超高层建筑空间巨型框架的简化振动计算

对超高层建筑空间巨型框架的振动计算提出一个新的简化计算模型 ,将空间巨型框架简化为巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合 (二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的弹性地基 ) ,按空间刚架进行刚度分析 ;建筑物的质量集中于巨型梁的楼层 ,是一种新的简化的空间杆系 层模型。为超高层建筑空间巨型框架的振动分析提供一个合理可行的算法     

考虑施工荷载作用的超高层建筑施工力学性能数值模拟

结合深圳平安金融中心工程实际,对超高层建筑的巨型框架-核心筒结构在重力荷载一次加载下的弹性分析和施工荷载作用下的施工力学性能进行数值模拟。通过对比弹性分析和考虑施工荷载作用的位移计算、角柱楼面梁内力对比以及楼板应力计算等,明晰了重力荷载一次加载的弹性分析和施工分析对该类结构性能的影响。研究结果表明,弹性分析和施工模拟2种分析方法所计算的结构变形值和内力以及应力值均有较大差别,建议在进行超高层建筑结构力学性能分析时,施工荷载的影响不能忽略。     

巨型柱框架-核心筒结构三向地震作用反应分析

现有超高层建筑中较多采用一种带伸臂桁架的巨型柱框架-核心筒结构形式。为研究其竖向地震作用反应,以巨型柱框架-核心筒结构为研究对象,在分析结构自振特性的基础上,通过反应谱分析和时程分析,研究该结构在水平地震作用下和水平与竖向地震共同作用下的反应。结果表明:与仅有水平地震作用相比,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架的轴力均增大,且增幅随结构高度的增加而增大;竖向地震作用对基底剪力和楼层侧移的影响不明显,对梁的跨中弯矩影响显著,在楼层较高的区域,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架轴力分别增大了10.0%、29.6%和12.4%。     

超高层多筒巨型柱框架体系动力特性与地震反应研究

本文提出一种适用于结构中部大空间、局部楼板大开洞要求的新型超高层结构体系———多筒巨型柱框架体系。通过对计划采用该种结构体系的某超高层建筑进行三维有限元分析,研究了多筒巨型柱框架体系的动力特性、地震反应规律以及筒与筒之间不同刚度连接的影响,初步结果表明多筒巨型柱框架体系使用于低烈度区的超高层建筑是适宜的。     

超高结构倾斜框架柱受力特点及设计要点

超高层建筑常常采用平面尺寸沿高度方向渐缩的体型,能非常有效地减小侧向力,同时有效地控制竖向力的增长,可以充分发挥结构材料的强度和刚度,提高结构的效率和经济性。结构上采用竖向构件沿建筑高度方向倾斜的形式,能达到结构与建筑的融合,并避免复杂的水平转换结构。然而倾斜框架柱在转折处会产生较大水平荷载,引起楼层梁、楼板及外环梁很大的受力。详细分析了倾斜框架柱的受力特点和设计要点,以某400m以上的模拟超高层建筑为案例研究了其解决方案,验证了斜柱水平力的传力途径,并对楼面水平斜撑的设计进行了探讨。     

二阶效应对巨型钢框架结构时程分析的影响

巨型钢框架结构一般用于超高层建筑中，二阶效应是很重要的影响因素。本文以结构的变形为指标，三维输入地震波，按照考虑几何非线性和不考虑几何非线性分析了二阶效应对巨型钢框架结构在多遇地震下弹性时程分析的影响和罕遇地震下弹塑性时程分析的影响。计算结果表明，弹性时程分析时可以不考虑二阶效应的影响，但弹塑性时程分析时二阶效应是必须考虑的因素。     

风荷载及竖向荷载作用下框架的侧移二阶效应

框架在风荷载及竖向荷载共同作用下,由于框架产生侧移变形从而引起侧移二阶效应。为了简化分析,给出了梁、柱刚度的统一的折减系数,对弹性阶段和极限阶段框架侧移二阶效应进行了分析和比较,结果表明在框架设计中应当考虑侧移二阶效应。     

某超高层巨柱斜撑安装施工验算分析

随着超高层建筑的兴起,钢管混凝土巨柱在超高层建筑中得以广泛应用.巨型柱自重大、造型复杂,使钢管混凝土巨柱施工难度较大.以某超高层建筑巨型钢管柱为实际工程案例,本着结构安装工艺经济、合理的原则,采用大型有限元软件,对巨型斜柱安装施工进行模拟分析,采用斜拉杆法代替竖向支撑安装方案.结果表明:斜拉杆法施工不仅工艺简单可行,而且受力合理,可供相关技术人员参考.     

软黏土地基沉降的时变效应对超高层建筑结构内力的影响

软黏土地基沉降具有时变性,其规律被广泛认知。随着超高层建筑的大量兴建,工程师对超高层建筑与地基基础共同作用问题越来越重视。从地基沉降的时变性出发,综合考虑地基沉降的时变效应与地基-基础-上部结构共同作用的耦合问题,以时间切片的形式进行共同作用分析,提出了考虑地基沉降时变效应的共同作用计算方法,经初步分析得到地基沉降的时变效应对超高层建筑结构关键构件内力的影响。对软土地基上高500 m的超高层结构的分析结果表明,地基沉降的时变效应对上部结构的影响仅限于中低层区;其对巨柱、核心筒轴力的影响较小,轴力最大增、减幅值仅约为5%,在工程实践中可以忽略不计;但其对伸臂构件的影响较大,尤其是斜腹杆最为明显,其内力最大增幅可达200%,在工程实践中应给予重视。     

中国尊大厦外框筒建筑-结构一体化设计方法

中国尊大厦外框筒为巨型结构,各构件内力巨大,其布置力求规则以传力直接。根据建筑外形及结构传力要求,巨型柱分叉后的形心均在同一竖直面内,同时控制其一角点到幕墙外皮的最小距离,由此确定巨型柱的空间定位。巨型柱均以水平面为控制截面,采用分段折线的形式控制与外完成面的距离,转折标高为转换桁架的上弦上皮或下弦下皮标高。转换桁架弦杆的截面为平行四边形,即一条边水平,另一条边沿巨型柱外皮,转换桁架腹杆、巨型斜撑以及次框架等构件也采用平行四边形的截面形式。从水平视角看,外框筒结构构件不出现重影,构件之间的连接也不出现错边,保证巨型结构传力的同时,又完美体现建筑效果。     

巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

巨型框架振动台试验设计

巨型结构体系是适应高层及超高层建筑发展而出现的一种新型结构体系,但目前针对巨型框架结构的相关研究较少,为了较好地研究巨型框架结构的抗震性能,按照我国工程设计规范设计了一个55层39 m×36 m×201 m高超高层巨型钢筋混凝土框架结构(7度设防、Ⅱ类场地),以此作为振动台试验原型结构,设计制作1/25的缩尺整体结构模型进行振动台试验。主要介绍了该试验模型材料的选择、动力相关系数的设计及试验方案的设计,为今后相关类型的试验提供一定的参考。     

巨型框架结构体系地震响应问题的ANSYS分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的地震响应,计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶振型对结构反应有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能发生类共振现象。     

用位移协调法计算复合地基的沉降

从复合地基的工作机理出发，利用半无限弹性空间中的Geddes解和Boussinesq解，求出了复合地基中的竖向附加应力，进而给出了复合地基沉降的计算方法。     

微型桩组合抗滑结构及其设计理论

 微型桩具有诸多施工优势,近年来正不断推广应用于滑坡治理工程,并取得了较好的工程效果。但由于理论研究严重滞后,急需开展相应研究,为工程提供理论支持和技术服务。边坡岩体的工程地质条件是很复杂的,应针对坡体地质特征选择不同的微型桩组合结构。按照微型桩在坡体的设置位置总结出3种类型的微型桩组合抗滑结构,即坡面加固型、平台加固型和坡脚加固型,对每种类型又给出几种组合结构形式,讨论这些结构在设计计算时应考虑的一些关键问题以及适用条件。在这些结构中,具有顶梁固定微型桩的组合结构在工程中应用较多,按照桩–土相互作用原则讨论这种组合结构的抗滑机制。结果表明,微型桩组合结构除了可增强滑面的抗剪强度外,桩与土形成的抗滑体的抗滑机制不同于一般的抗滑桩,其抗滑效果不是由桩的整体抗弯能力来实现的,而是通过发挥微型桩的抗拉强度和桩土地基承载力的优势来抵抗滑坡推力的。为了求出桩的轴力,按照横向约束的弹性地基梁法提出了设计计算理论,并结合具体工程给出设计计算方法,得出了较为合理的计算结果。     

考虑节点刚域影响的巨型框架结构分析

针对巨型框架结构体系的受力特点,结合相关文献,提出了剪切变形对巨型框架的影响不可忽略,应采用D值法进行计算水平荷载作用下的巨型框架结构,通过理论推导证明巨型结构考虑节点刚域的必要性,并结合D值法提出适合巨型框架结构的等效截面法,结合算例来给出在巨型框架结构的计算中可以利用等效截面法来考虑节点刚域对巨型框架结构的影响的计算方法。     

高层混凝土结构重力二阶效应的影响分析

传统的高层混凝土结构重力二阶效应分析大多是近似方法,对于实际高层结构,这种近似分析方法会带来较大差错。本文通过在单元几何方程中引入二次项,较为精确地考虑了重力二阶效应对高层结构受力特性的影响。根据高层结构的特点,建立了梁柱单元、单片墙单元和筒体墙单元三种非线性宏观单元,并编制了三维推覆分析程序。单元截面分析采用高斯数值积分方法,可对任意不规则截面进行分析,在非线性方程组的求解算法中引入了弧长算法,能够搜索到结构反应的全过程。对两栋不同结构体系的高层混凝土建筑进行了推覆分析,详细讨论了二阶效应对结构顶点侧移和基底倾覆力矩的影响。研究结果表明:对高度100m左右的高层混凝土结构,多遇地震作用下的强度和变形验算可不考虑重力二阶效应的影响,罕遇地震作用下的弹塑性变形验算一般应考虑重力二阶效应的影响。     

多腔钢管混凝土柱巨型框架抗震性能试验研究

结合某超高层巨型框架结构工程实际,进行了一榀巨型框架结构底部三个巨型层1/25缩尺模型抗震性能试验研究.该巨型框架的巨型柱为多腔钢管混凝土异形截面柱,巨型梁为钢桁架梁,底部巨型层加设人字形箱形截面钢支撑,二、三巨型层加设X形箱形截面钢支撑.通过试验,分析了该巨型框架的滞回特性、承载力、刚度及退化过程、延性和屈服机制.试验表明,该巨型框架的支撑作为第一道防线首先屈服,之后巨型桁架梁上下弦杆进入屈服,最后巨型柱柱底出现塑性铰,实现了多腔钢管混凝土柱巨型框架结构延性屈服机制,抗震性能良好.     

刚性基础下碎石桩复合地基临塑荷载的确定

为探讨碎石桩复合地基的承载力,从碎石桩的荷载传递和破坏性状出发,建立碎石桩复合地基的计算模型。基于半空间轴对称弹性理论及基本假定,考虑散体材料桩在荷载传递过程中的径向膨胀变形,根据桩土变形协调及桩土界面上径向应力平衡条件,得到桩土应力比的表达式。应用莫尔-库仑破坏准则,给出了碎石桩复合地基临塑荷载和临界荷载的计算公式。最后,与碎石桩复合地基极限承载力经典方法的计算结果进行对比,结果表明,计算所得的临界荷载十分接近。