某非对称高层连廊结构动力特性及参数影响分析

增设连廊后,高层结构受力变得复杂,整体结构自振特性也随之发生变化。因此,本文以某非对称高层连廊结构为研究对象,利用通用有限元软件SAP2000建立三维空间有限元模型,分析整体结构振动特性。同时,分析了连廊连接方式、设计位置、连廊数量及两侧塔楼的非对称性程度等因素对整体结构的影响。结果表明,连廊采用刚接或铰接对结构自振特性几乎没有影响;设计中可考虑设置多个连廊,并将连廊设置于较高楼层位置;结构非对称性程度越大,结构扭转效应越明显,工程中应尽量避免。     

利用惯容黏滞阻尼器的高层连体结构消能减震设计

高层连体结构采用集中布置消能减震装置的消能减震方案存在耗能能力需求高、响应分布不均匀等问题。利用惯容黏滞阻尼器(VID)放大耗能能力的优势,提出基于VID的消能减震方案,以及考虑结构整体减震效果的消能减震设计方法。结合质点系模型和随机振动理论评价连体结构的地震响应,通过在连体结构连廊处集中布置VID控制结构响应,定义连体结构整体减震指标评价结构响应的控制效果。将设计方法应用于实际结构,分析表明,通过在连廊处集中布置VID,能合理有效地降低结构响应、改善响应分布; VID的控制效果受连廊位置的影响,本研究在几种连廊及VID的布置方案中比选出最优方案。     

高烈度区某不规则平面高层框剪结构设计北大核心CSCD

某高烈度区的H形平面高层建筑,采用框架—剪力墙结构,有多项结构不规则项及设计难点。平面凹凸不规则,在偶然偏心地震作用下位移比大于1.2,一层楼板开洞面积大于30%,局部楼层设钢结构连廊。针对此选取多种结构布置方案,整体计算分析比较,得出了最优的结构方案。对局部楼层的钢结构连廊,支座采用一端铰接,一端滑动设计,按照规范进行了罕遇地震作用下支座滑移量的计算。对整体结构补充了弹性时程分析、大震下的pushover分析,计算结果表明结构抗震性能良好。     

附设间隙阻尼减震装置的高位隔震连体结构振动台试验研究

针对高位隔震连体结构,提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型,对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远场El Centro波和速度脉冲效应明显的近场Chi-Chi波、Kobe波作为地震激励。通过测量隔震支座水平位移、间隙阻尼装置力与位移响应、连廊结构加速度响应以及塔楼结构加速度和位移响应,分析罕遇地震与极罕遇地震作用下间隙阻尼装置对隔震支座位移的控制效果,以及对连廊结构和下部塔楼结构抗震性能的影响。结果表明：间隙阻尼装置可以有效地控制罕遇和极罕遇地震作用下隔震支座位移,8度罕遇地震作用下,隔震支座最大位移减小59.61%;间隙阻尼装置传导轴与限位环产生剧烈冲击,引起高频振动能量进入连廊结构,导致连廊水平向加速度响应有所放大,而竖向加速度响应显著;远场地震作用下,间隙阻尼装置的启动对塔楼结构楼层加速度和层间位移角有所放大,但未造成不利影响;在速度脉冲周期与整体结构基本自振周期接近的近场地震作用下,当地震波峰值加速度为0.40g时,附设间隙阻尼装置使塔楼结构楼层峰值加速度和...     

上海某超长连体结构工程设计

本工程为由10栋高层和4个高层间的连廊及屋顶整体网壳组成的复杂连体高层。高层间的连廊采用滑动摩擦摆式支座的弱连接方式,减少连廊与主楼间的相互影响。通过连体模型和单体模型的比较可知,屋顶网壳的水平刚度相对有限,连体模型和单体模型动力特性比较接近,主楼采用两种模型楼层地震剪力包络的设计方法,化繁为简,采用单体模型进行设计。并针对连体结构的特点,对连接节点及其连体本身进行较深入地研究。     

连体位置对连体结构位移响应影响的平稳随机振动分析

基于高层连体结构受力特点与地震地面加速度在强震阶段的大致平稳性,采用串并联质点系层模型,运用虚拟激励法先求出单塔结构在各个楼层位置处的自谱值,再以连体毗邻楼层的自谱响应作为连接体多点完全相干的平稳随机激励,求出结构各楼层层间位移标准差及连体相对位移标准差,变换连体位置详细讨论了连体位置对结构动力特性、毗邻结构层间位移标准差及连体自身相对位移标准差的影响。研究结果表明:连体位置对结构刚度较弱的单塔的影响大于刚度较强单塔;连体的响应标准差随连体位置上升而逐渐加大;连体的响应标准差远大于楼层层间位移标准差。同时,分析了结果产生的原因,为高层连体结构的设计与分析方法提供参考。     

某低位连体结构中连廊对塔楼的影响分析

为了探究低位连体结构的连廊对塔楼刚度、周期、振型、扭转等动力特性的影响以及罕遇地震下整体结构的损伤、连体部位的楼板应力情况,对某工程在多遇地震及罕遇地震下的响应进行了研究。计算结果表明:采用刚性连接的连接体具备足够的刚度时,连接体能够有效地协调塔楼的侧向变形,增加结构整体刚度;在罕遇地震下,连接体所在层的相邻上下层的损伤较其他楼层要大,需对其相应加强,虽然低位连体的楼板应力相对较小,但仍需对连接体所在层及其相邻上下层的梁和楼板进行构造上的加强,以保证连接体的水平力得到有效传递。     

某多塔连体结构高位钢连廊连接方案抗震性能分析

为确定某多塔超限连体结构高位钢连廊的连接方案,建立了4种不同连廊连接形式的模型,开展计算模型的抗震对比分析。模型A连廊为两端刚接,模型B连廊在T2塔楼滑动、T3塔楼刚接,模型C连廊在T3塔楼滑动、T2塔楼刚接,模型D连廊为两端铰接。分别对4种高位连接方案开展多遇地震作用下的弹性分析,对比4种模型的位移与内力包络值,并分析罕遇地震作用下结构的动力弹塑性响应。分析结果表明,高位钢连廊刚性连接方案可以提高整体结构的平动刚度;多遇地震作用下刚性连接方案不仅可以减小结构位移,还能降低连廊梁的弯扭矩,实现塔楼之间的刚度协调;罕遇地震作用下刚性连接方案具有最小的弹塑性层间位移角以及顶点位移,强连接方案关键梁柱节点最大位移较小,4种模型的损伤情况相近。因此,针对该多塔连体结构,高位连廊采取刚性连接方案对整体结构更有利。     

某超限多塔高层结构连廊大震弹塑性分析及其减震控制

多塔连体结构中,连廊与塔楼间的连接一直都是结构设计中的难点。基于SAUSAGE软件平台,本文以珠海某大底盘四塔连体结构工程为背景,研究了在水平双向罕遇地震作用下,单塔、多塔和整体三种模型方案对采用滑动支座和速度型粘滞阻尼器连接的连廊结构地震响应及阻尼器耗能的影响。通过对连廊的动力弹塑性时程分析,对比分析了不同模型方案中连廊的减震效果。结果表明,在水平双向罕遇地震作用下,采用速度型粘滞阻尼器控制的设计方案能够发挥很好的耗能减震作用。但单塔和多塔模型方案,忽略了其他塔楼的影响,偏向于安全。实际工程中连廊的分析应采用整体模型分析,设计时应引起重视。     

有阻尼连廊对主体钢结构及连廊本身抗震性能的影响

以两多层钢框架单体用连廊连成一体的整体建筑为工程实例 ,考虑连廊的耦合作用 ,采用时程分析方法 ,计算了结构在罕遇地震下的动力响应 ,分析了连廊端部设置阻尼器后对整体结构和连廊本身抗震性能的影响程度。     

厦门时代广场复杂连体隔震结构整体分析

针对厦门时代广场商业区这一复杂连体顶托一网架的环形建筑采用整体建模方法,分别进行了水平两方向多遇地震和罕遇地震作用下的非线性动力时程计算及分析,并与无连体结构进行了对比研究。整体模型的动力分析结果表明,连廊与主体之间组合隔震系统后,连廊的滑动端平均滑动距离的减震效果自下而上逐渐显著;各单体建筑楼层剪力由于连廊与顶部网架的动力影响,底部两层出现楼层剪力放大,但其余楼层剪力明显减小;网架与托柱之间采用柱顶组合隔震系统后,网架柱底总剪力减震效果极为显著,底部剪力分布更均匀,对调整下部结构内力分布,减小结构在动力作用下的反应是显著的。     

强震下竖向不对称收进高层结构损伤分析

某竖向不对称收进高层结构采用钢管混凝土框架-核心筒-伸臂桁架结构体系,利用损伤塑性本构考虑混凝土的损伤发展,建立了不规则高层结构的三维弹塑性分析模型,分析强震作用下超限高层结构抗震性能及损伤分布,同时分析地震波幅值对不规则高层结构损伤发展的影响。分析得到:罕遇地震作用下核心筒剪力墙整体处于轻微损伤状态,连梁进入塑性而发挥耗能作用;竖向不对称收进的高层结构核心筒损伤较大部位为伸臂桁架楼层及其相邻上部楼层,对该区域损伤较为明显的剪力墙应进行配筋加强;伸臂杆件所在楼层的楼板承担较大的水平剪力作用,处于中度损坏,应进行设计加强;罕遇地震作用下结构损伤发展较设防地震作用时增大,但结构损伤部位和趋势较为一致。由此得出结论,对于竖向不对称收进高层结构应进行强震损伤分析以明确结构抗震薄弱部位。     

超长连体结构地震行波效应影响研究

对于空间跨度较大的结构,行波效应对其地震响应的影响不可忽略,但目前对于超长连体结构的行波效应研究较少。苏州国际会议酒店为结构总长度333m的超长连体结构,连廊与塔楼之间采用铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器实现柔性连接。以该项目为背景,研究行波效应对该类结构地震响应的影响。首先应用了行波效应视波速的简化计算方法,给出了国内场地视波速的参考取值范围。考虑不同视波速对苏州国际会议酒店进行多点激励地震弹塑性时程分析,重点研究一致激励与多点激励下的地震剪力、位移、加速度与支座性能差异性。结果表明：多点激励下结构楼层剪力小于一致激励,其差距随视波速的降低而增大,多点激励下基底剪力最大减小15%;结构层间位移角可满足规范要求,底部楼层多点激励层间位移角大于一致激励,其差异随视波速的降低而增大;考虑行波效应时连廊扭转效应显著提高,而连廊加速度有所降低;铅芯橡胶支座侧向位移可满足设计变形需求,其在多点激励下的侧向位移大于一致激励;行波效应亦对黏滞阻尼器附加给结构的阻尼比有一定影响。     

连体高层空中连廊的风致振动分析方法

结合风洞同步测压试验,利用高效的广义坐标合成法分析了某连体高层空中连廊的风振特性。采用塔楼-连廊的整体结构模型进行计算,可充分考虑塔楼运动对连廊的影响。计算结果表明,连廊的运动主要是由于塔楼主体运动引起的,连廊自身风压对其风致响应的贡献极小;两座塔楼的相对运动与横梁的轴力有很强的相关性,是造成横梁受拉压的主要因素。分析表明,不管连廊与主体之间采用何种连接方式,都不宜将空中连廊作为独立结构计算其风振特性。采用的整体分析方法对于分析连体高层主体及连廊的风致振动具有普遍的适用性。     

某隔震建筑连廊结构设计与分析

某隔震建筑连廊由23.9m高的框架隔震结构和35.1m高的框架-剪力墙隔震结构，通过跨度为25.3m的钢桁架连廊分别在5.15m和16.55m标高连接形成。两侧塔楼水平位移和体量差异大，进行了3种连廊连接方式的选型分析，确定了一端固结一端滑动的连接方案。分析结果表明连廊对两侧隔震建筑的影响较小，在设防地震和罕遇地震作用下，有无连廊连接时两侧隔震建筑底部剪力和倾覆力矩基本一样，塔楼结构按单体模型进行承载力设计基本可行。通过罕遇地震作用下连廊整体模型和单体模型的变形分析，确定了连廊滑动支座的设计参数。有连廊整体和无连廊单体弹塑性分析结果表明塔楼结构相关范围构件均能满足性能目标要求。人群竖向荷载和横向荷载作用下，连廊结构的舒适度满足规范要求。     

某不对称双塔连体高层结构设计研究

某工程两栋不同高度高层办公塔楼间设置了两个大跨连廊构成连体结构,连廊跨度26.5m,采用空腹桁架结构形式。为探究连体结构的连接体对塔楼的整体刚度,周期、振型等动力特性的影响以及地震作用下,塔楼地震剪力的分配、整体结构的损伤、结构抗震性能评价,文章对该工程在多遇及罕遇地震下的响应进行了计算分析,并通过简化的理论推导,对连体结构塔楼间地震剪力的分配规律进行了解释。计算分析结果表明:采用刚性连接的连接体具有足够的刚度时,地震作用下,连接体能够较为有效的协调两侧塔楼的侧向变形,增大结构的整体抗侧刚度;塔楼及连接体均能实现预设的性能目标,结构具有较良好的抗震性能。罕遇地震下,连接体楼面薄弱处以及2#楼剪力墙底部墙肢损伤相对较大,揭示这些区域需要进行构造加强。     

高层隔震结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

考虑地震动的非平稳特性,运用虚拟激励法对高层隔震结构在非平稳激励下的随机地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟隔震层与上部楼层的滞变特性,建立高层隔震结构的非线性化运动方程。运用精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到高层隔震结构在非平稳地震激励下各楼层响应的时变方差。基于首次穿越准则,研究非平稳随机地震激励下各楼层与结构整体的可靠度。运用上述理论,分析某高层基础隔震结构在8度与9度罕遇地震作用下的随机地震响应,隔震后上部结构各楼层层间位移方差较非隔震结构大幅减小。研究表明：结构的位移响应呈现强烈的非平稳性,且具有明显的时滞现象;高层隔震结构在强震作用下各楼层可靠度较非隔震结构有很大的提高,说明高层隔震结构具有足够的安全性。运用可靠度理论进行分析亦能发现结构的薄弱部位,该方法对结构的性能设计与性态控制具有指导意义。     

带连廊高层剪力墙结构的抗震分析与设计

随着人们对居住品质的追求,南北通透的连廊式板式房型逐渐流行。而对结构而言,连廊作为各独立单元的连接,起到结构连接与变形协调的作用。但连廊一般较窄且伴随楼板开洞,为结构薄弱部位,因此,对连廊进行合理的设计成为此类结构的关键所在。对高层剪力墙结构的连廊部位进行了小震、中震、大震下的应力应变分析,研究连廊部位的地震响应,提出此结构的抗震设计方法。     

钢筋混凝土次梁铰接的理论研究及案例分析

在结构设计中,常常采用次梁作为主梁与楼板之间的连接构件。钢筋混凝土次梁与主梁之间设计为刚接或铰接在工程界存在一定的争论。首先对次梁点铰问题进行了相关理论及观点的梳理总结,并有针对性地提出了设计理念,然后通过工程实例研究了次梁点铰对结构地震响应相关参数的影响。研究表明:次梁铰接使结构总体刚度变小,相较刚接周期一定程度增加,但增幅很小;多遇地震弹性响应表现为位移角增大,基底剪力减小,但相差较小;结构总体用钢量有所增加,小于1. 5%。罕遇地震作用下次梁刚接较铰接结构损伤有一定程度的增加。     

某40米大跨度连廊结构设计与分析

重庆市某工程园区主入口处设置一40m大跨度连廊,连廊高度3.28m,跨高比12.2,连廊底部距地面高度15m。连廊采用钢结构桁架的形式铰接支承于两端柱顶。沿纵向设置4榀主桁架及1榀封边桁架。沿横向设置7榀次桁架。采用MIDAS GEN软件对连廊的整体刚度、构件强度进行了计算,其中着重分析了封边钢梁受力、连廊楼板轴向应力、连廊节点应力、连廊舒适度等。计算结果表明,封边钢梁及混凝土楼板会随主桁架整体变形,共同受力,设计需针对性地采取构造措施;节点处会存在一定的应力集中现象,并非均匀受力;连廊自振频率接近或低于3Hz时,在人行激励下可能会产生共振现象,应对连廊加速度时程响应做详细分析,峰值加速度满足《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)的要求。