支撑布置方式对具水平加强层全钢高层结构抗震性能的影响分析

框架-支撑结构体系广泛应用于高层钢结构建筑。由于其自身刚度较小,水平荷载起控制作用,常需在高度方向设置水平加强层。本文运用有限元软件ETABS,建立三维计算模型,对具水平加强层的全钢高层结构在不同支撑布置方式下进行了动力特性分析。首先应用Ritz向量分析法对各模型进行模态分析,得到结构的基本动力特征参数。然后作了谱分析、时程分析。通过分析对比,对不同支撑布置方式下具水平加强层高层结构的内力、变形以及方案优选进行了探讨。     

支撑布置方式对多高层钢结构抗震性能的影响分析

框架支撑体系作为多高层钢结构的一种结构形式被广泛采用。竖向支撑的布置方式对于结构的抗震性能有较大的影响。建立典型的多、高层框架模型(6层和18层),通过有限元软件ANSYS的抗震性能分析(模态分析、谱分析、时程分析,循环荷载分析),对比分析了动力荷载作用下,不同的支撑布置对结构的内力、变形以及耗能能力的影响。并在计算分析的基础上,探讨了支撑布置的影响规律。     

加强层结构和消能减震结构地震反应对比分析

以某超高层建筑为例,对比分析了加强层结构和带粘滞阻尼器的消能减震结构的地震时程反应,结果表明:消能减震结构的位移反应明显小于加强层结构,在地震作用下,消能减震结构能有效地减小结构的基底剪力,粘滞阻尼器消耗了大量输入到结构中的能量,有效地保护了主体结构.     

约束屈曲支撑对超高层结构的减震分析

针对目前超高层钢结构体系设计中,为提高结构的整体刚度,通常沿高度设置一道或多道水平加强层,而加强层的设置对其抗震性能有较大的影响。本文利用ANSYS有限元计算软件,对约束屈曲支撑在超高层钢框架结构中的减震性能进行研究。     

具有水平加强层高层钢结构的动力特性及抗震性能分析

高层钢结构自身刚度较小,水平荷载起控制作用,设置水平加强层可以控制其变形。本文运用大型通用有限元软件ANSYS,建立三维计算模型,对北京某一高层钢结构进行动力特性分析。通过模态分析,得到了该结构的振型和周期,然后进行了振型分解反应谱分析,最后采用3条地震波,对该结构进行弹性时程分析。通过分析表明,水平加强层可以减小结构的最大位移和层间位移角,但加强层附近存在薄弱层,需要设计人员注意。用ANSYS作校核计算,能为结构抗震设计提供可靠的依据。     

超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构的抗震特性分析

运用大型有限元软件ANSYS对某超高层钢筋混凝土框架-核心筒结构进行模态分析,并通过设计软件ETABS的计算结果对其进行验证,得到结构的自振特性。在模态分析的基础上,采用时程分析法对该结构进行非线性地震分析,对结构输入3种不同的地震波进行计算,充分分析和比较了计算结果,包括层间位移角沿高度变化包络曲线、顶点水平位移时程曲线、层间位移沿高度变化包络曲线以及顶层加速度时程曲线。结果表明:在地震作用下,该结构没有出现较为明显的薄弱层,同时结构的最大层间位移角出现在结构的中上部,且其值小于《高层建筑混凝土结构技术规程》规定的1/100,能够满足抗震设防要求。利用ANSYS和ETABS对结构进行非线性地震分析,反映了此类结构体系在地震作用下的动力特性,解决了设计中的疑难问题,并校验了结构设计方案的合理性。研究结果在超高层结构抗震设计方面具有重大的理论意义和实用价值。     

兰州红楼时代广场模型结构振动台试验研究

兰州红楼时代广场是一幢扭转不规则、高度超限的超高层混合结构体系建筑,结构采用了带水平加强层的框架-核心筒抗侧力体系。通过1∶25缩尺模型振动台试验,对模型结构在8度设防、多遇和罕遇地震作用下的加速度反应、位移反应以及关键部位的动应变反应进行测试,发现结构的薄弱部位,评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明：加强层会引起结构局部刚度、承载力突变,结构受力复杂化,并易形成薄弱部位,但通过调整伸臂桁架或者相邻层的刚度,可使加强层的不利影响降低到较小程度;模型结构在8度大震作用下仍不倒塌,证明该结构体系具有良好的抗震性能,可以用于高烈度抗震设防区。     

加强层对超高层结构抗震性能的影响

采用大型通用有限元软件ANSYS,对超高层结构的8种加强层设置方案,建立有限元分析模型,然后采用时程分析法对不同结构进行水平地震动力分析;比较和总结了不同方案下,结构的周期、位移和地震响应。得到结论:设置一道或两道加强层时效果最好,顶点位移分别减小了14.26%和16.82%,为此类结构的抗震设计提供了一定的参考。     

天津现代城办公塔楼抗震设计研究

天津现代城办公塔楼建筑高度339m,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,为超B级高度超限高层。外框柱为矩形钢管混凝土柱,和伸臂桁架连接的框柱截面适当加大,低区核心筒为型钢混凝土剪力墙。首层层高16.8m,首层核心筒和相邻层采用了钢板混凝土剪力墙,为提高框架刚度首层顶框架梁采用外包钢-混凝土组合梁。首层矩形钢管混凝土柱施工阶段应力较大,对此进行了有限元分析并采用了设置拉杆的措施。介绍了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、罕遇地震下弹塑性时程分析结果及地基基础设计。     

高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法

首先对结构进行自由振动分析,求出各阶振型的弹性自振周期及相应的振型值;然后根据各振型的自振周期,由位移反应谱导出单自由度体系的等效位移,接着由等效原理反推出结构各振型的弹性位移,振型组合后得到结构的位移曲线;再由与性能水平相应的结构层间侧移角限值确定结构各振型目标侧移,对其分别进行分析计算,振型组合求得结构层间剪力,实现了考虑高振型影响的高层建筑结构直接基于位移的抗震设计。通过算例介绍了方法的全过程,并由弹塑性时程分析验证了方法的可行性,为高层建筑结构直接基于位移的抗震设计提供了一个可供参考的思路。     

长沙某超高层住宅楼结构分析与设计

某超高层住宅楼结构高度193.6m,结构形式采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,属于超高层结构。该塔楼核心筒的高宽比较大,且Y向框架柱数量较少。分别运用了PKPM和ETABS两种计算软件对该塔楼进行了多遇地震下的反应谱分析,以保证其计算结果的可靠性。在此基础上,又进一步利用ETABS软件对该结构进行了弹性时程反应分析。针对本超高层住宅楼自身的结构特性,对其设定适宜的性能目标,完成在设防烈度地震下的中震弹性和中震不屈服的计算分析,以及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,从而实现结构的性能化设计。     

预张力钢结构屋盖的抗震反应方法研究

分别采用振型分解反应谱法和时程分析法,考虑结构的几何非线性和预应力效应,计入阻尼比和前50阶振型的贡献,以郑州国际会展中心展厅钢屋盖为例计算了预张力钢结构屋盖在水平地震作用以及竖向地震作用下的动力反应。结果表明:抗震分析必须计算竖向地震作用;振型分解反应谱法能够反映出结构的地震响应规律;有必要对大跨空间结构进行时程分析;桅杆是主要受力构件。分析结果为抗震设计提供了参考依据,可以进一步了解和掌握此类新型结构。     

砖混结构顶部钢结构加层的抗震性能分析

钢结构加层技术是目前逐步被推广的一种房屋改造形式,但目前设计方法还不够完善.利用ANSYS有限元软件,结合具体工程实例,对砖混结构顶部直接采用轻钢结构加层建立三维有限元模型,对原砖混结构与加层后整体结构的抗震性能进行模态分析、谱分析以及时程分析,通过分析比较获得结构的动力特性和地震作用效应的变化规律,为相似加层结构的抗震设计提供了一些理论参考.     

钢-混凝土混合结构高层建筑抗震性能及时程分析影响因素

钢-混凝土混合结构在我国高层和超高层建筑中得到越来越广泛的应用,但相应的设计规范还不够完善,理论研究在一定程度上还落后于工程实践。采用SAP 2000程序对1栋15层的钢-混凝土混合结构原型进行了弹塑性时程分析,研究了结构的动力特性和结构在三水准烈度下的加速度、位移、层间位移角和楼层剪力反应,结果表明该结构具有良好的抗震性能。对比分析了原型结构在不同地震动输入下的抗震性能,分析表明有必要用几种不同地震波来研究混合结构的地震反应,在罕遇地震下,有必要进行混合结构在多维地震波输入下的地震反应分析。探讨了整体结构高宽比、核心筒高宽比和核心筒厚度等因素对混合结构抗震性能的影响,提出了混合结构的高宽比限值不大于规范规定混合结构高宽比限值的建议。     

超高层钢结构建筑动力特性与抗震性能的有限元分析

武汉国际证券大厦共68层,总高度为331.3m,结构底部为钢筋混凝土筒中筒结构过渡到上部框架-支撑钢结构,并沿高度方向设置3道水平加强层,整体结构形式复杂,纵向刚度变化大,对抗震要求较高。抗震规范要求,对于此类复杂结构的抗震分析,应采用不少于两个的不同的力学模型,故利用大型有限元计算软件ANSYS,对其进行了抗震性能分析。包括结构动力特性分析,振型分解反应谱方法和时程分析方法分析常遇地震作用下的结构的变形和内力,并将计算结果和专业软件SATWE的计算结果进行对比。计算可见建筑物刚度突变的楼层为薄弱层,需特别重视;应注意多维地震作用下的结构整体性能分析。结构符合国家现行规范要求,计算方法和结论对于运用有限元软件计算超高层建筑有借鉴价值。     

昆明江东和谐广场超高层建筑结构抗震设计

昆明江东和谐广场项目B,D座超高层建筑为两栋平面基本对称的双子塔,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系,外围框架柱采用矩形钢管混凝土柱。介绍了该工程结构选型、抗震性能目标、各阶段抗震设计分析方法以及结构构件设计,重点阐述了核心筒剪力墙、外围框架和加强层的设计等关键问题处理和超限应对措施,并对高烈度区超高层建筑抗震设计进行深入探讨。     

阳光国际广场1号楼结构设计

阳光国际广场1#楼为一栋38层的超高层商住楼,本文着重介绍了其地基基础及底板抗浮的设计,抗浮锚杆设计施工要点;上部结构的布置选型、设计难点与对策、结构整体分析及弹性时程分析等,并对计算结果进行了详细的分析与总结。可供同类结构设计时参考。     

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。     

多遇地震作用下高层钢结构支撑形式设计分析

支撑体系是钢框架结构的重要组成部分,尤其在高层结构中,支撑对提高侧向刚度作用显著。针对高层钢结构中普遍采用的几类支撑形式,分别对其进行多遇地震作用下的承载力极限状态和正常使用极限状态分析。采用的主要分析方法是有限元模型在天津波作用下的时程响应数值模拟,并对杆件应力、层间位移等重要控制变量进行对比分析。研究表明采用合适的支撑形式可有效地提高高层结构侧向刚度。在相同用钢量前提下,十字支撑和人字支撑的作用最为显著。     

钢筋混凝土框架顶部钢结构加层的抗震性能的时程分析

采用钢结构加层后，结构的整体质量、刚度、周期、阻尼比等都发生了较大的变化，应进行结构的整体分析。结合具体的工程实例，采用有限元软件ANSYS，对某4层钢筋混凝土框架结构办公楼顶部加2层钢框架结构进行抗震性能的时程分析，计算结果可为加层结构的抗震设计提供参考。