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。     

天津现代城酒店塔楼及裙房抗震设计研究

天津现代城酒店塔楼建筑高度209m,建筑要求高度56m、平面长度65m的裙房结构和塔楼结构连为一体,中间不设置防震缝。酒店塔楼采用带加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为超B级高度超限高层。结构低区外框柱为型钢混凝土柱,核心筒低区采用了钢板混凝土组合剪力墙和带钢斜撑混凝土剪力墙。核心筒高宽比为20,因此为提高刚度设置两道加强层。中部设置伸臂桁架和环带桁架,建筑对与伸臂桁架相连的框架柱截面控制极严,因此伸臂桁架腹杆选用屈曲约束支撑;裙房部位为提高刚度,在不能设置剪力墙且抗侧支撑竖向不连续的情况下设置了屈曲约束支撑。高区设置环带桁架作为加强层,结构底部存在斜撑转换和搭接柱转换。系统介绍了该工程的结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、整体计算结果、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果以及地基基础的设计。     

超高层建筑结构环带桁架的研究与设计

框架-核心筒结构是超高层建筑中最常用的结构体系之一.当结构抗侧刚度不足时,在设备层设置水平伸臂桁架可以显著增大结构的抗侧刚度,减小结构位移,降低水平荷载作用下核心筒的倾覆力矩.但是传统的伸臂桁架设置会带来一系列问题,例如容易引起结构刚度、结构内力的突变,产生较大的附加内力,连接节点复杂,施工周期长等.而环带桁架加强层可...     

某超高层建筑加强层伸臂桁架选型分析

超高层结构往往利用建筑设备层或避难层设置伸臂结构,以协调核心筒与外框架的变形,提高结构的抗侧刚度。通过对K型与X型伸臂桁架的分析,研究了两种伸臂桁架的杆件布置形式对其效率的影响规律,并对比了两种伸臂桁架的效率优劣。     

方正金融中心主塔楼结构选型与分析

方正金融中心主塔楼结构高度为230.80m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系。外框架由圆钢管混凝土柱与实腹钢梁组成,核心筒采用钢板组合剪力墙,并在建筑避难层与设备层设置两道加强层以提高整体结构的刚度。重点介绍了该工程结构选型与特点、钢板组合剪力墙连接构造与特点、伸臂桁架与环带桁架的优化设置、整体计算结果等内容;结果表明整体结构主要指标满足规范要求,结构选型合理。     

高层建筑中稀柱框架-核心筒结构体系研究北大核心CSCD

稀柱框架-核心筒结构由于有良好的抗震性能以及开阔的建筑使用空间,在超高层建筑中的应用越来越广泛。针对稀柱框架-核心筒结构体系,通过采用YJK软件对两个工程的多个方案进行的小震、中震对比分析及采用SAUSAGE软件进行的大震对比分析,研究了框架梁刚度、核心筒自重、框架柱数量及大小以及放宽层间位移角的限制对结构整体性能的影响。结果表明,加大各层框架梁刚度时,稀柱框架-核心筒结构整体性能与常规框架-核心筒结构加强层设置伸臂桁架或腰桁架加强层方案相近;稀柱框架-核心筒结构体系的核心筒沿竖向高度逐步取消部分受力较小墙肢,可保证结构整体抗侧刚度,减轻结构自重;在结构性能满足实际使用安全情况下,放宽小震下层间位移角的限制是可行的。     

高层建筑中稀柱框架-核心筒结构体系研究

稀柱框架-核心筒结构由于有良好的抗震性能以及开阔的建筑使用空间,在超高层建筑中的应用越来越广泛。针对稀柱框架-核心筒结构体系,通过采用YJK软件对两个工程的多个方案进行的小震、中震对比分析及采用SAUSAGE软件进行的大震对比分析,研究了框架梁刚度、核心筒自重、框架柱数量及大小以及放宽层间位移角的限制对结构整体性能的影响。结果表明,加大各层框架梁刚度时,稀柱框架-核心筒结构整体性能与常规框架-核心筒结构加强层设置伸臂桁架或腰桁架加强层方案相近;稀柱框架-核心筒结构体系的核心筒沿竖向高度逐步取消部分受力较小墙肢,可保证结构整体抗侧刚度,减轻结构自重;在结构性能满足实际使用安全情况下,放宽小震下层间位移角的限制是可行的。     

重庆解放碑威斯汀酒店伸臂桁架对比分析

重庆解放碑威斯汀酒店采用外框架(钢框架梁+型钢混凝土柱)+钢筋混凝土核心筒+伸臂桁架体系,在33层和49层的避难层设置了伸臂桁架,伸臂桁架的设置可以使外框架柱有效发挥作用,以增强整个结构的抗侧力刚度。结构整体分析表明,设置两道加强层,可有效地提高整个结构的抗侧力刚度,减小结构的水平位移,使其满足规范要求;同时,加强层的刚度不宜太大,太大了将造成严重的刚度突变;所以应对加强层的设置方式和层数进行对比分析,减少结构刚度突变。分析表明,在对加强层及相邻楼层采取专门措施后,整个结构在地震下仍可保持延性屈服机制。     

带伸臂桁架结构刚度限值研究

巨柱―伸臂桁架―核心筒结构体系中,伸臂桁架应采用"有限刚度"来弥补结构整体抗侧刚度的不足,尽量减少结构刚度的突变导致的内力激增。本文对伸臂桁架结构进行了罕遇地震作用水平下的弹塑性时程分析,结果表明,伸臂桁架与核心筒的线刚度之比应选择在1.0的范围内,大于该值,伸臂桁架刚度过大,对减小结构的层间位移角作用甚微,反而会造成整体结构刚度突变严重和伸臂桁架设置处的内力剧增;考虑到巨柱对伸臂桁架承载效率的提高作用,巨柱与核心筒的等效刚度比值不宜小于8.0。     

武汉某超限高层塔楼结构设计

武汉精武路项目五期T5塔楼,建筑高度330m,为超B级高度超限高层。该建筑采用带加强层的矩形钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。介绍了该工程结构体系的特点、抗震性能化设计的原则及方法、基础设计、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。对设计中的一些关键问题:包括伸臂桁架和环带桁架的设置、转换层关键节点的分析设计、结构屈曲分析及稳定计算进行了深入阐述。最后提出设计建议:在超高层建筑中部偏上部位利用避难层同时设置伸臂桁架和环带桁架加强层,对提高结构整体抗侧刚度非常有效;对于竖向尺寸突变的建筑,将使用有限元法得到的屈曲因子作为结构整体稳定性的判别指标,其结果更加合理。     

巨型混合框架-核心筒结构的性能分析

巨型混合框架-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、混凝土核心筒与伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的超高层结构体系.为了有效地提高巨型混合框架-核心筒结构的抗侧刚度和内外筒之间的协同工作性能,可采取以下措施:增加巨型梁的刚度;增加伸臂桁架的刚度;增设巨型支撑.分析结果表明:设置跨越两个楼层的巨型梁或伸臂,或增设巨型支撑,...     

黏滞阻尼伸臂桁架在超高层结构中的应用研究

黏滞阻尼伸臂桁架是针对核心筒-伸臂桁架结构将黏滞阻尼器竖向布置于伸臂桁架端部的一种消能减震技术,对位于高烈度抗震设防区的超高层框架-核心筒结构,采用该技术不仅可以有效地降低地震作用,还可以避免传统刚性伸臂桁架所带来的不利影响。为研究黏滞阻尼伸臂在超高层结构中的减震规律,对设置黏滞阻尼伸臂的超高层框架-核心筒结构进行减震作用分析,同时研究伸臂桁架刚度以及阻尼器参数对减震效果的影响。结果表明:黏滞阻尼伸臂具有附加阻尼和等效动刚度双重减震作用;综合考虑减震效果和经济性,伸臂桁架存在最优刚度;阻尼指数越小,减震效果越好;阻尼系数存在较优区间,使得黏滞阻尼伸臂取得较好的减震效果。     

超高层建筑结构中腰桁架和伸臂桁架的应用问题

超高层框架-核心筒结构中广泛采用腰桁架和伸臂桁架提高结构整体的抗侧刚度。通过对腰桁架和伸臂桁架作用机理的分析,指出了腰桁架和伸臂桁架作用的实质是加强竖向构件之间的连接,并使外围框架柱轴向受力。对腰桁架和伸臂桁架的最优位置进行了理论分析和模型计算,结果表明,腰桁架和伸臂桁架减小结构变形的最优位置在结构的中上部,且二者对相连构件的内力有明显影响。归纳了腰桁架和伸臂桁架的选用原则,指出了设置腰桁架和伸臂桁架时需要注意的问题。     

沈阳金廊330m超高层塔楼结构抗震设计

沈阳金廊超高层塔楼地下5层,地上71层,建筑檐口高度为330m,采用钢骨混凝土框架-钢筋混凝土核心简结构.通过比选结构加强层设置方案,确定了加强层数量、伸臂桁架及腰桁架的设置方案.基于有限刚度原则,伸臂桁架腹杆采用防屈曲支撑,以避免加强层刚度突变.针对最小剪重比不满足规范要求的情况,采用放大楼层地震力和调整规范反应谱的方法提高楼层剪重比.塔楼核心筒在49层及以上楼层收进,收进部位及其上下1层按性能化设计理念采取加强措施,以减弱结构突变程度.对结构进行了弹性和弹塑性时程分析,结果表明,结构可满足预设的性能目标.最后介绍了结构体系关键构件的设计方法.     

地震作用下环带对带伸臂的框-筒结构力学性能的影响

对一60层的框架核心简结构通过改变水平伸臂、环带构件的设置情况而形成不同的结构方案,采用三维有限元分析软件ETABS进行地震作用下的动力分析,探讨地震作用下水平伸臂以及不同刚度环带对结构顶点侧移、核心筒剪力、外框柱轴力的影响。分析表明：环带的设置、环带本身的刚度对地震作用下高层框架一核心筒结构的顶点侧移影响不大;但环带能有效调整外框柱的轴力分布,更好的发挥外框柱的整体作用;环带的设置会加大水平加强层的剪力突变这一现象。     

高层混合结构加强层设置方案对比分析

结合一栋49层、高224.8m的超高层混合结构,对比分析了加强层设置方式对混合结构性能的影响。分析结果表明,对于风荷载起控制作用的超高层混合结构宜结合设备层设置多个加强层;加强层刚度越大,内力突变程度越严重;在设置伸臂桁架的同时设置腰桁架对提高框架核心筒结构刚度效果不明显,但能够提高楼层抗剪承载力。     

昆钢科技大厦超高层建筑抗震设计

昆钢科技大厦结构高219.3m,采用矩形钢管混凝土柱的框架+型钢混凝土核心筒+伸臂桁架结构体系。结构利用设备层和避难层设置两道加强层(伸臂桁架+腰桁架)以提高结构的整体抗侧刚度。采用有限元软件对结构的关键部位和关键构件进行了精细分析,并进行了弹性和弹塑性动力时程分析,以落实抗震性能目标和多道抗震防线的实施。     

重庆国金中心塔楼伸臂桁架施工技术

重庆国金中心项目T1塔楼为带有加强层的框架-核心筒结构,核心筒剪力墙采用顶模体系施工。为减小结构侧移、提高外框架抗倾覆能力,在加强层设置了伸臂桁架-腰桁架结构。由于伸臂桁架层结构复杂、构件体型庞大、节点复杂、核心筒内外存在沉降差且穿插有顶模体系、土建施工,因此对吊装、节点处理、矫正、焊接、终固均提出较高要求,施工难度大、危险性较高、施工质量难以控制。主要介绍了复杂条件下超高层建筑伸臂桁架结构的施工方法。     

某330m超高层塔楼结构设计与分析

超高层建筑整体稳定性分析、加强层设计及结构转换等是超高层结构设计的重点和难点。通过越秀·国际金融汇三期330m超高层塔楼T5设计与分析,提出了刚重比修正、伸臂桁架+环带桁架加强层及斜柱转换设计等设计、分析方法。当结构整体稳定性指标刚重比成为结构设计的控制指标时,有必要对刚重比的适用条件进行分析。通过力学公式的推导可知,规范关于刚重比的计算方法适用于刚度和质量分布沿竖向均匀的结构;根据公式推导结合屈曲因子计算的对比分析,提出了当结构主要构件从下到上逐步收进、质量主要集中在下部楼层时针对刚重比的修正方法,使结构设计更加合理经济。在高区结构收进部位相邻下两层,设置伸臂桁架+环带桁架加强层,有效解决了高区结构收进后刚度削弱的问题。收进后高区外框架柱与核心筒剪力墙之间采用斜柱过渡的方式,解决了高区个别外框柱与下层的连接过渡问题,避免了结构转换层的设置。     

超高层结构中伸臂桁架的设计和优化

框架-核心筒结构结合加强层可以形成更大的刚度并抵抗倾覆力矩,结合实际工程应用ETABS软件建立三维模型进行分析,通过对5种不同伸臂桁架的设计方案进行对比,综合建筑需要和结构性能确定了伸臂桁架布置方案。研究伸臂桁架与核心筒之间的传力机理,并设计伸臂桁架。考虑施工次序对伸臂桁架斜撑内力变化影响的同时对伸臂桁架斜撑截面进行优化。