带水平加强层的高层框架——核心筒结构push-over分析

水平加强层作为提高结构抗侧刚度、降低框架-核心筒结构剪力滞后效应的有效手段,近年来得到了广泛的应用。但带水平加强层的高层筒体结构在地震作用下表现出非常复杂的反应特性,为了定量地分析水平加强层对高层框架-核心筒结构抗震性能的影响,利用模拟框架支撑结构替代剪力墙,采用杆系空间协同模型,选取典型框架-核心筒高层建筑进行了3种加强层不同设置方案的Pushover分析,较为系统地研究了框架-筒体结构与带加强层的框架-筒体结构在地震作用下的屈服机制和延性性能。为高层框架-核心筒结构设计提供了相关建议。     

带水平加强层的框-筒结构受力分析

对于高层建筑,设置水平加强层,能够非常明显地减小结构在水平荷载作用下的水平位移量,但是加强层的设置能引起结构竖向刚度的突变和结构内力的重分布。文中通过对八种不同加强层设置情况的框架-筒体结构进行详细的计算与分析,详细剖析了水平加强层减少结构侧移、改变结构受力状态的原因。     

加强层对筒中筒结构受力性能的影响研究

随着建筑高度的不断增大,建筑高度与结构刚度之间的矛盾愈发激烈,筒中筒结构及带加强层的筒中筒结构因此而产生。本文基于某实际工程若干模型的有限元分析,探讨了加强层的刚度、位置、数量等的改变对筒中筒结构空间受力的影响。结果表明,加强层的合理设置,可以有效地改善结构的剪力滞后效应,使得结构内力朝着有利的方向进行重分布;对于减少结构侧移而言,在筒中筒结构中设置加强层效果明显不如框架-核心筒结构,在筒中筒结构设置水平刚臂的基础上再设置外框圈梁的作用也不如框架核心筒结构显著;加强层的刚度不宜过大,否则容易使得结构产生薄弱层,不利于结构抗震;当沿着结构高度均匀设置加强层时,可以不考虑加强层的最优位置。基于研究结论,提出筒中筒结构设置加强层的建议。     

超限高层建筑结构加强层设置方案比选——以某54层商住楼为例

某超限高层商住楼项目为提高整体结构的侧移刚度,按"有限刚度"原则设置水平伸臂加强层及周边环带构件加强层,以控制结构位移角为主要控制指标,比较不同位置、数量、类型的水平加强层对结构的作用,选择出相对最适合该工程的结构加强层设计方案。比选结果表明:在高层框筒结构中利用避难层及设备层设置结构加强层,能进一步发挥周边框架柱的轴向刚度作用,有效提高整个结构的抗侧刚度;在设置结构加强层时,必须予以专门的计算分析,并采用有效的加强措施。     

带加强层框—筒结构中水平伸臂最佳刚度研究

利用带水平伸臂的框架-筒体结构侧移公式,对带加强层的框架一筒体结构水平伸臂的最佳刚度进行了分析,明确给出了根据需要减少的结构侧移量,确定水平伸臂最佳刚度的方法,并给出了具体参数.本文的结论,可供工程设计特别是确定结构方案时参考使用.     

水平加强层对筒中筒结构空间受力性能的影响

设置水平加强层可以降低由裙梁柔性导致的框筒剪力滞后效应,增强结构空间受力性能,提高结构抗侧刚度。通过对若干算例进行空间有限元分析,讨论了加强层的刚度、布置状况等对外框筒剪力滞后效应、结构抗侧刚度等的影响,并提出了加强层设置的建议。     

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。     

超高层建筑设置水平加强层作用分析

以实际工程为例,对超高层建筑利用避难层设置水平加强层这一措施展开讨论.通过改变外筒环粱高度、水平加强层的位置以及水平加强层的竖向弯曲刚度,进行结构分析,总结在侧向力作用下其内力分布规律,进而对钢筋混凝土筒体结构设置水平加强层所能起的作用进行了探讨,在分析和比较的基础上对高层建筑设置水平加强层的条件提出了一些建议,为今后上程设计提供一些资料.     

水平加强层对超高层钢框架-支撑结构的影响

超高层钢结构体系设计中,为提高结构的整体刚度,通常沿高度方向设置一道或多道水平加强层,而水平加强层的设置对其抗震性能有较大的影响。利用ANSYS有限元计算软件。分析了设置水平加强层后超高层钢框架-支撑结构地震响应。通过32层结构模型的6种不同设置加强层的方案比较,研究了加强层的数量对结构的侧向刚度、地震作用下构件内力以及内筒和外框架水平层剪力分配的影响。以68层的武汉国际证券大厦为例进行验证。用振型分解反应谱方法方法分析了常遇地震作用下的结构响应,对水平加强层的运用有借鉴价值。     

某250m超高层公寓塔楼结构选型及设计

根据建筑平面特点与外型要求,结构内筒剪力墙Y向有效宽度较小,内筒高宽比为23。为避免设置结构加强层,并综合考虑各种结构方案的抗侧刚度效率及工程经济性问题,最终采用了带内柱的框架-剪力墙结构。通过内柱的设置及剪力墙的集中布置,有效增加了结构侧向刚度;同时由弹性分析可知结构局部刚度过大,为此进行了大震弹塑性分析,分析结果表明:结构受力合理,内柱与剪力墙筒体间框架梁进行设计加强,可满足相关规范要求。     

水平加强层在框架-核心筒结构体系中的应用研究

框架-核心筒结构是一种常用的高层建筑结构型式，设置水平加强层，可以增强结构的抗侧刚度，它是减小在风荷载作用下水平位移过大的有效方法，但在地震作用下，加强层的设置会引起结构刚度、内力突变，形成薄弱层，结构的破坏机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。论文结合实际工程，对是否设刚性加强层进行比较，对不同的模型进行计算，寻求设置加强层对结构周期、位移和受力性能的变化规律，从而为工程选择正确的结构体系，使设计安全、经济、合理。     

带加强层的高层建筑结构性能水准的量化

基于性能的抗震设计方法在一些超限高层和复杂高层建筑中已经开始应用,但是目前对于各种类型结构体系缺乏量化的性能水准定义。通过对已有资料的分析,建立了带加强层的高层建筑结构的层间侧移计算方法,结合带加强层框架-核心筒结构的受力特点,采用剪力墙构件的性能水准来量化带加强层的高层建筑结构的性能水准,为该类高层建筑基于性能的抗震设计提供结构性能水准的参考依据。     

带加强层框架-核心筒结构的静力弹塑性分析

高层框架-核心筒结构为提高抗侧刚度、降低剪力滞后效应,常设置伸臂与外围圈梁构成水平加强层.以模拟框架考虑核心筒的弹塑性性能,运用空间有限元程序对某带加强层框架-核心筒结构进行了静力弹塑性分析,考察了结构的抗侧刚度变化、屈服机制、出铰顺序等,得到若干具有工程设计参考价值的结论.     

支撑布置方式对具水平加强层全钢高层结构抗震性能的影响分析

框架-支撑结构体系广泛应用于高层钢结构建筑。由于其自身刚度较小,水平荷载起控制作用,常需在高度方向设置水平加强层。本文运用有限元软件ETABS,建立三维计算模型,对具水平加强层的全钢高层结构在不同支撑布置方式下进行了动力特性分析。首先应用Ritz向量分析法对各模型进行模态分析,得到结构的基本动力特征参数。然后作了谱分析、时程分析。通过分析对比,对不同支撑布置方式下具水平加强层高层结构的内力、变形以及方案优选进行了探讨。     

加强层的设置对高层框架-核芯筒结构受力性能的影响

首先对设置水平加强层的框架-核芯筒高层结构在水平荷载作用下的受力性能进行了理论分析;其次利用有限元软件对加强层设在不同位置的多个模型,进行了水平地震作用下的内力计算和分析,得出了加强层的设置能有效的控制结构的侧向位移,但随之也使得部分构件的内力值突然增大的结论;最后总结出了该类高层结构在设置加强层时结构内力的一些变化规律及抗震性能,为工程设计提供了相关依据和建议。     

Seismic analysis of a super high-rise steel structure with horizontal strengthened storeys

Horizontal strengthened storeys are widely used in super high-rise steel structures to improve the lateral structural rigidity. This use has great effects on the seismic properties of the entire structure. The seismic properties of the Wuhan International Securities Building (a 68-storey super high-rise steel structure with three horizontal strengthened storeys) were evaluated in this study. Two approaches, i.e., mode-superposition response spectrum analysis and time-history analysis, were employed to calculate the seismic response of the structure. The response spectrum analysis indicated that transition parts near the three strengthened storeys were weak zones of the structure because of the abrupt change in rigidity. In the response spectrum analysis approach, the Square Root of Sum of Square (SRSS) method was recommended when the vertical seismic effects could be ignored. However, the complete quadratic combination (CQC) method was superior to SRSS method when the vertical seismic effects should be considered. With the aid of time-history analysis, the seismic responses of the structure were obtained. The whiplash effect that spectrum analysis cannot reveal was observed through time-history analysis. This study provides references for the seismic design of super high-rise steel structures with horizontal strengthened storeys.     

用水平加强层控制高层结构的侧移——水平加强层的作用及其最佳位置

控制高层建筑变形的常用方式是加强抗侧力结构的刚度。但近年来美国和欧洲也采用水平加强层使内简体与外柱共同工作,以控制框筒结构的侧向位移。本文提出了一种简化计算方法,推导了计算顶点侧移值的公式,从而可找到水平加强层的最佳位置,还可用于计算高层建筑的自振周期。与有限元电算结果作了对比,效果良好。本文的工程背景是联邦德国法兰克福博览会大厦。     

兰州红楼时代广场模型结构振动台试验研究

兰州红楼时代广场是一幢扭转不规则、高度超限的超高层混合结构体系建筑,结构采用了带水平加强层的框架-核心筒抗侧力体系。通过1∶25缩尺模型振动台试验,对模型结构在8度设防、多遇和罕遇地震作用下的加速度反应、位移反应以及关键部位的动应变反应进行测试,发现结构的薄弱部位,评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明：加强层会引起结构局部刚度、承载力突变,结构受力复杂化,并易形成薄弱部位,但通过调整伸臂桁架或者相邻层的刚度,可使加强层的不利影响降低到较小程度;模型结构在8度大震作用下仍不倒塌,证明该结构体系具有良好的抗震性能,可以用于高烈度抗震设防区。