某超限多塔高层结构连廊大震弹塑性分析及其减震控制

多塔连体结构中,连廊与塔楼间的连接一直都是结构设计中的难点。基于SAUSAGE软件平台,本文以珠海某大底盘四塔连体结构工程为背景,研究了在水平双向罕遇地震作用下,单塔、多塔和整体三种模型方案对采用滑动支座和速度型粘滞阻尼器连接的连廊结构地震响应及阻尼器耗能的影响。通过对连廊的动力弹塑性时程分析,对比分析了不同模型方案中连廊的减震效果。结果表明,在水平双向罕遇地震作用下,采用速度型粘滞阻尼器控制的设计方案能够发挥很好的耗能减震作用。但单塔和多塔模型方案,忽略了其他塔楼的影响,偏向于安全。实际工程中连廊的分析应采用整体模型分析,设计时应引起重视。     

铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器在某高位连体结构中的应用研究

一项目两栋塔楼通过高位钢连廊连接为双塔连体结构,该项目采用了铅芯橡胶隔震支座与黏滞阻尼器的柔性支座连接方案。详细介绍了柔性支座连接方案的设计要点,并建立了考虑钢连廊与塔楼相互作用的高位连体结构整体计算模型。采用YJK软件对高位连体结构进行了风荷载和小震作用下的计算分析,并采用SAUSAGE分析软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,分析了铅芯橡胶隔震支座和黏滞阻尼器的非线性地震响应。分析结果表明,在风荷载和小震作用下,铅芯橡胶隔震支座均处于弹性工作状态;在罕遇地震作用下,铅芯橡胶隔震支座产生屈服变形并耗能,最大剪切变形值在规范允许范围内,黏滞阻尼器滞回曲线饱满,出力明显;此外柔性支座连接方案减弱了高位钢连廊对主体结构的影响,按各塔楼进行独立设计并局部采取加强措施能够满足实际工程要求,而且能够降低主体结构设计难度。     

某隔震建筑连廊结构设计与分析

某隔震建筑连廊由23.9m高的框架隔震结构和35.1m高的框架-剪力墙隔震结构，通过跨度为25.3m的钢桁架连廊分别在5.15m和16.55m标高连接形成。两侧塔楼水平位移和体量差异大，进行了3种连廊连接方式的选型分析，确定了一端固结一端滑动的连接方案。分析结果表明连廊对两侧隔震建筑的影响较小，在设防地震和罕遇地震作用下，有无连廊连接时两侧隔震建筑底部剪力和倾覆力矩基本一样，塔楼结构按单体模型进行承载力设计基本可行。通过罕遇地震作用下连廊整体模型和单体模型的变形分析，确定了连廊滑动支座的设计参数。有连廊整体和无连廊单体弹塑性分析结果表明塔楼结构相关范围构件均能满足性能目标要求。人群竖向荷载和横向荷载作用下，连廊结构的舒适度满足规范要求。     

杭州市某妇产科医院连体结构方案比选及科研楼设计

杭州市某妇产科医院连体结构整体造型复杂，存在多项不规则项，为超限高层建筑。结合各塔楼特性，经过多遇地震、罕遇地震作用下方案对比，最终选用了连廊两端滑动可恢复连接的弱连接方案。项目建设分两期进行，一期科研楼计算分析采用了单塔计算和连体计算包络设计；钢楼梯采用了可滑动的销轴滑动连接，保证了地震发生后生命线的安全；连接体牛腿预留长度400 mm，既满足连体结构弱连接的要求，又兼顾一期科研楼使用期间美观。     

附设间隙阻尼减震装置的高位隔震连体结构振动台试验研究

针对高位隔震连体结构,提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型,对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远场El Centro波和速度脉冲效应明显的近场Chi-Chi波、Kobe波作为地震激励。通过测量隔震支座水平位移、间隙阻尼装置力与位移响应、连廊结构加速度响应以及塔楼结构加速度和位移响应,分析罕遇地震与极罕遇地震作用下间隙阻尼装置对隔震支座位移的控制效果,以及对连廊结构和下部塔楼结构抗震性能的影响。结果表明：间隙阻尼装置可以有效地控制罕遇和极罕遇地震作用下隔震支座位移,8度罕遇地震作用下,隔震支座最大位移减小59.61%;间隙阻尼装置传导轴与限位环产生剧烈冲击,引起高频振动能量进入连廊结构,导致连廊水平向加速度响应有所放大,而竖向加速度响应显著;远场地震作用下,间隙阻尼装置的启动对塔楼结构楼层加速度和层间位移角有所放大,但未造成不利影响;在速度脉冲周期与整体结构基本自振周期接近的近场地震作用下,当地震波峰值加速度为0.40g时,附设间隙阻尼装置使塔楼结构楼层峰值加速度和...     

AI总部基地弱连接连廊对多塔连体结构动力特性的影响

南京AI项目总部是多塔连体结构,分别在低位和高位通过钢连廊连接.低位连廊和高位连廊均采用铅芯橡胶支座与塔楼弱连接,高位连廊在支座处增设粘滞阻尼器,分别建立了多塔总装模型和单塔独立模型,对比了有无连廊对单塔结构动力特性的影响,并验算了大震时程下铅芯橡胶支座和阻尼器的最大位移.结果表明:大震下铅芯橡胶支座和阻尼器均可正常工...     

多塔连体高层建筑连接控制方法研究

结合实际工程项目,研究了多塔高位连接体与塔楼之间采用刚性连接、半刚性连接和滑动连接的结构方案。对不同刚度连体的实现方式、连接构造进行了介绍,并研究了在连接体中设置屈曲约束支撑阻尼器,形成半刚性连体的可行性。从连接体刚度、连接构件内力、结构整体抗震性能、连接实现难易程度、结构经济指标等方面,对不同连接方案进行了评估,指出在塔楼自身具有较好结构条件的情况下,采用阻尼耗能装置或者优化连接体构件截面形式,从而合理弱化连接体刚度,减少连接体对塔楼的附加影响是较为合理的解决方案。     

弱连体结构非平稳随机地震响应与动力可靠度分析

弱连体刚度小,地震作用下不能协调塔楼振动且受力不利。考虑地震动的非平稳性,运用虚拟激励法对耗能阻尼减震柔性连接与非减震刚性连接的弱连体结构在非平稳随机激励下的地震响应进行研究。采用Bouc-Wen模型与刚度退化的Bouc-Wen模型分别模拟连体滞变特性与塔楼各楼层的滞变特性,建立弱连体结构非线性化动力方程。运用混合精细积分法对每一时刻的响应进行求解,得到弱连体结构在非平稳随机激励下的位移、速度时变方差。基于首次超越破坏准则,研究非平稳随机地震激励下弱连体结构的塔楼与连体的动力可靠度。运用上述理论,分析某高层双塔连体结构在8度(0.2g)多遇、罕遇地震作用下的随机地震响应。研究结果表明,高层双塔连体结构的层间位移响应呈现强烈的非平稳性,地震作用下耗能阻尼减震柔性连接对提高连体结构的动力可靠度效果明显,表明耗能阻尼减震连体方案为弱连体结构设计推荐方案。     

某不对称双塔连体高层结构设计研究

某工程两栋不同高度高层办公塔楼间设置了两个大跨连廊构成连体结构,连廊跨度26.5m,采用空腹桁架结构形式。为探究连体结构的连接体对塔楼的整体刚度,周期、振型等动力特性的影响以及地震作用下,塔楼地震剪力的分配、整体结构的损伤、结构抗震性能评价,文章对该工程在多遇及罕遇地震下的响应进行了计算分析,并通过简化的理论推导,对连体结构塔楼间地震剪力的分配规律进行了解释。计算分析结果表明:采用刚性连接的连接体具有足够的刚度时,地震作用下,连接体能够较为有效的协调两侧塔楼的侧向变形,增大结构的整体抗侧刚度;塔楼及连接体均能实现预设的性能目标,结构具有较良好的抗震性能。罕遇地震下,连接体楼面薄弱处以及2#楼剪力墙底部墙肢损伤相对较大,揭示这些区域需要进行构造加强。     

采用被动控制的四塔连体结构振动台试验研究

某四塔连体结构在顶部通过300m长的空中连廊在高度235m处连接,形成复杂的多塔楼高位连体结构。为减小地震作用下的结构响应及结构构件内力,采用被动控制方案,空中连廊与四栋塔楼的连接节点采用摩擦摆隔震支座,并设置阻尼器进行耗能与限位。为检验四塔连体高位减（隔）震结构的抗震性能,进行了1/25缩尺模型的模拟地震振动台试验研究。结果表明：采用被动消能减震的四塔连体结构满足抗震设计要求;摩擦摆隔震支座与黏滞阻尼器产生了良好的隔震与消能减震效果,空中连廊构件在罕遇地震作用下保持弹性工作状态。     

某差异体量高层连体结构设计与分析

某连体建筑由52.35m高的框剪结构A塔楼和77.5m高的框筒结构B塔楼通过跨度为32.4m的单层钢连廊在47.75m高度上连接形成。两栋塔楼主体体量差异大,进行了4种连体连接方式的选型分析,确定了滑动支座设置于连廊上端的两端滑动的连接形式。重点分析了隔震连廊对主体结构的影响,结果表明连廊两端设置4个摩擦摆支座的弱连接形式,减弱了连体结构对主体结构的影响,主体结构可以分开单独进行分析设计。对整体模型进行了弹塑性分析,结果表明采用弱连接后,连体结构各构件达到性能目标的要求。对支承连体牛腿的有限元分析结果表明,牛腿采用三角桁架形式的布置及对应构造安全可靠。对连廊楼盖单人连续荷载及人群荷载分析结果表明,其舒适度满足规范要求。     

某低位连体结构中连廊对塔楼的影响分析

为了探究低位连体结构的连廊对塔楼刚度、周期、振型、扭转等动力特性的影响以及罕遇地震下整体结构的损伤、连体部位的楼板应力情况,对某工程在多遇地震及罕遇地震下的响应进行了研究。计算结果表明:采用刚性连接的连接体具备足够的刚度时,连接体能够有效地协调塔楼的侧向变形,增加结构整体刚度;在罕遇地震下,连接体所在层的相邻上下层的损伤较其他楼层要大,需对其相应加强,虽然低位连体的楼板应力相对较小,但仍需对连接体所在层及其相邻上下层的梁和楼板进行构造上的加强,以保证连接体的水平力得到有效传递。     

连接方式对大跨度异形钢连廊连体结构抗震性能的影响

为研究连接方式对连体结构抗震性能的影响,以某大跨度异形钢连廊连体结构为原型,建立连体结构非线性有限元模型,并通过模态分析和振动台试验对有限元模型的合理性进行验证。针对一侧采用刚性连接,另一侧分别采用橡胶支座连接、滑动连接、刚性连接、铰接连接的4种不同连接方式开展了对比分析。研究结果表明：与其他连接相比,另一侧采用刚性连接或铰接的连体结构自振频率有所提高,且其连接体的扭转效应降低;在8度罕遇地震作用下,与采用橡胶支座连接的连体结构相比,采用滑动连接、刚性连接、铰接连接的连体结构连接处竖向剪力的变化率分别为-1.40%、37.21%、10.77%,连接体跨中竖向位移的变化率分别为-1.94%、25.71%、14.80%;不同连接方式连接处的内力是重力荷载代表值作用下的2.0～3.5倍,其中竖向剪力的增幅最大;4种连接形式中,另一侧采用刚性连接或铰接连接对控制连接体的扭转最有利,采用滑动连接对控制连接处的内力最有利,采用刚性连接对控制连接体跨中竖向位移最有利。     

某连体建筑柔性连接的结构设计与分析

高层建筑连体结构中连廊与主体结构的连接是结构设计中的一个重要因素,其连接方式主要分为刚性连接和柔性连接,不同的连接方式有其不同的受力特点和适用范围。采用柔性连接的连体结构受力简明,可以有效耗散地震能量,降低连廊和两侧主体结构之间的相互影响,降低工程造价。本文通过一个具体工程案例,详细介绍了采用柔性连接的钢结构空中连廊连体结构的设计及分析过程,主要包括支座选取、两端塔楼弹塑性时程分析、钢连廊结构选型和设计分析、连廊楼板竖向振动舒适度分析以及多支座抗连续倒塌分析等。通过以上结构分析,保证采用滑动支座的连体结构满足受力性能要求以及大震作用下的位移变形要求,可为今后类似工程设计提供参考。     

海门文化中心剧院大跨度连体结构弱连接支座选型分析北大核心

海门文化中心剧院由三栋塔楼连接而成,塔楼之间通过弱连接体连接,连接体最大跨度达80m。通过动力微分方程的定性推导明确连体结构分析的重点为弱连接连体结构支座的水平刚度。对整体结构进行了多遇地震作用下的弹性时程分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,对比不同弱连接支座对结构的变形、内力以及塔楼动力特性的影响,得出铅芯橡胶支座最为合理。分析结果表明,连体结构通过铅芯橡胶支座连接时能够发挥弱连接作用,减小连接体对塔楼的不利影响,同时能满足支座的变形要求。     

某多塔连体高层结构抗震性能化分析

某多塔连体高层建筑由3栋高度不同的高层建筑和高位钢结构连接体组成,连接体与主体结构之间设置摩擦摆隔震支座,支座位移较大的位置设置黏滞阻尼器。对整体结构进行了考虑支座非线性的整体建模分析,并与单塔独立模型的模拟结果进行对比。结果表明：设计所选用的弱连接有效减小了连接体对主体结构的影响,设置摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器减小了各塔楼的地震响应。最后,对整体结构进行了动力弹塑性时程分析,研究了结构的位移和层剪力、摩擦摆隔震支座和阻尼器的响应以及构件的损伤变化过程。结果表明：整体结构、摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器、结构构件均满足预定的抗震性能设计目标,该多塔结构在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制,符合结构工程抗震概念设计的要求。     

徐州金鹰二期扩建工程弹塑性时程分析

徐州金鹰二期扩建工程属于B级高度的多塔高位连接复杂高层建筑,对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析内容包括结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,同时对结构的核心筒剪力墙、斜柱、部分楼板及顶部钢结构连廊的塑性损伤做出评价。分析结果表明:该结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,其关键构件的塑性损伤在可接受的范围内,结构整体安全,抗震性能满足"大震不倒"的设防目标。     

某大跨度双塔连体高层结构抗震优化设计

某高层大跨度双塔连体建筑,由两栋塔楼和一个连廊组成。由于连廊跨度达到53 m,如果连廊与塔楼之间采用常规刚性连接方案,静载作用下连廊会有一个较大的剪力传递给塔楼,使塔楼在竖向静载作用下就产生较大的剪力,导致原设计中塔楼内墙体多、墙厚大,抗侧刚度过大,结构基本周期小于场地特征周期,抗震性能不理想。为此,对原设计进行优化,采用控制施工过程中连廊支承方式的方法来解决分配给塔楼的作用过大的问题,即在施工阶段将连廊钢结构两端支座处理成滑动支座,待主体结构施工完成后再将连廊钢结构支座处理成刚接支座,从而减少静载作用下分配给塔楼的内力。在此基础上,优化左右塔楼的墙体布置,并按施工过程进行模拟分析,得出结构的内力分布规律。方案调整前后对比分析表明,采用控制钢桁架支座连接形式的方法有效地改善了结构的受力状态,在提高了结构安全性的前提下降低结构成本,相关设计思路可为大跨度连体结构设计和施工提供参考。     

弱连接体支座形式对非对称双塔结构的影响分析

非对称双塔连体结构在连接体位置不高时常采用弱连接形式,连接体支座的选择对两侧结构受力影响很大。对比分析连接体在不同的弱连接方式下塔楼主体结构动力特性及主体结构关键构件在罕遇地震下的抗震性能,对连接体楼板进行了舒适度分析。结果表明,即使采用弱连接方式,连接体的体量及高度与塔楼单体越接近,连接体对塔楼的约束作用越明显;连接体两侧采用双向摩擦摆支座方案优于采用一端固接铰支座、一端双向摩擦摆支座方案;在罕遇地震下,采用双向摩擦摆支座方案的塔楼在连接体及以下楼层层间位移角为不同方案中的最小值,关键构件能达到更高的性能水准;双向采用摩擦摆支座方案会带来较大的支座水平位移,需要在设计中采取措施以确保连接体在罕遇地震下不致脱落;对于具有不同建筑功能的多层连体结构,可通过增加楼板厚度更有效地降低各层楼板竖向加速度峰值,以满足楼板舒适度的要求。     

双塔楼高空弱连接连体结构设计

介绍了弱连接双塔高层结构分析和设计的有关内容,包括塔楼抗侧力体系、连体结构体系与概念设计、相关特殊构造措施.通过对连体结构的工程实例进行在地震作用下反应谱和弹性时程分析,探讨连体结构的动力反应特征;用EPDA和EPSA分析软件分别进行在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析和静力弹塑性分析,对该工程的结构抗震性能进行评估.