深业上城高塔结构动力弹塑性分析

深业上城高塔为一大型酒店和办公的超高层建筑,地上80层,结构高度388m。塔楼采用了巨型框架+核心筒结构体系,其中巨型外框架由巨柱、带状桁架组成、双层环梁及型钢混凝土连接梁组成。采用型钢混凝土连接梁联系外框架和核心筒而不设伸臂是本塔楼结构的一个创新点。通过7组罕遇地震波作用下的动力弹塑性分析,表明结构抗侧刚度沿竖向均匀,楼层剪力传递简单合理;最大弹塑性位移角大于1 100规范限值要求;连梁和型钢混凝土连接的梁大部分出现了混凝土的受压塑性损伤,很好地起到了耗能作用;剪力墙混凝土的受压损伤因子较小,巨柱及带状桁架保持弹性,结构可满足"大震不倒"的性能目标。     

郑州银基中央广场结构设计

郑州银基中央广场项目包含两栋塔楼和裙房,采用了不设置永久结构缝的大底盘多塔结构形式,属复杂超限高层结构。高塔采用框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,结合塔楼高区酒店和中、低区办公功能对柱网的不同需求,利用高区的设备转换层进行了外框柱网的转换,角部采用了折梁转换;由于低塔核心筒的高宽比达到15.7,为加强整体抗侧刚度,采用了框架+端墙/楼面梁+核心筒的抗侧结构体系。针对与端墙相连楼面梁的受力特点,对其进行了刚度敏感性分析以模拟不同地震水准下的刚度退化影响。并制定了区别于一般耗能构件的性能目标,即大震作用下,允许较大比例的连梁严重破坏耗能,并对连梁采取了防跌落构造措施。另外,对塔楼的基础设计及考虑变刚度调平的布桩方法、中震作用下核心筒外墙的拉应力分析及处理措施进行了论述。     

罕遇地震下某巨型框架核心筒结构抗震性能研究

某超高层塔楼结构高度387m,采用设加强层(7道环带+1道伸臂)的巨型框架—混凝土核心筒结构体系,结构高宽比约6.3,核心筒高宽比约14.3。核心筒沿高度逐渐收进,在高区向北偏置。为评价结构的抗震性能,反映结构的薄弱部位,进行了7度(0.10g)罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。分析结果表明:巨柱、伸臂和环带桁架型钢均未出现塑性应变,处于弹性工作状态。大部分区域核心筒墙肢的混凝土受压损伤因子较小,属于基本完好、轻微损坏。中高区墙肢收进和加强层刚度突变的局部区域损伤比较严重,采取措施加强后,改善效果显著。大部分连梁受压损伤较重,连梁内型钢出现了一定程度的塑性应变,起到了良好的屈服耗能作用。结构层间位移角未超过1/100的限值,关键构件满足罕遇地震抗震性能目标的要求。     

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。     

某框架-核心筒超高层塔楼结构设计

某框架-核心筒超高层塔楼,为超B级高度建筑,高宽比7.21.为减轻自重并增加结构抗侧刚度,采用型钢混凝土柱+钢筋混凝土核心筒+环带桁架+伸臂桁架组成的结构体系.采用两种结构分析软件对塔楼的力学特性和抗震性能进行对比分析.通过筛选地震波进行弹性时程分析、补充分析及抗震性能化设计;针对结构特点和薄弱环节进行分析并采取加强措...     

带伸臂桁架结构刚度限值研究

巨柱―伸臂桁架―核心筒结构体系中,伸臂桁架应采用"有限刚度"来弥补结构整体抗侧刚度的不足,尽量减少结构刚度的突变导致的内力激增。本文对伸臂桁架结构进行了罕遇地震作用水平下的弹塑性时程分析,结果表明,伸臂桁架与核心筒的线刚度之比应选择在1.0的范围内,大于该值,伸臂桁架刚度过大,对减小结构的层间位移角作用甚微,反而会造成整体结构刚度突变严重和伸臂桁架设置处的内力剧增;考虑到巨柱对伸臂桁架承载效率的提高作用,巨柱与核心筒的等效刚度比值不宜小于8.0。     

江苏东方国际大酒店超高层结构设计

江苏东方国际大酒店超高层塔楼采用钢管混凝土框架柱-钢筋混凝土剪力墙核心筒的混合结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理配置内筒、外框架结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥结构构件的效用,保证结构的安全性。同时对结构的关键构件进行深入细致的计算分析,以保证工程的安全性和合理性。     

武汉中心伸臂桁架设计与研究

武汉中心塔楼采用巨柱框架-核心筒-伸臂桁架体系。在设计过程中对伸臂桁架道数、位置、立面形式、截面的确定进行了分析研究;结合建筑、机电的要求进行了伸臂杆件入墙延伸段的设计,并针对不同墙厚条件设计了嵌入式和外包式两种伸臂桁架入墙节点形式;对伸臂桁架杆件与钢管混凝土柱连接的构造方式进行了比选,并结合施工过程分析探讨了伸臂杆件延迟封闭的必要性。最终选用了设置3道伸臂桁架的结构方案并确定了各道桁架的具体做法。     

珠海某超高层塔楼结构设计重难点及对策

珠海某超高层项目有两栋塔楼,其中148.9m高的公寓塔楼存在核心筒高宽比大、抗风刚度较弱、建筑外立面外扩的特点,249.5m高的办公塔楼存在建筑外立面外扩、中高区核心筒收进等特点。针对结构设计过程中的重难点,公寓楼利用避难层设混凝土加强梁,有效提高结构抗侧刚度,采用变截面柱的形式顺利实现竖向力的传递和建筑立面效果;对办公楼采用斜柱来实现外框柱位的过渡和立面的要求,为减少核心筒收进带来的刚度突变影响,采取在中区核心筒分阶渐变收进、在高区核心筒进一步收进后加强角部墙肢刚度的措施。弹性及弹塑性验算结果表明,结构满足预期的抗震性能目标C级要求,结构具有良好的抗震性能和抗侧刚度,各项结构措施合理可靠。     

平安金融中心结构设计研究综述

平安金融中心塔楼采用巨型空间斜撑框架-劲性钢筋混凝土核心筒-外伸臂结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理地配置内筒、外框结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥了结构构件的效用,保证了结构的安全性。对结构进行了深入细致的计算分析,并展开各项试验研究,以保证工程的安全性和合理性。     

天津富润中心超高层结构设计

天津富润中心采用钢管混凝土叠合柱和钢筋混凝土核心筒作为结构受力体系,并利用避难层设置伸臂桁架加强其侧向刚度。提出了合理的抗震性能目标,并进行了小震弹性和大震弹塑性分析,将概念设计和计算充分结合,确保了结构方案的安全合理。在基础设计中选择了合理的静载试验方案,并采用变刚度调平来减小内筒和外框之间的沉降差。对一次性加载、正常施工模拟加载、考虑逆作的施工模拟加载三种施工顺序进行了模拟加载分析。针对钢管叠合柱与混凝土梁连接节点,提出了在钢管壁开方洞补强的方案,进行了节点补强有限元分析和节点试验。对两栋塔楼之间的裙房梁板进行了专项有限元分析,按中震不屈服配筋,并进行了大震不坍塌验算。通过将加强层核心筒角部内置圆钢管改为方钢管端柱,优化了此位置连接节点。     

东莞国贸中心T2塔楼结构设计

东莞国贸中心T2塔楼建筑高度428.8m,主要建筑功能为商业和办公。塔楼采用了矩形钢管混凝土(CFT)柱和钢梁的组合外框架+带伸臂的核心筒的双重抗侧力体系。主要阐述了塔楼的结构体系及特点、结构构件的性能目标、关键节点的设计、整体指标的控制及评价和主要结构构件的抗震构造措施。     

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。     

深圳大百汇主塔楼结构设计与分析

深圳大百汇主塔楼高度为375m,超高层主塔楼是集办公、酒店、公寓和商业为一体的综合体,结构体系采用带伸臂桁架与腰桁架的钢管混凝土柱-钢梁框架-核心筒混合结构体系。塔楼建筑立面呈纺锤形,外框柱沿曲线布置而形成一系列的斜柱。介绍了主塔楼结构方案的确定方法及结构设计重点,描述了曲线布置的斜柱体系对抗侧刚度的提高效应、伸臂桁架的选取及优化、斜柱引起钢梁水平轴力的计算方法,基于性能抗震思想对结构及构件进行大震性能评估。结果表明塔楼整体刚度与构件满足抗风与抗震的性能要求。     

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。     

保利增城金融总部办公塔楼结构设计

保利增城金融总部办公塔楼建筑高335m,为带三道转换桁架的矩形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构。分析环带与伸臂桁架敏感性发现,由于外框柱不连续导致环带与伸臂桁架对刚度贡献较小,故结构不另外对其设置。在节点区混凝土可能存在浇筑不密实,不考虑混凝土有利作用,对转换桁架节点钢材板件有限元分析,通过加厚板件并提高钢号,可实现大震弹性与强节点弱构件性能目标。因建筑效果,首层核心筒外墙在穿梭梯入口处需开大洞,且梯间墙厚由1.2m减薄至0.6m,导致首层外墙薄弱与剪力墙偏心问题,通过壳元偏心应力分析发现,偏心弯矩主要在墙厚变化位置的楼板处平衡,在穿梭梯洞口上设置SRC转换梁,使其在穿梭梯间柱破坏时仍满足大震不屈服,形成二道防线。桁架转换层转角区域径向梁由于其上下柱与环向梁不共面,产生拉力,通过中大震性能验算对其加强。     

中粮前海总部大楼结构设计难点分析与处理

中粮前海总部大楼项目为复杂超高层结构,塔楼采用带1道伸臂桁架的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒偏心布置,局部采用斜柱转换,高区采用张拉索幕墙结构附着在主体结构。介绍了偏筒结构设计的策略;对斜柱转换的特殊节点设计进行分析;对超大张拉索幕墙结构与主塔楼结构构件的节点进行了受力分析。结果表明,偏筒结构通过对核心筒采用不等墙厚设计可以有效地减少偏心,同时在核心筒墙内设置型钢可以有效抵抗核心筒偏置带来的拉力;合理设置桁架结构可以有效地抵抗拉索幕墙传递的扭矩和拉力;圆形柱和方形柱转换节点采用三道环板转换可以高效地实现节点力转换且方便施工。     

上海中心大厦伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的抗震性能试验研究

在上海中心大厦伸臂钢桁架与柱和核心筒连接单调静力试验的基础上,进行了该连接的抗震性能试验。试验设计了3种不同的反复加载路径,以考察普通循序渐增加载方式和不同损伤累积后再以普通循序渐增加载方式下试件滞回特性和耗能能力的差别。结果表明：在几种不同路径反复荷载作用下,试件最终破坏均发生在伸臂桁架斜腹杆和下弦杆端部,伸臂桁架与巨柱和核心筒连接的节点板塑性应力水平较低,滞回曲线形状饱满,延性较好,满足结构抗震设计要求;伸臂桁架在不同加载路径下的累积塑性耗能引起的塑性损伤对伸臂桁架的滞回性能退化有一定影响,但并不显著;单斜腹杆作为伸臂桁架耗能的主要构件,其累积轴力耗能占伸臂桁架总耗能的70%左右。     

单面外包混凝土组合钢板剪力墙的混凝土板厚需求

外包混凝土组合钢板剪力墙抗剪承载力高、抗侧刚度大、耗能能力强,是一种有效的高层结构抗侧力构件。该构件利用钢筋混凝土板对钢板提供的侧向约束,使得钢墙板屈曲晚于剪切屈服。延性设计要求钢板进入剪切屈服后要有一定的变形耗能能力,混凝土板需达到一定的厚度才能保证钢板发生弹塑性屈曲。因此混凝土板厚需求是组合钢板剪力墙设计中的一个关键问题,但前人对于这方面的研究并不是很多。考虑栓钉间距、混凝土板厚度、钢板厚度、混凝土强度等级、墙板高宽比的变化对单面外包混凝土组合钢板剪力墙进行了弹塑性分析。基于有限元计算结果,提出了单面外包混凝土组合钢板剪力墙在层间侧移角小于0.4%时钢板不发生屈曲的混凝土板厚需求计算公式。     

石狮某办公楼结构设计

该办公楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,楼盖采用钢筋混凝土单向双次梁布置体系。通过采用不同混凝土等级,调整外框梁柱断面及核心筒墙布置,妥善解决了因设置设备层造成的刚度突变问题以及连梁超筋问题,使结构抗侧刚度沿竖向变化较均匀,塔楼核心筒采用筏板基础,外框架及裙房部分采用独立基础加防水板,同时对一些重要结构构件的抗震等级提高,最终较好地实现结构的经济合理性。