上海中心大厦巨型框架-核心筒结构竖向地震作用反应分析

上海中心大厦主体结构高度632 m,为带伸臂桁架的巨型框架-核心筒结构,其竖向地震作用反应大且较为复杂。巨型框架与核心筒沿高度的质量和竖向刚度分布特性差异较大,两者的相对振动将导致伸臂桁架产生较大的内力;环带桁架具有转换承重和巨柱弹性支承的特性,相对支承巨柱存在更大的竖向振动放大效应。在分析结构重力荷载的竖向分布特性以及结构自振特性的基础上,通过反应谱和时程分析,对上海中心大厦结构在竖向地震作用下巨柱和核心筒的轴重比、伸臂桁架和环带桁架的内力反应以及巨柱、核心筒和环带桁架的竖向加速度反应及分布特点进行分析。结果表明:上海中心大厦结构的竖向地震作用反应随结构高度增加而增加;处于高区的巨柱和核心筒的轴重比约为低区的2.2倍和2.3倍,高区伸臂桁架和环带桁架在竖向地震作用下的轴力占重力荷载作用下轴力的比例约为低区的2.2倍和4.3倍;高区环带桁架跨中竖向加速度反应较相应标高巨柱增大20%。     

上海中心大厦巨型框架-核心筒结构竖向地震作用反应分析

上海中心大厦主体结构高度632 m,为带伸臂桁架的巨型框架-核心筒结构,其竖向地震作用反应大且较为复杂。巨型框架与核心筒沿高度的质量和竖向刚度分布特性差异较大,两者的相对振动将导致伸臂桁架产生较大的内力;环带桁架具有转换承重和巨柱弹性支承的特性,相对支承巨柱存在更大的竖向振动放大效应。在分析结构重力荷载的竖向分布特性以及结构自振特性的基础上,通过反应谱和时程分析,对上海中心大厦结构在竖向地震作用下巨柱和核心筒的轴重比、伸臂桁架和环带桁架的内力反应以及巨柱、核心筒和环带桁架的竖向加速度反应及分布特点进行分析。结果表明：上海中心大厦结构的竖向地震作用反应随结构高度增加而增加;处于高区的巨柱和核心筒的轴重比约为低区的2.2倍和2.3倍,高区伸臂桁架和环带桁架在竖向地震作用下的轴力占重力荷载作用下轴力的比例约为低区的2.2倍和4.3倍;高区环带桁架跨中竖向加速度反应较相应标高巨柱增大20%。     

咸阳市大剧院双向正交型钢混凝土转换桁架结构设计与分析

咸阳市大剧院是高烈度地震区形体复杂的超限高层建筑。通过采用抗震性能设计方法并选用适宜的抗震性能目标,运用双向正交型钢混凝土转换桁架结构布置方案,有效解决了工程中的大悬挑、大跨度、竖向转换等结构难题。采用MIDAS Building程序对主体结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过控制桁架构件截面尺寸、调节构件的配筋率及含钢率,有效实现了型钢混凝土转换桁架罕遇地震不屈服的性能目标。     

北昆国际文化艺术中心结构设计难点分析

北昆国际文化艺术中心项目主要功能为大剧场、小剧场、文化服务用房.因用地紧张,采用竖向分层布置,三层和四层的转换桁架实现了下部剧场空间的大跨度转换并支承上部办公服务用房,转换层以下采用钢框架(钢管混凝土柱)-组合剪力墙(型钢混凝土剪力墙)结构体系,转换层以上采用钢框架-支撑结构体系.主要介绍了多级转换桁架系统在中大震时的受力和变形分析;通过对转换桁架在不同荷载工况下的传力路径分析,对复杂转换结构的计算结果进行可靠性判断;对转换桁架及悬挑空腹桁架采用竖向地震系数法和反应谱法进行对比分析;对转换桁架进行抗连续倒塌分析;针对复杂多级跨层转换进行特殊定义的施工模拟分析;根据性能化设计要求,对结构进行大震动力弹塑性时程分析.结果 表明,结构布置合理,结构体系安全可靠.     

带高位大跨钢桁架转换层建筑结构动力分析

根据一栋带高位大跨钢桁架转换层建筑结构实际工程,建立了考虑楼板面内弹性变形高精度有限元空间质点系计算模型,进行了采用Ritz法求解技术的模态分析、单点加速度响应地震反应谱分析和时程分析。结果表明,转换钢桁架产生局部振型,形成结构薄弱环节,结构主振周期对应着地震力贡献最大的振型;转换钢桁架位置较高及其相邻层质量悬殊,使得高振型对结构动力特性影响显著;结构竖向刚度的非连续性改变了层地震力的分布,转换层及其上部结构层间位移角突变,主体结构与钢桁架平面外变形差异较大;地震波的频谱特性引起主体结构对El Centro波地震响应最强烈,而转换钢桁架局部对人工波地震响应最强烈。     

某医院行政楼高位桁架转换结构体系设计

某医院行政楼项目建筑高度约60m,为大跨度大悬挑钢桁架转换高层建筑结构。主体结构采用钢-混凝土混合结构体系,底部两侧设置剪力墙底座并延至屋顶,4～5层为双层双向桁架转换结构,最大边跨桁架跨度58.8m,最大悬挑16.8m。剪力墙作为主要抗侧力体系可有效抵抗地震作用和风等水平荷载,双层双向桁架转换体系则作为上部结构的支撑转换结构。主要研究了该建筑的结构体系及特点、结构构件的性能目标、整体指标的控制、转换桁架的受力分析、弹性时程分析以及主要抗震构造措施。结果表明:双层双向转换桁架结构有效实现了大跨度大悬挑的结构转换及上部结构支撑,具有良好的受力性能。     

大跨度桁架转换结构弹塑性分析

转换结构是一种新型结构形式,现阶段框支转换结构框支剪力墙结构和剪力墙结构两种结构形式中应用较多。桁架转换结构在国内应用还比较少见,相关应用研究也较少,基于实际工程的桁架转换结构研究更不多见。桁架转换结构主要应用在跨度较大承担上部竖向构件传递荷载较大的结构中。利用有限元计算软件分析该结构不同抗震性能水准下桁架转换层的承载能力是否能够满足不同抗震性能水准要求。利用Push-over分析方法探究结构整体弹塑性,研究结构在推覆过程中的结构整体响应,得出结构位移以及塑性铰出现的过程。利用ABAQUS有限元分析软件对大跨度桁架转换层中的复杂节点进行弹塑性分析,建立两种不同节点形式的子模型,并研究其在地震作用下的应力变化以及在荷载逐步增大情况下各个构件的屈服过程。     

中国华电大厦角部悬挑转换结构的分析与设计

中国华电大厦的西南角、东南角、东北角均为悬臂深梁+钢桁架的转换结构,承托上部10多层的荷载。转换结构的存在使转换层的层间刚度和楼层抗剪承载力加大,设计中采取措施使主体结构层间刚度比和层间受剪承载能力比均满足了规范的相应指标。对弹性阶段悬挑转换结构的不同部分(混凝土深梁、钢桁架)分担内力、悬挑结构的竖向变形进行分析,采用弹塑性时程分析研究悬挑转换结构大震下的性能,对内置钢桁架的混凝土深梁进行有限元分析。最后对西北角的设置斜拉索的悬挑结构在多种工况下的舒适度进行分析。     

南宁某大跨桁架转换结构水平地震作用分析

桁架转换结构的力学计算相对简单,传力直接,传力路径明确,因此桁架转换的设计过程较其他几种转换形式简单。桁架转换层多设计为钢结构,这符合现代城市建筑中钢结构的发展趋势。以某5层带大跨度桁架转换层钢结构为研究对象,对该结构进行水平地震作用模态分析。分别采用反应谱法和弹性时程分析法对结构进行分析,研究该结构的地震响应以及转换层对该结构体系的整体地震动力性能的影响。利用有限元计算软件分析该结构在不同抗震性能水准下桁架转换层的承载能力是否能够满足要求。     

深圳某网络科技大厦单边大悬挑结构地震动、风振动分析

深圳某网络科技大厦副楼为复杂超限单边大悬挑建筑,采用框架-核心筒体系,其屋面高度为47m,桁架单边悬挑长度达36.65m,桁架高度为15m。由于本项目悬挑长度很大,对竖向地震及风振动比较敏感,本文采用振型反应谱法和时程分析法进行了竖向地震作用的计算,研究了长悬挑结构部分竖向地震下振型质量参与系数与竖向振型数及竖向地震作用的关系。同时,基于风洞试验数据利用数值模拟,进行了楼盖风振时程分析。利用数值模拟,进行了人行荷载下楼板舒适度验算。     

深圳某连体及大悬挑高层建筑的结构设计北大核心CSCD

深圳某连体及大悬挑高层建筑为两座高位连体超限建筑,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,在8~10层通过两榀钢桁架将两塔楼相连。两塔楼在东西侧及南侧三面存在大悬挑,悬挑部位采用空腹桁架形式。针对上述特点,对主体结构设定了相应的抗震性能目标,通过Midas Building及YJK两种程序进行整体结构多遇地震下的弹性分析,采用YJK对结构进行了多遇地震下的弹性时程分析及罕遇地震下的动力弹塑性分析,各项指标均满足规范要求。并且对关键部位及关键构件进行了补充分析,确保主体结构、连体桁架及悬挑空腹桁架在小震、中震、大震作用下具有良好的抗震性能。     

洛阳隋唐城应天门遗址保护建筑单体结构设计

洛阳隋唐城应天门遗址保护建筑平面呈凹形布置,结构分缝后分为中部城楼、东西飞廊+朵楼+连廊、东西阙楼5个结构区段.为避让遗址和展示古代建筑形态,结构体系下部采用单跨斜柱支撑结构,中部采用空间桁架转换结构支撑上部框架结构,属于平面和竖向不规则体系.介绍了典型单体中部城楼区段、西飞廊+朵楼+连廊区段、西阙楼区段的设计方案、结构特点、分析结果及抗震设计原则.对各结构单体分别采用静力弹塑性分析、动力弹塑性分析方法进行罕遇地震作用下弹塑性分析,结果表明两种分析方法结果吻合,结构能够满足预期抗震性能目标.采用Push down分析方法考察下部遗址层在竖向荷载作用下的承载能力,结果表明下部遗址层具有足够的承载能力及塑性变形能力.     

洛阳上阳宫观风殿转换结构设计

洛阳上阳宫观风殿属于塔类阁楼式建筑,建筑功能要求首层为大空间多功能厅,二层框架柱不能落地。结构设计时结合建筑造型和布置特点,采用了钢筋混凝土桁架进行竖向构件的转换。分析了钢筋混凝土转换桁架腹杆布置方式对钢筋混凝土桁架竖向受力性能的影响,提出了弦杆和腹杆连接处节点加强构造。对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验其结构布置的合理性和结构的抗震性能。计算结果表明,结构能满足"大震不倒"的设防要求。     

长沙绿地湖湘中心大跨度纵横二次桁架转换结构设计

长沙绿地湖湘中心为满足建筑底部无柱大空间的功能要求,设置了横向转换桁架与纵向转换桁架进行二次转换,结构形式较为复杂,存在多项不规则项.针对工程设计的难点和特点,通过合理的结构布置、有效的加强措施及全面的结构计算和分析,结构能够达到规范要求的抗震设防性能目标,且保证转换桁架承载力有一定富余.并对大跨度转换结构楼盖舒适度进行了研究,分析了楼盖竖向振动特性及其在单人行走激励和多人有节奏运动激励作用下楼盖的动力响应,结果表明楼盖竖向自振频率和加速度均满足舒适度要求.     

高层型钢混凝土底部大空间转换层结构性能研究

提出在底部中大开间 (或小跨重载 )的多高层建筑中 ,优先采用型钢混凝土转换梁及其底部大开间的型钢混凝土结构体系 ,对底部开间较大的高层、超高层建筑 ,可采用型钢混凝土结构及预应力型钢混凝土空腹桁架转换结构体系。为此 ,进行了型钢混凝土底部大开间梁式托柱转换层结构 ,与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和低周反复水平荷载对比试验 ,以及部分构件采用型钢混凝土的预应力型钢叠层空腹桁架转换结构与普通钢筋混凝土相应结构模型的竖向荷载和拟动力对比试验 ,提出了型钢混凝土底部大开间及转换层结构体系的部分设计建议 ,取得了卓有成效的成果。本文研究成果成功地应用于三个实际工程 ,取得了显著的社会和经济效益     

某交错桁架结构体系动力性能分析

采用数值模拟分析方法,对采用交错桁架结构体系的工程实例进行多遇地震和罕遇地震下的整体受力分析,探讨其抗连续倒塌性能特点。计算结果表明:结构平面布置规则、竖向刚度均匀时,在多遇地震作用下,层间变形较小,各项指标均满足规范要求;罕遇地震作用下,结构最大层间位移角小于规范限值,可实现"大震不倒"的抗震性能要求;交错桁架结构体系的水平及竖向关键构件失稳后,结构端部桁架杆件虽然屈服,但未发生整体稳定性破坏,结构不会发生跨塌;柱发生破坏时,柱端纵梁及桁架形成转换梁效应,将上部柱传递下来的荷载进行重分配,结构不会发生连续性倒塌。     

新疆伊南工业园入口结构设计分析

对新疆伊南工业园造型奇特的入口结构进行分析,研究了弧形桁架内扭矩对杆件内力分布的影响、温度效应的释放以及水平和竖向地震对结构的影响等问题,对比了结构各部分的单体分析与整体结构的整体分析在地震及温度作用下的反应,以确定地震及温度作用在结构中比较真实的效应,从而弥补各个部分单独计算及支座假定不合理所带来的不利影响,为此类结构的设计提供参考。     

预应力混凝土转换桁架结构地震响应分析

本章在依据实际工程背景建立合理的有限元模型的基础上,首先利用我国建筑抗震设计规范的振型分解反应谱法对结构进行水平和竖向的地震作用计算;之后作为补充计算,选择了合适的地震动记录并通过有限元软件Sp2000进行建模分析,得到了地震作用下预应力混凝土转换桁架结构的动力时程响应。     

大跨度张弦桁架结构自振特性和地震响应分析

为了研究大跨度张弦桁架结构的自振特性及其地震响应,首先应用有限元方法对结构的振型进行分析,然后通过时程分析法讨论张弦桁架结构在地震作用下的动力响应,主要研究了不同预应力、撑杆数、拉索横截面积及约束条件对其自振特性和地震响应的影响以及不同地震波对结构响应的影响。分析结果表明,张弦桁架结构的低阶振型以竖向振动为主,预应力、撑杆数、拉索横截面积对低阶振型影响很小,对结构的地震响应影响也很小;但约束条件对结构的低阶振型影响很大,对结构的地震响应影响也很大;结构的响应还与地震波有很大关系。     

孔子国际文化交流中心主馆结构设计

孔子国际文化交流中心主馆工程主体结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,4层楼面外周圈的跨度为12m的悬挑上人平台采用三角形钢桁架,屋盖采用圆钢管交叉桁架体系,局部大跨楼面采用型钢混凝土梁和平面钢桁架,支承钢屋盖、大跨楼面及悬挑桁架的关键竖向构件采用型钢混凝土柱。重点阐述了设计中的一些关键问题及相应的处理措施,包括结构的超限设计情况及抗震性能化设计、超长悬挑结构的竖向地震作用计算及舒适度验算、关键支承构件的节点分析等。