超越设防烈度强震作用下某超限复杂连体结构性能分析

我国发生的数次强震,实际震中烈度均有超过设防烈度的情况。某建筑为超高层复杂连体结构,位于广州市南沙区,设防烈度7度,根据现行规范设计完成后,采用基于性能的抗震设计方法对其进行8度强震分析,评估其抗倒塌性能。分析结果表明:15~34层每层有0.5%~3%的梁单元处于倒塌状态;21~22层有2%~3%的柱单元进入比较严重破坏;墙单元虽只进入轻中等破坏,然而抗剪性能下降明显,尤其是框支剪力墙;连体楼板需特别加强。因此,设计剪力墙时需更为注重提高其抗剪能力,另外按7度设防烈度设计的结构有一定安全储备,能够承受8度大震而不至结构整体倒塌。     

CFT框架-RC剪力墙结构基于一致倒塌风险的抗震设计研究

我国CFT框架-RC剪力墙结构通常按照双重抗侧力体系进行设计。与一般RC框架相比,在相同竖向承载力条件下的截面尺寸和抗弯刚度较小,按双重抗侧力体系设计将影响结构的经济性能和建筑功能。因此,文章根据我国规范设计了典型的CFT框架-RC剪力墙双重抗侧力体系结构模型,采用一致倒塌风险的抗震设计方法中对单重抗侧力体系设计的要求,设计了相应的CFT框架-RC剪力墙单重抗侧力体系结构模型,并对比分析了单重和双重抗侧力体系在不同水准地震作用下的结构响应和罕遇地震结构倒塌概率和抗地震倒塌安全储备。结果表明,与双重抗侧力体系相比,单重抗侧力体系结构的地震响应和大震倒塌概率相近,均满足“大震不倒”抗震要求,而单重抗侧力体系的结构抗地震倒塌安全储备较大,且用钢量较少。     

常规RC框架-剪力墙结构抗倒塌能力探讨

按照规范设计的建筑结构通常采用概念设计及构造措施满足结构安全,无法对结构的抗倒塌安全储备进行定量的分析。通过对不同抗震等级及场地类别的框架-剪力墙结构进行动力时程分析,得到按照规范设计并贴近规范限值的结构具有的不同的抗倒塌安全储备系数:7度及7. 5度的结构有较高的抗倒塌安全储备系数,该安全储备系数处于1. 2～1. 4之间,8度区的抗倒塌安全储备系数较小。该系数对于按照规范设计的框架-剪力墙结构抗大震的能力储备给出了定量的结果,可以有效把握结构的抗倒塌性能,为实际工程设计提供安全度参考。     

某超高层建筑不同抗侧力体系抗震性能对比研究

超高层建筑对水平荷载(风荷载和地震作用)具有较高的敏感性,合理的抗侧力体系对超高层建筑结构的经济性、安全性以及材料使用效率等影响重大。以北京在建的某超高层建筑设计初期所采用的半高和全高支撑两个方案为研究对象,利用MSC.Marc建立了两个方案的有限元分析模型,并进行了工程量、弹塑性时程和倒塌分析。通过工程量统计,对比分析两个方案主体结构材料总用量以及各类构件材料用量差异;通过弹塑性时程分析和倒塌分析,研究两个方案在不同地震水准下的结构响应和抗倒塌能力。结果表明:该工程的两个结构方案都能满足规范规定的抗震性能需求,全高支撑方案具有更好的经济性,比半高支撑方案节省总材料用量约11%,且抗地震倒塌安全储备提高了约14.8%。     

Study on seismic performance of a super-tall building with different lateral force resisting systems

超高层建筑对水平荷载（风荷载和地震作用）具有较高的敏感性,合理的抗侧力体系对超高层建筑结构的经济性、安全性以及材料使用效率等影响重大。以北京在建的某超高层建筑设计初期所采用的半高和全高支撑两个方案为研究对象,利用MSC.Marc建立了两个方案的有限元分析模型,并进行了工程量、弹塑性时程和倒塌分析。通过工程量统计,对比分析两个方案主体结构材料总用量以及各类构件材料用量差异;通过弹塑性时程分析和倒塌分析,研究两个方案在不同地震水准下的结构响应和抗倒塌能力。结果表明：该工程的两个结构方案都能满足规范规定的抗震性能需求,全高支撑方案具有更好的经济性,比半高支撑方案节省总材料用量约11%,且抗地震倒塌安全储备提高了约14.8%。     

钢筋混凝土框架-核心筒结构在超设防烈度罕遇地震下的抗倒塌能力

高层建筑的主要竖向构件为剪力墙、框架柱、核心筒等,其中框架-核心筒结构是目前大量采用的超高层结构体系。超高层建筑,竖向构件的数量少,结构的冗余度低,关键构件的破坏更容易造成结构的连续倒塌。超高层建筑中集中了大量的人员及财产,一旦发生破坏倒塌,将会造成严重的人员伤亡及财产损失,社会影响巨大。本文以一个框筒结构工程实例,从超设防烈度地震工况来分析其抗连续倒塌能力,结果证明设计合理的筒体结构超高层建筑具有良好的抗倒塌能力。     

屈曲约束支撑在某超高层中的应用

为了提高超高层结构的抗侧刚度及其抗震性能使用了屈曲约束支撑,并比较了设置支撑前后的结构性能。分析表明支撑在小震时可提高结构的抗侧刚度,在大震时可减小剪力墙的损伤情况,提高结构的抗震性能。     

基于IDA分析的结构抗地震倒塌能力研究

结构体系的合理性对提高结构在极端灾害下的抗倒塌能力具有非常关键的作用,但目前尚缺少对结构体系合理性和抗倒塌能力的定量化评价方法。本文以结构抗地震倒塌为例,首先对结构的安全储备进行了讨论,指出结构的安全储备包括构件层次的安全储备和整体结构体系安全储备,并对影响结构体系安全储备的因素进行了分析。而后,为了更好地评价整体结构体系的抗地震倒塌安全水平,介绍了近年来国际上趋向采用的基于增量动力分析(IDA)的倒塌储备系数(CMR),并以框架结构为例介绍了用倒塌储备系数衡量整体结构抗倒塌能力的具体方法。     

武汉中心书城超限复杂高层结构设计

武汉中心书城是一栋建筑高度为99.95m的超限复杂高层建筑,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,塔楼与裙房连为一体且偏置于裙房一侧,导致主体结构产生较大的扭转效应,为有效控制扭转,在裙房周边合适的区域布置支撑框架和剪力墙。从抗震概念设计出发,采用性能化抗震设计对主要构件进行复核,采用YJK及MIDAS软件进行小震、中震验算,采用PERFORM-3D软件进行大震下结构弹塑性时程分析;并进行了楼板应力分析、温度应力分析及结构抗连续倒塌分析。结果表明:此结构方案具有较高的抗震承载能力和延性,能够满足规范的各项要求。     

无锡黄金湾一期连体超限塔楼结构设计

黄金湾科创园一期连体塔楼为超限结构，存在扭转不规则、偏心布置、尺寸突变、构件间断、穿层柱、复杂连接等多项不规则，属于具有一定复杂性的超限高层建筑。建筑竖向交通核布置在分塔平面角部带来扭转不利，采用上、下两道强连接提高结构抗扭能力，主体结构采用框架-剪力墙结构，连接体结构采用了空腹桁架。通过对整体结构进行小震弹性分析、大震弹塑性时程分析和性能化设计，并针对子结构进行了包括防连续倒塌、温度应力、舒适度等专项分析，验证了结构体系的安全合理性。     

基于倒塌分析的板柱-剪力墙结构抗震性能研究

为准确揭示板柱-剪力墙结构抗震薄弱部位和地震作用下的倒塌机制,基于ABAQUS软件显式计算平台进行二次开发,开发的程序可对地震作用下的建筑结构进行倒塌数值仿真。首先,从构件和整体层面对开发程序计算结果的可信性予以验证。其次,结合某板柱-剪力墙结构工程实例,进行中震、大震、超大震弹塑性时程分析及倒塌数值仿真。通过对比分析,认为精细化弹塑性时程计算分析成果优于等效弹性算法,设置暗梁对提高结构抗倒塌能力作用显著。提出通过适当增加底部楼层墙厚和主要墙肢配筋率来提高结构抗倒塌能力的方法,该方法既能显著提高结构的抗震性能,又确保最大程度考虑经济性因素。     

设计性能目标下RC框架结构抗倒塌能力研究

针对小震丙类、小震乙类、中震不屈服和中震弹性4个性能目标,采用增量动力时程分析方法（IDA）对钢筋混凝土框架结构的抗倒塌能力进行了分析。以小震丙类建筑为基准,研究结果表明：抗震措施和地震作用是影响结构抗震性能的重要因素;严格按照抗震规范设计的框架结构,具有较高的安全储备,基本上能够达到“大震不倒”的性能目标;6度设防时,按乙类建筑提高抗震措施或按中震性能目标提高设计地震作用,对结构的抗倒塌能力影响不大;7度设防时,按中震性能目标设计能显著提高结构的抗倒塌能力;8度设防时,提高抗震措施等级和提高设计地震作用都能够大幅提高结构的抗倒塌能力,尤其按中震设计的钢筋混凝土框架结构能够抵御加速度峰值1000gal以上的地震作用。     

人字形中心支撑钢框架抗地震倒塌富余度研究

为了对人字形中心支撑钢框架的抗地震倒塌安全性进行评价,本文基于结构影响系数设计了7度抗震设防的5个结构算例;以倒塌富余度为衡量指标,采用FEMA P95抗地震倒塌安全性评估体系对其进行了研究。结果表明:7度抗震设防人字形中心支撑钢框架具有足够的抗地震倒塌能力,能提供足够安全的使用空间;进一步的研究表明,结构具备比"大震不倒"更强的抗地震倒塌能力,能够"特大地震不倒",对结构抗震性态设计有一定参考价值。     

超高层建筑中斜柱影响及措施分析

因超高层建筑独特造型的设计,结构需要进行斜柱布置,考虑到斜柱是超高层建筑的关键构件,应加强结构影响分析,以确保建筑整体安全。结合超高层建筑工程实例,分析斜柱对框架梁、楼板及核心筒的影响,通过加强设计提高结构承载力和稳定性。     

考虑填充墙影响的防屈曲支撑-钢框架抗震性能分析

按照7度设防标准设计一20层平面钢框架,采用层刚度比方法布置防屈曲支撑,通过计算分析选出合理的刚度比例。采用Wael三撑杆模型、改进的Atkinson和Yan本构关系曲线模拟填充墙,并建立含填充墙的20层防屈曲支撑-钢框架模型。采用增量动力分析(IDA)方法并结合ATC委员会的提出的倒塌储备系数(CMR)评价方法,对防屈曲支撑-钢框架和含有填充墙的防屈曲支撑-钢框架进行了抗震性能对比研究。结果表明,填充墙可以显著提高结构的抗侧刚度,并能增强结构在罕遇地震下的抗倒塌能力,通过合理的布置防屈曲支撑可使7度设防钢框架基本实现8度"大震不倒"的设防目标,同时表明CMR抗震性能评估方法在长周期结构中的应用需进一步研究。     

巨型支撑框架—核心筒超高层建筑的地震倒塌模拟

研究超高层建筑的地震倒塌模拟有很重要的现实意义。尽管在高烈度地震区巨型支撑框架-核心筒超高层建筑是高层结构体系中比较常见的一种,但却很少研究这种建筑在地震突发事件中的失效模式和倒塌机制。研究在中国高危地震带建造的巨型支撑框架-核心筒超高层建筑(H=550m)在最大0.9g(g为重力加速度)谱加速度下的倒塌行为。根据纤维梁模型和多层壳模型建立有限元模型。分析这种建筑的动态特性并进行地震倒塌模拟。最后,详细地探讨其在地震倒塌中的失效模式和机理。此研究可作为类似的超高层建筑抗倒塌设计的参考。     

天津富力广东大厦罕遇地震弹塑性时程分析

天津富力广东大厦为一栋结构高度达388m的复杂超高层建筑,设计采用了框架-核心筒结合加强层和巨型斜撑的结构抗侧体系。运用ABAQUS软件,对该结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在大震作用下的抗震性能,结果表明结构在罕遇地震下的整体位移满足规范要求,主要薄弱位置在核心筒收进后钢板剪力墙与普通剪力墙过渡位置。     

长乐市某钢筋混凝土剪力墙结构设计与超限分析

借助长乐市某钢筋混凝土剪力墙超高层住宅结构,对其结构设计的具体步骤、设计和计算方法等内容进行了探讨,同时由于超高层建筑的超限分析主要是对结构进行抗震性能分析,因此还采用了相关计算软件对其中震屈服阶段、中震弹性阶段的抗震性能和承载力性能进行了分析。研究结果表明,合理的超限结构嵌固布置和不同混凝土等级分层布置,能够有效提高结构体系的基地抗剪承载力和剪重比。     

某250m超高层公寓塔楼结构选型及设计

根据建筑平面特点与外型要求,结构内筒剪力墙Y向有效宽度较小,内筒高宽比为23。为避免设置结构加强层,并综合考虑各种结构方案的抗侧刚度效率及工程经济性问题,最终采用了带内柱的框架-剪力墙结构。通过内柱的设置及剪力墙的集中布置,有效增加了结构侧向刚度;同时由弹性分析可知结构局部刚度过大,为此进行了大震弹塑性分析,分析结果表明:结构受力合理,内柱与剪力墙筒体间框架梁进行设计加强,可满足相关规范要求。     

超高层建筑钢板剪力墙施工技术

钢板剪力墙结构自身有较强的刚度和良好的抗震性能,因此,广泛应用于建筑工程施工中,特别是超高层建筑施工。由于超高层建筑高度较高,其抗剪切能力较弱,利用钢板剪力墙施工技术可以有效地提高超高层建筑物的抗震性能和承载能力,同时在实际应用过程中,可以有效地承担建筑的横向剪力,提高建筑物的可靠性和稳定性。论文主要对超高层建筑钢板剪力墙施工技术进行分析。