双塔连体结构动力特性及地震响应分析

本文通过算例对双塔连体结构进行动力特性以及地震响应分析，观察单塔结构、双轴对称双塔连体结构和单轴对称双塔连体结构动力特性的差别，从而总结出连体结构自振特性的规律。同时，本文还通过振型分解反应谱法对单轴对称双塔连体结构进行地震响应分析，并研究两塔楼的相对高度对双塔连体结构地震响应的影响。     

大底盘上双塔和连体高层建筑的振动分析

结合两个算例的分析,提出了大底盘上双塔楼高层建筑和大底盘上双塔连体高层建筑同一振型有两种振动表现形式的结构振动概念,探讨了这类高层建筑结构抗震分析时计算振型数的选取原则,对比了大底盘上双塔楼高层建筑和大底盘上双塔连体高层建筑的计算结果,给出了结构抗震设计中需注意的问题,最后提供了一些结论供设计参考。     

双塔连体结构的动力特性分析

该文以双塔连体结构为例,进行动力特性分析,比较单塔结构、双轴对称双塔连体结构和单轴对称双塔连体结构动力特性的差别,从而总结出连体结构自振特性的规律。     

大底盘双塔结构的时程分析法研究

运用时程分析理论对大底盘双塔连体结构的地震反应进行分析,同时比较了大底盘双塔连体结构在双塔对称与否的情况下地震反应的不同情形.结果表明,对称双塔结构两塔楼的相互影响很小,连接体的连接作用不大,而对于非对称双塔结构,由于连体的连接作用,将减少结构顶部的动力响应.     

大底盘双塔连体带转换层复杂高层结构的抗震性能分析

大底盘多塔连体带转换层的复杂高层结构是一种新型结构形式。利用ETABS有限元分析软件建立了20种结构计算模型,采用振型分解反应谱法对大底盘双塔连体带转换层复杂高层结构进行地震反应分析:1)大底盘等高双塔连体带转换层复杂高层结构和大底盘等高双塔带转换层复杂高层结构(非连体)的地震反应分析;2)大底盘等高、不等高双塔连体结构带转换层的地震反应对比分析;3)裙房层数对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响;4)转换层对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响;5)连体(连体位置变化、连体层数变化)对大底盘等高双塔连体带转换层结构的抗震性能影响。     

弱连体结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

弱连体刚度小,地震作用下不能协调塔楼振动且受力不利。考虑地震动的非平稳性,运用虚拟激励法对耗能阻尼减震柔性连接与非减震刚性连接的弱连体结构在非平稳随机激励下的地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟连体滞变特性与塔楼各楼层的滞变特性,建立弱连体结构非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到弱连体结构在非平稳随机激励下的位移、速度时变方差。基于首次超越破坏准则,研究非平稳随机地震激励下弱连体结构的塔楼与连体的动力可靠度。运用上述理论,分析某高层双塔连体结构在8度(0.2g)多遇、罕遇地震作用下的随机地震响应。研究结果表明,高层双塔连体结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,地震作用下耗能阻尼减震柔性连接对提高连体结构的动力可靠度效果明显,表明耗能阻尼减震连体方案为弱连体结构设计推荐方案。     

对称双塔连体结构采用粘滞流体阻尼器的消能减震分析

根据双轴对称双塔连体结构在水平地震作用下的受力和变形特点,在连体位置设置斜向粘滞流体阻尼器对结构进行消能减震。分析了结构各种响应随阻尼系数的变化情况,结果表明存在一个最优的阻尼系数使得结构的响应取得最小值。在对阻尼系数进行优化的基础上,详细研究了结构在小震和大震下的减震效果,计算表明,在采用最优阻尼系数的条件下,结构的最大层间剪力、层间相对位移和楼层位移等各指标都有较好的减震效果。但在大震作用下,由于结构进入塑性后本身的阻尼比增加了,阻尼器的耗能比例相对降低,其减震效果没有小震时明显。     

刚性连体位置对非对称双塔连体结构动力可靠度的影响

考虑地震动的非平稳性,变化连体位置,对非对称双塔连体结构运用虚拟激励法进行非平稳随机激励下的动力可靠度研究。采用刚度退化的 Bouc-Wen 模型模拟塔楼各楼层的滞变特性,建立非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到连体位置变化时非对称连体结构在非平稳随机激励下的时变方差。基于首次超越破坏准则与 Markov 假定,研究非平稳随机地震激励下连体结构的动力可靠度。运用上述理论,在8度罕遇地震作用下对某非对称双塔连体结构进行随机地震响应与动力可靠度分析。研究结果表明,地震作用下结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,变化连体位置对连体结构的随机地震响应与动力可靠度将产生显著影响。     

双塔连体结构在耦合地震作用下的抗震性能研究

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,针对某一大底盘对称双塔连体结构,应用大型通用有限元软件建立结构的整体非线性分析模型,对该结构进行动力特性分析。同时对结构进行只输入水平向地震动、只输入竖向地震动和输入水平竖向耦合地震动三种不同工况的非线性时程分析,通过对比分析三种工况下的动力响应,研究相同烈度、相同水准的不同地震动对结构响应的影响。分析表明,其他条件相同时,在不同地震波作用下,对连体结构竖向位移起主要控制作用的因素不同。通过对计算结果的分析,可以比较全面地掌握连体结构的抗震性能,为连体结构进一步的研究和设计提供一定的理论参考依据。     

大底盘双塔连体结构的地震响应分析

大底盘双塔连体结构由于其结构形式特别不规则,其自身动力特性及在地震作用下的地震反应较一般结构复杂,而连体的布置会显著影响其地震反应。通过PKPM软件建立四个连体位置不同的模型,并对其自身的动力特性及振型分解反应谱法和弹性动力时程分析法下的位移、速度、加速度和内力进行对比分析,得到各个模型在地震作用下的位移、速度、加速度和楼层剪力曲线。在大底盘双塔连体结构中,连体虽然是薄弱部位,但由于其对结构刚度有贡献,故当连体布置合理时,可以有效地减小结构的地震反应,对抗震有利,而当连体布置在距楼层顶部1/3处时,结构地震反应最小,即其结构布置最为有效合理。     

万达中心结构设计

万达中心由坐落于4层裙楼上的南、北两栋高度和结构体系截然不同的塔楼组成。南塔楼主体结构高度195.6m,北塔楼主体结构高度147.7m。工程结构存在大底盘、多塔楼、平面和竖向不规则等多项抗震不利因素,属于复杂高层建筑结构。结构设计采用多种计算模型和计算软件进行分析,并采取有针对性的抗震加强措施。采取依塔楼刚度分配质量的模型进行分塔计算。     

高层建筑的隔震原理与技术

隔震技术目前正逐渐应用于高层建筑。但对于高层建筑,延长结构周期带来的抗震性能改善并不显著,而分析结果表明,隔震技术仍可以显著降低结构的绝对加速度响应。本文以线弹性动力时程分析和反应谱法为基础,从延长结构周期原理与隔震层滤波原理两方面分析了建筑隔震的减震效果。分析结果表明,在现有基于承载力抗震设计框架下,两种原理的分析结果是等效的,而滤波原理能够更加科学的解释隔震技术在降低结构绝对加速度响应方面的减震机理,有助于从基于性能设计更加全面的体现隔震技术的优势。在充分认识隔震原理的基础上,进一步讨论了高层建筑隔震需解决的技术问题,并介绍了日本高层隔震建筑的应用。     

昆明江东和谐广场超高层建筑结构抗震设计

昆明江东和谐广场项目B,D座超高层建筑为两栋平面基本对称的双子塔,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,外围框架柱采用矩形钢管混凝土柱。介绍了该工程结构选型、抗震性能目标、各阶段抗震设计分析方法以及结构构件设计,重点阐述了核心筒剪力墙、外围框架和加强层的设计等关键问题处理和超限应对措施,并对高烈度区超高层建筑抗震设计进行深入探讨。     

某高层建筑震害调查与分析

汶川地震后,西安的高层建筑业受到地震波影响,某高层建筑填充墙发生较大损坏,从地震能量、建筑结构设计和施工等方面分析震害原因,提出高层建筑抗震设计和施工的建议,并对抗震理论研究也提出了见解。     

钢-混凝土混合结构高层建筑抗震性能及时程分析影响因素

钢-混凝土混合结构在我国高层和超高层建筑中得到越来越广泛的应用,但相应的设计规范还不够完善,理论研究在一定程度上还落后于工程实践。采用SAP 2000程序对1栋15层的钢-混凝土混合结构原型进行了弹塑性时程分析,研究了结构的动力特性和结构在三水准烈度下的加速度、位移、层间位移角和楼层剪力反应,结果表明该结构具有良好的抗震性能。对比分析了原型结构在不同地震动输入下的抗震性能,分析表明有必要用几种不同地震波来研究混合结构的地震反应,在罕遇地震下,有必要进行混合结构在多维地震波输入下的地震反应分析。探讨了整体结构高宽比、核心筒高宽比和核心筒厚度等因素对混合结构抗震性能的影响,提出了混合结构的高宽比限值不大于规范规定混合结构高宽比限值的建议。     

我国高度250 m以上超高层建筑结构现状与分析进展

我国250 m以上超高层建筑数量日益增加，超高层建筑由长三角、珠三角地区逐渐向全国其他区域扩展，其中环渤海地区以及部分二线城市中超高层建筑发展迅速。对不同高度的超高层建筑，其常用的结构体系为：框架-核心筒、框筒-核心筒、巨型框架-核心筒和巨型框架-核心筒-巨型支撑结构。分析表明：随着结构高度的增加，巨型框架和巨型支撑应用较多，混合结构在超高层建筑结构中广泛应用。通过实际工程造价分析，研究了建筑高度、抗震设防烈度、结构材料对超高层建筑工程造价的影响。分别从超高层建筑形态空气动力学优化和长周期响应方面，阐明了超高层建筑结构分析、设计中的关键问题。采用黏滞阻尼器可有效降低超高层建筑结构地震响应，对黏滞阻尼器在实际超高层建筑中的应用现状及发展前景进行了简要介绍。     

某高层建筑双塔楼结构设计

某高层建筑双塔层数不同且非对称布置,为满足建筑需要双塔间不设防震缝,属于复杂高层双塔结构;上部结构分析时,先将双塔结构分开成单塔结构带底盘进行分析,再将单塔模型拼装成双塔模型进行分析,通过对比采用两种模型计算结果较大者作为配筋参考;针对双塔楼复杂高层结构采用两种程序进行计算分析、比较,并对体型收进部位及裙房周边构件加强构造措施。     

高层建筑结构推覆分析及对设计的启示

本文作者及其研究小组在过去的几年中对混凝土高层结构进行了推覆分析的研究,并编制了相应的计算机程序(TBPOA)。为了满足复杂体型高层结构的需要,提出了多种类型的单元,包括梁柱单元、单片墙单元、三垂直杆墙元和筒体墙单元,与试验结果对比分析表明这些模型具有很好的精度,并且能够搜索到结构反应的全过程,甚至结构的软化阶段。3个实际工程的推覆分析结果表明:小震作用下弹性分析所得的结果并不能反映结构可能存在的薄弱部位,罕遇地震作用下的弹塑性变形应该考虑结构二阶效应的影响,抗震规范提供的抗震设计原则和构造要求在某些结构中并不能保证罕遇地震下的抗震性能,对复杂高层结构进行推覆分析或弹塑性时程分析是很有必要的。     

筏板厚度对双塔楼大底盘高层建筑地震反应的影响

考虑土-结构动力相互作用,建立了双塔楼大底盘高层建筑动力响应分析的三维有限元模型,研究了筏板厚度变化对结构振动特性和地震响应的影响。不同筏板厚度结构动力响应的对比分析结果表明,随着筏板厚度增加,结构主振周期呈减小趋势,地震侧移呈增加趋势,地震剪力在塔楼部分呈增加趋势但在地下室部分呈减小趋势。筏板的动挠度除在两塔楼外侧的边跨范围内,一般随板厚增加而减小,动弯矩除靠近地下室外墙局部范围内,一般则随板厚增加而增加。可见,筏板厚度并非越大越安全,应在满足承载力和冲切等基本要求的前提下经过优选后确定。