含柔性连接体的连体-多塔超高层结构设计

贵阳未来方舟项目D1地块塔楼为大底盘多塔结构,塔楼在31~34层处有12.6m高的连接体结构,属于连体-多塔结构。根据平面分布特点,塔楼与连接体之间设置8个橡胶支座实现柔性连接。介绍了橡胶支座选型、连接体及楼盖的设计、支撑连接体的悬挑梁设计,并复核大震下橡胶支座变形能力。进一步研究表明,含与不含连接体塔楼抗震性能几乎相同。此外,进行了多塔与单塔的结构抗震性能比较,并考察了不同地震输入角对结构抗震性能的影响,结果表明,本工程的结构设计可直接基于不含连接体的整体模型(模型中将连接体简化为重力荷载),并以施加多个水平附加角来模拟不同地震输入角的影响。     

某多塔连体高层结构抗震性能化分析

某多塔连体高层建筑由3栋高度不同的高层建筑和高位钢结构连接体组成,连接体与主体结构之间设置摩擦摆隔震支座,支座位移较大的位置设置黏滞阻尼器。对整体结构进行了考虑支座非线性的整体建模分析,并与单塔独立模型的模拟结果进行对比。结果表明：设计所选用的弱连接有效减小了连接体对主体结构的影响,设置摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器减小了各塔楼的地震响应。最后,对整体结构进行了动力弹塑性时程分析,研究了结构的位移和层剪力、摩擦摆隔震支座和阻尼器的响应以及构件的损伤变化过程。结果表明：整体结构、摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器、结构构件均满足预定的抗震性能设计目标,该多塔结构在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制,符合结构工程抗震概念设计的要求。     

烟台市文化中心图书馆与博物馆之间连接体抗震设计

烟台市文化中心是烟台市为提升城市形象而打造的重点项目,该项目由图书馆、博物馆、文学馆和两层地下车库组成,地上三塔通过连廊连成一体,主楼采用框架-混凝土剪力墙结构,连廊采用钢结构,连廊支座采用抗震弹性支座,图书馆与博物馆之间连廊中部支撑于钢管混凝土柱与混凝土墙组成的核心筒上。本文重点分析图书馆与博物馆之间连接体的受力特点,通过分析其动力特性进而对连廊端部弹性支座的受力、变形及选型进行论证。通过对计算模型进行简化,采用抗震性能化的设计方法,重点分析在小震和大震作用下连接体的动力响应和整体参数,并根据连接体的最大位移选取合适的抗震弹性支座。在保证连接体结构受力性能的前提下,确保支座的位移及核心筒的变形在规范要求的范围内,同时保证连接体处人体的舒适度要求。     

温州中心三塔连体超高层结构分析与设计

温州中心由一栋建筑高度280m和两栋建筑高度164m的超高层塔楼在140m左右的高空连接而成。介绍了温州中心结构设计要点,主要包括结构体系布置与效率分析、塔楼间连接方案选择、连接体对整体结构的影响及作用等方面,对连体结构支座布置与选型提出了一些针对性的分析方法和设计建议。分析结果表明,合理控制塔楼的扭转效应是确定连接方案时需重点考虑的因素。提出采用隔震支座串联单向滑动条块来实现高低塔楼之间弱连接的支座布置方案,使得整体结构满足抗风刚度要求的同时具备优异的抗震性能。     

某大跨度复杂连体结构抗震设计

针对某特殊体型的大跨度复杂连体结构进行主体结构体系及连接体结构形式的选型分析,考虑十字交叉形连接体的变形特点,在抗震设计中研究连接体结构及采用组合减震支座连接对结构整体地震作用的影响;采用结构抗震性能设计方法,通过相应的结构加强措施,确保结构满足特殊类型超限高层结构抗震性能目标的要求。     

双塔楼连体结构抗震性能分析

针对连体结构中连接体与塔楼的连接方式、连接体的刚度变化以及连接体的位置上下变化不同的情况,用弹性反应谱分析方法分别对对称的连体结构和非对称的连体结构进行抗震计算,分析结构地震反应,得出了连接体的支座形式变化和连接体的刚度变化对对称和非对称连体结构的动力反应影响都较小和在双塔间设置了连接体后可提高结构的整体刚度、自振周期变短等结论,并对其抗震性能进行了评估。     

弱连接体支座形式对非对称双塔结构的影响分析

非对称双塔连体结构在连接体位置不高时常采用弱连接形式,连接体支座的选择对两侧结构受力影响很大。对比分析连接体在不同的弱连接方式下塔楼主体结构动力特性及主体结构关键构件在罕遇地震下的抗震性能,对连接体楼板进行了舒适度分析。结果表明,即使采用弱连接方式,连接体的体量及高度与塔楼单体越接近,连接体对塔楼的约束作用越明显;连接体两侧采用双向摩擦摆支座方案优于采用一端固接铰支座、一端双向摩擦摆支座方案;在罕遇地震下,采用双向摩擦摆支座方案的塔楼在连接体及以下楼层层间位移角为不同方案中的最小值,关键构件能达到更高的性能水准;双向采用摩擦摆支座方案会带来较大的支座水平位移,需要在设计中采取措施以确保连接体在罕遇地震下不致脱落;对于具有不同建筑功能的多层连体结构,可通过增加楼板厚度更有效地降低各层楼板竖向加速度峰值,以满足楼板舒适度的要求。     

柔性连体结构高位减、隔震支座浅析

本文阐述了柔性连体结构连接支座工作原理,对目前市场上可用于柔性连体结构的几种常见连接支座进行了调研总结,分析了各种支座的工作机理和特点,为柔性连体结构设计时连接支座初选提供依据。通过对比铅芯橡胶支座、摩擦摆式支座、SMA-滚动支座以及组合支座可知,其工作原理简单、竖向承载能力大、耗能能力强、可自复位、寿命较长,是适合于连接体位置较高且连接体自身刚度较弱的柔性连体结构的几种性能优越的连接支座。     

武汉保利广场大跨减震连接体结构设计北大核心CSCD

武汉保利广场两栋不对称塔楼之间设有42.5m跨、5层高的钢结构连接体。连接体与两侧塔楼采用刚接连接方式,采用主、次桁架的结构形式:沿跨度方向设置2榀主桁架,沿宽度方向设置4榀次桁架托换上部框架。连接体刚度对整体结构的动力特性有显著影响,为减少整体结构的地震扭转反应,连接体主桁架中部斜腹杆采用屈曲约束支撑(BRB)。连接体采用了抗震性能化设计思路,以弹性分析方法为主,结合静力弹塑性分析及弹塑性时程分析方法进行验证,重点考虑了连接体的温度作用及楼板平面内受力。连接体采用"液压同步提升技术"进行整体提升,设计中对该过程进行了详细的模拟分析。在提升施工过程中对连接体位移及应变进行了监测。     

亚信联创大厦连体结构设计

对亚信联创大厦结构进行分析,对此工程的连体结构方案进行了优化。采用基于性能抗震设计方法,计算了连体滑动支座的滑移控制量并根据滑移量设计了适合本工程的滑动支座;重点注意连接体自身受力特性和连接体与主体结构的连接节点,同时采取合理有效的结构计算手段进行了分析。     

连体位置设置阻尼器的框架减振分析

对一单轴对称框架结构,通过刚接、铰接以及连体位置2种不同的阻尼器设置方式共4种连接方案,采用快速非线性分析方法(FNA),沿结构X、Y方向输入E1-centro波,研究连体框架结构在连接方式变化时,结构抗震性能的变化。计算结果表明:连接体位置引入耗能装置能大幅减小结构在地震作用下的地震响应,提高结构的抗震性能。其中在连接体端部设置双向橡胶支座与阻尼器的"柔性"连接,效果尤为显著。     

中海油能源开发研究院项目超限结构设计与分析

中海油能源开发研究院项目为弱连接四塔连体结构,存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、竖向抗侧力构件不连续、大跨连体多项超限。介绍了设计中所采取的针对超限的计算及构造措施;采用两个不同力学模型的空间分析程序进行多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震下的对比计算分析,详细对比了单塔模型和四塔连体整体模型的计算结果;大跨连接体两端均采用弹性滑动支座与主体结构相连,以减小地震作用下连接体刚度与质量对主体结构的影响;采用罕遇地震时程分析校核以多遇地震为基础计算的罕遇地震等效支座位移,进行支座设计;同时针对结构中不同的薄弱部位做了相应的局部分析,采取了对应的补强措施。     

海门文化中心剧院大跨度连体结构弱连接支座选型分析北大核心

海门文化中心剧院由三栋塔楼连接而成,塔楼之间通过弱连接体连接,连接体最大跨度达80m。通过动力微分方程的定性推导明确连体结构分析的重点为弱连接连体结构支座的水平刚度。对整体结构进行了多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比不同弱连接支座对结构的变形、内力以及塔楼动力特性的影响,得出铅芯橡胶支座最为合理。分析结果表明,连体结构通过铅芯橡胶支座连接时能够发挥弱连接作用,减小连接体对塔楼的不利影响,同时能满足支座的变形要求。     

连接方式对大跨度异形钢连廊连体结构抗震性能的影响

为研究连接方式对连体结构抗震性能的影响,以某大跨度异形钢连廊连体结构为原型,建立连体结构非线性有限元模型,并通过模态分析和振动台试验对有限元模型的合理性进行验证。针对一侧采用刚性连接,另一侧分别采用橡胶支座连接、滑动连接、刚性连接、铰接连接的4种不同连接方式开展了对比分析。研究结果表明：与其他连接相比,另一侧采用刚性连接或铰接的连体结构自振频率有所提高,且其连接体的扭转效应降低;在8度罕遇地震作用下,与采用橡胶支座连接的连体结构相比,采用滑动连接、刚性连接、铰接连接的连体结构连接处竖向剪力的变化率分别为-1.40%、37.21%、10.77%,连接体跨中竖向位移的变化率分别为-1.94%、25.71%、14.80%;不同连接方式连接处的内力是重力荷载代表值作用下的2.0～3.5倍,其中竖向剪力的增幅最大;4种连接形式中,另一侧采用刚性连接或铰接连接对控制连接体的扭转最有利,采用滑动连接对控制连接处的内力最有利,采用刚性连接对控制连接体跨中竖向位移最有利。     

超长大跨连接体结构温度响应及结构抗震分析

结构超长使温度响应明显,为确定合理的结构方案需要对超长大跨连接体结构进行必要的温度响应分析。以北京市上地工贸楼为例,在满足建筑功能要求的前提下,设计了3种主体结构与连接体结构连接的方案;分析了各方案在温度作用下的结构整体变形,主体和连接体结构的层间位移角及楼板和部分构件的内力。分析表明,两种方案在考虑温度影响时,不能满足正常使用下变形的限制且连接体楼板内力过大,而一侧为铰支座、另一侧为有限单向滑动支座的连接方案合理。对所选用的结构方案进行了反应谱分析、小震下弹性时程分析和大震下弹塑性时程分析。结果表明,所选结构方案不仅较好地解决了大跨连接体结构超长的温度问题,而且能满足建筑抗震规范的要求。     

国家(威海)创新中心2#楼复杂高层结构抗震设计

国家(威海)创新中心2号楼为双塔高位连体结构,地上32层,结构高度140.70m,在27～29层设置3层连廊(连接体),连接体跨度约61m。结构中存在大底盘多塔、楼板不连续、高位连接体及局部穿层柱等不规则情况。对整体和分塔模型进行了地震动力响应特性分析。由于连接体与塔楼相互影响,双塔连体时结构的扭转效应增加显著,在连接体上下层侧向刚度突变明显,连接体相关楼板应力较大。结合工程特点及超限情况,确定结构的性能化抗震设计目标,对整体结构进行了性能化分析,详细介绍了其抗震设计。计算分析结果表明,项目抗震设防标准合理,满足超限高层建筑工程的抗震设防目标。     

多塔连体高层建筑连接控制方法研究

结合实际工程项目,研究了多塔高位连接体与塔楼之间采用刚性连接、半刚性连接和滑动连接的结构方案。对不同刚度连体的实现方式、连接构造进行了介绍,并研究了在连接体中设置屈曲约束支撑阻尼器,形成半刚性连体的可行性。从连接体刚度、连接构件内力、结构整体抗震性能、连接实现难易程度、结构经济指标等方面,对不同连接方案进行了评估,指出在塔楼自身具有较好结构条件的情况下,采用阻尼耗能装置或者优化连接体构件截面形式,从而合理弱化连接体刚度,减少连接体对塔楼的附加影响是较为合理的解决方案。     

某高空连廊抗震性能设计关键技术研究

以一高空柔性连接的钢结构连廊为例,阐述了该类结构抗震性能设计的关键技术。首先通过比较分析建立考虑连廊与主体结构相互作用的连廊计算模型;通过提取连廊支座处的地震加速度和支座沉降,得到连廊抗震分析的外部作用;然后基于准确的计算模型和外部作用,对连廊进行分析计算,评估其抗震性能,并得到满足抗震性能目标的支座反力和安全滑动距离;最后对连廊支撑体系的抗震性能进行评估。     

大跨度高位连体结构抗震设计北大核心CSCD

详细介绍了某四塔高位连体结构的抗震设计。连接体采用钢结构平面桁架体系,两个方向跨度均超过58m,属超限结构。根据连接体与筒体之间的不同连接方式,将分析模型简化为双塔连体结构。结合工程特点及超限情况,确定各构件的性能化抗震设计目标。对连接体及筒体角柱进行了中震弹性设计,并对连接体单独进行了三水准下竖向地震时程分析。在进行多遇水平地震分析时,采用两组地震波记录和一组人工波进行时程分析,并采用CQC组合进行了谱分析,结果表明各项指标均在规范允许的范围以内。采用基于能力谱法的Pushover方法研究了结构的弹塑性破坏机制,结果表明现行设计能够满足性能化设计目标。     

L形超限高层复杂连体结构设计

清华大学经管学院扩建及三创中心工程结构平面呈L形,两方向边长为134,116m,未设永久缝,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。地上分为A,B塔,L形拐角处设置一根钢管混凝土独柱支承三层钢结构过街楼连接体,连接体最大跨度38. 40m,最大悬挑长度17. 4m。结构存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、尺寸突变、局部不规则、复杂连接等多项不规则,属于特别不规则超限高层建筑工程。钢结构连接体、独柱及柱顶支座是整个结构设计的关键。通过合理选取抗震性能目标,采取相应加强措施,保证了整体结构安全可靠。在整体结构设计分析基础上,重点阐述大跨长悬挑连接体结构动力弹塑性分析、独柱柱身及柱顶支座设计分析、支承独柱防连续倒塌验算等关键问题。分析结果表明,设计采取的加强措施充分有效,使结构达到了安全可靠的预期性能目标。