超高层巨型管柱桁架加工制作技术

巨型管柱桁架主要是伸臂桁架、腰桁架,在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架可减小结构侧移,通过提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,增加框架承担的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的倾覆力矩。对于框架核心筒结构,设置伸臂桁架后侧移减小显著;而对于筒中筒结构而言,侧移减小的效果不明显。在结构周围设置腰桁架可使各框架柱承受的轴力均匀变化,因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的。超高层建筑结构可以根据具体情况,同时设置伸臂桁架和腰桁架。     

巨型柱框架-核心筒结构三向地震作用反应分析

现有超高层建筑中较多采用一种带伸臂桁架的巨型柱框架-核心筒结构形式。为研究其竖向地震作用反应,以巨型柱框架-核心筒结构为研究对象,在分析结构自振特性的基础上,通过反应谱分析和时程分析,研究该结构在水平地震作用下和水平与竖向地震共同作用下的反应。结果表明:与仅有水平地震作用相比,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架的轴力均增大,且增幅随结构高度的增加而增大;竖向地震作用对基底剪力和楼层侧移的影响不明显,对梁的跨中弯矩影响显著,在楼层较高的区域,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架轴力分别增大了10.0%、29.6%和12.4%。     

超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究

在框架-核心筒结构体系中,加强层可显著提高结构抗侧刚度、减小结构侧移,但会带来结构刚度、内力突变等不利影响。以某超高层建筑为工程背景,研究了黏滞阻尼器在伸臂桁架体系中的应用及在多遇地震和罕遇地震作用下的减震效果,研究了设置黏滞阻尼器的环带桁架在超高层建筑中的较优位置和减震效率。结果表明：黏滞阻尼器在伸臂桁架结构中的设置可以减小核心筒剪力墙的塑性损伤,减小结构的动力响应;设置黏滞阻尼器的环带桁架宜布置在层间相对速度大的位置,随超高层结构高度增加,阻尼器的减震效率降低。通过对伸臂桁架与外框柱、核心筒连接节点的设计及构造的分析,提出了连接节点的设计建议。     

伸臂特性对框-筒结构中加强层力学性能的影响

本文根据伸臂结构的简化模型和伸臂与外框柱的变形协调条件,考虑伸臂的实际刚度,导出伸臂对核心墙的附加力矩,求得结构顶点侧移。对伸臂位置及刚度变化引起的侧移变化与内力突变进行了分析,结合工程分析结果对高层建筑加强层设计提出了一些参考意见。     

伸臂刚度对加强层设置位置的影响分析

根据伸臂结构的简化模型和伸臂与外框柱的变形协调条件,考虑伸臂的实际刚度,导出伸臂对核心墙的附加力矩,求得结构顶点侧移。对伸臂位置变化引起的侧移变化与内力突变进行了分析,结合工程分析结果对高层建筑加强层设计提出了一些参考意见。     

超限高层建筑结构加强层设置方案比选——以某54层商住楼为例

某超限高层商住楼项目为提高整体结构的侧移刚度,按"有限刚度"原则设置水平伸臂加强层及周边环带构件加强层,以控制结构位移角为主要控制指标,比较不同位置、数量、类型的水平加强层对结构的作用,选择出相对最适合该工程的结构加强层设计方案。比选结果表明:在高层框筒结构中利用避难层及设备层设置结构加强层,能进一步发挥周边框架柱的轴向刚度作用,有效提高整个结构的抗侧刚度;在设置结构加强层时,必须予以专门的计算分析,并采用有效的加强措施。     

重庆解放碑威斯汀酒店伸臂桁架对比分析

重庆解放碑威斯汀酒店采用外框架(钢框架梁+型钢混凝土柱)+钢筋混凝土核心筒+伸臂桁架体系,在33层和49层的避难层设置了伸臂桁架,伸臂桁架的设置可以使外框架柱有效发挥作用,以增强整个结构的抗侧力刚度。结构整体分析表明,设置两道加强层,可有效地提高整个结构的抗侧力刚度,减小结构的水平位移,使其满足规范要求;同时,加强层的刚度不宜太大,太大了将造成严重的刚度突变;所以应对加强层的设置方式和层数进行对比分析,减少结构刚度突变。分析表明,在对加强层及相邻楼层采取专门措施后,整个结构在地震下仍可保持延性屈服机制。     

加强层设置伸臂桁架的高层建筑结构受力机理研究

结合高层建筑工程实例,在SAP2000中建立分析模型,进行小震弹性时程分析。加设伸臂,从轴力、弯矩、剪力3个方面,仔细对比加设前后柱、墙、梁中内力的变化,深入研究地震作用下伸臂产生的内力重分布。由于伸臂改变了结构局部的刚度,加强了核心筒与框架柱的联系,柱子轴力、剪力、弯矩,剪力墙剪力、弯矩在伸臂层及邻近层均发生突变。梁的弯矩也有较大变化。     

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。     

框筒结构的剪力滞后效应研究

以某400m高外框筒十核心筒超高层结构为分析对象,利用有限元软件ETABS研究了不同结构立面布置、高度、高宽比、角柱与中柱横截面面积比对结构剪力滞后效应的影响规律,通过分析某一单层两跨平面框架的传力机理,从理论上验证了数值模拟的结论.同时,分析了节点刚域、底部空间转换、框筒开洞率和设置加强层对框筒结构受力性能的影响.结果 表明:框筒结构自下而上开始从正剪力滞后向负剪力滞后变化,取消转换层、增设环带桁架、增加高宽比和减小角柱与中柱面积比可以降低框筒结构的剪力滞后效应,更好地发挥"筒结构"的空间作用;节点刚域和开洞率对结构抗侧刚度影响较大.     

高层磷石膏墙体网格式框架结构受力性能分析

高层磷石膏墙体网格式框架结构在水平荷载下,内力不以剪力为主,整体弯矩起主要控制作用。采用有限元软件PKPM,以层数为变化参数,研究水平及竖向荷载作用下整体弯矩对结构受力性能的影响。计算结果表明:整体弯曲对底层柱底倾覆弯矩影响较大,轴力基本呈线性关系增加,而对倾覆剪力的影响较小。其底部变形呈弯曲型,上部变形呈剪切型。边框架柱截面面积相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大2%和15%;边框架柱截面惯性矩相等时,矩形框架柱承担轴力和剪力分别比L形大9%和18%。     

钢筋混凝土结构中剪力墙的层间侧移刚度

在钢筋混凝土剪力墙结构及框架-剪力墙结构中,剪力墙的层间侧移刚度比较复杂,与结构层高、各层墙的弯曲刚度以及剪力墙所受水平作用力的分布形式等有关。主要特点是结构底层的层间侧移刚度大,往上则逐层减小。在设计中,应按具体结构及所受的水平作用力而具体分析。     

钢框架-混凝土核心筒结构框架地震设计剪力标准值研究

为研究双重体系钢框架-混凝土核心筒结构的框架设计地震剪力标准值,对20个钢框架-混凝土核心筒结构模型进行了静力弹塑性分析。从承载力、结构失效模式和框架破损程度三个方面评价20个计算模型的抗震能力。根据推覆分析结果,提出了如下设计建议:8度抗震设防时钢框架-混凝土核心筒结构的刚度特征值λ大于0.65,各层框架的设计地震剪力标准值不小于本层总剪力的18%和不小于框架-核心筒结构计算得到的地震剪力的1.2倍(加强层和顶层的剪力可不小于框架-核心筒结构计算得到的地震剪力),框架角柱轴压比不大于0.5。算例表明,符合建议的钢框架-混凝土核心筒结构,在地震作用时不会出现不合理的破坏形态。     

某框架结构的抗震鉴定和加层改造

某6层框架结构工业厂房,因其使用功能改变,要求加层改造为9层框架结构的旅馆。依照现行规范,对原建筑进行了现场检测和抗震鉴定,结果表明原建筑符合现行各项规范要求;针对结构直接加层带来的基础承载力不足、梁承载力不足、柱轴压比超限及层间位移超限等问题,提出在原结构基础上采用压力注浆法加固基础、扩大截面法加固梁柱及增加短肢剪力墙来提高结构侧移刚度等加固措施,并进行了加固后的抗震验算分析,取得了良好的效果。     

型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构承载力及试验验证

框支剪力墙结构可以提供建筑底层大空间,因此在实际工程中被广泛地采用。为提高其抗震性能,提出型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构加以改进。介绍了框支剪力墙内力简化计算方法和两种型钢混凝土柱正截面设计公式,给出型钢混凝土梁柱框支剪力墙结构承载力确定方法,并进行了一榀1/4缩尺模型在竖向荷载和单调水平荷载作用下的静力试验作为验证。     

变轴力下钢筋混凝土柱的抗震性能分析

准确预测地震作用下钢筋混凝土(RC)柱的受力特性,对评估混凝土结构的抗震性能具有重要意义。地震作用下,混凝土结构中的RC柱除承受水平荷载外,还由于地震作用引起的倾覆力矩影响承受变轴力作用。因此,往复荷载下RC柱受力及变形特性的研究应该考虑变轴力的影响。首先通过恒轴力和变轴力下RC柱滞回性能的模拟,验证了本研究基于纤维模型程序开发的数值分析模型的准确性。然后,利用该数值模型和分析程序,对一RC柱进行了不同变轴力模式下滞回性能的分析研究。分析结果表明,轴力的变化对RC柱的滞回性能有很大影响。由于非耦合型变轴力变化过程的随机性,为便于变轴力下RC柱的抗震性能分析和试验研究,提出了等代定轴力的概念及其确定方法。     

双向地震作用下我国“强柱弱梁”措施的有效性评估

以往研究柱端弯矩增大系数时一般基于平面分析模型,双向水平地震作用对框架"强柱弱梁"屈服机制的影响未引起重视。严格按中国规范设计出5个不同地震烈度分区的规则空间框架,在OpenSees平台上,采用基于柔度法的纤维模型从而更加真实地模拟柱在双向弯曲和变化轴力作用下的非线性反应,对五个框架进行了罕遇地震下的非线性反应分析。结果表明,7度0.1g区三级抗震空间框架形成了柱铰为主的混合耗能机制,7度0.15g区三级抗震空间框架少量楼层发生了层侧移反应,8度0.2g区、0.3g区二级抗震空间框架均是部分楼层出现明显层侧移反应的典型柱铰机制,9度0.4g区一级抗震空间框架则形成了梁铰、柱铰均较严重的梁柱铰混合机制。五个空间框架在双向地震下的塑性铰分布特征均比相应平面框架更不利。我国不同烈度区、不同抗震等级的空间框架结构在罕遇地震下形成了不同的的塑性铰耗能机制。     

高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构抗震性能研究

为研究高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震性能,分别设计了一个10层钢筋混凝土框架结构和屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构模型,进行了地震作用下动力非线性分析。结果表明：屈曲约束钢板墙可显著减小高层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的层间位移,同时在罕遇地震作用下框架中塑性铰的数量也有大幅减少,表现出良好的抗震性能。在此基础上,综合规范对框架结构和框架-抗震墙结构抗震等级和柱轴压比限值的规定,并结合屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的受力特点,提出了高层屈曲约束钢板墙-混凝土框架结构的抗震设计建议。建议屈曲约束钢板墙的边缘构件按框架结构确定抗震等级和柱的轴压比限值,其他框架部分根据其承担的地震倾覆力矩比例大小,按框架结构或框架-抗震墙结构确定抗震等级和柱的轴压比限值。     

用A值法分析超长钢筋混凝土框架温度应力

超长钢筋混凝土框架在温度应力作用下的分析很复杂 ,当求得柱顶侧移后 ,用A值法计算杆端弯矩 ,然后可得出剪力、轴力。实质上A值法为在水平力作用下的一次位移分配法 ,计算简便 ,精度较高     

水平地震力作用下框架结构二阶效应影响分析

框架在水平地震力作用下产生侧移变形 ,由于竖向重力荷载的同时存在 ,从而对框架的内力及变形引起二阶效应 ,现对此做了计算分析并得出一些规律。