高烈度地区混合框架核心筒结构抗震性能分析

混合框架核心筒结构是由型钢框架、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.本文以云南省昆明市的超高层建筑江东和谐广场为例研究了该结构体系在高烈度地区的抗震性能,该建筑为我国目前在高烈度地区建造的最高的混合框架核心筒结构建筑.本文使用Perform3D软件对该结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,从层间位移角、层位移、楼层剪力、结构的塑性损伤过程等方面综合评价了结构的抗震性能.分析研究表明,混合框架核心筒结构体系抗震防线明确,在高烈度地区条件下能够很好的实现“基于性能的结构设计”.     

昆明西山万达广场超高层办公楼抗震设计概述

昆明西山万达超高层写字楼地处地震高烈度区,Ⅲ类场地,采用钢管混凝土柱+钢梁+压型钢板组合楼板外框架-型钢混凝土核心筒,附加4道加强层的结构体系。文中介绍该工程的抗震设计过程及控制要点,为高烈度区超高层建筑抗震设计提供参考。     

基于某工程实例的超高层结构体系比选

为了研究钢框架-核心筒结构、带加强层的钢框架-核心筒结构和强外筒-核心筒结构在安全性、稳定性和经济性上的特点,对不同结构体系的传力路径和抗震性能进行比较。通过对一个工程实例进行结构选型比较,对比分析不同结构体系下结构的变形、材料用量、结构的传力体系、多遇地震下重要构件的受力情况以及罕遇地震下结构的性能。结果发现,相比于无加强层的钢框架-核心筒结构和带加强层的钢框架-核心筒结构,强外筒-核心筒结构不仅能节约4%～17%的材料用量,还能避免结构竖向刚度突变及核心筒与外框架承载的剪力正负号相反等情况,缓解楼板翘曲等,强外筒-核心筒结构在罕遇地震下具有更好的抗震性能。     

昆明江东和谐广场超高层建筑结构抗震设计

昆明江东和谐广场项目B,D座超高层建筑为两栋平面基本对称的双子塔,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,外围框架柱采用矩形钢管混凝土柱。介绍了该工程结构选型、抗震性能目标、各阶段抗震设计分析方法以及结构构件设计,重点阐述了核心筒剪力墙、外围框架和加强层的设计等关键问题处理和超限应对措施,并对高烈度区超高层建筑抗震设计进行深入探讨。     

温州凯迪中心超限高层建筑结构设计

温州凯迪中心超限高层办公楼建筑高度278m,经分析比较后采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构,存在高度超高、刚度突变、楼板不连续、扭转不规则、穿层柱、斜柱等超限项,属于超限高层建筑,按抗震性能目标C进行性能化设计。采用YJK和MIDAS两个计算软件对该结构体系进行整体及局部的计算和分析,包括多遇地震抗震分析及弹性时程分析、中震抗震分析、罕遇地震等效弹性分析等,采用PKPM-SAUSAGE进行罕遇地震弹塑性时程分析。各项计算结果表明,结构能够满足规范的相应要求,设计能够达到预设的抗震设计性能目标,说明结构体系可行,结构构件选用合理。     

采用铅黏弹性连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震分析

针对高烈度区某高层框架-核心筒结构弹性层间位移角不满足规范要求,采用铅黏弹性连梁阻尼器进行消能减震设计。分别通过ETABS和PERFORM-3D软件对原结构和减震结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比结构减震前后的地震响应并分析阻尼器的耗能表现。结果表明,铅黏弹性连梁阻尼器用于框架-核心筒结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,发挥连梁第一道防线的作用,保护主体结构的安全。     

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。     

对抗震规范中基于性能设计方法的研究

对中国新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中的"建筑抗震性能设计"的参考方法进行探讨,以框架-混凝土核心筒结构为实例,运用广厦建筑结构CAD有限元软件GSSAP,分别对核心筒结构中布置的框架梁、剪力墙以及连梁等构件在不同性能要求下的承载力以及结构的层间位移进行了验算。结果表明:如欲满足规范中"建筑抗震性能设计"的参考方法中关于设防烈度地震以及罕遇地震作用下承载力的要求,结构的剪力墙、连梁构件的配筋量将急剧增加,出现严重超筋现象,在实际工程中很难进行施工,框架梁则没有发生超筋现象;如欲满足规范中给出的设防烈度地震以及罕遇地震作用下侧向变形的要求,剪力墙、连梁构件以及框架梁、框架柱的截面尺寸均需要进行大幅度增加,不符合经济合理的设计原则。     

装配式模块建筑核心筒抗震弹塑性分析

装配式模块结构是一种新型结构形式,引入我国后需要基于我国规范及国情进行抗震改型与创新优化,核心筒作为该体系的单道抗侧力防线,其抗震性能极为关键。本文基于1栋10层装配式模块结构住宅为算例,通过有限元软件ABAQUS对其进行罕遇地震动力弹塑性分析,通过核心筒基底剪力变化及层间位移角规律,表明该结构体系下核心筒具有良好的抗震性能,罕遇地震下核心筒损伤较小,能满足“大震不倒”的设计要求。     

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。