巨型钢管混凝土框架结构柱模型等效简化理论分析

为了克服目前巨型框架结构分析过程中,节点和单元数过于庞大、构造复杂、耗时较长等不利因素,通过将巨型框架结构体系中应用较多的钢管混凝土柱、支撑简化为具有等效轴向刚度EA、等效弯曲刚度EI及等效剪切刚度GS的等效实腹柱和支撑的方法,简化建模难度,节约机时,实现变参数分析的目的。推导了等效简化的过程和方法,并就某一巨型钢管混凝土框架结构体系柱进行了验算,结果表明,等效简化效果明显。     

轴力对巨型钢柱滞回性能的影响分析

通过双重非线性有限元程序ANSYS5.7,分析了不同轴压比对人字形支撑和X形支撑的两种巨型钢柱滞回性能的影响规律。并针对地震作用下实际结构中巨型柱可能出现的受力状态,讨论了轴力和水平剪力同时增加或减小时巨型钢柱的滞回特性。     

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,...     

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构性能分析

巨型型钢混凝土框撑-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、巨型支撑、混凝土核心筒和伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。对设置X形和倒V形巨型支撑以及设置巨型支撑的同时去除巨型梁下层次柱的结构体系进行了分析。结果表明:设置X形巨型支撑可以使结构的整体刚度明显增大,提高了框架作为第二道抗震防线的承载力;倒V形巨型支撑对结构刚度的贡献相对较小,但引起的局部构件内力突变也较小;设置巨型支撑的同时去除次柱会造成局部构件的内力突变,但可以使巨型框架的主、次结构受力更明确,提高主结构的效率,同时满足建筑大开间的要求。     

加载对巨型钢柱空间滞回性能的影响分析

针对巨型钢框架结构中常用的巨型钢柱给出了支撑等构件的合理布置方式和抗震设计中的构造要求。通过双重非线性分析,重点探讨了弹塑性范围内巨型钢柱在空间正交方向上力和位移的耦合关系,得到了不同加载方式对巨型钢柱空间滞回性能的影响规律,并给出了工程设计中可供参考的合理建议。     

预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式研究

基于纯钢框架结构及钢框架—支撑结构的受力特点,提出新的结构形式——预应力巨型支撑—钢框架结构体系。采用SAP2000建立不同结构尺度的二维结构模型,变化框架相对抗侧刚度,进行几何非线性有限元分析,并与纯钢框架结构、非预应力巨型支撑—钢框架结构比较,着重研究预应力巨型支撑—钢框架结构的侧移模式,结果表明预应力巨型支撑可以显著提高结构的抗侧刚度;预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式具有弓形特征,钢框架相对抗侧刚度越小,弓形特征越明显;高层预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式呈现多个弓形串联特征,串联节点正是预应力巨型支撑锚固位置所在。     

超高层巨型钢结构体系的研究与应用

巨型结构体系是一种超常规的具有巨大抗推刚度及整体工作性能的大型结构体系,主次结构受力明确,布置灵活,可满足特殊的建筑形式和建筑功能的要求,特别适合于在大型复杂的高层与超高层建筑中应用。论文采用非线性有限元方法,研究了巨型钢框架结构和大型支撑钢框筒结构的静、动力工作性能;进行了巨型钢柱成比例加载的空间滞回性能的试验研究;开展了开洞高层建筑刚性模型的风洞试验;介绍了研究成果在实际工程中的应用。最后提出了应进一步研究的若干关键问题。     

上海中心大厦地下室巨型钢柱焊接技术

目前在建的超超高层建筑上海中心大厦地下室有12根巨型钢柱,针对其施工难点,制定了相应的巨型钢柱焊接工艺,取得了较好的效果。同时对CO2气体保护焊接效率不高的缺点,提出了应对建议。     

广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱制作技术

广州周大福金融中心采用带伸臂桁架的巨型框架-核心简体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱的结构特点,从优化坡口形式、设计装焊工艺卡、编制构件翻身专项方案等方面详细阐述其制作技术,可为类似构件的制作提供经验。     

多腔钢管混凝土柱巨型框架抗震性能试验研究

结合某超高层巨型框架结构工程实际,进行了一榀巨型框架结构底部三个巨型层1/25缩尺模型抗震性能试验研究.该巨型框架的巨型柱为多腔钢管混凝土异形截面柱,巨型梁为钢桁架梁,底部巨型层加设人字形箱形截面钢支撑,二、三巨型层加设X形箱形截面钢支撑.通过试验,分析了该巨型框架的滞回特性、承载力、刚度及退化过程、延性和屈服机制.试验表明,该巨型框架的支撑作为第一道防线首先屈服,之后巨型桁架梁上下弦杆进入屈服,最后巨型柱柱底出现塑性铰,实现了多腔钢管混凝土柱巨型框架结构延性屈服机制,抗震性能良好.     

南京金奥大厦巨型斜支撑异形铸钢节点试验研究

南京金奥大厦超高层建筑采用巨型支撑-筒中筒三重抗侧力结构体系,其中提供抗侧力刚度及支承外挂墙体的巨型钢斜支撑为此结构的一大特点。巨型钢斜支撑的节点采用异形铸钢连接节点,对其进行了在平衡和不平衡荷载工况下的3个足尺模型试验研究,利用ANSYS软件进行了有限元分析。有限元分析结果与试验实测值吻合良好。结果表明,节点应力分布不均匀,销栓孔壁承压区局部应力集中但无明显塑性变形,该节点基本处于弹性阶段工作,可以满足结构多道设防的性能化设计要求。     

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施：在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明：在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小铜框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架一钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。     

Numerical simulation of mega steel reinforced concrete columns with different steel sections

In recent years, the mega steel reinforced concrete (SRC) columns have been applied in super‐tall buildings. The previous research on SRC columns mainly focuses on the components with simple arrangement of encased steel, such as H‐shaped steel and cross‐shaped steel, with little attention paid to mega SRC columns that always have complicated encased steel and large steel ratio. The cyclic loading tests were carried out on scaled mega SRC column specimens with different cross‐section type of encased steel and steel ratio. The nonlinear three‐dimensional finite element and fiber element models were established respectively to simulate the inelastic behavior of mega SRC columns. The equivalent plastic strain of concrete, steel and rebar as well as the confinement effect on the concrete caused by the rebar and the steel plate were analyzed subsequently. By using the verified numerical model, the seismic behavior of specimens with different axial compression ratio was also studied. The test and analysis results indicate that the steel ratio and axial compression ratio have significant effects on the seismic performance of mega SRC columns, while the effect of cross‐section type of encased steel is not significant. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

天津高银117大厦结构体系设计研究

天津高银117大厦建筑高度597m,共117层,是中国在建的屋顶高度最高的建筑物,结构高宽比达到约9.5,均大大超过现行规范限值。为满足结构抗震与抗风的技术要求,结构采用含有巨型组合柱、巨型支撑及转换桁架组成的外框架以及含有组合钢板剪力墙的钢筋混凝土核心筒形成的巨型框架钢-混凝土混合结构体系。塔楼的结构高度、高宽比、巨型柱截面尺寸等均创造了中国现有建筑物的工程记录。结合新抗震规范的部分要求,作为在高震区设计建造的超高层建筑,在反应谱选取、整体刚度控制、材料与构件选型、性能化设计、巨型柱设计、防倒塌及稳健性分析、弹塑性动力时程分析等方面均体现了许多新的特点和设计要求。     

巨型钢框架-拉索支撑体系的Pushover分析

为研究新型结构巨型钢框架-拉索支撑体系的破坏模式及其抗震性能,分别采用倒三角形和均布荷载两种水平荷载加载方式,进行Pushover推覆分析。研究表明:在达到水平极限状态时,倒三角形加载模式比均匀分布加载模式出现破坏层数相对高一些,两种水平荷载加载方式的破坏模式基本一致。构件破坏先后顺序为柱肢间支撑、巨型梁腹杆、楼层梁、巨型梁弦杆、柱肢。拉索退出工作的时间越早,则同一层中另一侧拉索拉力增加的速度越快。8度多遇地震作用下,结构处于弹性状态;8度罕遇地震下,结构部分构件进入塑性状态;层间位移均满足抗震规范要求。     

平安金融中心结构设计研究综述

平安金融中心塔楼采用巨型空间斜撑框架-劲性钢筋混凝土核心筒-外伸臂结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理地配置内筒、外框结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥了结构构件的效用,保证了结构的安全性。对结构进行了深入细致的计算分析,并展开各项试验研究,以保证工程的安全性和合理性。