上海白玉兰广场超高层混合结构设计

上海白玉兰广场办公塔楼大屋面高度300m,总高320m,采用了框架-核心筒-刚臂结构体系。型钢混凝土柱和钢梁组成混合结构框架,钢筋混凝土剪力墙围成核心筒,伸臂桁架和环带桁架形成的加强层作为刚臂连接外周框架和核心筒。采用了直径1.0m、长61m的桩底后注浆钻孔灌注桩,以及厚度为4.3m的基础底板。对结构设计性能指标和结构总体计算结果进行了介绍,并且对于外框和内筒竖向变形差异分析及处理、加强层设计、弹塑性分析等结构设计中的特殊问题进行了描述。     

南京绿地紫峰大厦超高层混合结构设计

南京绿地紫峰大厦是一幢屋顶高度达381m的超高层结构,采用嵌岩灌注桩和最大厚度达3.4m的基础底板,选择了带有加强层的框架-核心筒混合结构体系。针对结构的荷载和地震作用取值、振型信息、风和地震作用下的计算结果比较、规范验算等内容进行了介绍;并且对于结构设计中的特殊问题如伸臂与带状桁架的设置、转换柱的处理、施工顺序加载分析、竖向变形差异问题以及弹塑性分析等方面进行了深入探讨。     

桩-土-结构相互作用下的Pushover分析

利用SAP2000有限元软件,对考虑桩-土-结构相互作用的高层框架结构进行了Pushover分析。分析计算过程中建立了考虑桩-土-结构相互作用的有限元模型和文克尔梁模型。研究结果表明:考虑桩-土-结构相互作用的Pushover分析方法可以简便、有效地预测桩-土-结构体系的地震反应;文克尔梁模型更方便实际工程应用。     

海口双子塔-南塔核心筒设计与研究

为了提高结构抗震性能,海口双子塔-南塔核心筒在底部范围、伸臂桁架相关范围、顶部范围采用钢板混凝土剪力墙,探讨了型钢钢板对核心筒剪力墙的影响,伸臂桁架设置位置对墙肢拉应力的影响。通过对结构进行地震作用下的等效弹性分析,确定剪力墙墙肢内的型钢截面尺寸、钢板截面尺寸及配筋面积;通过对结构进行动力弹塑性时程分析,研究在罕遇地震作用下的剪力墙塑性损伤、剪力墙内型钢与钢筋的应力状态。结果表明,钢板混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙相比,墙肢厚度减小,墙肢拉应力满足要求;设置伸臂桁架能有效降低底部墙肢拉应力;在罕遇地震作用下墙体边缘构件型钢和纵筋、钢板均为弹性状态,部分连梁钢板达到屈服,连梁纵筋接近屈服。配置了型钢和钢板的剪力墙满足各项设计要求。     

巨型框架-次框桁架结构体系隔震减震性能研究

通过在巨型框架-次框桁架结构中增加隔震装置,得到巨型框架-次框桁架结构隔震减震体系。采用ANSYS有限元程序对该隔震减震体系进行了隔震减震动力时程计算,得到该结构体系在多条地震波作用下的地震响应。计算结果表明,巨型框架-次框桁架结构隔震减震体系是一种抗震性能良好的结构体系,可改善巨型结构的受力,具有优良的抗震性能:主、次框架顶点位移相对于巨型框架-次框桁架结构的顶点位移明显减小,主框架位移最大减少约47%,次框架最大减少约64%;主框架地震内力最大值响应低于巨型框架-次框桁架结构,剪力减少约33%,弯矩减少约34%。计算结果对巨型结构的抗震设计有较大的参考价值。     

上部结构刚度改变对桩-土-杆系结构动力相互作用的影响

采用改进的Penzien模型 ,利用研制开发的桩 -土 -杆系结构动力相互作用分析程序DIPSFSA ,对带支撑和不带支撑的钢框架均按刚性基础和考虑桩土参与作用两种情况进行地震反应分析 ,研究上部结构刚度改变对桩 -土 -结构动力相互作用的影响。结果表明 ,在Ⅲ、Ⅳ类场地土条件下 ,无论上部结构是否加设支撑 ,桩土参与共同工作对上部结构地震反应均有不容忽视的影响 ,且上部结构相对于地基的刚度越大 ,桩 -土 -上部结构之间的共同工作效果越明显。从而说明 ,软土地基上结构刚度越大 ,结构不一定越安全。     

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。     

基于土-结构相互作用的高层建筑地震反应分析

运用有限元方法建立桩-土-结构的动力相互作用的分析模型,对水平地震作用下考虑和不考虑土-结构相互作用的高层建筑进行二维弹塑性模拟和对比分析。通过对地震反应峰值变化的比较,研究考虑相互作用后的上部结构反应规律,并探讨上部结构刚度变化对相互作用的影响。     

考虑桩-土相互作用效应的桩基结构地震响应数值分析

考虑桩-土相互作用效应，建立了桩基结构地震响应分析的有限元计算模型，并在时域上进行了整体有限元数值计算。为便于进行对比分析，简要阐述了桩-士-结构地震响应分析的子结构方法。进而针对工程实例，分别采用整体有限元数值计算方法和子结构分析方法，对桩-土-结构体系的地震响应进行了对比计算和分析。研究表明，两种方法所得计算结果是基本一致的，从而，为桩基结构的抗震分析与工程设计提供了参考依据。     

考虑土体非线性的核岛结构桩基础三维地震反应特性

以某沿海拟建的AP1000核岛结构为背景，用3D集中质量-梁杆模型模拟核岛结构，考虑土体的非线性滞回特性，建立非均匀地基-群桩-厚筏-核岛结构体系的3D有限元模型，选用近场中强震、中-远场强震和远场大地震的三分量记录作为基岩输入地震动，分析群桩基础的地震反应特性。非线性场地效应和土-桩-结构动力相互作用效应的耦合作用会显著增大核岛结构的基础输入运动，不论基准运行地震或安全停堆地震，基础输入运动的水平向和竖向上包络加速度反应谱(5%阻尼比)的谱值显著大于对应的AP1000标准设计反应谱谱值；桩顶累积绝对速度和地震峰值内力的大小受基岩输入地震动特性的影响显著，与场地反应的非线性程度正相关，其复杂的空间分布特征也受土-桩-结构动力相互作用效应和桩的几何布置的综合影响，桩-筏交界处的桩身地震内力反应最大，中-远场和远场强震作用对核岛桩基础的潜在破坏风险可能远大于近场中强地震作用。     

地王大厦结构设计若干问题

深圳地王大厦是一座高达368m,横向高宽比为8.78的超高层建筑,结构设计上遇到不少新的问题.该大厦结构系由日本新日铁株式会社设计部设计,作为该大厦的结构设计顾问,作者有机会与设计者就诸多重大设计技术问题进行了咨询与探讨.现就地王大厦风载的确定,结构抗风抗震设计,特别是怎样计算与控制结构在风和地震作用下顶点和层间位移等关键技术问题给予说明与探讨,最后简单介绍了大厦建成后进行监测和测试的初步结果.     

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)若干问题解说

对《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JGJ3 2 0 0 2 )理解和应用中的若干问题进行了解说和讨论 ,主要包括房屋适用高度、风荷载和地震作用、结构平面和竖向规则性、构件抗震等级、剪力墙边缘构件、带转换层结构等56个问题 ,供有关教学、结构设计和施工图审查等专业人员参考     

上海外滩中信城Ⅰ期塔楼结构优化设计

本文对上海外滩中信城Ⅰ期塔楼的结构设计方案进行了优化。通过调整核心简墙体厚度、柱位布置,将钢骨混凝土柱改为钢管混凝土柱,调整伸臂桁架加强层等措施,获得了很好的效果。减轻结构自重的同时,也减小了地震作用,结构刚度变化更为和顺,延性提高,还增加了使用空间。与原设计相比,节约混凝土约1．27万m^2、钢材825t,减少桩75根,增加有效使用面积约1800m^2,带来的经济效益约合人民币5000万元。     

厦门市海峡交流中心二期2号塔楼结构设计与研究

厦门市海峡交流中心二期2号塔楼建筑物主体高度215m,高宽比为4.8,属超B级高层建筑,采用了钢管混凝土框架-核心筒结构体系。本文对该工程的结构荷载取值和地震作用取值、自振特性、风和地震作用下的计算结果等内容进行了介绍,并且对中震不屈服分析和动力弹塑性分析等方面也进行了较为深入的探讨。通过对计算结果的分析比较,证明结构设计成功解决了结构超限问题,结构设计是安全可靠的。文章最后介绍了针对本塔楼进行的新型钢管混凝土梁柱节点试验研究成果。本文的有关方法和结论可为相关工程提供参考。     

杭州亚包大厦大底盘双塔超限高层建筑结构设计

杭州亚包大厦是一大底盘双塔结构,地下三层,地上45层,双塔相连的裙房7层,总高度179.9m;地上结构总长130.3m,总宽77.9m。工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构。由于双塔距离较近,规范中无相应的风振体型系数,通过风洞试验得出了考虑相互影响的风振体型系数(1.55)。对裙房部位大跨度(25.5m)桁架梁抬柱进行了多个模型的计算对比,考虑了参与高层整体水平力作用的混凝土桁架结构设计。采用整体模型进行分析,得出了复杂双塔结构的周期、位移、刚度比等结构特性。     

Multihazard fragility assessment of steel‐concrete composite frame structures with buckling‐restrained braces subjected to combined earthquake and wind

Engineering structures may inevitably be subjected to multiple natural hazards (such as earthquakes and winds) during their life cycles. This paper presents an efficient multihazard fragility methodology based on the structural demand models. The approach is applied to two steel‐concrete composite frame structures (SCCFSs), with and without buckling‐restrained braces (BRBs), aiming to evaluate the effect of BRBs on controlling the structural responses and fragilities under the combined earthquake and wind loads. In total, 120 earthquake records are selected, and 120 sets of wind drag force time histories are simulated by considering the spatial variation along the height of the exemplar building. The combined “earthquake–wind” events are stochastically assembled, in which the intensities of these two hazards are modeled using the Monte Carlo simulation. The OpenSees platform is employed to calculate the dynamic responses of the SCCFSs with and without BRBs under simultaneous earthquake and wind loads. The goodness of fits of the first‐, second‐, and third‐order polynomial in predicting the structural demand are evaluated, and the optimal polynomial is employed to generate the multihazard fragility surfaces at different damage states. The numerical results indicate that the structural responses and fragilities under the combined earthquake and wind are higher than those under an individual hazard, while the influencing extent varies with the relative intensities of these two hazards. The impact of multiple hazards and the control effect of BRBs on the structural responses and fragilities are systematically quantified and discussed in details.     

天津高银117大厦基础设计研究

天津高银117大厦结构高度587m,是目前国内在建的结构高度最高的超高层建筑。塔楼采用钢筋混凝土核心筒-巨型框架支撑结构。塔楼地处软土地区和高地震烈度区,建筑高宽比达到9.0,竖向荷载作用下巨柱最大轴力1 000MN,工程桩有效桩长75m,基础筏板厚度6.5m。超高层建筑物的这些特点给基础设计带来极大挑战。主要介绍了塔楼基础设计的关键技术,包括桩型选择和布置、基础筏板的沉降和内力分析、巨柱柱脚构造。另外,对基础埋深、结构嵌固端以及筏板冲切等若干问题进行了探讨。     

深圳卓越·皇岗世纪中心项目二号塔楼结构设计与研究

深圳卓越·皇岗世纪中心项目二号塔楼建筑物主体高度238m,核心筒部分及屋顶钢架高度升至260m,核心筒高宽比为17.3.属超B级高层建筑.针对本工程的具体特点,文章着重论述了结构设计的策略.对结构荷载取值和地震作用取值、自振特性、风和地震作用下的计算结果等内容进行了介绍,对于结构设计中的几个特殊问题和动力弹塑性分析等方面进行较为深入的探讨.通过对计算结果的分析比较,结构设计成功解决了结构超限问题.本文的有关方法和结论可为相关工程提供参考.     

Behaviour of ventilated double layer external wall briquettes under earthquake loading

Ventilated double layer briquette is used as external walls in the construction of classical as well as modern buildings that are built in regions having climates with high temperatures or rainy and windy seasons. In this construction technique, the external layer which acts as shield against rain, wind and solar rays, and internal layer are laid separately and then interconnected to each other with steel ties.The aim of using such briquettes in the construction of external walls is to obtain ventilated double layer wall by just laying single layer of briquettes. The staggering of vertical joints provides better bond and added structural strength. The hollow cores should be directly above one another so that they can be filled with additional thermal insulation materials as the wall constructed, if required.In this paper, the earthquake response of two walls, one built using the new briquette produced from normal concrete mortar and the other constructed using the proposed briquette made out of lightweight pumice concrete mortar are studied.It was found that the wall produced using lightweight pumice concrete mortar behaves better under earthquake loads and it has higher energy absorption capacity than the other.     

高强超薄壁冷弯型钢低层住宅足尺模型振动台试验

进行了两层高强超薄壁冷弯型钢住宅结构足尺模型的振动台试验,模型采用屈服强度550 MPa、厚度2 mm以下超薄壁冷弯型钢龙骨,外墙内外侧覆面板分别采用12 mm厚石膏板和0.42 mm厚屈服强度550 MPa带肋波纹钢板,内墙两侧覆面板均为12 mm厚石膏板。试验选取3条实测地震波记录和1条人工合成地震波,地震加速度考虑7度多遇到9度罕遇的烈度水平。试验结果表明：结构破坏均发生在连接部位和覆面板的局部区域,破坏模式为自攻螺钉的脱落和石膏板的局部破裂,而内部主体型钢龙骨基本无破坏;结构水平刚度虽有较大削弱,但在地震作用下结构无倒塌危险;采用双面覆板构造的复合墙体结构,能够满足抗震设防地区“大震不倒”的要求;墙体开洞部位为结构的薄弱区域,结构设计时应加强门、窗等开洞部位的构造措施以及自攻螺钉连接的可靠性。