某不规则钢框架—混凝土核心筒结构的设计分析

国内混凝土核心筒—钢框架结构形式应用普及,以上海某项目为背景,针对扭转效应明显、楼板缺失较多、存在较多斜柱及穿层柱等不规则的情况,进行了一系列的研究和分析,证明其结构设计的安全合理性。介绍了结构布置和针对不规则情况采取的措施,利用两个不同的软件进行了小震弹性的对比分析,对关键构件进行中震验算,整体分析方面用弹性时程分析进行补充计算,用静力推覆进行弹塑性分析验算,对大开洞区域楼板作了应力分析,上述分析有效地保证了结构的整体安全性,为类似工程的结构设计提供了参考。     

某大型钢结构会议中心超限结构设计探析

主要分析探讨某大型会议中心的超限结构设计重难点。该工程为27.6 m高的钢框架-空间大跨钢桁架结构,存在扭转不规则、楼板不连续、穿层柱等超限不规则情况,属超限高层建筑。为此,针对不规则情况采取了措施：利用两个不同的软件进行小震弹性对比分析和关键构件的中震和大震验算;进行了弹性时程分析和静力弹塑性分析;对大开洞周边楼板进行了小震弹性、中震及大震不屈服分析,对大跨和大悬挑区域进行了挠度和舒适度验算,对钢桁架屋盖及两侧吊挂系统进行了施工顺序优化分析。上述分析和探讨,有效地保证了结构的整体安全性,实现了预定的抗震性能目标。     

上海某公司研发基地结构设计与分析

上海某公司研发基地项目由南楼、北楼两个单体组成,两个单体均为框架-剪力墙结构。南楼存在首层门厅上空开大洞、局部收进尺寸较大等不规则情况,针对存在的不规则情况进行一系列的分析和对比,利用两个不同的软件(MIDAS Gen,YJK)对比了小震弹性下结构整体指标;对结构进行了弹性时程分析和静力弹塑性分析;对开洞楼板进行了小震弹性和中震不屈服分析。通过上述一系列研究与分析,证明了结构的合理性,保证了结构在地震下的整体安全性。     

合肥师范刘铭传学院教学实验楼结构设计

合肥师范学院刘铭传学院位于安徽省巢湖市黄麓镇,无地下室,地上5层,结构高度23. 15m,采用框架结构体系。该工程结构设计存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续等超限情况。为此,本设计制定了"小震下完好无损伤,中震下轻度损伤"的整体性能目标,通过采用YJK,ETABS等软件对结构进行小震作用下的弹性静力分析、竖向构件中震弹性及不屈服验算以及楼板应力分析,对于楼板削弱部位及扭转位移比较大的相关构件按中震抗剪弹性,拉弯、压弯、抗弯不屈服设计,通过加强外围框架,对外围较大的窗间构造柱按框架柱要求进行配筋,提高结构抗扭能力。与坡屋盖相交的框架柱的抗震等级提高一级等加强措施,最终实现了超限结构的性能化设计。     

某音乐厅结构抗震设计与研究

某音乐厅主楼框架存在偏心布置、楼板局部不连续、斜柱等不规则情况;音乐厅功能区为带钢桁架屋面的单跨框架;大跨钢结构屋盖表皮依附在主楼上,结构设计较为复杂。针对主楼结构进行了小震弹性时程分析及大震静力弹塑性分析,结果表明结构具有较好的抗震性能,结构各项指标均符合国家相关规范要求。针对楼板应力、斜柱承载力、功能区屋面桁架及大跨度钢屋盖的设计进行了分析研究,结果表明楼板、斜柱、屋面钢桁架和大跨钢屋盖设计安全可靠,满足抗震性能化设计要求。     

丽水莲都灵山未来社区项目连体结构设计

丽水莲都灵山未来社区37#、38#公寓式酒店为非对称连体高层建筑,顶部5～6层设置了连接体,下部一些楼层设有斜柱,局部楼层收进较多,导致结构非常不规则,属于超限高层建筑。以38#楼为例介绍该项目的抗震性能化设计情况,采用YJK和MIDAS Gen软件对整体结构进行了小震和中震弹性分析,采用SAUSG软件进行了中震和大震弹塑性分析,并对连接体、斜柱、楼板、节点等进行了专项分析。分析结果表明,大震作用下,连接体底部的型钢转换桁架和关键节点均保持弹性,桁架转换层的楼板出现了不同程度的损伤,其余楼层楼板基本无受压损伤;中震作用下,斜柱未出现损伤,大震作用下,个别斜柱出现轻微损伤;结构整体指标合理,损伤和耗能情况良好,能够满足预设的抗震性能目标。     

泉州某高层商业办公楼结构设计

泉州某高层商办楼存在扭转不规则、竖向尺寸突变、部分框架柱转换等三项不规则超限问题。针对本楼的超限情况,结构设计采取了多项措施:框架柱转换位置,竖向尺寸突变位置所在层及相邻层楼板加厚,转换构件增设型钢,转换构件抗震等级提高一级,剪力墙底部加强部位取1~4层并对结构进行小震弹性时程分析,对转换构件等关键构件进行中震弹性复核和大震截面控制条件复核。结构整体设计达到了预期的性能目标。     

中华国际广场超限高层结构设计

中华国际广场主体结构高度为132.5m,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,主楼南侧1～14层采用斜柱单跨框架,与竖向框架-剪力墙结构单元自9层相交至14层完全成为一个整体.主体结构存在扭转不规则、构件间断、承载力突变、斜柱等不规则项,属于多项超限结构.介绍了结构的基本构成体系、超限的具体项目及采取的措施、抗震性能化设计目标的确定及实现.采用ETABS有限元软件和PMSAP设计软件进行了小震弹性分析、中震弹性分析以及大震的弹塑性分析.结果表明,结构受力性能良好,能够满足相应的抗震性能目标.详细研究了核心筒偏置对结构抗震设计的影响及对策.最后分析了中震弹性下楼板的应力和斜柱与垂直柱交叉节点的应力.结果表明,楼板应力满足中震弹性工作状态的要求;梁柱节点处存在较大的应力集中,采用强节点连接设计进行了加强.     

某超限高层结构基于性能的抗震设计

以某248.8m高的框架-核心筒结构为例,研究基于性能的抗震设计方法在超限高层建筑结构设计中的应用。该结构裙楼一侧楼板存在大开洞及穿层柱,主塔楼6-11层设置了斜柱;高度超限、扭转不规则、楼板不连续以及其他不规则,属于I类超限高层建筑结构。首先,建立了超限高层结构在不同地震水准下的性能水平及性能目标;在小震和中震弹性分析的基础上,采用PERFORM-3D软件建立了超限高层结构的纤维分析模型,并进行大震作下的弹塑性时程分析。分析结果表明,结构与主要构件在小震与中震作用下均处于弹性阶段,满足我国规范相关要求。在大震下,结构最大层间位移角在规范允许的范围内;需求能力比分析表明,构件满足既定的性能目标要求;整体耗能分析说明结构处于较低损伤水平。     

南京苏宁睿城超高层办公楼结构设计

南京苏宁睿城二期办公楼为地上42层、地下3层的超高层建筑,该建筑上部结构采用框架-核心筒结构体系,底部框架柱采用型钢混凝土柱。介绍了该办公楼结构设计方法和过程,包括结构性能设计目标的确定、计算分析等。针对本工程结构的超限情况与分叉柱的难点,对结构进行了小震弹性反应谱分析、小震弹性时程分析、中震不屈服验算、中震弹性验算以及大震作用下的动力弹塑性时程分析。计算结果表明,该结构设计安全可靠、经济合理。     

某超限高层结构设计分析及加强措施

本工程为高层住宅楼,结构高度为48.60m,剪力墙结构,是具有平面凹凸不规则、扭转不规则、侧向刚度不规则、局部不规则和塔楼偏置等不规则项的超限高层建筑。设计分析时采用YJK软件进行小震弹性分析、弹性时程分析和楼板应力分析计算,采用Midas Gen软件进行了小震下计算复核,采用PUSH程序进行大震作用下的静力弹塑性分析。计算结果表明,采取相应加强措施后结构设计指标均满足规范要求,能达到预定的抗震性能目标,结构具有良好的抗震性能。     

上海某超限高层办公楼结构设计

某办公楼为超限高层建筑,存在扭转不规则、楼板局部不连续、侧向刚度不规则、楼层承载力突变等多项不规则情况。针对结构的不规则情况,设定抗震性能目标,采用两种不同软件对结构进行小震弹性计算,并通过静力弹塑性分析、楼板应力分析以及关键节点分析保证结构在中震、大震下的性能要求。     

青浦题学平和学校图书剧场超限复杂结构抗震设计

青浦题学平和学校图书剧场由图书馆、剧场、多功能厅等组成，主体结构采用钢框架结构体系，楼盖采用现浇混凝土楼板+局部大跨钢网架屋盖，楼板采用钢筋桁架楼承板。整体结构存在平面及竖向多项不规则，结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)要求，采用三水准、两阶段设计方法，对结构进行弹性和弹塑性分析。分析结果表明：整体结构具有良好的承载和变形能力，能满足“小震弹性，中震可修，大震不倒”的抗震性能化设计目标。对结构的薄弱部位提出了有效的抗震加强措施。针对超长结构温度应力、剧场入口水平大悬挑及图书阅览区大跨度楼盖舒适度、剧院入口悬挑区域施工模拟分析、关键节点应力、声学设计对结构设计的影响等进行了专项分析。     

无锡奥凯商业广场A塔楼抗震设计

A塔楼采用钢筋混凝土框架—核心筒结构,存在扭转不规则、楼板局部不连续和穿层柱,属于超限高层建筑。针对不同部位结构构件的重要性,采用了相应的抗震性能目标。采用SATWE和MIDAS两种软件进行小震弹性反应谱分析,并对结构进行了弹性时程分析和Pushover分析。     

西交利物浦大学体育馆结构设计

西交利物浦大学体育馆为钢筋混凝土框架结构，典型的柱网尺寸为9 m×13 m，羽毛球馆为27 m×39 m的大空间，屋面采用钢桁架结构，为满足建筑设计要求抽掉羽毛球馆底层的一排边柱，造成屋面桁架梁悬挑9 m，并通过吊柱来承受2层的羽毛球馆楼板的荷载。篮球馆为45 m×39 m的大空间，在5.1 m的标高设有空中内跑道，屋面采用网架结构。由于存在结构空旷、跨度大、大悬挑和底层抽柱等特点，造成平面和竖向多项不规则，设计中针对建筑的不规则采用多种抗震技术措施，通过SATWE和PMSAP两种结构计算软件，分别对结构进行整体和分块计算，结果表明，在小震弹性、中震弹性和大震不屈服的作用下，结构的整体指标和承载力满足规范要求，关键构件的设计满足中震弹性的性能化设计目标，确保了结构安全，可供类似的工程设计参考。     

某超限高层建筑结构设计

人民大厦采用了钢筋混凝土框架-剪力墙结构,是具有高位大跨连接体、楼板局部不连续、平面凸凹不规则、楼板局部转换等不规则项的超限高层建筑。在10~11层采用钢桁架将两侧U形核心筒连接,关键构件的抗震性能目标设定为"中震弹性、大震不屈服"。采用SATWE软件进行了小震、中震计算及弹性时程分析计算,采用MIDAS/Gen软件进行了小震下计算复核,采用ABAQUS软件进行大震下的弹塑性分析计算;采取在U形核心筒墙体内附加竖向钢斜撑及在连接体内附加水平支撑桁架加强其整体性等加强措施,使本工程达到了抗震设计预期性能目标。     

大同大剧院异形混凝土壳体结构设计北大核心CSCD

国内异形结构的设计刚刚起步,以山西大同大剧院为工程背景,对结构设计过程中的一系列难点展开深入研究及分析,论证其大跨度异形壳体结构设计的合理性及可实施性。大同大剧院异形混凝土壳体形状如"山"字形,屋面波澜起伏,最大跨度约50m,厚度300mm。落地壳体、剧院框架、门厅内2个混凝土异形筒柱成为屋面壳体的主要竖向承重构件。对本项目做了风洞数值模拟试验以确定风荷载取值;利用ABAQUS有限元软件分析异形混凝土壳体的稳定性及罕遇地震作用下主要构件的性能指标;利用ANSYS有限元软件对大体积混凝土连续浇筑产生的收缩、徐变进行分析;利用MIDAS/Gen有限元软件分析异形混凝土壳体的温度应力及内力。上述分析有效地保证了结构的整体安全性。     

某大底盘单塔偏置超限高层建筑结构设计

对某大底盘单塔偏置超限高层结构进行多软件小震反应谱对比分析、小震弹性时程分析、中震不屈服验算以及大震下静力弹塑性分析,了解结构的地震响应特点以及塑性铰发展规律,对薄弱部位采取相应的加强措施;并对穿层柱进行屈曲分析,对裙房顶部楼板以及连桥与裙房连接位置楼板进行小震下楼板拉应力分析。分析结果表明结构具有良好的抗震性能,完全能满足预定性能目标的要求,也能满足"小震不坏,中震可修,大震不倒"三水准的设计要求,可为同类大底盘单塔偏置建筑的结构设计提供参考。     

楼板局部大开洞结构工程实例分析

选取一个楼板局部大开洞不规则结构工程实例,结合相关规范对该结构采用弹性楼板的计算模型进行分析计算,分析软件选用PMSAP程序。通过分析楼板在大震、中震、小震作用下的应力状态,找出楼板的薄弱部位,以采取有效的加强措施。     

某会议中心结构抗震设计与分析

某会议中心属于典型的剧场类建筑,由中心单层空旷结构及周围多层附属房屋构成,存在平面凹凸不规则,楼板大开洞,局部楼板错层、穿层柱、立面收进等不规则情况。针对上述情况,选用抗震性能更好的框架-剪力墙为抗侧力体系,合理设定抗震性能化设计目标,进行小震作用下弹性反应谱分析及时程分析、中震作用下等效弹性分析及大震静力弹塑性分析。结果显示,各项指标均满足规范要求,能够顺利实现预定抗震性能目标;同时对大开洞楼板进行地震作用下楼板应力分析,并对台口梁、穿层柱、悬挑楼座等重点部位进行研究加强。通过整体分析及专项研究,保证结构设计安全可靠,为类似项目提供参考。