武汉保利广场混合减震连体高层结构设计

武汉保利广场是由两栋高度不同的塔体组成的高位大跨连体复杂高层建筑,塔楼均采用"圆钢管混凝土柱+H型钢梁或钢桁架+钢筋混凝土核心筒"结构,连接体采用钢桁架结构。由于超高层核心筒完全偏置在一侧,为减小及控制扭转振动,除两端加密柱外,还设置了非线性粘滞阻尼器。在42.5m大跨连体主桁架中部,斜腹杆采用屈曲约束支撑(BRB),以使在大震下连体中部可以上下错动耗能,减小主体结构的扭转。动力弹塑性分析及振动台模型对比试验表明,粘滞阻尼器及BRB减震效果明显。另外,还介绍了大厅42.5m×55.9m单层索网幕墙设计及4层地下室"隔水-排水"抗浮设计等。     

武汉保利广场混合减震连体高层抗震性能研究北大核心CSCD

武汉保利广场结构为核心筒偏置的非对称双塔连体结构,采用"圆钢管混凝土柱+钢梁(桁架)+混凝土筒体"混合结构。为了减小及控制结构的扭转振动,在结构中设置了粘滞阻尼器及屈曲约束支撑。采用基于性能的抗震设计思想,进行了各水准地震下的结构弹塑性分析,并进行了1:35比例的整体结构模型振动台试验,对结构体系的抗震性能进行了研究及对比分析。综合研究表明该结构能够满足不同地震水准作用下的抗震性能目标,减震效果明显。     

华电集团华中总部基地结构设计

华电集团华中总部基地由主楼、裙楼、附楼和四层地下室组成,基础采用桩筏基础。地下室设计时,为了节约造价、提高使用空间,将外墙和支护的地下连续墙合二为一。地上建筑通过防震缝形成主楼、裙楼、附楼三个独立单元。主楼为"门"形复杂连体超限高层建筑,通过方案比选,采用了框架-核心筒混合结构方案,即钢筋混凝土核心筒+圆钢管混凝土柱+钢梁+加强层(伸臂及腰桁架)。主楼连体通过方案比选采用大网格巨型跨层钢桁架结构。为提高主楼两个塔楼抗侧刚度,对加强措施进行了分析,并采用了加强层、加密框柱等措施。对主楼结构布置、关键节点设计进行了研究;做了风洞试验并根据试验结果进行风荷载作用下结构响应的计算;对主楼舒适度、塔楼施工稳定性也进行了验算。结果满足设计要求,确保结构的安全性和适用性。     

武汉江城之门大跨刚性连体超高层混合结构收缩徐变分析

武汉江城之门为双塔高位连体的门形超高层建筑，建筑高度241.9m,采用钢管混凝土柱框架+核心筒+加强层+连体巨型跨层桁架结构体系，核心筒角部及相交处内嵌钢骨，部分楼层内嵌钢板。采用SAP2000软件分别建立基于CEB-FIP 90、CEB-FIP 2010、GL2000理论的分析模型和无连体单塔模型，进行了考虑收缩徐变的非线性阶段施工模拟分析，对比了典型竖向构件变形和内力重分布结果。分析结果表明，伸臂桁架可有效平衡外框柱和核心筒的竖向变形差异；高位刚性连体的布置加大了外框柱和核心筒的竖向变形差异，其差异主要为弹性变形，收缩徐变引起的附加变形差异较小；混凝土收缩徐变带来的竖向构件轴力重分布表现为核心筒剪力墙卸载，外框柱和剪力墙内嵌钢骨加载，轴力变化最大值位于连体相邻下部楼层；对伸臂桁架和腰桁架内力影响主要体现为弦杆轴力的增大。     

南亚之门塔楼结构初步设计

南亚之门工程位于云南省昆明市,塔楼建筑高度366m,为我国目前8度地区拟建的超高建筑之一。采用巨型框架-混凝土核心筒结构体系,层23以下建筑平面呈正方形,层23以上削角,建筑平面呈逐渐缩小的八边形,并在建筑顶部形成与底部旋转45°的内接正方形平面。置于平面四角的巨柱在层23一分为二形成8根倾斜角柱,并在设备层设置环带桁架,与巨柱形成抗侧刚度较大的巨型框架,与核心筒一起承担地震作用。环带桁架与核心筒通过加强层的楼板协调变形,起到"虚拟伸臂"的作用。采用速度型粘滞阻尼器增加结构阻尼,以减小地震作用。     

南通国际会议中心钢结构设计

南通国际会议中心位于南通市崇川区紫琅湖东北岸,建筑总面积约8万m2。建筑平面沿长向分别布置多功能厅和宴会、会议厅两个大功能分区,中间设入口,与大厅连接。建筑平面总长280 m,宽度84 m,功能区结构屋面最大高度23 m。地下1层兼具车库及人防功能,采用混凝土结构;地上1~3层层高不等,由下至上分别为9,6,4.5 m,兼具会议及展示功能。主体采用钢框架结构体系,大跨空间屋顶采用钢桁架结构,最大跨度54 m;顶部造型屋面为自由曲面,最大高度30 m,采用交叉管桁架结构。结合建筑功能,会议中心主体结构采用钢框架+大跨钢桁架结构体系,造型屋盖采用空间网格结构,整体结构兼具多高层结构及空间结构受力特征。由于结构超长,且因功能区分存在明显的两个结构单元,仅通过入口大厅屋顶及局部的屋盖连接,存在连体薄弱、扭转效应明显、外围支承柱设计等诸多结构设计问题和设计难点。为解决上述难点,从概念设计、计算分析、构造措施等多个方面展开分析研究。通过设置屈曲约束支撑,解决整体结构抗扭能力不足,同时避免普通支撑吸收过多的地震作用而加重支撑框架的负担。针对平面超长、屋盖弱连体的不利条件,采取单体、连体进行承载力包络设计,并对弱连体位置进行局部加强。为实现外围超细柱的建筑效果,依据抗震概念设计,对外围柱约束条件及对应屋盖布置进行优化,将该柱设计为不参与水平抗侧体系的摇摆柱,柱顶及柱底释放抗弯约束,仅提供竖向支承而不参与整体抗侧,此时,支承柱不属于框架柱,长细比构造措施可大幅度降低。对桁架弦杆中箱型转工字型的转换节点,从节点传力机制、加工制作难度方面进行分析,最终采用构造简单,传力可靠的新型节点形式,降低了加工制作及现场施工难度。并结合建筑功能特性,局部采用最新研发的高强耐火耐蚀钢材,起到了很好的示范作用。     

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。     

某复杂高位连体结构设计与研究

深圳某总部大厦由一栋36层研发办公楼和一栋18层宿舍楼通过两层连廊在宿舍楼顶部连为一体，两栋塔楼层高、高度不等，为非对称双塔连体结构。研发办公楼采用钢管混凝土柱–钢梁–钢筋混凝土核心筒结构，宿舍楼采用框架剪力墙结构，连体采用钢桁架结构。本研究基于抗连续倒塌分析方法对连体结构方案进行了选型分析，然后对连体桁架进行抗震性能化设计，对连体楼盖进行了应力及舒适度分析，对桁架节点进行了有限元分析，论证了结构方案的合理性，为类似复杂高位连体结构设计提供参考。     

粤海金融中心超限高层结构设计

粤海金融中心塔楼A地上建筑高度284.0m,采用带一道伸臂桁架加强层的钢管混凝土柱钢框架+钢筋混凝土核心筒混合结构。其外框由8根柱距为25.5m的巨型钢管混凝土柱和四角悬挑约11m的钢梁组成,为超200m高且仅有8根巨柱组成的带大跨度、大悬挑楼盖的框架-核心筒结构。为提高结构的抗侧刚度,在38层(避难层)设置一道伸臂桁架,与伸臂桁架相连的剪力墙内设置钢桁架。本项目存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、含加强层等多项超限项,按照设定的性能目标,对结构进行弹性计算、中震验算,并采用Perform-3D软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,针对薄弱部位采取了有针对性的加强措施。结果表明：各项指标均满足规范要求,结构受力合理,安全经济。     

超高层建筑转换结构及加强层——无锡凯宾斯基酒店结构设计

无锡市凯宾斯基酒店为高50层的超高层塔楼,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。为减小柱断面,设计在塔楼层22以下范围内采用钢骨混凝土柱。由于建筑功能的要求,酒店大堂上部标准层的两根框架柱不能落地,在层6设置了两榀箱形截面转换钢桁架以承托上部高达44层的框架柱。为改善结构位移和扭转,在层6,22和36外周设置了带状加强桁架。介绍了设计对上述两个问题的分析和处理,以及对竖向刚度突变处(上部核心筒剪力墙数量减少)的抗震加强措施,并针对钢骨混凝土梁柱节点施工难度较大的特点提出了双梁及分离式钢牛腿两种处理方案。     

南昌绿地紫峰大厦结构设计关键技术

南昌绿地紫峰大厦建筑高268m,采用框架-核心筒结构体系,为超B级高度超限高层建筑结构。在建筑高度2/3位置,东西立面内凹,内凹部分的荷载通过结构柱支承在层41～43这3层高(含暗钢桁架)的7m跨悬臂转换墙上。在核心筒底部加强区设置型钢,底部框架柱采用型钢混凝土柱,转换墙内暗埋钢桁架。整体结构及构件设计融入性能化设计思想,对结构进行了小震下的反应谱计算和动力时程计算以及中震弹性复核,并进行了大震下的弹塑性时程分析。详细阐述了采用ANSYS软件对转换层部位进行的有限元分析,同时介绍了首层挑空部位、竖向变形差、基础设计等关键技术。     

湖州南太湖CBD主地标塔楼结构设计北大核心CSCD

湖州南太湖CBD主地标塔楼为高度318m的高度超限项目,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架-环带桁架结构体系。项目外形为曲面形体,底部分叉类似人字形结构,结构外框采用小角度斜柱拟合建筑形体,两塔楼底部由连接桁架相连。介绍了针对人字形结构特点的基础设计策略,以及结构的刚重比、剪重比、层间位移角、框架承担剪力比例等整体指标情况;比较了单塔模型与连体模型结构的自振周期和分塔水平位移,分析了表现出分塔动力特性的首阶振型,结果表明当上部连体结构约束住分塔的变形时,按立面开洞判定的单塔计算模型能够准确反映出人字形结构的整体特性;此外,还介绍了连接体、伸臂桁架、环带桁架、底部通高柱及顶部28m×31m拉索幕墙自平衡钢外框的分析与设计。     

宁波绿地中心超高层结构设计

宁波绿地中心超高层建筑高度为240m,采用带加强层的型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系。外围框架为型钢混凝土柱+钢框架梁,核心筒底部加强区采用型钢混凝土剪力墙,加强层应用了"虚拟伸臂"概念仅设置环带桁架。核心筒东侧单片剪力墙在高区向内侧收进,采用斜墙转换来满足建筑功能。系统介绍了该工程地基基础设计、结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果以及关键构件设计。     

长沙国际会议中心结构设计

长沙国际会议中心为中国中部地区大型的国际会议中心场馆，采用方钢管混凝土柱+钢梁形式的钢框架结构，大跨无柱空间采用钢桁架，主要特点是局部有夹层和大跨楼盖，属于具有扭转不规则、楼板不连续(局部穿层柱)、层抗剪承载力突变、局部夹层等一般不规则项的高层建筑。针对工程特点进行重难点分析并提出设计对策，结果表明：夹层的不同模拟方式对结构整体计算影响不大；大跨度楼盖设计应重点关注钢桁架节点构造的受力可靠性及施工便利性；主入口拱形结构可以很好地实现建筑方案效果，具有较高的承载力富余和良好的延性；穿层柱设计时取计算长度系数μ=1.0是安全可靠的，穿层柱具有较高的极限承载能力；通过加密圈梁和构造柱，并验证其形成子结构的整体稳定性，可以保证超高砌体隔墙的安全可靠。     

西安迈科商业中心连体超高层结构设计

西安迈科商业中心项目由结构高度和刚度不同的两栋超高层单体组成,两单体在高位通过桁架相连,形成双塔连体结构。结构体系复杂,具有平面扭转不规则、竖向构件不连续,属于特别不规则的建筑,是目前国内第一个采用钢管混凝土柱框架-钢中心支撑核心筒-连体钢桁架的结构体系的项目。详细介绍了该工程的结构体系和设计方法,包括钢中心支撑的布置、耗能梁的设置、连接体结构的布置等。同时介绍了性能化设计方法在复杂超高层钢结构工程中针对不同构件的性能化设计要求。     

沿海台风高发区圆弧形巨型复杂连体结构设计研究

温州某金融广场由三座100m高塔楼+上部弧长约300m的圆弧形船体建筑组成,船体建筑采用摩擦摆支座与塔楼相连,为体型特别不规则的巨型复杂高层连体结构,塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,上部圆弧形船体采用巨型空间钢桁架结构体系.项目集高层连体、大跨、重载于一体,特别是顶部船体巨型空间桁架,温度作用大,且温州地处台风高发地区,瞬时最大风力达12级以上.针对本工程的特点,提出了适用于台风区的高位连体大跨度结构隔震体系,解决了地震、强风、温度效应等多工况耦合的设计难题,对结构安全性进行研究,采取了相应的加强措施.着重阐述了结构设计中的一些关键问题及相应的处理措施,包括结构体系、整体分析、性能评估、关键构件等.     

上海图书馆东馆悬挂结构方案设计与研究

上海图书馆东馆属于上海市重大工程,建筑设计以高大空间为主,结构具有大跨度、大悬挂、大开洞的特点.建筑主要柱网尺寸为16.8m×16.8m,结构四周的大跨外挑区域采用"多层悬挂结构",在屋顶设置双向上翻钢桁架,通过桁架端部的吊柱来传递下方5层悬挂区的荷载.吊柱采用高强钢拉杆,拉杆长度可调节以适应施工误差.设计时需考虑悬挂...     

广东科学中心大跨巨型钢框架结构设计

广东科学中心船形常设展厅连续三层均为双向45m左右柱距的多层大跨结构,且船头外挑达45m左右。工程结构选型结合建筑造型,将楼、电梯间及设备间做成六根格构式钢巨型柱;将层2与层3楼盖结构沿纵向两侧连为一体,构成纵向跨层桁架,将双向大跨楼盖结构转变为单向大跨楼盖结构,实现了多层室内无柱大空间及船头大悬挑,并取得了较好的经济指标;同时,格构式巨型柱与桁架构成了格构式巨型钢框架结构,形成了有效的抗侧力体系。介绍了该工程大跨巨型钢框架结构的结构选型、布置、节点设计及结构分析。     

武汉保利广场大跨减震连接体结构设计北大核心CSCD

武汉保利广场两栋不对称塔楼之间设有42.5m跨、5层高的钢结构连接体。连接体与两侧塔楼采用刚接连接方式,采用主、次桁架的结构形式:沿跨度方向设置2榀主桁架,沿宽度方向设置4榀次桁架托换上部框架。连接体刚度对整体结构的动力特性有显著影响,为减少整体结构的地震扭转反应,连接体主桁架中部斜腹杆采用屈曲约束支撑(BRB)。连接体采用了抗震性能化设计思路,以弹性分析方法为主,结合静力弹塑性分析及弹塑性时程分析方法进行验证,重点考虑了连接体的温度作用及楼板平面内受力。连接体采用"液压同步提升技术"进行整体提升,设计中对该过程进行了详细的模拟分析。在提升施工过程中对连接体位移及应变进行了监测。     

博鳌火车站站房、站台雨棚钢结构设计

本工程包含多个大跨钢框架或混凝土框架与大跨钢桁架组合形成的复杂多层组合体结构。结构设计中解决的主要问题有:复杂连体结构的多模型包络设计,关键部位钢桁架、钢框架、混凝土结构连接节点设计。