超高层框架-核心筒结构抗连续倒塌性能分析

利用ETABS有限元软件对某232 m超高层建筑进行抗连续倒塌性能分析,采用非线性静力和非线性动力拆除构件对结构进行连续倒塌分析,并比较两种方法下拆除构件的弯矩值和位移值。分析结果表明,使用非线性静力分析时,拆除角柱的最大塑性转角θ=2.41°,短边中柱最大塑性转角θ=2.16°,长边中柱最大塑性转角θ=0.73°,都没有达到最大塑性转角的限值;使用非线性动力分析,拆除角柱的最大位移为58.322 mm,拆除短边中柱最大位移为51.254 mm,长边中柱最大位移为45.026 mm,均未达到构件破坏的最大位移值。     

超高层建筑的倒塌与结构的强化

人们也许都以为 2 0 0 1年 9月 11日 ,美国纽约世界贸易中心的双塔楼是由于受到了两架波音 76 7飞机的撞击而在几个小时之内倒塌的 ,然而 ,对消防专家来说大楼倒塌的原因却并不那样简单。在同时发生了多起恐怖事件之后 ,联邦危机管理厅和美国土木技术者协会的结构技术研究所与纽约市、联邦机关以及专门团体一起 ,组成了包括防火、建筑结构和土木方面的技术人员的工程队 ,在世贸中心现场对各楼的倒塌状况进行了调查。这个调查结果对消防局和有关团体在高层建筑以及消防活动中具有重要的参考价值。1　世贸中心大楼概况　　世贸中心大楼的双塔…     

美国纽约世贸大厦倒塌原因分析与建造超高层建筑的思考

2001年9月11日8：45(美国当地时间，下同)，一个举世震惊的时刻，一架恐怖分子劫持的民航飞机撞击世贸中心美国纽约摩天大楼北楼，大火燃烧后引发爆炸。第二次9：03，第二架飞机撞击南楼，同样大火燃烧引发爆炸，至10：00和10：29，由于火猛温高至使南北大楼相继坍塌。霎那间，那块……     

极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌分析

911事件以来,意外荷载作用下超高层结构的连续倒塌问题日益受到关注。该文采用考虑高温作用的高性能有限单元、高温破坏准则及生死单元技术,对极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌进行了分析。研究发现,该结构系统中的多层结构共同承受火灾作用时,由于火灾热膨胀变形的影响,超高层框架-核心筒结构产生类似桁架拱的整体受力机制,使得结构体系内不仅在水平方向发生内力重分布,而且在竖向也发生内力重分布。楼盖系统的热膨胀和破坏失效对外围柱的破坏具有重要影响,最终造成外围柱由于较大的二阶效应而发生受弯破坏,触发了整体结构系统的连续倒塌。     

某框架—核心筒超高层结构动力特性与结构分析

利用SATWE与ETABS有限元软件,计算了某超高层结构的动力特性与动力反应,并对不同有限元软件计算出的结果进行了对比,指出两种有限元软件计算结果比较吻合,并且在弹性阶段,对于地震作用下用国内主要结构设计软件SATWE进行计算更加安全。     

超高层建筑爆破后非连续性倒塌模拟及爆炸模型研究

为了解超高层建筑物遇爆破情况下非连续性倒塌过程,基于颗粒流理论构建了超高层核心筒-框架结构建筑模型。同时为了实现非连续性的三维爆破模拟,采用新的能量分配方式以满足三维爆破需要。使用该模型在建筑底部三个特征位置进行爆破模拟,分析建筑坍塌过程的特征和原因。结果显示:B1爆破时建筑发生坐塌;B2爆破时建筑发生倾倒;B3爆破时建筑下部坐塌,上部倾倒,其直接原因各不相同。总体来说,坐塌原因应为核心筒发生破碎性破坏,倾倒原因应为核心筒发生断裂性破坏。最后得出建筑倒塌的地面影响范围。     

超高层建筑刚性层结构的施工

深圳市深房广场、余氏酒店和皇都花园３幢超高层建筑均设置刚性层。施工中针对其构造复杂、施工难度大等特点，通过合理安排施工程序、采用不同的钢筋连接方案和混凝土浇捣工序，顺利地完成了施工任务，质量优良。     

超高层框架—核心筒结构施工模拟分析

结合具体工程实例,对超高层框架—核心筒结构进行了施工模拟分析,并介绍了设置施工铰的作用,通过对框架—核心筒竖向变形及水平构件的影响分析,指出采用施工铰卸载由于竖向变形产生的梁端附加弯矩,可以减小梁配筋,具有一定的经济优势。     

钢筋混凝土超高层建筑地震脆性分析的框架模型

提出了钢筋混凝土超高层建筑的地震脆性评估分析的框架模型和应用案例。对于这类结构，由于没有任何随机的脆性关系存在，本文工作填补了区域地震影响评估的空白。所提出框架模型的关键是发展了典型的复杂超高层建筑系统的简单集中参数模型方法。在ZEUS-NL环境中所构建的这个模型能够有效进行高层结构的动力响应序列分析，     

超高层建筑核心筒设计探讨

主要从电梯交通和安全疏散两个方面,对超高层建筑核心筒电梯和楼梯的布置方式进行分析和归纳。     

Progressive Collapse Analysis of a Typical Super-Tall Reinforced Concrete Frame-Core Tube Building Exposed to Extreme Fires

A number of disastrous incidents have indicated that extreme fires can act as a trigger event to initiate the progressive collapse of reinforced concrete (RC) structures. Hence, research on progressive collapse risks of RC structures under extreme fires is most important. However, limited studies have been undertaken in the fire-induced progressive collapse of tall and super-tall RC buildings. Hence, a high-performance finite element model was developed for this study to simulate the mechanical behavior of RC members in fire-induced progressive collapse. Fiber beam and multi-layer shell elements were used, in conjunction with appropriate material constitutive laws and elemental failure criteria under high temperature conditions. Extreme fire scenarios were also considered, based on the actual fire-induced progressive collapse events of the WTC towers and the Windsor Tower. The simulation results indicated that a progressive collapse of a super-tall building was triggered by the flexural failure of the peripheral columns, approximately 7 h after being exposed to fire. The bending deformations of the peripheral columns increased significantly, due to the outward thermal expansion of the upper floors and the inward contraction of the lower floors, a result of the fire-induced damage. The results also revealed that, when multiple stories are subjected to fire, the internal forces in the components are redistributed in the horizontal and vertical directions by way of the Vierendeel truss mechanism, leading to a maximum increase (of approximately 100%) of the axial forces in the columns. The present work identified the mechanisms of the fire-induced progressive collapse of a typical RC super-tall building, and provided an effective analysis framework for further research on the fire safety of tall and super-tall RC buildings.     

建筑结构连续倒塌的数值模拟方法对比研究

建筑结构连续倒塌,是一类由偶然作用引起,可能造成重大生命财产损失的结构安全事故。针对建筑结构连续倒塌的数值模拟问题,本文分析了结构倒塌过程中面临的力学计算难点,对比研究了常用的数值模拟方法,并介绍了作者提出的质点元法。     

一种用于建筑结构倒塌数值模拟的质点元方法

针对建筑结构倒塌过程的梁壳单元几何、材料、接触三重非线性且连续介质向非连续介质转化的动力计算问题,提出了能够考虑多重非线性用于连续介质与非连续介质共同作用且动态转化计算的质点元方法。该方法以质点运动学为基础,建模过程与有限元一致,通过定义广义连接模型、构造连接模型转化法则和建立接触碰撞算法,将显式有限元与离散元统一于相同的计算框架之下,具备有限元连续介质阶段的计算精度和离散元非连续介质阶段的计算能力,能够用于建筑结构倒塌等强非线性的动力计算。     

Influence of soilestructure interaction on seismic collapse resistanceof super-tall buildings

Numerous field tests indicate that the soilestructure interaction （SSI） has a significant impact on thedynamic characteristics of super-tall buildings, which may lead to unexpected structural seismic responsesand/or failure. Taking the Shanghai Tower with a total height of 632 m as the research object, thesubstructure approach is used to simulate the SSI effect on the seismic responses of Shanghai Tower. Therefined finite element （FE） model of the superstructure of Shanghai Tower and the simplified analyticalmodel of the foundation and adjacent soil are established. Subsequently, the collapse process of ShanghaiTower taking into account the SSI is predicted, as well as its final collapse mechanism. The influences ofthe SSI on the collapse resistance capacity and failure sequences are discussed. The results indicate that,when considering the SSI, the fundamental period of Shanghai Tower has been extended significantly,and the collapse margin ratio has been improved, with a corresponding decrease of the seismic demand.In addition, the SSI has some impact on the failure sequences of Shanghai Tower subjected to extremeearthquakes, but a negligible impact on the final failure modes.
2014 Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences. Production and hosting byElsevier B.V. All rights reserved.     

Vibration, buckling and collapse of ovaloid toroidal tanks

A shell-theory finite element analysis is carried out for toroidal tanks with ovaloid cross-section. The analysis serves to determine the natural frequencies, and the buckling and collapse pressures. A variety of support conditions are considered, including lines of support at the inner and outer equator of the tank. For validation, comparison is made with previously published results for stress, vibration, and buckling of elliptical toroidal shells. Finally, a parametric study is carried out to determine the influence on the natural frequency, and buckling and collapse pressures, of shell size, shell thickness, material properties, and support conditions.     

采用三维有限元分析方法对高层建筑进行连续性坍塌分析

运用ABAQUS对一个20层高的建筑构建了三维有限元模型,对其进行连续性坍塌分析。壳单元和梁单元用于模拟整体结构的非线性材料特性和非线性几何性能。详细描述了建模过程及方法。将数值结果与试验结果进行对比,具有很好的一致性。运用这个模型,得出了在各种结构中柱坍塌后的结构性能,而且对各个阶段移除柱后的结构性能进行了详述。模型精确反映了这个20层高的建筑在瞬间失去柱支撑时的整体性能,为结构连续性坍塌设计提供了重要参考。     

采用三维有限元模型的高耸结构连续倒塌分析

利用通用有限元软件ABAQUS,建立一栋20层建筑的三维有限元模型,并进行连续倒塌分析。用壳单元和梁单元模拟整体结构,考虑材料非线性和几何非线性。详细说明了建模过程,计算结果与试验数据很吻合。利用此模型,详细评估不同结构不同柱突然失效时的性能。此模型准确反映了柱突然失效时结构的整体性能,为连续倒塌研究提供了辅助设计指导。     

基于电力数据的办公建筑能耗模拟方法

在对杭州市某典型城区公共建筑信息调研的基础上,基于电力公司实际电耗样本和环境参数数据,摸清典型办公建筑电耗指标强度、分布特性;构建了基于环境温度的办公建筑能耗五参数统计回归模型,以一个实际案例验证该模型模拟全年能耗误差为5.5%,并将该模型应用于实际电耗数据的修正。     

冲击波作用下高层建筑人防地下室的倾覆研究

通过考虑土-结构耦合的有限元动分析,对典型的抗震高层建筑结构-剪力墙体系的人防地下室的倾覆问题进行了研究。通过若干算例,给出爆炸冲击波作用下,人防地下室的动响应及倾覆问题的分析结果,为高层建筑地下室的人防设计提供科学依据。     

高层建筑上钢塔的受力分析与设计

本文以一座 43 7m高的钢塔为研究对象 ,详细分析了钢塔在风载及自重作用下的受力情况以及设计方法