏州中南中心主塔楼总建筑高度为499.15m,其结构体系为巨型框架-核心筒-伸臂桁架体系。重点阐述了苏州中南中心塔楼的主要结构特点及相关荷载取值,介绍了塔楼的抗震分析方法以及抗震性能目标,并对其进行了弹性阶段的地震作用分析。同时还介绍了附加阻尼系、高强混凝土以及伸臂桁架在本工程中的应用。分析结果表明,结构各项指标均满足规范要求,结构设计安全可靠。

北京电视中心主楼巨型钢框架结构设计

北京电视中心主楼为超高层建筑,采用巨型钢框架结构体系。针对原方案设计的不足和问题,结合工程的特点介绍了抗震专项审查情况。通过结构优化,解决了专项审查中遇到的问题,并改善了结构的抗震性能。巨型钢框架结构体系是国内尚不多见的结构形式,结合工程实例,着重介绍超高层巨型钢框架结构的设计原则、计算方法、构造措施。

交叉立体桁架系巨型网格结构的超级元与子结构相结合计算法

针对交叉立体桁架系巨型网格结构杆件、节点多、计算工作量大的特点,提出了超级有限元与子结构相结合的简化求解方法:采用三节点立体桁架超级元来处理主体结构中的立体桁架,用子结构法来处理大网格内的子结构。推导了超级元刚度矩阵及子结构参与协同承载时对整体结构的刚度贡献。经编程对比计算分析表明,该法计算精度高,误差基本保持在5%以内,计算工作量较完全有限元法明显降低,且可考虑子结构的参与协同承载,是分析巨型网格结构的一种比较优越的方法。

600米级超高层钢结构节点可实施性设计重点探讨

超高层建筑高度超过600m后,其主体结构一般采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系,核心筒下部为内嵌单层钢板的组合剪力墙,巨型框架由巨型柱和环带桁架组成,有时也设巨型支撑,这些结构构件尺寸巨大,节点尤其是钢结构节点非常复杂,施工难度很大。通过对在建的3座600m级超高层建筑施工案例的分析,探讨了600m以上超高层钢结构节点的施工可行性研究要点,提出这类结构需进行可实施性设计的必要性和建议,同时指出了可实施性设计的工作重点。

钢筋混凝土巨型框架主次结构间桁架作用的力学分析

目前在设计、计算分析巨型结构时已注意到主次框架间的空间"桁架作用"对结构受力的有利作用,但都是以已建造好的结构在使用荷载作用下的计算模型为依据。本文通过实测数据与应用超级元—有限元耦合法计算结果相比较,对主次结构间"桁架作用"形成的时间、过程进行了分析,具有一定的理论意义和现实意义。