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。

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。

高层钢结构施工过程时变模型理论与跟踪监测

针对混凝土的时变变形对钢管混凝土组合结构施工过程中结构受力的影响,基于CEB-FIP中的混凝土时变模型,提出了对钢管混凝土组合高层框架结构进行施工过程计算的时变模型,以考虑结构的施工顺序和诸如混凝土的收缩、徐变等时变效应的影响以反映此类结构的真实特性.通过某21层钢混组合高层框架结构的数值模拟与现场监测结果的对比表明:提出的分析模型能够真实反映结构复杂的施工过程及材料时变特征和结构几何非线性对结构性能的影响,数值模拟结果表明混凝土收缩和徐变引起的结构变形在高层结构设计中不容忽视.

高层斜交网格结构体系的性能研究

“斜交网格”体系由双向交叉连续环绕建筑外表面的斜杆构成,替代了传统上的垂直柱与斜向支撑的组合,同时承受结构的垂直和水平荷载。斜交网格的刚度较大,能承受很大的水平荷载,因而内框架可能设计成无支撑抗弯刚架,为建筑内部的布置提供很大的自由度。通过静力、弹性反应谱和静力弹塑性等分析方法,对构成这一结构的基本元素——平面斜交网格、斜交网格筒体结构和斜交网格外筒与各种内核结构的组合体系的基本静动力特性进行了分析,并与传统的结构体系进行了结果对比,归纳出这一结构的基本受力性能,可为此类结构的深入研究和设计实践提供参考。

某复杂高层建筑结构弹塑性时程分析及抗震性能评估

近年来框架-核心筒结构在高层建筑中广泛应用,并且由于建筑功能的多样化使得结构体型越来越复杂,因此这就对复杂高层建筑结构分析和设计提出了新的要求.以上海世茂国际广场大楼这一实际工程为背景,对其开展弹塑性时程分析,探究该结构体系在各级地震作用下的抗震性能.首先建立了结构简化分析模型,选择了结构材料应力-应变关系和分析参数;接下来利用CANNY2005程序对模型振动台试验进行模拟计算,考察所采用的力学分析模型和计算参数的正确性,结果表明这些模型和参数能比较准确模拟框架-核心筒结构在地震作用下的变形特征;然后最后对原型结构在各级烈度地震作用下的变形进行分析,具体研究了该结构的层间位移角分布、典型构件变形模式;最后从整体上对结构的抗震性能做出相应的评价.目前该高层建筑业已竣工投入使用.

高层钢管混凝土结构施工全过程数值模拟

基于CEB-FIP MC90的混凝土时变模型,建立了按主从节点约束考虑钢管与混凝土共同工作的钢管混凝土时变分析模型,提出了高层钢管混凝土结构施工全过程的数值模拟方法。对某高层钢管混凝土结构进行了数值计算,计算中考虑了混凝土的收缩徐变效应和施工工序影响,与施工过程的监测结果做了对比分析。研究表明,施工过程和收缩徐变对高层钢管混凝土结构影响很大,实际结构在设计和施工中必须予以考虑。

新时代广场超高层框架-筒体结构设计的几点作法

超高层建筑新时代广场是深圳蛇口的标志性建筑。根据工程地质条件,采用挖孔桩加筏板基础,工程抗侧力体系为框架-筒体结构。综合考虑各种因素,上部结构采用了宽扁梁和厚楼板技术。通过设置后浇带解决结构超长问题。结构计算分析结果表明,变形和承载力均满足要求。总结了结构设计中采取的主要技术措施,可供类似工程参考。

高层钢管混凝土框架结构分析方法的初步探讨

钢管混凝土由于具有一系列优点，目前已被应用于高层建筑中，取得了较好的经济效果。本文在对钢管混凝土柱抗弯刚度和抗弯模量研究的基础上，提出了钢管混凝土框架结构层－弯剪模型中综合抗弯刚度和抗剪刚度的确定方法，并进行了这类体系水平荷载作用下侧移及体系频率和振型的计算，计算结果与试验结果吻合较好。

极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌分析

911事件以来,意外荷载作用下超高层结构的连续倒塌问题日益受到关注。该文采用考虑高温作用的高性能有限单元、高温破坏准则及生死单元技术,对极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌进行了分析。研究发现,该结构系统中的多层结构共同承受火灾作用时,由于火灾热膨胀变形的影响,超高层框架-核心筒结构产生类似桁架拱的整体受力机制,使得结构体系内不仅在水平方向发生内力重分布,而且在竖向也发生内力重分布。楼盖系统的热膨胀和破坏失效对外围柱的破坏具有重要影响,最终造成外围柱由于较大的二阶效应而发生受弯破坏,触发了整体结构系统的连续倒塌。