钢框架-组合钢板墙核心筒结构的抗震性能分析

组合钢板墙是一种适用于高层建筑的新型抗侧力构件。对钢框架-组合钢板墙核心筒结构在多遇地震和罕遇地震下的抗震性能进行分析,研究结构在罕遇地震作用下的破坏顺序和破坏模式,并与基本自振周期相近的钢框架-混凝土核心筒结构的抗震性能进行对比,以考查组合钢板墙对钢框架-核心筒结构抗震性能的影响。分析结果表明,在多遇地震作用下,钢框架-组合钢板墙筒体结构和钢框架-钢筋混凝土筒体结构的抗震性能相差不大;在罕遇地震作用下,钢筋混凝土核心筒很快发生塑性损伤,随即刚度严重退化,而组合钢板剪力墙中的钢板先屈服,可以减缓核心筒的刚度退化,提高核心筒的延性,从而改善钢框架-核心筒结构的抗震性能。     

基于性能的框架-支撑芯筒结构抗震评估

框架一支撑芯筒结构是指采用支撑框架核心筒代替框筒结构中钢筋混凝土核心筒的一种结构体系。以闽投营运中心为例,进行基于性能的抗震评估。采用三维弹塑性模型对结构进行多遇地震和设防地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,重点研究罕遇地震作用下结构构件的性能状态和塑性发展状况,寻找结构抗震的抗震薄弱部位。结果表明,闽投营运中心能够满足各项既定的抗震性能目标。此外,为保证薄弱层具备足够的变形能力且不转移,可将钢支撑替换成防屈曲约束支撑。该成果对框架一支撑芯筒结构体系的设计具有一定参考价值。     

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。     

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼结构设计

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼采用带腰桁架的巨柱框架-核心筒结构体系,针对此稀柱网混合结构体系的结构设计、抗震性能要点进行了归纳总结;提出此类结构体系为了满足规范设计、抗震性能目标C,建议采取如下加强措施:增设带适宜刚度腰桁架的加强层以增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;设置约束型构造钢梁,与墙肢内型钢柱形成墙内约束型钢边框以提高底部、加强层核心筒的延性与整体性;多遇地震作用下,此体系核心筒需承担100%地震剪力。     

地震作用下钢框架混凝土核心筒组合结构体系的抗震性能

钢框架混凝土核心筒组合结构体系是外框架采用钢结构,内筒采用混凝土剪力墙结构,形成钢框架混凝土内筒体系。采用ANSYS有限元软件对25层钢框架混凝土核心筒组合结构体系进行地震作用下的地震响应分析和稳定性分析,得到数据结果表明,该结构体系抗震性能比纯钢框架架结构的抗震性能更加优越。     

深圳湾总部大楼罕遇地震作用弹塑性分析

深圳湾总部大楼为一栋高度为400 m的复杂超高层建筑,采用密柱框架 核心筒结构体系。密柱外框架由56根钢柱组成,梁柱连接采用完全偏心节点,外框架的刚度相对较弱。塔楼高区由于建筑体型收进,核心筒采用2层斜墙过渡收进。设计采用箱型钢梁和箱型钢柱组成密柱外框架,在核心筒剪力墙内埋设型钢加强,密柱外框架与核心筒剪力墙的抗震性能要求均提高至中震弹性。运用ABAQUS和BEPTA程序,将梁、柱和剪力墙的材料非线性在应力 应变层次上予以精确模拟,同时考虑结构的几何非线性,进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究结构在罕遇地震作用下的抗震性能。结果表明：密柱外框架具有较高的抗震承载力,可以起到第二道抗震防线的作用;结构的层间位移角满足规范的限值要求;密柱外框架与核心筒剪力墙的主承重构件均未出现明显损坏,结构具有较好的抗震性能。     

带加强层框架一核心筒结构的Pushover分析

通过有限元软件MIDAS／Gen对一栋50层带加强层的钢框架-核心筒结构进行了三维静力弹塑性分析。通过改变加强层的数量以及侧向加载模式，重点研究了罕遇地震作用下带加强层框架-核心筒结构的塑性铰出现次序及位置，加强层对相邻层的影响，相邻层是否出现薄弱层，以及针对结构能力曲线的比较，P-△效应的影响分析，得出了该种结构体系在罕遇地震作用下的反应特性及进行静力弹塑性分析的相关建议。研究结果可供实际工程参考。     

高烈度地区某超高层混合结构设计

高烈度地区某超高层结构地面以上部分57层,地面到大屋面高度为246.25m,采用钢管混凝土柱-型钢梁-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架结构体系。通过多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的结构受力性能分析,论证了结构的抗震安全性。介绍了核心筒剪力墙、外围框架柱以及加强层等关键部位的设计思路。通过工程实践验证了高烈度地区混合结构通过合理的结构体系设计形成多道抗震防线,保证结构整体安全性能的可行性。     

某超高层结构弹塑性时程分析

采用非线性程序Perform-3D进行某超高层结构弹塑性时程分析,48层以下为框架-核心筒结构,其上为钢框架-核心筒结构,每层剪力墙筒体外墙外飘2m左右厚500mm的厚板,用扁梁将外围柱和剪力墙筒体连接。根据结构层间位移角、楼层剪力、构件耗能、钢材屈服和剪力墙损伤等计算结果,找出结构薄弱位置,分析罕遇地震下结构的抗震性能,为设计提供依据。     

通州核心区Ⅱ-05地块超高层结构设计

本工程地下5层,地上42层,为超高层建筑。上部结构采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,外围钢柱通高采用矩形钢管混凝土柱,外框与内筒之间采用钢梁。论文主要介绍了本项目的结构选型、多遇地震反应谱分析、多遇地震时程分析、设防地震作用下的计算分析以及罕遇地震作用下弹塑性动力分析,通过以上计算分析表明,本工程结构体系合理,具备良好的抗震性能。     

海口中心主塔楼钢结构方案分析与设计

海口中心主塔楼采用带加强层及斜支撑的钢框架-核心筒结构体系,采用SATWE和ETABS软件对结构进行了多遇地震下的反应谱分析和时程分析,并对计算结果进行了对比;为达到结构抗震多道防线设防的目的,对框架和支撑之间以及外框架和核心筒之间的水平剪力和倾覆力矩的分配关系分别进行了统计分析,并相应进行了剪力调整;对结构设定适宜的性能目标,完成了结构在设防烈度地震下的计算分析,采用ABAQUS有限元分析软件对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

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。     

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究.研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低.罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒一巨柱→...     

福州升龙环球大厦结构抗震设计

采用框架-核心筒结构体系的福州升龙环球大厦属于超B级高度的超高层建筑。针对框架-核心筒结构的震害情况,从概念设计出发,加强了抗震构造措施并调整结构构件的内力以满足多道防线的设计要求。采用多套软件对结构在多遇地震下的响应进行了复核计算,并对关键构件的抗震性能目标进行了验算。罕遇地震下结构的动力弹塑性分析结果表明,层间位移角小于1/100,满足大震不倒的要求。     

框架-阻尼框筒结构体系在超高层建筑中的应用研究

在框架-核心筒结构体系的基础上,提出了一种新型结构体系"框架-阻尼框筒结构体系"。对某200m高、采用框架-阻尼框筒结构体系的超高层建筑进行了多遇地震下的设计,通过周期和层间位移角对比,得出钢板阻尼墙在多遇地震下可以提供所需刚度。进一步对该结构进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,通过对基底剪力下降程度、顶部位移对比、层间位移角、框架损伤、钢板阻尼墙耗能和有害层间变形进行分析,表明钢板阻尼墙在罕遇地震下能够充分耗能,降低结构响应,保护框架构件。最后,研究了钢板阻尼墙屈服位移对结构层间变形和钢板阻尼墙耗能占比的影响。初步论证了框架-阻尼框筒结构体系可应用于200m左右的超高层建筑中,合理设计下具有优异的抗震性能,为超高层建筑的结构体系选择提供了一种新的方案。     

带水平加强层的高层框架——核心筒结构push-over分析

水平加强层作为提高结构抗侧刚度、降低框架-核心筒结构剪力滞后效应的有效手段,近年来得到了广泛的应用。但带水平加强层的高层筒体结构在地震作用下表现出非常复杂的反应特性,为了定量地分析水平加强层对高层框架-核心筒结构抗震性能的影响,利用模拟框架支撑结构替代剪力墙,采用杆系空间协同模型,选取典型框架-核心筒高层建筑进行了3种加强层不同设置方案的Pushover分析,较为系统地研究了框架-筒体结构与带加强层的框架-筒体结构在地震作用下的屈服机制和延性性能。为高层框架-核心筒结构设计提供了相关建议。     

天津富力广东大厦罕遇地震弹塑性时程分析

天津富力广东大厦为一栋结构高度达388m的复杂超高层建筑,设计采用了框架-核心筒结合加强层和巨型斜撑的结构抗侧体系。运用ABAQUS软件,对该结构进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在大震作用下的抗震性能,结果表明结构在罕遇地震下的整体位移满足规范要求,主要薄弱位置在核心筒收进后钢板剪力墙与普通剪力墙过渡位置。     

某超高层结构罕遇地震动力弹塑性分析

本项目地上35层,地下3层,总高度160.5m,平面尺寸36m×36m,结构体系采用钢筋混凝土框架核心筒。为评估结构在罕遇地震下的抗震性能,采用ABAQUS软件进行罕遇地震下的动力弹塑性分析。考虑2组天然波、1组人工波下6个计算工况,分析结构的动力反应,获得结构在罕遇地震作用下的变形、内力和损伤情况,分析结果表明,结构具有较好的抗震性能,满足大震不倒的设防要求。     

装配式模块建筑核心筒抗震弹塑性分析

装配式模块结构是一种新型结构形式,引入我国后需要基于我国规范及国情进行抗震改型与创新优化,核心筒作为该体系的单道抗侧力防线,其抗震性能极为关键。本文基于1栋10层装配式模块结构住宅为算例,通过有限元软件ABAQUS对其进行罕遇地震动力弹塑性分析,通过核心筒基底剪力变化及层间位移角规律,表明该结构体系下核心筒具有良好的抗震性能,罕遇地震下核心筒损伤较小,能满足“大震不倒”的设计要求。     

带加强层框架——核心筒结构的Pushover分析

通过有限元软件MIDAS/Gen对一栋50层带加强层的钢框架—核心筒结构进行了三维静力弹塑性分析。通过改变加强层的数量以及侧向加载模式,重点研究了罕遇地震作用下带加强层框架—核心筒结构的塑性铰出现次序及位置,加强层对相邻层的影响,相邻层是否出现薄弱层,以及针对结构能力曲线的比较,P-Δ效应的影响分析,得出了该种结构体系在罕遇地震作用下的反应特性及进行静力弹塑性分析的相关建议。研究结果可供实际工程参考。