框架—核心筒结构伸臂的简化计算模型

将伸臂看作铁摩辛柯梁,核心筒看做底端固定上端自由的悬臂梁,伸臂对核心筒的约束作用看做抗扭弹簧,提出了新的框架—核心筒—伸臂结构的简化计算模型.本文计算模型更加符合结构实际受力,且使用方便.     

双伸臂框架核心筒结构的简化计算力学模型

将核心筒看作是竖起来的铁木辛柯梁,结构的边界条件为固定的底端和自由的上端的悬臂梁,伸臂加强层被认为是作用在核心筒上的弹性约束,产生与结构变形方向相反的约束弯矩,而多个伸臂之间的作用具有相互关联的影响,考虑核心筒和伸臂的刚度以及框架柱的轴压刚度建立平面简化力学计算模型.     

大连某超高层框架-核心筒-伸臂结构整体设计

大连某超高层建筑塔楼大屋面高249.4m,建筑顶高度为267.6m,采用框架-核心筒-伸臂结构,外框柱为钢管混凝土柱。通过分析该结构的基础设计、体系特点、抗震性能化设计原则、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,着重阐述了设计中的关键问题:桩筏基础的设计要点,内埋型钢的混凝土核心筒加强原则、加强层的设计以及矩形钢管混凝土外框柱设计。     

框架核心筒伸臂结构分析的哈密顿对偶体系

采用框架核心筒伸臂结构的简化计算模型,将核心筒看做底端固定上端自由的悬臂梁,伸臂对核心筒的约束作用看做抗扭弹簧,考虑核心筒和伸臂的弯曲、剪切变形及核心筒的宽度影响,导出了结构的Hamilton对偶求解体系,通过两端边值问题的精细积分法,求解核心筒的内力与变形。以施加倒三角水平荷载的框架核心筒伸臂结构为例,进行算例计算。     

带水平伸臂构件加强层框架-核心筒结构的计算与设计

介绍了水平伸臂构件的作用机理及常用类型,总结归纳了带水平伸臂构件加强层框架-核心筒结构的计算与设计要点,并通过实例计算对该结构形式进行了分析。     

伸臂桁架对框架-核心筒-伸臂桁架结构侧向受力性能的影响

对国内部分300 m以上超高层建筑外框架柱布置情况进行了统计。就伸臂桁架对外框架承担倾覆力矩、剪力比影响进行了分析,得到了外框架承担剪力比与承担倾覆力矩之间的关系,表明框架-核心筒结构增设伸臂桁架后,外框架承担倾覆力矩增加同时承担剪力比降低。在此基础上,以一88层超高层建筑为研究对象,在6组不同外框架梁线刚度条件下,就伸臂桁架连接柱与其他外框架柱截面面积比对结构侧向受力性能影响进行了分析。结果表明:当外框架梁线刚度小时,将外框架柱截面面积凝聚在伸臂桁架连接位置,结构效率最高;当外框架梁线刚度大,外框架柱截面均匀时,结构效率最高。截面面积比变化对外框架柱承担的总倾覆力矩影响较小,但随着截面面积比增大,外框架承担剪力比逐渐减小。     

带核心筒结构的计算与设计水平伸臂构件加强层框架-

介绍了水平伸臂构件的作用机理及常用类型,总结归纳了带水平伸臂构件加强层框架-核心筒结构的计算与设计要点,并通过实例计算对该结构形式进行了分析     

带剪切屈服型伸臂加强层框架核心筒结构破坏机制研究

鉴于带普通加强层的框架核心筒结构在加强层附近刚度突变和应力集中现象严重,罕遇地震下难以形成合理的破坏机制,本文借鉴偏心支撑钢框架剪切屈服耗能梁段,提出采用剪切屈服型伸臂加强层。通过对比带剪切屈服型伸臂加强层与带普通加强层的框架核心筒结构在风载以及多遇地震下弹性动力响应,以及其在罕遇地震下塑性铰和剪力墙裂缝分布情况,得到其在弹性阶段与带普通加强层结构抗侧刚度接近的情况下,在弹塑性阶段的位移控制能力优于带普通加强层结构,且破坏机制合理,有效减少了剪力墙裂缝,并保护了框架柱使其不出现破坏。     

斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构抗震性能研究

为明确钢管混凝土(CFT)柱框架-核心筒-伸臂桁架混合结构的抗震性能,结合典型工程“青岛海天中心”,采用MARC有限元软件对该结构体系进行抗震性能分析。分别进行了多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析。结果表明：设置斜CFT框架柱可有效控制结构顶点位移,罕遇地震作用下,最大顶点位移较直CFT框架柱结构的降低约76.6%;斜CFT柱使地震剪力由核心筒向框架转移,转移后的地震剪力更接近双重抗侧力体系的设计要求,即在多遇地震作用下框架部分至少承担结构总底部剪力的20%;同时,结构倾覆力矩的变化与剪力相反。设置斜CFT框架柱的结构可充分利用材料性能,在发挥相同抗侧力作用情况下能取得较好的经济效益。在此基础上,对结构进行基于增量动力分析(IDA)的地震倒塌易损性分析,确定了结构塑性发展路径为连梁、核心筒底部、框架柱底端、伸臂桁架。易损性分析结果表明,CFT框架柱斜置未对结构抗震倒塌安全储备产生不利影响,依然表现出优异的抗地震倒塌能力;结构变截面楼层部分的连梁和周围墙底塑性损伤最为严重,在设计中应对其进行加强。     

高层建筑框架-核心筒结构分析

框架-核心筒结构由于具有较强的抗侧向刚度和杰出的空间性能,结构自重轻,其布局形式有利于建筑整体的受力性能,在高层和超高层建筑中得到普遍应用。超高层建筑通常结构功能复杂,使用性强,体型巨大,内部垂直交通等服务设施的空间合理设计至关重要。框架-核心筒结构中筒芯刚度大,能接受较大的地震剪力,使连梁先屈服破坏,而筒体能持续工作,框架结构主要承受竖向荷载,与筒芯保持良好的整体受力性,因此,在遇到地震作用的情况下,筒外框架柱的破坏程度要大于核心筒。本文综述框架-核心筒结构功能和受力特点以及高层建筑发展。     

水平加强层在框架-核心筒结构体系中的应用研究

框架-核心筒结构是一种常用的高层建筑结构型式，设置水平加强层，可以增强结构的抗侧刚度，它是减小在风荷载作用下水平位移过大的有效方法，但在地震作用下，加强层的设置会引起结构刚度、内力突变，形成薄弱层，结构的破坏机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。论文结合实际工程，对是否设刚性加强层进行比较，对不同的模型进行计算，寻求设置加强层对结构周期、位移和受力性能的变化规律，从而为工程选择正确的结构体系，使设计安全、经济、合理。     

基于多目标遗传算法的框架-核心筒-钢桁架伸臂结构中伸臂层数量及设置位置分析

由于钢桁架伸臂体系的优点,其在框架-核心筒高层结构体系中被大量使用,然而伸臂层在高层结构中的数量和布置问题对高层结构的性能有着至关重要的影响.在已有简化模型及某一高层结构案例的基础上,运用多目标遗传算法,以结构顶点位移及筒底弯矩为两个目标函数,进行优化设计并得到可供设计者选用的帕雷特解集.另外,应用Matlab开发了基于多目标遗传算法的优化程序.结果表明,与常规设计不同,优化程序最终可给出多个初步设计方案供业主对比及选择.业主主动参与设计机会增加,可提出满足约束条件甚至高于约束条件的性能指标要求,较好地体现了基于性能设计的思想.     

黏滞阻尼伸臂对超高层框架-核心筒结构抗震性能的影响研究

超高层框架-核心筒结构通常设置伸臂桁架以提高结构刚度并满足层间位移角等规范控制指标.采用PERFORM-3D软件建立了带有普通伸臂的刚性方案模型和带有黏滞阻尼伸臂的阻尼方案模型,对比了两种方案在多遇、设防、罕遇地震作用下的层间位移角及结构受力情况,比较了罕遇地震作用下两种方案的残余变形及结构的损伤情况,最后结合构件的耗...     

带巨型柱钢框架-核心筒骨架结构参数分析

通过对带巨型柱钢框架—核心筒骨架结构体系的三维有限元分析,探讨了骨架结构中巨型柱位置、巨型柱与核心筒之间伸臂桁架的连接刚度对结构的顶点位移、最大层间位移角、剪力、地震倾覆力矩分配的影响,并与钢框架—核心筒结构作了对比,得出一些结论和建议。     

巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程的动态模拟

考虑高强混凝土的收缩、徐变对竖向变形及结构应力的影响,运用有限元软件,结合武汉中心工程实例,对巨柱框架-核心筒-伸臂桁架结构体系施工过程进行力学模拟和受力性态分析。计算结果表明:在重力与施工荷载作用下,楼层的标高位置与设计位置存在变形差异,最大变形差异发生在塔楼中间部分;核心筒超前施工对塔楼的竖向变形存在一定的影响,但对整体变形影响较小,可以在施工过程中通过找平进行调整。     

框架核心筒结构在建筑结构设计中的应用

框架核心筒结构在建筑结构设计中的应用越来越广泛,通过对框架核心筒结构体系合理的设计,可以有效的确保建筑结构的抗震性能。本文笔者将结合具体的建筑结构设计实例,简要探讨框架核心筒结构在建筑结构设计中的应用,希望能对类似工程起到借鉴作用。     

框架—核心筒结构在工程中的应用

高层建筑结构受力不同于多层建筑结构,水平风荷载或地震作用引起结构变化起主导作用。通过对框架—核心筒的平面结构布置、刚度(位移角、位移比)、周期比、强度(剪力墙和框架柱的内力计算)、框架部分地震剪力及倾覆力矩等方面进行计算比较,使其更好地发挥抗震抗风性能。     

带加强层框架-核心筒结构的静力弹塑性分析

高层框架-核心筒结构为提高抗侧刚度、降低剪力滞后效应,常设置伸臂与外围圈梁构成水平加强层.以模拟框架考虑核心筒的弹塑性性能,运用空间有限元程序对某带加强层框架-核心筒结构进行了静力弹塑性分析,考察了结构的抗侧刚度变化、屈服机制、出铰顺序等,得到若干具有工程设计参考价值的结论.     

超高层框架-核心筒结构体系技术经济性研究

为了考察钢筋混凝土框架-核心筒结构对超高层建筑的适用性,针对6度、7度、8度设防,对建筑高度为150~300m的超高层办公楼结构体系进行了较为系统的研究,分别对12个模型进行了非抗震工况组合与抗震工况组合计算分析。针对超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构体系的抗震设防特点,给出框架柱与剪力墙型钢设置的原则,研究了楼板、楼面梁、框架柱及剪力墙用钢量和混凝土折算厚度的变化规律。为了保证结构材料用量统计的准确性,对各种工况进行包络设计。在对近年来钢材和混凝土材料价格变动分析统计的基础上,探讨各类结构构件工程造价和结构单位面积工程造价的规律,并考虑建筑高度超过100m后人工降效与机械降效引起施工费用的增加。