基于中国尊大厦项目的高烈度区巨型超高层结构设计关键技术研究

对高烈度区巨型超高层结构的地震作用及效应、整体稳定性进行了分析研究,提出了地震作用剪力的质量分布法。对内置钢板混凝土组合剪力墙组合作用及抗裂、多腔钢管混凝土巨柱组合作用进行了原理分析、设计研究,工程实践和监测结果表明,工程中采用上述墙柱抗震效果非常理想。对巨柱分叉节点进行了有限元及试验研究,验证了该节点能很好地满足小震、中震及大震下的性能目标。对内置钢板支撑混凝土组合剪力墙结构进行了试验研究,大震弹塑性时程分析表明,该结构具有较好的延性,有效改善了核心筒墙的损伤程度。对钢制耗能双连梁阻尼器进行了试验验证,研究表明,钢制耗能双连梁阻尼器可以有效减缓混凝土梁的刚度退化。对三钢板高强混凝土叠合墙组成及抗剪承载力进行了分析。利用变刚度调平设计理论设计,实现了桩筏基础无缝设计,很好地控制了差异沉降和总沉降变形。     

关于框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩计算问题的讨论

业内对框架-抗震墙结构中框架部分地震倾覆力矩是按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算还是按力学方法计算存在一些不同看法,鉴于此,对框架-剪力墙结构中需要控制框架部分地震倾覆力矩的来龙去脉进行解剖,并对上述两种计算方法进行了详细讨论,最后对框架-剪力墙中框架部分地震倾覆力矩的计算方法给出建议,即应按《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)给定的公式计算。     

弹簧限位抗震支座在五棵松文化体育中心体育馆大跨钢屋架设计中的应用

五棵松文化体育中心体育馆为2008北京奥运会篮球馆,钢结构屋架跨度为122.3m,采用了非等高(6.3~9.3m)双向正交钢桁架体系。桁架结构支承在周边20根钢筋混凝土柱上。除与四角柱为双向固定铰接外,钢屋架与其它柱在平行于桁架方向采用了有弹簧限位的滑动支座,垂直于桁架方向为固定铰接。滑动支座有效地控制了屋架传给承重柱的推力,尤其在地震作用下。在考虑竖向荷载组合、多遇地震荷载组合和设防地震荷载组合的情况下,均能满足承载力极限状态和正常使用极限状态要求。     

不同地震剪力系数控制方案对某超高层建筑结构抗震性能的影响

地震剪力系数是结构抗震设计的重要参数,我国现行抗震设计规范对最小地震剪力系数有明确的限值要求,当楼层的最小地震剪力系数不满足要求时,需调整结构基底剪力和各楼层的水平地震剪力使其满足规范的要求,当基底剪力与规范限值相差较多时,尚需调整结构布置或改变结构体系使其满足要求。工程实践表明,对于基本周期较长的超高层建筑一般很难满足最小剪力系数限值要求,若采用调整结构布置的方法,往往会导致材料用量大幅增加。以位于8度抗震设防区的某超高层建筑结构为例,分别采用三种不同的楼层地震剪力系数控制方案建立三个模型,并对其进行了多遇地震弹性分析、罕遇地震弹塑性分析和材料用量对比。研究表明,改变结构布置使所有楼层的计算地震剪力系数满足规范要求设计的结构(模型A),刚度最大,材料用量最大;对不满足最小地震剪力系数要求的楼层,采用放大地震剪力按规范验算位移,并进行构件设计的结构(模型B),其刚度和材料用量均低于模型A;不改变结构布置,先按规范验算位移,再对不满足最小地震剪力系数要求的楼层放大地震剪力使之满足规范要求并进行构件设计的结构(模型C),其刚度和材料用量均略低于模型B。在罕遇地震作用下结构弹塑性响应方面,三个模型均能满足规范要求,模型B与模型C的位移响应较为接近,模型A的位移响应略小。     

凤凰国际传媒中心结构设计

凤凰国际传媒中心工程主体办公楼和演播楼为钢筋混凝土结构,外壳结构采用复杂空间曲面的钢结构体系,将两个混凝土楼连为一体,形成连体结构。工程地上由六大部分组成,但是这六个部分相互之间并非完全独立,形成一个非常复杂的结构体系。由于建筑外形为复杂空间曲面,设计中利用空间三维建模软件DP建立了钢结构精确三维空间几何模型与计算模型,为更好地表现建筑效果,曲面网格主要构件全部为空间弯扭构件。工程采取了一系列的措施用以保证在现有计算机水平和施工水平的条件下达到足够的计算精度、较高的设计效率,以及保证施工的可实施性。在进行构件截面的设计时,为充分利用钢材性能,节省造价,一方面控制应力比不宜过小,另一方面使用国产优质钢材,包括Q345GJD,Q420GJD,Q460GJE。     

深圳投行大厦巨型柱钢斜撑体系结构设计

深圳投行大厦为了满足建筑中部大空间开敞办公要求,X向采用巨型柱和自首层至顶层的交叉钢支撑体系,Y向采用剪力墙体系。X向抗侧力体系只有一道抗震防线,为保证结构安全,需要通过性能设计,采取必要的抗震措施。性能设计包括:多遇地震和设防地震的弹性分析、罕遇地震作用下的弹塑性分析、防倒塌分析。针对斜向支撑施工复杂,还进行了施工模拟分析。     

首创丽泽金融商务区F02和F03地块地基基础设计

首创丽泽金融商务区F02和F03地块的建筑是目前国内采用非岩石天然地基的最高建筑。目前,建筑高度达到200m时,其基础基本都采用桩基础形式,但桩基不是唯一选择。本工程的持力层为卵石层,在合理确定地基承载力的基础上,通过采用变刚度调平设计和地基基础协同设计方法,使本工程3栋高度分别达到200,150,120m的塔楼均采用了天然地基上的筏板基础。而且150,120m高的塔楼与5层高裙房之间取消了沉降后浇带。本工程的地基基础设计方法,可为类似工程提供参考。     

杭州国际博览中心结构初步设计

杭州国际博览中心长约432m,宽约264m,规模大、功能多,结构体系较复杂。工程主体部分采用钢管混凝土柱与大跨钢桁架组成的框架结构,屋顶花园钢结构采用曲面钢网壳和单层球壳,附属办公楼采用现浇混凝土框架-剪力墙结构。介绍了初步设计中的一些关键性问题及相应的技术措施,包括荷载取值、结构分析与选型、超限情况及抗震性能化设计、结构超长论证分析等,该工程目前已经通过超限审查。     

九方城市广场多塔结构设计

九方城市广场位于天津滨海新区,为大底盘多塔结构。三栋塔楼中,一栋高212.4m的超高层办公楼为钢筋混凝土框架-核心筒结构,另外两栋高度分别为99.35,92.25m的公寓,为高位转换的部分框支抗震墙结构。介绍了超高层及高位转换结构的抗震性能目标设置、薄弱层楼板的分析方法等问题,着重讨论了加强层设置对超高层结构刚度的影响及高位转换情况下转换层的加强措施。通过弹塑性分析研究了开洞框支梁在罕遇地震下的受力特点和抗震性能。     

北京天亚花园框支剪力墙结构体系设计研究

北京天亚花园工程为高级商住公寓楼,地上30层,建筑总高度95.65m,采用钢筋混凝土框支剪力墙结构体系,为超限高层建筑。工程设计从概念设计入手,采用多种程序进行结构弹性有限元分析、结构弹塑性时程分析及静力推覆分析。针对薄弱层、薄弱部位采取设置型钢等加强措施,以满足抗震设防要求。探讨了此类超限高层建筑的设计方法和构造措施。