深圳前海国际金融中心无梁空芯大板超高层建筑结构设计

深圳前海国际金融中心是国内首次在超高层建筑中采用无梁空芯大板楼盖的建筑,结构采用带加强层的型钢混凝土(SRC)巨柱框架-核心筒形式。进行了结构方案选型及基础设计,详细介绍了结构体系组成、结构布置及采取的加强措施;进行了小、中、大震及风荷载作用下的计算分析,结果表明,结构能满足预定的性能目标要求;最后着重介绍了无梁空芯板模拟、结构加强层方案选择和复杂节点分析设计等内容。

龙光深圳“玖钻”结构关键设计研究

为了有效地满足建筑艺术效果,龙光深圳"玖钻"项目竖向构件部分收进,平面对角梁缺失;针对该项目的特点,结构采用钢桁架托柱转换,实现了建筑、结构、机电的完美统一;采用有限元软件对钢桁架进行一系列的分析,结果表明,钢桁架具有较高的冗余度,可保证结构的受力要求;并采用ETABS软件对塔楼对角斜梁缺失进行计算分析,根据分析结果,对塔楼角柱和角梁进行抗震加强处理。

部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究

分析了现行计算部分框支-剪力墙结构框支框架部分承担倾覆力矩比不同算法所存在的问题及不足。通过引入倾覆力矩比计算系数量化了PKPM,ETABS软件应用抗规法的计算结果。计算结果表明,框支层的倾覆力矩比计算系数随结构楼层总数的增加逐渐减小,随框支层所在位置的增加逐渐增大,PKPM,ETABS软件计算得到的框支框架部分承担的倾覆力矩比偏小;通过对YJK软件提供的计算结果反推了其算法的实质,指出其将框支层上部楼层的规定水平力均作用于框支层,将框支层以下楼层视为框架-剪力墙结构计算框支框架部分承担的倾覆力矩比;在此基础上,结合其他学者的研究成果,提出了抗规法框支框架部分部分承担的倾覆力矩应为框支层框支框架部分及以上隔离体所分配到的层水平外力对框支层框支框架部分的力矩之和;除此以外,还给出了力偶法在部分框支-剪力墙结构的合理应用。

高层建筑结构设计创新与规范发展

对近年来深圳高层和超高层建筑出现的一些新结构体系和设计难点进行介绍和讨论,如结构受力与非受力位移、结构层侧向刚度计算方法、局部外框梁缺失的框筒结构、特大高宽比超高层结构、一向少墙高层剪力墙结构、多塔连体结构、带斜柱转折柱高层结构、带环带桁架巨型结构、大震设计方法等,上述问题的出现和解决体现了高层建筑结构设计中的创新,也为规范的修订提供了内容。

框架-剪力墙结构框架部分承担倾覆力矩的计算方法研究

针对框架-剪力墙结构框架部分承担倾覆力矩的不同计算方法进行了分析研究,指出了抗规法的实质是底层框架及以上隔离体所分配到的层水平外力对底层框架的力矩之和;指出了轴力法求矩点位置的确定具有不同的算法,不同的求矩点位置给出不同的计算结果。其中PKPM等软件给出的轴力法求矩点实质为受拉构件合力点与受压构件合力点的中点;为解决轴力法的不足,在轴力法的基础上提出了结构底部抵抗倾覆力矩的三对力偶形式,改进了现有轴力法。根据算例,抗规法计算结果均远小于轴力法、力偶法。轴力法与力偶法的差别在于不平衡力矩部分求矩点不一致;当不平衡力矩为零时,如轴对称结构,两种方法计算结果一致;在一般情形下,两种方法的计算结果存在一定的差异。

某非对称连体超高层结构刚度和稳定性分析

晟通梅溪湖国际总部中心A塔和B塔平面尺寸、高度、层数均不相同,两栋塔楼强轴垂直相交。在方案比选中,对比了连体状态和单塔状态下结构的水平抗侧力性能;分析了连接体高度、连接体层数、连接体楼板和连接体梁系布置等参数对连体结构整体刚度的影响。采用两种不同计算方法,分析了单塔模型和连体模型的整体稳定性。结果表明:虽然两栋塔楼刚度存在显著差异,但两栋塔楼结构刚度强轴的垂直布置并采用刚性连接体进行连接的情况下,塔楼之间能通过连接体协同受力强弱互补,使连体后结构具有更好的整体刚度和稳定性。

高层建筑结构抗震设计中的剪重比问题

本文对高层建筑抗震设计中的剪重比问题进行了讨论,提出了场地类别对剪重比的影响和基底剪重比是否满足规范规定的β公式,并对如何调整剪重比满足规范的方法进行了讨论。

高层框筒结构框架部分剪力比的研究

本文研究了框架核心筒结构中框架部分对结构的抗侧贡献,指出框架部分剪力比实际上就是层侧刚比中框架部分的侧刚比,是与外荷无关的参数。通过对一些高层和超高层框筒结构案例在地震作用下层剪力比和层倾覆力矩比的分析,指出了框筒结构抗侧性能的特点和规律。结果表明框架部分和核心筒剪力墙是起着共同承担抗剪和抗弯的作用,当框筒结构中某些楼层框架部分剪力比很小时,核心筒剪力墙将承受绝大部分的楼层剪力,但倾覆力矩增大不多,只要采取适当的加强措施能保证结构在抗震时的安全性。

论一向少墙高层钢筋混凝土结构的结构体系

对高层建筑一向少墙结构的结构体系进行了探讨,提出了结合层剪力比判别结构体系的方法,并对少墙方向的结构抗侧力体系的组成进行了分析,提出了针对少墙方向的梁柱框架、扁柱楼板框架的抗震设计方法。

建筑结构抗震性能设计方法研讨

本文简要介绍了建筑结构抗震设计方法百年来的历史演进,对现行规范规定的抗震性能设计方法进行了讨论,提出了一些补充建议。

高层建筑结构层侧向刚度计算方法的研究

本文对现行高规高层建筑层侧向刚度的计算方法进行了讨论。

转换层上、下结构侧向刚度计算方法的研究

本文对高层框支剪力墙结构转换层设置在1、2层时结构的层侧向刚度的计算方法进行讨论,提出新的方法和建议。

基于性能的结构抗震设计理论与方法探讨

地震是地球上最具破坏性的自然灾害之一.如何使建筑物在强震作用下依然具有足够的安全性,是当下结构界关注的重点.本文对结构抗震设计理论与方法进行了探讨,阐述了抗震性能化设计的发展历程,介绍了地震性能水平评估的超越概率作用和损伤参数可行性评估,总结了基于性能的抗震设计常用方法机理分析,并给出了带转换框架结构性能抗震设计方法.

恒裕金融中心项目的风振控制计算分析及现场实测

以深圳恒裕金融中心B塔项目为例,通过对比结构顶点加速度、顶点位移、层间位移角、倾覆力矩的变化及附加阻尼比,验证了液体黏滞阻尼器在超高层建筑抗风中的明显减振效果。本文对目前建筑结构动力参数实测的方法以及测试设备进行了解释,同时,也介绍了对恒裕中心在设置阻尼器前后的结构基频、阻尼比、风振舒适度的现场测试情况。通过测试,验证了设置阻尼器可以有效降低结构在风振下的振动,提高结构的舒适度水平。测试结果受到外部因素影响其准确性虽然不足,但阻尼比和顶层加速度降低的趋势是确定的。这次测试也是世界上首次对设置了液体粘滞阻尼器结构进行的实体建筑的动力参数测试。

梁-梁连接型预制钢骨混凝土梁柱节点变形性能试验研究

为解决传统装配式节点连接构造复杂、节点核心区易发生剪切破坏的问题,提出了一种基于梁-梁连接的预制钢骨混凝土梁柱节点。以轴压比、连接区混凝土类型和连接方式为参数设计了4个足尺十字形节点试件并进行了低周往复加载试验,考察了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏过程及破坏模式,通过研究梁的挠度、连接区钢材应变、节点核心区箍筋应变和柱底钢材应变分析了该新型节点的损伤程度与机理。结果表明:传统现浇节点在其核心区发生剪切破坏,而新型节点均在梁-梁连接区发生弯剪破坏,新型节点连接构造简单,安全可靠;轴压比的增大抑制了节点核心区及连接区裂缝发展,但加剧了梁的挠度突变和柱底应力集中,加重了节点损伤且削弱了节点变形能力;在梁-梁连接区使用纤维混凝土可以有效延缓试件裂缝开展及减缓梁的挠度突变,降低了节点损伤程度。研究结果可为装配式钢骨组合节点在地震区的推广应用提供参考。

深圳岗厦汇花园多塔及高位转换结构设计

深圳岗厦汇花园为地上共3栋塔楼及5层商业裙房的高层建筑结构。项目地上结构采用了未设置永久结构缝的大底盘多塔结构。项目转换层位置设在6层楼面,为高位转换的部分框支剪力墙结构。针对本项目多塔及高位转换的设计难点,提高了转换构件的抗震等级,详细分析了大底盘对结构的影响、验算了转换层抗侧刚度、采用实体元及梁单元对转换梁及其上一层剪力墙进行了分析、开展了精细化的大震弹塑性时程分析。计算结果表明,大底盘对结构的内力有较大影响,设计时应采用单塔与多塔模型包络设计;梁单元与实体元对转换梁进行模拟的内力结果有一定差别,建议设计时可采用梁单元模拟转换梁,但不宜考虑转换梁扭矩折减系数,同时宜补充采用实体元模拟的方法对转换梁及其相邻上一层剪力墙进行承载力复核;提高转换构件抗震等级并采取相对应的加强措施后,相关构件满足预定的大震性能目标要求。

高层建筑结构在竖向荷载作用下楼板面内应力分析和工程实例

对于带斜柱、斜撑、转换桁架等的高层建筑结构,在竖向荷载作用下由于倾斜构件在水平向的分力导致楼板产生较大的平面内拉力,而高层建筑结构楼板设计时,并没有考虑竖向荷载引起的楼板平面内拉力的影响。结合深圳某带斜撑巨柱框架-钢筋混凝土核心筒高层结构,分析了在自重作用下楼板产生较大拉应力的原因,给出了"放"和"抗"相结合的应对措施和设计建议。

高层框筒结构空心板楼盖有限元模拟及受力分析

在高层及超高层建筑中,空心板楼盖不但要传递竖向荷载,还要在水平荷载作用下协调内筒和外框结构分担的剪力。对空心板楼盖的模拟方法进行了探讨,通过与实体单元的对比研究,提出了采用离散板单元的方法来模拟空心板。以249m前海国际能源金融中心T1塔楼为例,结合实际空心板的构成,详细介绍了空心板作为离散板与其他构件外框梁、外框柱、暗梁、核心筒外墙等的连接部位的模拟。指出了空心板楼盖在竖向荷载和水平荷载作用下暗梁不能为空心板提供有效的支撑,外框巨柱边及核心筒外墙边空心板承受的弯矩和剪力较大。对于实际工程中空心板楼盖的高层框筒结构建议采用离散板的模拟方法并同时考虑竖向荷载及水平荷载的影响。

复杂转换结构的实体有限元分析

部分框支剪力墙的转换结构,当存在多次转换、上部剪力墙与转换梁呈非满跨关系或偏轴关系以及一道转换梁承托多片不同轴线剪力墙等情况时,转换梁的受力和变形条件十分复杂,不适合用简化模型进行分析。实体有限元可以较为准确地模拟实际的支撑和约束条件,准确地表达构件宽度方向的应力变化,可以根据实际受力和变形来判定转换的主次关系,从而减少模型简化和人为预设假定条件带来的设计偏差。选取四个典型案例,对四类转换关系复杂的转换结构进行了实体有限元分析,得到了应力分布的规律和关键截面的内力。与常用设计软件的结果进行了对比分析,结论表明,对于复杂转换结构,有必要进行实体有限元分析,保证设计措施的合理性。

建筑地震作用计算方法演变与发展

从地震作用取值的历史演变,揭示小震和中震设计的内在联系,还原小震设计的本质。初期,地震工作学者提出了地震系数法,地震作用为单一水平侧向力。此后,随着地震加速度反应谱的建立,各国开始采用反应谱理论计算地震作用,反应谱最大加速度值以前期单一地震作用为基础确定,可称为小震计算阶段。设防烈度地震(中震)提出后,抗震设计进入中震反应谱计算阶段,由于以此计算的地震作用大幅提高,各国为保证规范的延续性,对中震计算的地震作用进行了折减,高延性结构折减后与小震值相当。我国基于概率可靠度回归小震的地震作用取值,同时增加了抗震措施以大幅提高结构延性,此设计方法经受住了地震考验。