40层钢骨框架+框筒结构双子塔楼

<正>本工程是40层钢骨框架+钢筋混凝土核心筒的框架-核心筒结构超高层甲级(5A)写字楼项目,主体塔楼为40层、总高240m的立方柱体,地下三层,设计中使用了21m×21m的核心筒构造,满堂板桩筏基础;围框架柱为钢骨柱,环向框架梁采用钢骨梁,外框柱与核心筒连接的框架梁采用钢梁,核心筒墙采用设有构造钢骨的钢筋混凝土墙。核心筒内的楼盖为普通钢筋混凝土梁板体系,核心筒与外框架之间的楼盖为钢梁+钢筋桁架     

苏州高铁新城椭球形会展中心结构布置与抗震分析

椭球形结构是建筑结构设计中的难点,特别是包含外部椭球形空间网格结构和内部多层不规则体系的混合结构,目前案例还比较少。介绍了苏州高铁新城椭球形会展中心结构基本布局和抗震分析。结构异形曲面外罩采用钢结构双向交叉空间网格结构体系;水平抗侧力体系采用四个核心筒加圆形钢管柱的钢框架-混凝土剪力墙体系;竖向承重体系中水平楼面梁采用型钢梁,次梁采用型钢-混凝土组合梁,楼板采用钢筋桁架楼承板;为了满足一～三层大空间的展厅功能,设置3.5 m高钢桁架用于悬挂下部7层的框架柱及楼面。对多遇地震、设防地震和罕遇地震下的结构整体安全性进行模拟分析,并且对剪力墙、悬挂桁架、钢外罩等关键构件和桁架悬挂关键节点进行了专门分析,各项指标均满足要求,达到了结构抗震设计的目的。     

珠江新城J2-5地块框架-核心筒超高层结构的罕遇地震弹塑性时程分析

针对具有带加强层、核心筒采用矩形钢管混凝土端柱+钢骨暗支撑+混凝土剪力墙、连梁内埋设钢骨、外框采用圆钢管混凝土柱等特性的广州珠江新城J2-5地块框架-核心筒超高层结构,运用ABAQUS+Bepta程序,将梁、柱和剪力墙的弹塑性在材料的应力-应变层次上精确模拟,采用显式积分的方法,对该结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以研究该类结构体系的抗震性能.结果表明,基于塑性区模型的弹塑性时程分析是保证结构大震不倒的比较有效和可靠的方法,计算的实例工程采用的框架核心筒形式具有较高的抗震承载力和延性.     

绍兴皇冠假日酒店型钢混凝土框架-核心筒结构设计

绍兴皇冠假日酒店位于绍兴迪荡新城景观规划的核心位置,是绍兴市的地标建筑,总高280m。结构形式为型钢混凝土框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土柱,楼面采用钢梁-组合楼板体系,外围钢梁与柱刚接,楼层钢梁与核心筒及外围柱均铰接,以释放因核心筒与框架柱竖向变形差异引起的附加梁端内力。经方案对比,在16层和37层设置四道伸臂桁架以及周边带状桁架。伸臂桁架在施工阶段分为初固和终固两个阶段,初固阶段保证桁架弦杆自由转动、腹杆能轴向伸缩,在终固阶段达到设计要求。     

新型结构体系在深业上城高塔中的应用

深业上城高塔总高度388m,在8个巨柱和核心筒间每层设置刚性连接的型钢混凝土连接梁取代加强层伸臂桁架,是由带状桁架+周边平行双抗弯钢框架梁+型钢混凝土连接梁+巨型框架+核心筒形成的新型结构体系,能有效抵抗由地震作用和风荷载产生的巨大侧向力。设计采用基于性能的抗震设计方法,通过模拟地震振动台试验验证不同地震水准的结构性能及构件损伤情况,并根据分析及试验结果采取适当的构造加强措施,使得结构整体及各构件的抗震性能均可达到预期的抗震性能目标。该结构体系可为建筑高度300m以上的同类超高层建筑避免设置伸臂桁架提供参考。     

某大高宽比超高层结构分析与设计

某框架-核心筒结构高249.95m,y向高宽比达到8.2.重点分析了结构的刚重比、层间位移角、剪力墙名义拉应力等参数指标,并通过在避难层设置一道加强层,有效提高了结构侧向刚度,使得刚重比等控制参数满足规范要求.通过对一榀贯通剪力墙伸臂桁架的有限元分析表明,匹配的伸臂桁架刚度可使得伸臂桁架及相连的剪力墙及相关节点满足性能目标.针对结构存在斜柱的特点,分析了斜柱起始层拉力情况,并通过采取与斜柱相连的框架梁设置型钢梁及斜柱与核心筒之间设置暗梁等措施,有效降低了斜柱对结构产生的影响;对上述关键部位采取相应的加强措施后,对主体结构进行了大震动力弹塑性分析,结果表明各构件能够满足预定的性能目标.     

广州珠江新城东塔罕遇地震作用弹塑性分析

广州珠江新城东塔为高530 m的复杂超高层建筑,设计采用了劲性钢筋混凝土核心筒+外围巨型框架+钢伸臂桁架的结构抗侧力体系。运用ABAQUS与BEPTA程序,考虑结构几何非线性,采用显式积分的方法,对该结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在罕遇地震作用下的抗震性能。研究结果表明：通过在顶部收进较大的核心筒剪力墙内埋设钢板加强,错洞墙剪力墙内埋设钢骨桁架加强,与剪力墙连接的环桁架在剪力墙内贯通后,在罕遇地震作用下结构的层间位移角满足规范要求;首层剪力墙和巨型柱均具有较高的受拉承载力;各主承重构件均未出现明显损坏,结构抗震性能较好。     

常州润华环球中心主塔楼结构抗震弹塑性分析研究

常州润华环球中心主塔楼为总高度300m的超限高层,采用了带加强层的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系.采用通用有限元程序Abaqus对该结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,考察结构的整体抗震性能指标,并着重分析了核心筒剪力墙、框架钢梁、钢管混凝土柱、环带桁架、连梁以及楼板等典型构件的损伤破坏程度,为该结构及其他类似结构的性能设计提供参考.     

普利中心结构设计和分析

普利中心主塔楼为总高度300 m的超限高层,采用钢管混凝土柱框架+型钢混凝土核心筒+环带桁架+等效伸臂的混合结构体系。介绍该工程地基基础的设计、结构体系的特点、抗震性能化设计原则和方法、整体弹性计算结果以及罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。着重阐述设计中的一些关键问题,包括核心筒的剪力墙、外围钢管混凝土钢框架、仅设置环带桁架的加强层、全楼层角部全刚接钢框梁形成的等效伸臂等。     

郑州银基中央广场结构设计

郑州银基中央广场项目包含两栋塔楼和裙房,采用了不设置永久结构缝的大底盘多塔结构形式,属复杂超限高层结构。高塔采用框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,结合塔楼高区酒店和中、低区办公功能对柱网的不同需求,利用高区的设备转换层进行了外框柱网的转换,角部采用了折梁转换;由于低塔核心筒的高宽比达到15.7,为加强整体抗侧刚度,采用了框架+端墙/楼面梁+核心筒的抗侧结构体系。针对与端墙相连楼面梁的受力特点,对其进行了刚度敏感性分析以模拟不同地震水准下的刚度退化影响。并制定了区别于一般耗能构件的性能目标,即大震作用下,允许较大比例的连梁严重破坏耗能,并对连梁采取了防跌落构造措施。另外,对塔楼的基础设计及考虑变刚度调平的布桩方法、中震作用下核心筒外墙的拉应力分析及处理措施进行了论述。     

Experiment and calculation on seismic behavior of RC composite core walls with concealed steel truss

To improve the seismic performance of reinforced concrete core walls, reinforced concrete composite core walls with concealed steel truss were proposed and systemically investigated. Two 1/6 scale core wall specimens, including a normal reinforced concrete core wall and a reinforced concrete composite core wall with concealed steel truss, were designed. The experimental study on seismic performance under cyclic loading was carried out. The load-carrying capacity, stiffness, ductility, hysteretic behavior and energy dissipation of the core walls were discussed. The test results showed that the seismic performance of core walls is improved greatly by the concealed steel truss. The calculated results were found to agree well with the actual measured ones.     

内嵌钢板混凝土组合连梁抗震性能试验研究

为改善传统高层建筑剪力墙连梁的抗震性能,设计并制作3个内嵌钢板混凝土组合(SPC)连梁和1个交叉斜筋钢筋混凝土连梁试件并进行低周往复加载试验。试件变化参数包括连梁纵筋配筋率和配板形式。对比分析各连梁的破坏过程、滞回性能、耗能能力、强刚度退化、承载力、延性以及变形能力等。结果表明,连梁试件发生弯剪和弯曲两种破坏模式;增大连梁纵筋配筋率在提高承载力的同时降低了试件的延性变形;在配板率相同情况下,钢板形式由单钢板改变为拉结双层钢板,连梁受力性能相似,当单层钢板厚度较大时可采用双层钢板设计方案;钢板的设置可有效提高试件的承载力与延性,较好改善滞回曲线的捏拢效应,同时参与连梁端部塑性铰区的抗弯,提供较大的抵抗弯矩,钢板的受压作用也可提高塑性铰的转动能力。与交叉配筋钢筋混凝土连梁相比,利用钢板良好的承载力和延性变形能力,内嵌钢板混凝土组合连梁具有稳定的滞回性能和耗能能力且施工简单,其综合抗震性能优于传统配筋混凝土连梁。     

钢筋套筒灌浆连接装配式剪力墙结构三层足尺模型子结构拟动力试验

为研究钢筋套筒灌浆连接装配式剪力墙结构的抗震性能,完成了1个3层足尺模型在不同强度地震作用下的子结构拟动力试验,观察其破坏现象,研究其滞回特性、变形能力、刚度退化和钢筋屈服次序等。结果表明：试验模型的破坏集中在地震作用方向的连梁和窗下墙,连梁以弯曲破坏为主,窗下墙为剪切破坏,首层墙肢出现轻微的弯曲破坏;试验过程中,连梁纵筋、墙肢竖向钢筋及连梁箍筋依次受拉屈服,试验模型实现了“强墙肢弱连梁”及连梁“强剪弱弯”的设计目标;8度多遇、设防和罕遇地震以及9度罕遇地震作用下,试验模型的抗侧刚度分别降低约5％、20％、60％和80％,对应的最大层间位移角分别为1/3341、1/899、1/268和1/111,以层间位移角为参数,结构的破坏程度分别为完好、轻微损坏、中等破坏和倒塌;“预制底板出筋”和“预制底板不出筋”的双向叠合楼板均具有良好的整体性和平面内刚度,均可起到水平刚性隔板作用;墙体一字形截面竖向后浇段采用由2根U形钢筋组成的封闭箍代替普通箍筋具有可行性;预制夹心保温外墙的内、外叶墙之间连接可靠,外叶墙不参与结构受力,结构设计时可不考虑外叶墙的作用。     

Experiment and calculation on seismic behavior of RC composite core walls with concealed steel truss

To improve the seismic performance of reinforced concrete core walls, reinforced concrete composite core walls with concealed steel truss were proposed and systemically investigated. Two 1/6 scale core wall specimens, including a normal reinforced concrete core wall and a reinforced concrete composite core wall with concealed steel truss, were designed. The experimental study on seismic performance under cyclic loading was carried out. The load-carrying capacity, stiffness, ductility, hysteretic behavior and energy dissipation of the core walls were discussed. The test results showed that the seismic performance of core walls is improved greatly by the concealed steel truss. The calculated results were found to agree well with the actual measured ones. __________ Translated from Journal of Beijing University of Technology, 2008, 34 (4): 379–386 [译自: 北京工业大学学报]     

Seismic behaviour of coupling beams in a hybrid coupled shear walls

Steel coupling beams in a hybrid coupled shear wall provide a viable alternative for concrete coupling beams coupling individual reinforced concrete wall piers. Due to the lack of information, current design methods for calculating embedment lengths are silent about cases in which hybrid coupled walls have connection details of stud bolts and horizontal ties. In this work, an analytical study was carried out to develop a model for calculating the embedment lengths of embedded steel sections. Five models for calculating embedment lengths in a hybrid coupled wall are developed as variations of the Prestressed Concrete Institute guidelines for steel brackets attached to reinforced concrete columns. In addition, experimental studies on the hybrid coupled shear wall were carried out. The main test variables were the ratios of the coupling beam strength to the connection strength. The test results indicate that it is more advantageous to design the coupling beams as shear yielding members since the shear-critical coupling beam exhibits a more desirable mode of energy dissipation than the flexure-critical coupling beam.     

Shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall in a hybrid wall system

No specific guidelines are available for computing the shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall in a hybrid wall system. There were carried out analytical and experimental studies on the connection between a steel coupling beam and a concrete shear wall in a hybrid wall system. The bearing stress at failure in the concrete below the embedded steel coupling beam section is related to the concrete compressive strength and the ratio of the width of the embedded steel coupling beam section to the thickness of the shear walls. Experiments were carried out to determine the factors influencing the shear strength of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall. The test variables included the reinforcement details that confer a ductile behaviour in the connection between a steel coupling beam and a shear wall, i.e., the auxiliary stud bolts attached to the steel beam flanges and the transverse ties at the top and the bottom steel beam flanges. In addition, additional test were conducted to verify the strength equations of the connection between a steel coupling beam and a reinforced concrete shear wall. The proposed equations in this study were in good agreement with both our test results and other test data from the literature.     

天津现代城办公塔楼抗震设计研究

天津现代城办公塔楼建筑高度339m,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,为超B级高度超限高层。外框柱为矩形钢管混凝土柱,和伸臂桁架连接的框柱截面适当加大,低区核心筒为型钢混凝土剪力墙。首层层高16.8m,首层核心筒和相邻层采用了钢板混凝土剪力墙,为提高框架刚度首层顶框架梁采用外包钢-混凝土组合梁。首层矩形钢管混凝土柱施工阶段应力较大,对此进行了有限元分析并采用了设置拉杆的措施。介绍了工程的结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、整体计算结果、罕遇地震下弹塑性时程分析结果及地基基础设计。     

钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究

采用型钢桁架代替钢筋配置在剪力墙中形成钢桁架混凝土组合剪力墙（以下简称“桁架剪力墙”）,该剪力墙兼具钢结构延性好和混凝土结构受剪承载力高的优点,且能够克服钢结构耐腐蚀、耐火性能较差的缺点,其通过钢桁架替代钢筋更有利于装配化施工。对4个剪跨比为1.65的钢桁架剪力墙进行拟静力试验,通过试验得到的滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线等,研究了不同轴压比（0.21和0.26）和不同抗剪键（短钢筋抗剪、短钢筋和栓钉共同抗剪）对剪力墙抗震性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对钢桁架剪力墙进行参数分析,进一步考察了轴压比（0.2、0.3和0.4）、桁架竖杆含钢率（1.43％、2.09％和2.71％）和腹杆含钢率（1.37％、2.02％和2.64％）对其受剪性能的影响,并提出剪力墙受剪承载力计算公式。研究结果表明：当轴压比大于0.3时,随着轴压比的提升,剪力墙的受剪承载力有下降的趋势;钢桁架设置抗剪键对于剪力墙的受剪承载力影响不大,但能提高剪力墙的刚度和耗能能力;钢桁架竖杆含钢率对剪力墙受剪承载力有较大提升作用,而桁架腹杆含钢率对剪力墙受剪承载力的提升作用较小。计算钢桁架-混凝土剪力墙的受剪承载力时,可不考虑腹杆受压时平面外的失稳问题。