昆明招平商务中心超高层办公楼抗震设计

昆明招平商务中心超高层办公楼为采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系的新建超高层建筑,属8度区超B级高度一般不规则的超限高层建筑。论文介绍了结构的超限设计,包括弹性计算、弹性时程分析和动力弹塑性分析等内容。根据超限情况,提出相应抗震性能目标及加强措施。分析结果表明,工程虽属于高烈度区的超高层建筑,但通过细致的分析及合理的结构布置,能实现使用普通结构形式来满足设计所定的抗震设防目标要求。

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 .

某钢管混凝土框架-核心筒结构振动台模型试验

某钢管混凝土框架-核心筒结构高264 m,抗侧力体系由钢管混凝土外框架、钢板混凝土组合剪力墙和伸臂桁架3个部分组成。为了解此类结构在地震作用下的受力性能和反应特点,对该结构进行了1/30缩尺模型模拟地震振动台试验。通过分析模型结构在8度多遇、基本、罕遇地震和9度罕遇地震作用下的动力特性,对模型结构和原型结构的破坏模式、层间位移、楼层剪力等动力反应进行研究。结合大型通用有限元分析软件ETABS和ANSYS的分析结果,对原型结构的抗震设计提出了改进建议。研究结果表明:原型结构能够满足我国现行规范"小震不坏、大震不倒"的抗震设防标准,即使在9度罕遇特大地震作用下,仍然表现出优良的抗震性能。

巨型钢框撑—混凝土核心筒结构的性能分析

巨型钢框撑—钢筋混凝土核心筒结构是由巨型钢框架、巨型支撑、钢筋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。为了研究这种新型结构体系的性能,首先建立了巨型钢框架—钢筋混凝土核心筒结构模型,在此基础上分析了不同形式的巨型支撑以及去除巨型梁下层次柱对结构模态、侧移及内力的影响。结果表明:设置巨型支撑可以有效提高结构抗侧刚度,减小楼层侧移与层间位移角,增加外框架所承担的竖向荷载、剪力和弯矩,X型支撑形式优于倒V型支撑。移除巨型梁下层次柱后,结构整体刚度下降,侧移增大,但对结构底部剪力和弯矩的分配影响不大。

超高层建筑空间巨型框架的水平力和重力二阶效应分析新方法

对超高层建筑空间巨型框架提出一个考虑水平力与重力相互影响的二阶效应的分析方法。将空间巨型框架简化为三维剪切型弹性地基上的压杆巨型柱和Winkler弹性地基上的巨型梁的组合,分别推导出它们的单元刚度矩阵,按空间刚架进行水平力与重力共同作用的二阶分析。为超高层建筑空间巨型框架提供一个合理、简化的二阶效应分析新方法。

某500m级巨型框架-核心筒结构超强地震作用抗震性能分析

通过初步弹塑性分析发现某500m级巨型框架-核心筒结构在罕遇地震作用下潜在的薄弱环节,分析了结构自身特点和外部输入特征共同导致破坏的原因,通过加强措施对薄弱部位进行改善;基于典型地震波,不断加大地震作用强度,考察结构在超强地震作用中的刚度退化过程,通过周期延长程度、能量耗散比例、外框剪力分担比例变化情况以及构件损坏水平等多个角度对结构的抗震性能进行评估;并通过振动台试验得到的刚度退化数据对分析结果进行校验。研究结果表明,该巨型结构抵御超强地震的总体冗余度较高;竖向收进、构件截面变化以及伸臂桁架等导致的刚度突变较易形成局部集中破坏,但出现破坏的顺序受地震动影响较大;非线性分析方法所得刚度退化规律与试验结果一致,在性能评估中可提供更加丰富的数据结果。

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。

某立面收进复杂高层建筑结构抗震性能评估

对某立面收进型钢混凝土框架-混凝土核心筒超限高层建筑结构,建立材料应力-应变层次上的弹塑性分析模型.借助有限元软件ABAQUS及其材料子程序二次开发平台,采用显式算法对该结构进行罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,研究该复杂结构的弹塑性变形和受力特点.结果表明,在罕遇地震作用下结构的弹塑性变形能够满足国家规范限值要求,实现大震不倒的抗震设防目标;但在结构立面收进处、核心筒底部加强部位和非加强部位交界处存在刚度突变而导致变形集中,建议设置过渡层,保证刚度连续、均匀变化.

超高层建筑空间巨型框架自由振动计算的新方法

该文是在前一个简化计算模型的基础上(即将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合,二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的Winkler弹性地基,按空间刚架进行刚度分析,建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,按空间杆系-层模型进行振动计算),进一步将巨型框架柱考虑为剪切型弹性地基上的巨型柱(二级框架梁、柱考虑其弯曲变形作为巨型柱的剪切型弹性地基),使简化振动模型更为合理,极大地提高了计算的精确度,为超高层建筑空间巨型框架的振动分析提供一个合理可行的算法。

超高层建筑巨型框架与其基础地基共同工作的简化分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架提出了一种新的简化分析方法.将空间巨型框架结构中的辅助框架柱只考虑其轴向刚度,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的文克弹性地基,把巨型梁按文克弹性地基梁来处理,然后将巨型柱和巨型文克弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基的弹性变形后,用矩阵位移法进行位移和内力计算.算例计算结果表明:新的简化方法是合理的、可行的.

超高层建筑空间巨型框架结构与基础地基共同工作的半解析静力分析

将超高层建筑空间巨型框架结构与其基础等效连续化为一个半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体,并以此三维模型,用半解析法分析计算了受静力作用的超高层建筑空间巨型框架结构与其基础地基的共同工作。通过计算结果分析,得出了一些很有价值的结论。

超高层建筑空间巨型框架的半解析自由振动分析

将超高层建筑空间巨型框架结构等效连续化为一个加劲薄壁筒的组合体,以此空间三维模型,用半解析法对超高层建筑空间巨型框架结构进行了自由振动分析计算.结果表明,这种简化分析方法是有效、合理的.

地基基础刚度变化对超高层建筑自振特性的影响

近年来我国地基基础技术不断发展,各种新技术、新工艺不断开发和推广应用.随着地基基础技术不断发展,我国超高层建筑逐渐兴起,而在结构的选型上,由于巨型框架结构有很强的优越性,所以在超高层建筑结构中得到了很好的应用.鉴于此,以超高层建筑空间巨型框架结构为例,把超高层建筑空间巨型框架结构与其基础等效连续化为一个半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体,用半解析法对其进行了自由振动分析计算;讨论了地基基础刚度变化对超高层建筑结构自由振动特性的影响,得出了一些很有价值的结论.

超高层建筑巨型框架-核心筒结构体系的三维半解析分析模型及其应用

将超高层建筑空间巨型框架-核心筒结构体系与其基础等效连续化为一个支撑在半无限大弹性体上的加劲薄壁筒组合体,建立了集地基、基础、上部结构为一体的三维共同工作分析模型;并以此模型,利用半解析方法讨论了该结构体系的共同工作特性。分析计算结果表明:模型的简化是合理的、可行的。

超高层建筑空间巨型框架与其基础地基共同工作的简化分析新方法

对超高层建筑空间巨型框架的结构分析提供了一种新的简化分析模型(二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基),利用这种模型分析了上部结构、基础、地基的共同工作。又对二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基得出了改进的简化分析模型,其计算精度与精确解很接近。在此基础上考虑了基础结构,并考虑了地基的弹性变形,建立了由巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成的空间巨型框架与其基础、地基共同工作的模型,并通过算例进行分析计算。计算结果表明:共同工作的分析模型是合理的、可行的,从而为超高层建筑巨型框架与其基础地基的整体共同工作分析提供了一种可行的简化方法,并给出了几点对此类结构的初步设计有指导意义的结论。

弹性地基上空间巨型框架结构的简化振动分析

对软土地基上的超高层建筑空间巨型框架的振动分析建立了一种新的简化分析模型,即弹性地基—空间杆系—层模型。也就是将空间巨型框架中的辅助框架柱只考虑其轴向刚度,沿巨型框架梁的轴线方向连续化后,作为巨型梁单元的文克弹性地基,把巨型梁按照文克弹性地基梁来处理,然后将巨型柱和巨型文克弹性地基梁组成空间巨型框架,在考虑了地基(半无限大弹性地基)的弹性变形后,按空间刚架进行刚度分析;将建筑物的质量集中于巨型梁的楼层,进行自由振动分析。算例计算结果表明,新的简化模型是合理的、可行的。

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。

超高层建筑空间巨型框架的地基、基础、上部结构共同工作的简化振动分析

为超高层建筑空间巨型框架建立了一种新的简化计算模型——半无限大弹性地基-空间杆系-层模型,它由半无限大弹性地基、巨型文克勒弹性地基梁和巨型剪切型弹性地基柱组成(二级框架柱考虑其轴向刚度作为巨型梁的文克勒弹性地基;二级框架梁、柱考虑其弯曲刚度作为巨型柱的剪切型弹性地基),可同时考虑基础结构和上部结构的刚度变化以及地基的弹性变形.算例计算结果表明,新的简化振动分析模型是合理、可行的,可为超高层建筑巨型框架的整体动力特性分析提供一种可行的简化方法,对此类结构的抗震设计具有指导意义.

弹性地基上超高层建筑空间巨型框架受任意确定性动力作用的半解析分析

提出了求解弹性地基上超高层建筑空间巨型框架受任意多维确定性动力作用的半解析法。将超高层建筑空间巨型框架与其基础等效连续化为一个具有三维模型特征的、支撑在半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体;然后进行半离散化处理,以其节线上的形变未知函数为广义坐标,节线之间采用插值函数;再利用Hamilton原理,将受任意多维确定性动力作用的结构动力学问题转化成常微分方程组的边值问题;最后,利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。算例计算结果表明:分析方法是合理的、可行的。

框支剪力墙结构简化分析的超元法

提出高层建筑框支剪力墙结构简化分析的超元法 ,即在通常的假定下 ,对上部剪力墙部分经连续化处理以后 ,简化为等效柱 ,底层框架部分在柱顶转角、侧移相等的假定下 ,视为等代柱 ,整个结构视为一个悬臂柱 ,然后按楼层划分成超级单元 ,用矩阵位移法分析。该法结构自由度很少 。