上海中心大厦伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的静力性能试验研究

超高层框架-核心筒结构体系中,伸臂桁架连接着外围巨柱框架与内部核心筒,需传递巨大内力,其连接构造、传力机制等非常复杂。以上海中心大厦工程为背景,选取钢骨混凝土巨柱-伸臂桁架-环带桁架连接区域和伸臂桁架-核心筒连接区域进行了单调静力加载试验,并进行了有限元分析和简化模型计算分析。结果表明：伸臂桁架能够有效连接相邻构件并可靠传力,其破坏模式表现为伸臂桁架斜腹杆的受压屈曲以及上、下弦杆的弯曲变形,具有较好的延性;伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的节点板虽然部分区域进入塑性,但塑性变形不明显,表明连接区域的承载力远高于杆件的承载力;有限元分析及简化模型分析结果与试验结果吻合良好;简化模型反映了伸臂桁架的非线性受力机理,可对其失效荷载进行准确预测,并可根据结构性能设计要求进行伸臂桁架分析和构件截面选择。     

超高层建筑伸臂桁架-核心筒剪力墙节点杆系计算模型

基于超高层建筑通常采用的巨柱框架-伸臂桁架-核心筒结构体系中伸臂桁架与核心筒剪力墙连接节点的重要性,针对伸臂桁架斜腹杆在节点处直接与墙两侧外包钢板相连的外包钢板节点形式提出全杆系简化模型和设计方法。利用有限元分析软件MSC.MARC(2010)建立该节点的数值模型,并分析确定模型的边界范围。提出考虑混凝土开裂的全杆系简化模型,并通过数值模型进行验证。分析剪力墙开洞对节点受力性能的影响并给出节点的设计方法。研究结果表明：外包钢板节点在承受拉力作用时较为不利,是该类节点的控制工况;数值模型能够较准确地模拟外包钢板的应力发展规律;全杆系简化模型简便易行且具有较高精度,在荷载水平较大时能够较准确地估计整个节点的刚度及内力分配,在荷载水平较低时可给出偏于安全的结果;连梁分担轴力比例主要由洞口高度决定,近似呈线性关系。本文研究可为该类伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在工程中的应用提供参考。     

武汉绿地中心微倾折线型伸臂-环带桁架施工技术

武汉绿地中心结构形式为核心筒+巨型柱+伸臂桁架+环带桁架,主楼外框钢结构由12根巨型柱、18根重力柱、10道桁架、柱间支撑及楼层钢梁构成,其中伸臂-环带桁架共有4道。基于武汉绿地中心微倾折线型伸臂-环带桁架结构特点及其施工工艺,重点阐述了桁架分段分节、高空吊装、超厚板焊接、高空临边安全防护等施工技术。     

加强层伸臂桁架-复式钢管高强混凝土柱节点有限元分析

基于巨型框架-核心筒结构体系中加强层伸臂桁架与巨型框架柱连接节点受力的特殊性,提出一种伸臂桁架-复式钢管高强混凝土柱的连接节点形式,运用ABAQUS软件并结合深圳某超高层结构设计,对该节点展开详细的数值模拟分析。研究揭示了该节点的受力机理,并证明其在传力上的可靠性,可为该类节点在超高层结构中的应用提供参考。     

某超高层钢管混凝土柱——伸臂桁架节点分析

某61层框架—核心筒结构超高层建筑,主体结构形式为钢管混凝土框架—伸臂桁架—钢筋混凝土核心筒。研究了伸臂桁架、带状桁架与钢管混凝土框架柱连接节点的最不利工况,对其进行设计,并采用ANSYS分析了其受力特点,结果表明加强环对节点的约束效应明显,焊缝是控制节点强度的主要因素。     

超高层建筑结构中伸臂桁架的设计实践

基于对多个超高层项目中伸臂桁架进行的深入研究,提出伸臂桁架数量与塔楼高度之间的近似关系,指出将伸臂桁架设置在0.5H~0.9H区段楼层时可有效减小结构侧移,设置在0.3H~0.7H区段的楼层时可更好地控制结构自振周期,设置在0.3H以下的楼层时可有效减小底部楼层核心筒墙肢的拉应力。并介绍了伸臂桁架的常用形式,根据其抗侧效果的不同给出了对应的适用条件;分析了伸臂桁架与核心筒墙体和框架柱的连接节点方式,提出相关设计建议;指出应注重研究伸臂的合拢时间,以控制内外筒沉降差对结构的不利影响,确保塔楼施工过程中的安全性。     

诺德英蓝国际金融中心伸臂桁架结构研究及施工监测

天津诺德英蓝国际金融中心采用"巨型柱+剪力墙核心筒+环形桁架+伸臂桁架"结构体系。主体结构沿层高设置4道水平加强层,经对比研究确定加强层均安装形式合理的K形伸臂桁架。通过对伸臂桁架施工的数值模拟和现场监测,得到测点实测值与模拟值比较吻合,且均小于伸臂桁架内力设计值,确保施工阶段安全稳定。     

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。     

基于杆系模型的钢板外包式伸臂桁架-核心筒剪力墙节点设计方法研究

伸臂桁架在高层、超高层建筑中应用广泛,其中伸臂桁架与核心筒剪力墙连接节点至关重要。本文对一种新型的钢板外包式伸臂桁架与核心筒剪力墙节点进行非线性数值模拟,对有限元模型与实际结构的相似性进行了分析,重点研究了节点外包钢板和端柱的受力机理,提炼出关键参数和设计原则,随后建立了相应的计算公式,最后对杆系计算模型进行了修正并提出完整的节点设计流程。分析结果表明,本文简化的有限元分析模型合理,可以反映真实结构中节点的受力情况。外包钢板的轴力衰减速率是确定外包钢板长度的关键参数,随混凝土强度、轴力增加和外包钢板高度的降低,轴力衰减速率均有明显增加。端柱外包钢板的应力水平以及连梁轴力分担比例和节点水平位移随端柱高度的收敛性可以作为确定端柱高度的原则,随端柱长度和水平荷载的增加,端柱高度均有明显增加。通过与精细有限元模型结果进行对比,证明修正后的杆系计算模型简便易行且具有较高精度。本文研究为这种新型伸臂桁架-核心筒剪力墙节点在工程中的应用提供了完整的设计方法。     

保利增城金融总部办公塔楼结构设计

保利增城金融总部办公塔楼建筑高335m,为带三道转换桁架的矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构。分析环带与伸臂桁架敏感性发现,由于外框柱不连续导致环带与伸臂桁架对刚度贡献较小,故结构不另外对其设置。在节点区混凝土可能存在浇筑不密实,不考虑混凝土有利作用,对转换桁架节点钢材板件有限元分析,通过加厚板件并提高钢号,可实现大震弹性与强节点弱构件性能目标。因建筑效果,首层核心筒外墙在穿梭梯入口处需开大洞,且梯间墙厚由1.2m减薄至0.6m,导致首层外墙薄弱与剪力墙偏心问题,通过壳元偏心应力分析发现,偏心弯矩主要在墙厚变化位置的楼板处平衡,在穿梭梯洞口上设置SRC转换梁,使其在穿梭梯间柱破坏时仍满足大震不屈服,形成二道防线。桁架转换层转角区域径向梁由于其上下柱与环向梁不共面,产生拉力,通过中大震性能验算对其加强。