天音大厦超限高层结构设计

天音大厦项目A座和C座塔楼,因立面复杂、造型独特,存在大悬挑和多项结构不规则。根据建筑功能的需要,确定合理的结构形式,采用SATWE、MIDAS Building软件对结构在多遇地震和风荷载作用下进行计算分析,采用SAUSAGE软件对结构在罕遇地震作用下进行计算分析,得到了振型周期、层间位移角、楼板应力、楼盖舒适度、构件挠度、关键构件受力性能等重要的分析结果。结果表明:A座采用悬挑空腹桁架和斜柱转换,C座采用悬挑桁架的结构形式,传力路径明确,结构计算各项指标满足规范要求,结构设计合理、安全、可靠。

重力柱-核心筒结构体系在某高层塔楼中的应用研究

基于广州某300m高采用高疏柱框架-核心筒结构的办公塔楼的超限设计和《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92—2021)的相关条文规定,研究了重力柱-核心筒结构体系在该塔楼中的应用可行性,分析了体系的应用优势和劣势。首先通过对标塔楼超限设计中的主要整体设计指标,说明重力柱-核心筒结构体系应用于该300m高的塔楼是可行的。然后对比了两种结构体系中主要结构构件截面尺寸和材料用量、施工难度等方面的差异;结果表明,与疏柱框架-核心筒结构体系相比,重力柱-核心筒结构体系有助于减小外围支承柱的截面尺寸和型钢用量,简化外环钢梁的施工难度,加快施工进度,但核心筒的抗震性能目标和楼板的构造要求有明显提高,在较大程度上降低了体系的应用优势。

高层型钢混凝土框筒混合结构抗震性能试验研究

[提要]为了研究高层混合结构的抗震性能,进行了一个30层型钢混凝土框架核心筒结构模型的拟静力试验,结构层2为转换层,模型缩尺比例为1∶10。介绍了模型设计、试验概况和主要试验结果。试验发现:型钢混凝土框架与核心筒的协同作用,使整体结构有较高的承载力,也具有一定的延性,抗震性能较好;结构未发生层剪切破坏,最终破坏模式是在倾覆力矩作用下底部核心筒受拉墙肢及受拉侧外框柱拉断。

带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示

介绍一个30层带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构拟静力试验的理论分析结果,并研讨这种结构体系抗震设计的几个关键技术问题,包括:结构因柱和剪力墙拉断造成的整体倾覆破坏模式、框架及核心筒的双重抗震作用及所承受的剪力、倾覆力矩、轴力的调整分配、结构的变形控制、抗震能力设计法遇到的结构设计不尽合理的问题。阐述了高宽比较大的框架-核心筒结构按中震弹性或中震不屈服的性能水准设计的优越性。

混合结构体系在超高层建筑中的应用及问题

混合结构体系在超高层建筑中经常被采用。介绍了不同类型混合结构体系的特点和在国内外应用的工程实例,分析了外钢框架+钢筋混凝土筒体和型钢混凝土框架+钢筋混凝土筒体这两种在我国经常采用的混合结构体系的抗震性能和优缺点。在分析国内已经进行的混合结构试验研究的基础上,参考国内外工程实践,考虑抗震等多种因素,提出混合结构体系在不同抗震设防区的适用性和需进一步研究的问题。

双塔连体高层混合结构抗震性能研究

外钢框架-混凝土核心筒结构体系被认为是适合我国国情的高层建筑结构体系之一,我国已有多个采用这种结构体系的单塔楼工程实例,但对双塔连体高层混合结构的研究较少。本文针对上海国际设计中心不等高双塔连体混合结构,进行了7度多遇地震、基本烈度、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的模拟地震振动台试验研究,得到了结构的破坏模式,并对模型结构和原型结构的动力反应进行了详细的分析,最后提出了此类结构设计的一些建议。研究表明,高位连体的竖向地震反应比较明显,设计中应适当考虑动力放大效应;在各水准地震作用下结构整体变形均呈现弯曲型;主塔楼核心筒在中震下可以保证"不坏",但结构小震下的层间位移略超过规范限值。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

钢框架-混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究

钢框架钢筋混凝土筒体结构在高烈度区的抗震性能和地震剪力在钢框架和混凝土筒体之间的分配比例是这种体系抗震性能研究的重点。模型的振动台试验表明,该结构体系的破坏集中于混凝土筒体,钢框架没有出现明显的破坏现象,结构整体的延性较好;而混凝土筒体结构承担了绝大部分的地震剪力。建议在混凝土筒体内预埋尺寸较小的构造用钢柱、钢梁,以改善筒体延性。

广州名盛广场结构新技术设计及应用

介绍了广州名盛广场采用的多项结构新技术的设计和应用特点,着重说明了采用带约束拉杆异形钢管混凝土柱(墙)的新型混合结构框架-剪力墙筒体结构体系及柱支式地下连续墙地下室逆作法的设计特点,并对工程中应用的45m跨度预应力钢-混凝土组合拱架结构等转换结构的设计及构造进行介绍。

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构地震易损性分析

巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构是由巨型钢框架、巨型支撑、组合钢板墙核心筒和伸臂桁架组成的新型超高层结构体系。利用ABAQUS软件建立这种结构体系的计算模型,基于增量动力分析方法得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析。结果表明:巨型钢框撑-组合钢板墙筒体结构在设防烈度大震作用下发生倒塌破坏的概率较小,结构具有良好的抗震性能。巨型支撑可有效控制结构地震作用下的位移反应,减小各损伤状态的超越概率,提高结构的抗倒塌安全储备。

带刚臂的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能分析

对带有刚臂的钢框架-混凝土核心筒超高层结构进行有限元计算分析,并对不同的结构布置和结构内力的突变进行比较分析,研究了刚臂的位置、数量、节点的连接方式改变时,其地震作用下结构地震反应的一般规律.结果表明,在地震作用下,设置一道刚臂的最佳位置在0.466倍房屋高度处;刚臂的数量尽量多设,不仅能减小侧向位移,而且能够减小刚臂处钢柱内力的突变;外围钢框架与核心筒之间采用刚性连接对于结构的抗震性能最有利.

超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构弹塑性时程分析

基于合理的材料弹塑性(损伤)本构关系模型,利用通用有限元软件ABAQUS建立了超高层钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的精细有限元模型,考虑了结构的几何非线性和材料非线性性能,包括了钢材和混凝土材料的塑性损伤演化。进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,获得了核心筒和楼板的损伤演化过程、顶点位移时程曲线、基底剪力时程曲线、楼层位移角包络曲线以及地震作用下整体结构的能量反应规律。结果表明,罕遇地震作用下混凝土最大损失出现在这类结构体系中核心筒底部,为保证其在罕遇地震作用下更好的工作性能,建议在核心筒底部加强区域增设型钢和提高剪力墙配筋率等措施。采用非线性有限元分析方法,可较为清晰的揭示这类结构体系在罕遇地震作用下的工作特性,有关方法可为同类研究提供参考。

高层钢框架-混凝土核心筒混合结构振动台试验研究

为了研究高层钢框架-混凝土核心筒混合结构的整体抗震性能,本文设计了一个典型的比例为1/15的20层钢框架-混凝土核心筒混合结构的缩尺模型,在同济大学土木工程防灾国家重点实验室实施了模拟地震振动台试验。本文重点介绍试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度和位移反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,并根据相似理论得到了原型结构的地震反应。试验研究表明:原型结构基本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;核心筒发挥了主要抗侧力作用;结构在大震作用下有较好的延性;钢框架与核心筒的连接节点在结构设计时应给予重视。

钢框架-组合钢板墙核心筒结构的抗震性能分析

组合钢板墙是一种适用于高层建筑的新型抗侧力构件。对钢框架-组合钢板墙核心筒结构在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能进行分析,研究结构在罕遇地震作用下的破坏顺序和破坏模式,并与基本自振周期相近的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能进行对比,以考查组合钢板墙对钢框架-核心筒结构抗震性能的影响。分析结果表明,在多遇地震作用下,钢框架-组合钢板墙筒体结构和钢框架-钢筋混凝土筒体结构的抗震性能相差不大;在罕遇地震作用下,钢筋混凝土核心筒很快发生塑性损伤,随即刚度严重退化,而组合钢板剪力墙中的钢板先屈服,可以减缓核心筒的刚度退化,提高核心筒的延性,从而改善钢框架-核心筒结构的抗震性能。

中国-东盟国际商贸物流中心超高层结构静力弹塑性分析

为了研究钢框架—钢筋混凝土核心筒结构体系的抗震性能,基于FEMA-356建议的模型,采用MI-DAS/Gen有限元分析软件对中国—东盟国际商贸物流中心A座进行静力弹塑性分析,研究该结构体系整体抗震性能。结果表明:结构构件进入弹塑性的层次分明,核心筒为强墙弱梁的屈服机制,核心筒屈服后在外框架的协同作用下,整体结构仍能够继续承受较大的地震荷载,结构破坏模式合理,具备多道抗震防线及良好的抗震性能。研究结果可为结构工程设计提供良好的参考。

核芯型钢混凝土(CSRC)结构应用前景及抗震性能分析

核芯型钢混凝土(CSRC)结构体系是型钢混凝土(SRC)结构和核芯钢管混凝土结构的发展,相对普通钢筋混凝土框架结构体系具有较好的抗震性能,并可与短肢剪力墙结构和异形柱结构体系相结合,形成核芯型钢混凝土短肢剪力墙和核芯型钢异形柱结构体系。核芯型钢混凝土(CSRC)结构体系能有效实现小高层住宅和办公楼的建筑、结构、经济三者的合理协调,在小高层住宅结构和办公楼结构中体现出较好的性能优势和经济效益,具有较好的应用推广前景。文章对核芯型钢混凝土结构体系的应用前景、性能特点、目前国内外的应用和研究现状以及该结构体系目前存在的主要问题进行了综合分析,并结合工程设计实例提出了核芯型钢混凝土结构体系抗震设计的设计思路,文章可为核芯型钢混凝土结构应用推广和研究开展提供有益参考。

组合框架梁刚度增大系数取值研究

分析了钢框架-混凝土核心筒混合结构中组合框架梁正弯矩区截面抗弯刚度增大系数的变化范围和负弯矩区楼板翼缘有效宽度范围内钢筋对梁截面惯性矩的增大效果,对受力状态与组合框架梁负弯矩区长度的关系进行了深入研究,提出了变刚度组合框架梁刚度增大系数的计算方法,探讨了各种因素对混合结构中组合框架梁刚度增大系数的影响,并给出了混合结构设计时框架梁刚度增大系数的取值建议。

某框架-核心筒结构摩擦耗能的减震研究

对某框架-核心筒结构进行耗能减震设计,通过ETABS软件的计算结果,分析对比了没有加设摩擦耗能支撑的普通结构和两种加设耗能支撑的减震结构在地震作用下的层间位移角及结构对地震能量的耗散能力。结果表明,布置了摩擦耗能支撑的框架-核心筒结构,能更有效地控制地震作用对结构的影响,且耗能支撑布置在框架-核心筒间比加在外框架间对增加结构的刚度和耗散地震能量更有效。

带分离式软钢耗能器开缝组合墙核心筒结构抗震性能研究

为了控制剪力墙尤其是核心筒剪力墙由于高宽比较小,地震作用下剪力墙底部损伤严重,提出带分离式软钢耗能器开缝组合墙,研究表明带软钢耗能器开缝组合墙是以弯曲破坏为主、延性较好的抗侧力构件。以一典型框架-核心筒高层结构为研究对象,以带软钢耗能器开缝组合墙替代部分传统剪力墙,从结构整体响应、构件材料损伤、结构耗能、地震易损性等方面对比组合墙结构与传统低矮剪力墙结构的抗震性能差异。分析结果表明:带软钢耗能器开缝组合墙核心筒结构与普通核心筒结构抗侧刚度相当。强震作用下,与普通剪力墙核心筒结构相比,开缝组合墙核心筒结构的底层剪力墙耗能减少44%,核心筒混凝土最大压应变下降29%,避免了结构出现严重损伤,显著降低了耗能过于集中底层剪力墙。对比两结构地震易损性,开缝核心筒结构在轻微损伤、中度损伤、严重损伤三个性能水准下的超越概率比普通核心筒结构分别下降了9.22%,65.24%,84.59%。研究证明了在高烈度区,以带软钢耗能器开缝组合墙替代核心筒结构剪力墙,可以有效解决强震作用下核心筒底部剪力墙损伤严重问题,框架-核心筒结构可以获得更高性能水准。

带加强层钢框架-混凝土核心筒结构动力时程分析

加强层的设置对钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能有重要影响。借助SAP2000建模,通过模型转换运用ABAQUS对一个36层未设置加强层与设置三层加强层的钢框架-混凝土核心筒结构进行结构和双向动力时程分析,并对设置三层加强层的结构体系进行IDA分析。结果表明:在8度和9度罕遇地震作用下,设置三层钢桁架加强层的结构可以明显改善结构整体刚度和屈服顺序,提高结构整体延性;加强层处的水平钢桁架和结构外钢框架刚度处在同一数量等级上,在大震作用下,水平钢桁架先于其他构件破坏,能够起到一定耗能作用;在特定地震动作用下结构体系各个性能点值分别为IO=1/215,CP=1/57,GI=1/10,说明该结构体系设置加强层具有很好的抗震性能。