风荷载与地震耦合作用下超高层建筑的结构损伤与玻璃幕墙坠落研究

超高层建筑服役周期长,在其全寿命周期内有可能遭受风和地震同时作用,需针对主体结构和玻璃幕墙受风、地震单独和耦合作用进行研究。基于结构高度为300.5 m超高层框架-核心筒结构,依据相关规范要求建立主体结构与玻璃幕墙整体有限元分析模型,根据场地条件选取3组三向地震动记录,并通过已完成的1∶440缩尺模型风洞试验获得10、50 a和100 a重现期的风压时程。采用非线性时程分析方法,研究风荷载、地震单独与耦合作用对主体结构和玻璃幕墙受力性能的影响。结果表明：玻璃幕墙对主体结构的影响较小,而主体结构对玻璃幕墙的影响则较大,其变形超过玻璃幕墙由荷载直接作用所产生的变形。在风荷载或地震单独作用下,主体结构的非线性响应和玻璃幕墙的破坏情况均随荷载强度增大而增大;在地震作用下,主体结构进入非线性状态后,结构顶点位移和层间位移角的增幅超过基底剪力的增幅,但低于峰值加速度的增幅;在风荷载作用下,主体结构处于弹性工作状态,基底剪力和倾覆弯矩随风压增大呈线性增长,但因变形响应特性不同,变形产生非线性增长,结构扭转效应增大;在风荷载与地震耦合作用下,主体结构和玻璃幕墙的非线性响应超出风荷载或地震单独作用的简单叠加,结构变形为单独作用简单叠加值的110%~134%。结构刚度变化较大的加强层及其邻近1~2层,侧风面负风压较大,玻璃幕墙容易破坏而坠落,设计时需注意加强。     

某超高层办公楼结构设计

介绍了广州琶洲村某超高层办公楼的结构设计要点,指出设计中应依据概念设计方法,通过合理选型和布置,并对结构进行对比计算,针对薄弱环节采取加强措施,以确保各项指标均能满足规范要求,结构满足整体抗震性能目标。     

贵阳某超高层办公楼结构设计

采用基于梁柱塑性铰和剪力墙纤维模型的MIDAS Building软件对某超高层办公楼结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,并介绍了针对结构超限情况所采取的相应构造措施以及特殊部位的处理措施,以保证该工程能满足规范规定的抗震设防目标的要求。     

全玻璃幕墙抗风压性能试验研究

本文以某工程全玻璃幕墙抗风压性能实验为例,测得了全玻璃幕墙玻璃肋平面内和玻璃面板的压力差-挠度曲线,并将试验结果与规范JGJ102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》的计算结果进行比较,对现行规范中玻璃肋挠度计算进行了探讨,为今后规范的进一步完善和修订做了一些探讨工作。     

单层单向索结构玻璃幕墙的受力性能研究

利用大型有限元分析软件SAP2000介绍了单层单向索结构玻璃幕墙的组成,并对江苏省南通市中国近代第一城展览馆幕墙工程进行了风荷载研究,得出了一些有益的结论,为玻璃幕墙在今后的设计研究积累了丰富的资料。     

某超高层建筑主楼结构选型与分析

对一栋超高层建筑采用三种不同结构体系进行比较,最终确定采用钢框架-支撑结构体系,其中层1～4为型钢混凝土结构。采用SATWE,ETABS程序对结构进行多遇地震作用下的计算,各项计算指标均满足规范要求。并对整体结构进行了弹性动力时程分析补充计算和罕遇地震作用下静力弹塑性分析。计算结果表明,该结构体系是安全可行的。     

基于应变的玻璃幕墙结构胶损伤检测研究

本文提出了利用应变测量数据检测隐框玻璃幕墙结构胶损伤的方法,首先测量出幕墙玻璃板在外部激励下振动时各测点的动应变数据,然后综合比较各测点应变数据的变化情况,结构胶损伤的部位处必然对应着相对更大的应变数值,据此便可对结构胶是否损伤和损伤的位置作出准确判断。对一个1m×1m的玻璃板进行了结构胶损伤检测实验,结果表明了所提方法是合理可行的。     

某部分框支剪力墙超限高层结构设计

以某结构设计为例,采用基于性能要求的抗震设计方法,提出合理的抗震性能目标、性能水准及实现性能设计的主要方法,对结构进行多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的计算分析,结果表明在不同地震动水准下结构不同部位的水平和竖向构件承载力及变形状态达到了设定的性能目标要求,验证了方案的合理性。     

玻璃幕墙横竖龙骨的计算方法

很多从事幕墙设计的设计员，虽然经验很丰富，技术水平很高，但是对于幕墙的受力分析和计算却了解得相当少。本文将结合JGJ102—2003《玻璃幕墙工程技术规范》及工程实例，详细介绍一下幕墙横竖龙骨的受力原理以及龙骨的计算和校核方法。     

玻璃幕墙及采光顶结构设计若干问题探讨

针对玻璃幕墙及采光顶结构设计中作用(荷载)计算、作用效应组合、安全玻璃定义、不同作用下玻璃强度取值、夹层玻璃计算方法、结构胶缝计算方法等,指出了存在的问题,探讨、研究了解决问题的方法或思路,供参考。     

高层建筑结构设计的问题分析

总结了高层建筑结构设计特点,重点分析了框架梁柱截面尺寸的选取及其影响因素,并对高层建筑结构分析进行了探讨,从而为结构设计人员提供了参考依据。     

杭州亚包大厦大底盘双塔超限高层建筑结构设计

杭州亚包大厦是一大底盘双塔结构,地下三层,地上45层,双塔相连的裙房7层,总高度179.9m;地上结构总长130.3m,总宽77.9m。工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。由于双塔距离较近,规范中无相应的风振体型系数,通过风洞试验得出了考虑相互影响的风振体型系数(1.55)。对裙房部位大跨度(25.5m)桁架梁抬柱进行了多个模型的计算对比,考虑了参与高层整体水平力作用的混凝土桁架结构设计。采用整体模型进行分析,得出了复杂双塔结构的周期、位移、刚度比等结构特性。     

超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究

在框架-核心筒结构体系中,加强层可显著提高结构抗侧刚度、减小结构侧移,但会带来结构刚度、内力突变等不利影响。以某超高层建筑为工程背景,研究了黏滞阻尼器在伸臂桁架体系中的应用及在多遇地震和罕遇地震作用下的减震效果,研究了设置黏滞阻尼器的环带桁架在超高层建筑中的较优位置和减震效率。结果表明：黏滞阻尼器在伸臂桁架结构中的设置可以减小核心筒剪力墙的塑性损伤,减小结构的动力响应;设置黏滞阻尼器的环带桁架宜布置在层间相对速度大的位置,随超高层结构高度增加,阻尼器的减震效率降低。通过对伸臂桁架与外框柱、核心筒连接节点的设计及构造的分析,提出了连接节点的设计建议。     

风与地震耦合作用下钢管混凝土框架-防屈曲支撑#br# 结构体系易损性研究

工程结构在其全寿命服役期间会不可避免地遭受风或地震等多种灾害的作用。以钢管混凝土框架-防屈曲支撑结构体系为研究对象,模拟了重现期分别为1年、10年和50年的结构不同高度处的风速时程,基于OpenSees有限元软件对结构开展了地震单独作用和重现期分别为1年、10年和50年的风与地震耦合作用4种工况下的非线性动力时程分析,并基于地震需求分析方法生成了结构在不同工况下的易损性曲线。结果表明：随着风作用的增大,结构的反应和易损性均有增大趋势;而随着地震动强度的增大,风作用对结构易损性的影响则逐渐减小。     

某高度522m超高层结构振动台试验与理论分析研究

为验证8度抗震设防烈度区某522 m超高层结构的抗震性能,设计并制作了1/40缩尺结构模型,通过模拟地震振动台试验,研究结构在8度多遇、设防、罕遇地震作用下的动力特性,考察其在单向和三向地震动输入下的变形及损伤情况。此外,采用ABAQUS软件对结构进行了8度罕遇地震作用下弹塑性时程分析,考察了结构动力特性和位移反应,分析结构的损伤状态和薄弱部位,并与振动台试验结果对比。结果表明,该结构采用的巨型柱、巨型斜撑与环带桁架的外框筒和型钢-混凝土组合结构核心筒形成的双重结构抗侧力体系,具有较好的稳定性和结构效能,该结构在8度(0.3g)罕遇地震作用下未发生倒塌,能够很好地满足“小震不坏、大震不倒”的性能要求。     

昆明江东和谐广场超限高层动力弹塑性时程分析

昆明江东和谐广场B,D栋建筑总高度249.85m,下部为框架-核心筒结构,上部为钢结构,属超限高层建筑。针对结构高度超限,采用基于性能的抗震设计,并对结构进行弹塑性分析,在宏观上把握结构薄弱部位,有针对性地采取加强措施。计算结果表明,结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。     

超高层公寓楼结构体系选型及大偏心节点分析

针对超高层建筑特点,进行了结构体系比选,对比了不同结构体系的技术和经济指标。结果显示,混合结构体系造价较现浇钢筋混凝土结构高30%以上,伸臂桁架对现浇钢筋混凝土结构的刚度影响不显著。同时,对于梁、柱大偏心节点进行了分析和ABAQUS数值模拟。结果表明,根据规范公式验算的节点核心区抗剪强度满足要求,且柱截面应力分布可以满足平截面假定,节点区梁、柱的混凝土应力相差不大,偏心节点模型和不偏心节点模型的楼板均能够与梁柱共同作用。最后对大偏心节点提出了不加腋时的加强措施。     

卡塔尔某超高层建筑结构设计研究综述

法国著名建筑师John Novel设计的卡塔尔多哈某超高层办公楼采用了现浇钢筋混凝土交叉外网筒结构,这种新颖结构体系的结构设计面临着很多新课题。通过对结构设计理念、混凝土徐变效应、荷载作用、结构及自重生成过程的施工模拟、环梁部分预应力、交叉柱失效抗连续倒塌、交叉柱节点承载力、温度收缩效应、交叉斜柱及整体结构屈曲稳定等多方面研究分析,发现了法国工程师所作的该项目结构标书设计存在着交叉柱节点承载力不足、混凝土斜柱徐变变形差异引起主楼倾斜等重大安全隐患,进而采取了下部北侧柱截面空心、交叉柱节点内加钢板凳、环梁超预应力改为部分预应力等多项重大技术改进措施,取得了明显的综合技术经济效益,确保了工程安全,恢复了正常施工。     

一种基于FFT功率谱的全隐框玻璃幕墙结构胶脱粘长度检测方法

针对全隐框玻璃幕墙结构胶脱粘长度检测问题,率先提出了基于瞬态脉冲动力响应信号的FFT功率谱脱粘长度检测方法.通过对4个测点进行动力响应实验信号的采集,采用FFT功率谱对实验信号进行了分析评判,并提取功率谱主峰频率对信号总功率的贡献比重η<,i>作为结构胶损伤长度α的因变量.采用Gaussian函数和Lorentzian函数对实验数据进行了拟合,建立了η关于α的函数关系式,并对小损伤的α值进行了检测识别.研究成果表明,该方法有助于全隐框玻璃幕墙结构胶脱粘长度检测技术的推广和应用.     

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。