保利国际广场二期结构设计北大核心CSCD

[摘要]保利国际广场二期为带巨型转换桁架的框架-剪力墙超限结构,4个剪力墙筒沿结构周边布置,巨型转换桁架位于结构3层,并在结构2～4层剪力墙中设置钢板形成钢板剪力墙形式。介绍了结构体系、设计条件,并对结构受力特点及超限情况进行阐述。对风荷载及小震、中震、大震作用下的结构及构件进行分析,分析结果表明,采取合理的措施和对策,结构能够满足设定的抗震性能目标。最后对巨型钢转换桁架进行防火设计,确定砂浆厚度。     

中国建筑千米级摩天大楼结构设计与研究

中国建筑千米级摩天大楼超限高层建筑高度1 180m,采用由3个周边单塔+中央交通核每100m通过2层共15m高的连接平台刚性连接而成的巨型组合结构体系。4个单体均采用圆形钢管混凝土柱+钢框架梁+外包钢板剪力墙结构体系,在连接平台楼层周边单塔设置伸臂桁架和腰桁架,单塔沿弧形长度方向设置两道巨型X形支撑。系统介绍了该项目的结构体系及布置、地基基础设计、地震作用和风荷载的确定方法和原则、抗震设防性能化目标;通过不同程序计算,对结构整体计算结果进行分析,对外包钢板剪力墙进行详细研究,关键节点进行有限元模拟。研究表明,体系选择合理,工程各项计算指标比较理想,结构满足性能化设计的要求。     

跨度60m的巨型桁架分析与工程应用

北京新保利大厦是超限高层建筑,采用了钢框架-混凝土多筒剪力墙结构。在结构顶部采用60m跨的巨型桁架作为屋顶花园及单层60m×90m双向预应力索的支撑,并连接结构体系中两个筒体使结构成为连体。对该桁架结构的选型、荷载分析、力学分析、节点分析及工程实现等方面进行了分析。在施工和加载过程中,对桁架进行了应力监测,结果与理论计算值吻合。     

某超限高层建筑振动台试验模型设计与制作

拟对某超限高层建筑结构模型进行模拟地震振动台试验,该建筑塔楼53层,结构高度250m。该建筑塔楼在5~6层之间、20~22层之间、37~39层之间布置了三道环形钢桁架,第二道环形桁架作为结构的加强层,第三道环形桁架为结构的加强层兼作转换层,通过转换层,办公层转换为酒店层,巨型柱转变为密柱。由于该建筑塔楼属于超限结构,对该建筑塔楼进行了振动台试验。在振动台试验过程中,对模型材料的选取、动力相似关系等进行了分析,对构件截面设计及简化方法进行了讨论,对模型施工方法进行了叙述,并对设计和施工中的误差进行了分析。     

某超限复杂高层办公楼结构设计

苏州昆山某办公楼为带转换层的超限复杂高层,转换层以下为由筒体和桁架组成的巨型结构,转换层以上为钢框架+钢筋混凝土多筒体混合结构,具有结构体系超规范、大跨度钢桁架转换、大悬挑钢桁架转换、竖向尺寸突变等结构设计难点。针对建筑特点及结构设计难点,对工程进行结构整体设计及结构难点专项设计,并确定结构关键构件的抗震性能化目标。结果表明,通过合理布置结构体系,采取有效的构造措施,结构的抗震性能可满足规范要求。     

临空国际商务花园四期项目L形高位连体结构选型

临空国际商务花园项目某塔楼为L形连体钢框架-钢板剪力墙超限高层结构,地上9层,其中7～9层为连体,连体对角方向长50 m。对上翻桁架结合跨层桁架、双向单斜撑跨层桁架及双向双斜撑跨层桁架3种结构方案的动力特性和连体结构受力特点等进行了研究,综合建筑造型、使用功能等各方面因素,考虑结构受力均匀合理、倾覆力矩之比及腹杆受力因素,最后确定选用双向双斜撑跨层桁架方案。     

广州珠江新城东塔罕遇地震作用弹塑性分析

广州珠江新城东塔为高530 m的复杂超高层建筑,设计采用了劲性钢筋混凝土核心筒+外围巨型框架+钢伸臂桁架的结构抗侧力体系。运用ABAQUS与BEPTA程序,考虑结构几何非线性,采用显式积分的方法,对该结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在罕遇地震作用下的抗震性能。研究结果表明：通过在顶部收进较大的核心筒剪力墙内埋设钢板加强,错洞墙剪力墙内埋设钢骨桁架加强,与剪力墙连接的环桁架在剪力墙内贯通后,在罕遇地震作用下结构的层间位移角满足规范要求;首层剪力墙和巨型柱均具有较高的受拉承载力;各主承重构件均未出现明显损坏,结构抗震性能较好。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

天津现代城酒店塔楼及裙房抗震设计研究

天津现代城酒店塔楼建筑高度209m,建筑要求高度56m、平面长度65m的裙房结构和塔楼结构连为一体,中间不设置防震缝。酒店塔楼采用带加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为超B级高度超限高层。结构低区外框柱为型钢混凝土柱,核心筒低区采用了钢板混凝土组合剪力墙和带钢斜撑混凝土剪力墙。核心筒高宽比为20,因此为提高刚度设置两道加强层。中部设置伸臂桁架和环带桁架,建筑对与伸臂桁架相连的框架柱截面控制极严,因此伸臂桁架腹杆选用屈曲约束支撑;裙房部位为提高刚度,在不能设置剪力墙且抗侧支撑竖向不连续的情况下设置了屈曲约束支撑。高区设置环带桁架作为加强层,结构底部存在斜撑转换和搭接柱转换。系统介绍了该工程的结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、整体计算结果、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果以及地基基础的设计。     

北昆国际文化艺术中心结构设计难点分析

北昆国际文化艺术中心项目主要功能为大剧场、小剧场、文化服务用房.因用地紧张,采用竖向分层布置,三层和四层的转换桁架实现了下部剧场空间的大跨度转换并支承上部办公服务用房,转换层以下采用钢框架(钢管混凝土柱)-组合剪力墙(型钢混凝土剪力墙)结构体系,转换层以上采用钢框架-支撑结构体系.主要介绍了多级转换桁架系统在中大震时的受力和变形分析;通过对转换桁架在不同荷载工况下的传力路径分析,对复杂转换结构的计算结果进行可靠性判断;对转换桁架及悬挑空腹桁架采用竖向地震系数法和反应谱法进行对比分析;对转换桁架进行抗连续倒塌分析;针对复杂多级跨层转换进行特殊定义的施工模拟分析;根据性能化设计要求,对结构进行大震动力弹塑性时程分析.结果 表明,结构布置合理,结构体系安全可靠.     

某超高层关键构件中震作用下承载力及转换桁架抗连续倒塌验算

对超高层的关键构件转换桁架、支承转换桁架的柱、核心筒底部加强区剪力墙,转换桁架所在楼层及其上下层核心筒剪力墙及转换桁架上下弦杆所在楼层的连梁,进行设防烈度地震弹性验算。并对转换桁架进行抗连续倒塌验算。考察在偶然作用工况下,主要承重结构在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度。     

现代国际复杂超限高层结构设计研究

以现代国际复杂超限高层建筑为例,针对结构特点进行了小震及中震详细分析,并重点分析了桁架转换层的受力及其对整个结构的影响。计算结果表明,桁架转换具有传力明确,传力路径清楚,结构刚度、质量变化较为均匀等优点。     

600米级超高层钢结构节点可实施性设计重点探讨

超高层建筑高度超过600m后,其主体结构一般采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系,核心筒下部为内嵌单层钢板的组合剪力墙,巨型框架由巨型柱和环带桁架组成,有时也设巨型支撑,这些结构构件尺寸巨大,节点尤其是钢结构节点非常复杂,施工难度很大。通过对在建的3座600m级超高层建筑施工案例的分析,探讨了600m以上超高层钢结构节点的施工可行性研究要点,提出这类结构需进行可实施性设计的必要性和建议,同时指出了可实施性设计的工作重点。     

津湾广场9号楼转换桁架结构设计

津湾广场9号楼超限高层建筑采用钢筋混凝土核心筒-矩形钢管混凝土柱钢框架结构体系。结构底部布置钢混凝土组合巨柱,在第8,58层设置转换桁架,将其上部的48根外框柱转换为下部的8根巨柱和4根角柱,且转换桁架下部还悬吊了3层外框柱。鉴于第8层的转换桁架的重要性,对转换桁架进行了性能化设计,并分析了施工分段安装顺序对转换桁架的影响。计算结果表明,转换桁架达到了预期的性能目标,施工过程中转换桁架的安装是合理、安全的。     

某超高层框支剪力墙高位转换结构设计

某超高层建筑31层,房屋总高度144.55m,采用高位转换部分框支剪力墙结构体系.叙述了该项目的前期设计思路、超限情况、抗震性能设计、高位转换结构专项分析及结构相应加强措施等内容,专项分析中对结构转换层上下刚度比验算、型钢在转换构件中的应用、转换层上层墙超限分析、框支构件极限承载力验算等问题进行了介绍.结果表明,利用设备转换的空间增加转换层上层层高以及层高根据梁刚度作用点来计算等措施,可有效提高转换层上下层刚度比值;型钢转换梁、柱的采用,既能使结构构件满足建筑对空间尺寸的要求,又能有效解决柱轴压比、转换梁上层剪力墙抗剪承载力超限等问题.     

带有叠层转换桁架的高层建筑结构设计

某框架-剪力墙结构高层办公楼,部分框架柱不落地,采用跨越4~6层共2层层高的叠层桁架在建筑底部形成跨度25.2m的转换构件,采用转换梁在接近建筑顶部的19层形成另一转换。采用小震振型分解反应谱法分析、小震弹性时程分析、大震弹塑性时程分析、独立转换桁架分析、转换层楼板应力分析等方法对整体结构以及结构关键部位的性能进行了较为细致的分析,探讨了叠层转换桁架的结构受力特性,说明了叠层桁架是一种性能较优的转换结构形式,阐明了带有叠层转换桁架的高层结构设计要点。     

带有叠层转换桁架的高层建筑结构设计北大核心CSCD

某框架-剪力墙结构高层办公楼,部分框架柱不落地,采用跨越4~6层共2层层高的叠层桁架在建筑底部形成跨度25.2m的转换构件,采用转换梁在接近建筑顶部的19层形成另一转换。采用小震振型分解反应谱法分析、小震弹性时程分析、大震弹塑性时程分析、独立转换桁架分析、转换层楼板应力分析等方法对整体结构以及结构关键部位的性能进行了较为细致的分析,探讨了叠层转换桁架的结构受力特性,说明了叠层桁架是一种性能较优的转换结构形式,阐明了带有叠层转换桁架的高层结构设计要点。     

厦门北站巨型混合框架结构设计与分析

厦门北站屋盖是双向跨度为132m×220m的大跨抗震超限结构。工程结合建筑造型,沿屋脊设置两端支承于A形巨型塔柱上的大跨度立体钢桁架,在塔柱之间及塔柱与相邻柱间设置了箱形截面曲线预应力框架梁。钢骨混凝土巨型塔柱、大跨钢桁架及箱形预应力混凝土梁一起构成了大屋盖结构的抗侧力体系及主承重体系,形成了巨型混合框架结构体系。工程设计针对这种新型结构进行了静、动力弹塑性分析。为解决巨型钢桁架与钢骨混凝土巨型塔柱的连接问题,采用钢板及预应力筋的双重连接。巨型混合框架结构在工程中得到了成功应用。     

泉州某高层商业办公楼结构设计

泉州某高层商办楼存在扭转不规则、竖向尺寸突变、部分框架柱转换等三项不规则超限问题。针对本楼的超限情况,结构设计采取了多项措施:框架柱转换位置,竖向尺寸突变位置所在层及相邻层楼板加厚,转换构件增设型钢,转换构件抗震等级提高一级,剪力墙底部加强部位取1~4层并对结构进行小震弹性时程分析,对转换构件等关键构件进行中震弹性复核和大震截面控制条件复核。结构整体设计达到了预期的性能目标。     

某医院行政楼高位桁架转换结构体系设计

某医院行政楼项目建筑高度约60m,为大跨度大悬挑钢桁架转换高层建筑结构。主体结构采用钢-混凝土混合结构体系,底部两侧设置剪力墙底座并延至屋顶,4～5层为双层双向桁架转换结构,最大边跨桁架跨度58.8m,最大悬挑16.8m。剪力墙作为主要抗侧力体系可有效抵抗地震作用和风等水平荷载,双层双向桁架转换体系则作为上部结构的支撑转换结构。主要研究了该建筑的结构体系及特点、结构构件的性能目标、整体指标的控制、转换桁架的受力分析、弹性时程分析以及主要抗震构造措施。结果表明:双层双向转换桁架结构有效实现了大跨度大悬挑的结构转换及上部结构支撑,具有良好的受力性能。