超高层框架核心筒结构混凝土长期收缩徐变效应分析

以一栋高度为300 m的超高层框架-核心筒结构为例,对外框柱分别采用钢筋混凝土柱、型钢混凝土柱和钢管混凝土柱以及钢管混凝土柱,在不同轴压比的状态下考虑施工找平和混凝土长期收缩徐变的影响,计算外框柱与核心筒之间的竖向变形差。结果表明:一般情况下,外框柱与核心筒剪力墙在重力荷载作用下的轴压比相差不大,两者的弹性压缩变形差不大;由于钢筋、型钢和钢管对混凝土收缩徐变的限制作用,外框柱的长期收缩徐变变形发展慢于核心筒剪力墙,有利于缓和外框柱与核心筒之间的竖向压缩变形差;若外框柱为钢管混凝土柱,且外框柱轴压比明显大于核心筒剪力墙时,两者的弹性压缩变形差较大,外框柱的收缩徐变变形发展亦大于核心筒剪力墙。超高层框架核心筒结构应采用合理考虑钢筋、型钢和钢管对混凝土收缩徐变的限制作用的模型进行分析,以合理评估混凝土长期收缩徐变效应对外框柱与核心筒之间的竖向变形差的影响。     

超高层结构考虑钢管混凝土柱收缩徐变影响的施工模拟分析

在超高层结构施工过程中,材料的时变特性和其他荷载等因素是导致竖向构件变形差异的主要原因。以南宁华润中心东写字楼超高层项目为工程背景,运用MIDAS Gen软件对项目进行施工模拟分析。由于钢管混凝土柱中混凝土处于密封状态,从而收缩徐变受到抑制,计算时考虑组合材料的收缩徐变得不到合理的结果。考虑钢管混凝土柱中混凝土的收缩徐变,利用双单元法对钢管混凝土柱进行施工模拟分析,并和换算截面法考虑收缩徐变和换算截面法不考虑收缩徐变分析的结果进行对比,分析三个模型的合理性,进而为钢管混凝土结构施工模拟分析提供参考。     

某超高层钢管混凝土柱框架-核心筒结构的抗震设计

通过一超高层钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构的抗震设计,给出结构的抗震性能分析结果及薄弱环节的加强措施。抗震设计除采用常见的小震分析方法和指标外,还研究中震下构件抗力与地震作用的关系,并与大震动力弹塑性时程分析的损伤情况进行比较。通过抗震设计发现,结构的层间位移角变化率反映弯曲型变形结构的竖向刚度变化,刚度急剧变化处的剪力墙在大震下易出现损伤;构件抗震富余承载力与地震效应之比揭示了结构的薄弱环节,钢管混凝土柱具有较高的富余抗力,而核心筒底部在拉弯内力下该比值偏低,大震下核心筒出现明显受拉损伤。     

基于ANSYS的超高层框架-核心筒结构考虑收缩徐变的施工过程模拟分析

基于ANSYS软件提出一种超高层框架-核心筒结构施工模拟方法。首先采用等效降温法计算混凝土收缩效应,采用ANSYS蠕变计算功能计算混凝土徐变效应,然后利用生死单元功能来实现施工过程模拟,最后通过ANSYS APDL编写程序进行二次开发。并通过对实际工程的施工模拟,分析了施工过程与混凝土收缩徐变对核心筒和钢框架柱的竖向变形、轴力、反力等的影响,为设计与施工的安全性提供参考依据。     

钢框架-核心筒结构考虑施工影响的收缩徐变分析

使用MATLAB基于CEB-FIP模型(1990)拟合出徐变曲线,然后通过ABAQUS有限元分析软件二次设计了收缩徐变计算程序,针对一个40层钢框架-核心筒的高层混合结构算例进行了收缩徐变分析并模拟了施工过程,得出了竖向位移及其差值的变化曲线及由收缩徐变和施工过程引起的框架柱与筒体之间内力重分布曲线。给出了不同环境湿度、施工周期及混合结构中是否考虑筒体提前施工时的竖向位移和轴力的定量分析。分析结果表明,提出的方法可以比较准确地计算出收缩徐变及施工过程对钢框架-核心筒结构竖向位移和内力的影响,并得出一些有益于工程施工的结论。     

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

提出一种新型的钢管混凝土重力柱-核心筒结构体系,通过地震模拟振动台试验验证其抗震性能。以实际超高层钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒建筑结构为参考,将钢框架梁与柱或核心筒的刚性节点改为螺栓连接的铰接节点,简化结构并制作1/40的缩尺结构模型,采用4条地震动记录进行不同工况的振动台试验,分析结构的震损特点、动力特性、侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和倾覆弯矩等。结果表明：震损主要出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应显著,侧向变形和层间位移显著增大;外排架柱的层间位移主要为不产生内力的刚体转动,核心筒层间位移角达1/26,超过规范JGJ 3—2010中规定的框架-核心筒结构体系不倒塌限值的3.85倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,随结构损伤增大楼层内力增加幅度减小。     

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

提出一种新型的钢管混凝土重力柱-核心筒结构体系,通过地震模拟振动台试验验证其抗震性能。以实际超高层钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒建筑结构为参考,将钢框架梁与柱或核心筒的刚性节点改为螺栓连接的铰接节点,简化结构并制作1/40的缩尺结构模型,采用4条地震动记录进行不同工况的振动台试验,分析结构的震损特点、动力特性、侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和倾覆弯矩等。结果表明:震损主要出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应显著,侧向变形和层间位移显著增大;外排架柱的层间位移主要为不产生内力的刚体转动,核心筒层间位移角达1/26,超过规范JGJ 3—2010中规定的框架-核心筒结构体系不倒塌限值的3.85倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,随结构损伤增大楼层内力增加幅度减小。     

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构的整体稳定性分析

采用结构分析软件SAP2000对某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构进行线性和非线性整体稳定分析。分析结果表明,该超高层结构具有较好的整体稳定性能。基于整体稳定分析结果,对结构中底部跨层柱的计算长度系数进行计算。     

超高层钢梁-钢管砼柱框架-砼核心筒结构工程钢结构节点施工

海亮广场A座为钢梁-钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒结构,从地上一层起外框架柱全部采用钢结构箱形柱,核心筒为全现浇钢筋混凝土结构内设H型劲性钢柱,外框架梁为工字钢梁。在结构设计施工中采用了多种形式的钢结构节点,各种节点使用部位不同,设计和施工方法也不一样。在施工中控制好各种钢结构节点构造的施工质量对钢结构工程整体施工质量至关重要。     

超高层框架-核心筒结构施工模拟分析

超高层塔楼整体结构施工过程较长,结构竖向构件在施工过程中的变形状态与弹性分析不同。同时,由于框架柱与核心筒应力水平的不同,在重力作用下会产生不同的轴向压缩量。文章以一栋超高层塔楼为工程背景,采用MIDAS GEN V8.0,考虑收缩徐变,分析塔楼在竖向荷载下竖向变形,研究塔楼竖向变形规律,为设计和施工提供参考。     

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构设计计算

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构建筑总高度为215m,核心筒高宽比为11.2,结构位于风荷载较大、地震作用也较大的地区,针对建筑的功能要求和所处地区的特点,介绍了结构体系选型、整体弹性计算、整体稳定性分析、分阶段施工模拟、混凝土收缩和徐变的影响分析,以及结构动力弹塑性分析等多方面的计算内容和相关分析成果.本文有关计算...     

广州新电视塔核心筒施工阶段收缩徐变研究

广州新电视塔核心筒高达454m,在整个施工周期内,一直发生竖向变形,其中一部分是长期的、不可逆的,如自重下的压缩变形和混凝土的收缩徐变变形,它会对结构的施工质量和安全造成严重影响.通过有限元方法,对核心筒混凝土在施工过程中的收缩和徐变变形进行了计算分析.计算结果表明,核心筒设计标高需要在施工过程中进行补偿,补偿后和高程的竖向差异呈鱼腹形.     

超高层框架—核心筒结构施工模拟分析

结合具体工程实例,对超高层框架—核心筒结构进行了施工模拟分析,并介绍了设置施工铰的作用,通过对框架—核心筒竖向变形及水平构件的影响分析,指出采用施工铰卸载由于竖向变形产生的梁端附加弯矩,可以减小梁配筋,具有一定的经济优势。     

钢管型钢再生混凝土柱钢梁框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

钢管型钢再生混凝土框架是钢管混凝土框架-核心筒结构的重要组成部分,主要承担竖向荷载。在强震作用下,钢管型钢再生混凝土框架也需要抵抗极大部分的水平荷载,其抗震性能在整体结构的抗震性能中起着很大的作用。为了系统地分析钢管型钢再生混凝土框架-混凝土核心筒结构的抗震性能,对一榀钢管型钢束再生混凝土框架以及增加核心筒剪力墙的一榀框架-剪力墙平面结构进行抗震性能研究,研究其滞回、延性、刚度、耗能等抗震性能。     

旋转斜柱框架-核心筒超高层结构受力分析与设计

对于旋转斜柱框架-核心筒结构,斜柱的存在会使斜柱本身、核心筒、梁和楼板产生比普通直柱结构更复杂的受力情况,使得旋转斜柱产生的水平扭矩对楼板传递扭矩的能力及核心筒的抗扭能力提出新的要求,需要考虑结构在竖向荷载下的变形和内力作为水平荷载分析工况的初始条件等。结合工程实例提出了该特殊体型结构设计的关键技术,研究了旋转斜柱对结构整体性能以及对楼板、核心筒等构件的影响,以及针对传力体系的特殊性和设计难点所采取的加强措施,确保该类结构的安全性。     

斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构抗震性能研究

为明确钢管混凝土(CFT)柱框架-核心筒-伸臂桁架混合结构的抗震性能,结合典型工程“青岛海天中心”,采用MARC有限元软件对该结构体系进行抗震性能分析。分别进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明：设置斜CFT框架柱可有效控制结构顶点位移,罕遇地震作用下,最大顶点位移较直CFT框架柱结构的降低约76.6%;斜CFT柱使地震剪力由核心筒向框架转移,转移后的地震剪力更接近双重抗侧力体系的设计要求,即在多遇地震作用下框架部分至少承担结构总底部剪力的20%;同时,结构倾覆力矩的变化与剪力相反。设置斜CFT框架柱的结构可充分利用材料性能,在发挥相同抗侧力作用情况下能取得较好的经济效益。在此基础上,对结构进行基于增量动力分析(IDA)的地震倒塌易损性分析,确定了结构塑性发展路径为连梁、核心筒底部、框架柱底端、伸臂桁架。易损性分析结果表明,CFT框架柱斜置未对结构抗震倒塌安全储备产生不利影响,依然表现出优异的抗地震倒塌能力;结构变截面楼层部分的连梁和周围墙底塑性损伤最为严重,在设计中应对其进行加强。     

钢管混凝土框架-混凝土核心筒混合结构弹塑性分析

某钢管混凝土框架-混凝土核心筒混合结构为超限高层结构,设计中采用了性能化设计思想,对不同类别构件进行了不同设防水准的分析及验算。为了评估结构在大震下的抗震性能,探讨当前设计方法与抗震性能目标间的对应关系,利用CANNY09对此结构进行了整体弹塑性分析,对设计结果进行了校核。结果表明,目前所采用的中震或大震设计方法能有效增加结构的抗震可靠性,但是尚存在不同类别构件设计结果与设防目标不协调的问题,主要原因包括弹性阶段位移指标的选取、不同烈度水平下分析模型的适用性以及静力与动力分析的差别等,对这些原因进行了讨论并给出了处理建议,可供相关设计参考。     

钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒混合结构中钢构件节点设计

海南大厦主楼为矩形钢管柱钢框架一钢骨混凝土内简体系,在体系中设置了两道伸臂桁架和腰桁架,并从地下一层开始每层设置了8根屈曲约束支撑,布置在四根角柱两侧。其节点形式复杂,如何处理好钢结构、混凝土结构、屈曲约束支撑的连接节点至关重要。结合海南大厦工程,对工程中各项节点的处理方法和创新形式进行系统的介绍。     

考虑混凝土收缩徐变的超高层复杂结构施工全过程模拟

为考虑施工过程中混凝土收缩徐变对超高层结构竖向变形的影响,以银川绿地中心双子塔之一的南塔为研究对象,采用有限元软件ANSYS建立南塔模型,考虑结构自重、施工荷载以及混凝土收缩徐变的作用,对南塔进行施工全过程模拟分析,利用生死单元技术模拟施工过程中荷载随结构高度的变化以及从下至上整个的施工过程,分别对外框筒、核心筒的竖向变形和竖向变形差进行了研究,并根据竖向变形进行了外框筒预调值及核心筒补偿值的计算。结果表明：外框筒、核心筒的竖向变形随高度的增加先增大后减小,二者竖向变形差满足施工要求;外框筒预调值及核心筒补偿值随结构高度变化呈现“两头小,中间大”的变化规律。研究成果可作为银川绿地中心双子塔安全施工控制方面的一项重要评估指标,对同类工程具有一定参考价值。     

超高层混凝土建筑收缩徐变效应分析

超高层混凝土建筑无法通过铰接、后安装等措施释放收缩、徐变效应导致的附加变形、附加内力。CEBFIP Model Code 90、CEB-FIP Model Code 2010与ACI209规范对混凝土收缩、徐变效应的计算公式不同,考虑的参数也不同,但计算方法类似。考虑混凝土构件的含钢率后,收缩、徐变效应会随着含钢率的增大而降低。超高层混凝土建筑可采用分段补偿法施工,将每一分段内各层竖向构件的施工预留长度之和在分段底层内进行补偿,以降低混凝土收缩、徐变效应导致的竖向构件变形差,确保结构安全。