复杂体型高层建筑结构稳定性验算

高烈度区结构刚度一般由水平荷载控制,而在低烈度区则往往由整体稳定决定。结构侧向刚度和重力荷载是影响结构整体稳定和P-Δ效应的主要因素,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)采用刚重比作为控制指标。基于结构楼层荷载沿竖向均匀分布,规范给出了刚重比的限值指标。对于体型复杂的高层建筑,不同建筑之间质量沿高度分布差异很大,采用同样的控制参数,结构实际稳定性无法保证。根据实际体型和水平荷载分布情况,引入楼层竖向荷载分布系数β,通过控制结构在风荷载和地震作用下的P-Δ效应,计算了结构合理刚重比,对规范指标进行了修正;同时根据实际荷载分布提出了任意水平荷载分布下的等效侧向刚度的计算公式。     

超高层建筑结构整体稳定性分析方法研究

由于超高层建筑具备沿竖向刚度、质量分布不均匀和高宽比较大等特点,不满足《高层建筑混凝土结构设计规程》中的刚重比验算公式的前提条件,故超高层建筑的稳定性备受关注。本文从刚重比控制稳定性的原理出发,介绍了超高层建筑刚重比计算的修正方法,结合一带加强层的超高层建筑工程实例,对结构的刚重比计算进行了修正,并与结构水平荷载下的P-Δ效应计算、整体屈曲分析结果进行对比,得到了一致的结论。相关方法可为超高层建筑稳定性分析提供参考。     

高层结构整体稳定性探析——以马尾物联网1#楼为例

高层建筑结构的刚重比作为结构分析中的重要指标之一,规范是基于刚度和质量分布沿结构竖向均匀的前提得出相应计算公式。通过对结构稳定性的规范理论的理解应用,结合实际工程,通过修正刚重比满足规范要求,控制结构二阶效应在规范允许合理范围。     

中国国际丝路中心大厦超高层结构整体稳定性分析

中国国际丝路中心大厦建筑高度498m,主体结构高度482.5m,属于超高层建筑。首先分析了现行规范刚重比计算公式的适用条件，然后依据本项目楼层质量、地震作用和风荷载的实际分布情况，对现行规范中的刚重比计算公式进行修正。通过采用修正后的刚重比计算公式对本项目的整体稳定性进行评价，结果表明项目整体稳定性满足要求，但需要考虑结构的重力二阶效应。采用ETABS软件对结构进行整体屈曲分析，结果表明，塔楼具有较好的整体稳定性。线弹性屈曲分析计算得到的刚重比数值与修正后的刚重比公式计算得到的数值较为接近，前者略大于后者，可见采用修正后的刚重比公式对结构进行设计偏安全。     

高层建筑结构整体稳定性研究

结构的侧向刚度和重力荷载之比即刚重比,是反映结构整体稳定性的关键参数。当高层建筑的高宽比足够大时,结构的刚重比一般接近规范规定的下限值,甚至低于下限值,计算的刚重比的准确性就显得非常重要。着重分析了弯剪型结构整体稳定性验算时存在的问题,比较结构顶点位移在考虑重力P-Δ效应前后的变化,以及其与刚重比及结构屈曲临界荷载系数的关系,提出了补充验算结构整体稳定性的建议。     

不均匀竖向荷载作用下弯曲型高层建筑的整体稳定验算

整体稳定控制是高层建筑结构设计中的重要问题之一。《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)通过刚重比来控制结构整体稳定和二阶效应幅度,其刚重比公式适用于竖向荷载沿高度分布相对均匀的结构。高规适用高度范围内,绝大部分弯曲型高层建筑的竖向荷载沿高度分布是相对均匀的,近年来我国高层建筑迅速发展,有些超高层建筑出现竖向荷载从下到上显著变小甚至突变的情况,直接用高规刚重比公式计算过于保守、存在较大误差。针对竖向荷载不均匀的弯曲型结构,探讨并提出了适用的刚重比公式,此刚重比公式可以合理反映竖向荷载不均匀对刚重比的影响,同时在竖向荷载均布情况下直接退化为高规的刚重比公式。理论和算例分析表明,建议的刚重比公式计算精度可以满足工程需要,且在各种竖向荷载模式下均偏于安全,具有工程实用价值。     

质量分布不均匀的高层建筑整体稳定性分析

刚重比是高层建筑结构设计中的重要指标之一,规范给出的刚重比计算公式适用于质量分布沿高度相对均匀的结构。探讨了刚重比与重力二阶效应增幅和临界屈曲荷载因子的关系,并结合实际工程,对超高层建筑竖向荷载从下到上显著变化时,根据建筑体型和荷载分布情况,对刚重比进行修正;同时对结构进行重力P-Δ效应增幅和整体屈曲分析。分析结果表明,修正后的结构刚重比可满足规范要求,重力P-Δ效应增幅也能控制在合理范围之内,结构整体稳定满足要求。     

高层建筑结构整体稳定性研究

高层建筑结构整体稳定性研究是指结构的侧向刚度和重力荷载之比即“刚重比”，是反映结构整体稳定性的关键参数。当高层建筑的高宽比足够大时，结构的“刚重比”一般接近规范规定的下限值，甚至低于下限值，计算的“刚重比”的准确性就显得非常重要。结构的“剪重比 ”主要与结构抗震设防烈度和结构体型、结构布置有关。     

高层建筑钢结构的整体稳定验算

高层建筑钢结构在竖向荷载及风荷载或地震作用下,其结构稳定已成为设计中需要考虑的问题。结构的侧向刚度与重力荷载之比即刚重比,是反映结构整体稳定性的关键参数。提出了高层建筑钢结构整体稳定验算的设计建议,可供工程设计时参考。     

复杂连体高层结构整体稳定研究

针对JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于高层结构整体稳定判断及刚重比限值的适用条件,明确了相关规定应用到复杂连体高层结构时存在的缺陷。在此基础上,基于欧拉临界失稳的基本原理,推导了适用于塔式刚性连体高层结构的刚重比限值,该限值主要受连接体与塔楼相对刚度的影响,并通过4个工程案例计算,表明采用规范方法将偏于保守,会放大二阶效应的不利影响。对于连接关系更加复杂的异形连体结构,通过刚重比判断结构的稳定性不再适用,应直接进行考虑二阶效应的非线性稳定分析,并建议借鉴空间结构稳定判断的方法,通过特征值屈曲分析、考虑几何非线性的直接静力稳定分析、考虑材料非线性的极限稳定破坏分析等,对结构的整体稳定进行评估。以某复杂三塔连体高层结构为例,采用所建议的方法进行稳定分析和评价。结果表明,该结构在弹性假定下稳定荷载因子大于10,考虑材料非线性时稳定承载力的安全系数超过2.0,满足安全要求。     

高强度Q460钢梁抗火性能研究(Ⅰ)——理论分析

为了得到高强度Q460钢梁高温下的抗火性能,采用有限差分法推导了高温下高强度Q460钢梁的截面温度计算方法并计算了温度分布,提出了钢梁各个组件温度的修正公式。基于常温下钢梁的整体稳定临界弯矩,根据Q460钢材的高温力学性能参数,分析得到了高强度Q460钢梁高温下临界弯矩和整体稳定验算参数;并利用等效刚度法考虑了温度不均匀分布的影响,研究了高强度Q460钢梁在不均匀温度下的极限承载力、临界温度和稳定系数。     

抗震设计中底部剪力系数与基本自振周期

对多层和高层建筑结构抗震设计中底部剪力系数与基本自振周期的关系进行探讨 ,求出质量和刚度沿高度均匀分布的三种类型结构在不同基本自振周期时的底部剪力系数。     

某330m超高层塔楼结构设计与分析

超高层建筑整体稳定性分析、加强层设计及结构转换等是超高层结构设计的重点和难点。通过越秀·国际金融汇三期330m超高层塔楼T5设计与分析,提出了刚重比修正、伸臂桁架+环带桁架加强层及斜柱转换设计等设计、分析方法。当结构整体稳定性指标刚重比成为结构设计的控制指标时,有必要对刚重比的适用条件进行分析。通过力学公式的推导可知,规范关于刚重比的计算方法适用于刚度和质量分布沿竖向均匀的结构;根据公式推导结合屈曲因子计算的对比分析,提出了当结构主要构件从下到上逐步收进、质量主要集中在下部楼层时针对刚重比的修正方法,使结构设计更加合理经济。在高区结构收进部位相邻下两层,设置伸臂桁架+环带桁架加强层,有效解决了高区结构收进后刚度削弱的问题。收进后高区外框架柱与核心筒剪力墙之间采用斜柱过渡的方式,解决了高区个别外框柱与下层的连接过渡问题,避免了结构转换层的设置。     

长沙某超高层结构整体稳定性设计研究

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)对整体稳定性计算做出了水平荷载按照倒三角形分布、考虑结构顶点位移相等而将结构折算为竖向悬臂受弯构件等假定,但这些假定和简化降低了计算精度。通过实际工程案例,对影响刚重比的各种因素进行了分析,研究了地下室层数、地下室侧向土的水平抗力系数、地下室嵌固端楼层刚度比、不同嵌固部位以及屋顶构架等影响因素,分析不同计算程序假定的合理性,确保结构整体稳定性安全可靠。     

高层建筑基础不均匀沉降防范的几点建议

随着经济的发展，社会水平的提高，城市里的摩天大楼犹如雨后春笋般林立，两侧的裙楼逶迤着。当前，高层建筑由于面积大、荷载差异大，产生沉降使得建筑物开裂、下沉和倒塌的现象时常出现，地基的不均匀沉降会对高层建筑形成很大的危害，轻则开裂，重则下沉、倒塌，对高层建筑的美观、使用寿命甚至安全使用形成严重威胁。高层住宅、写字间等一批象征城市高速发展的高层建筑开始逐渐走进我们的生活，在这些高层建筑周围，基于功能、整体造型等方面的考虑，在其周围往往配有相应的低层建筑，这些低层建筑一般在六层以下，通常我们称这些低层建筑为裙房。主楼与裙房高度、功能差异显著，导致其结构载荷很不均匀，从而可能造成地基的不均匀沉降，本文主要针对高层建筑基础不均匀沉降的预防加以介绍。因此，在设计的过程中，需要采取相应的措施，对高层建筑的结构设计和施工等方面进行相应的改善，防止高层建筑基础不均匀沉降。     

简析高层建筑采用两种基础施工不均匀沉降控制的施工技术

高层建筑由于其高度高、重量大,在基础施工时期,其基础设计不但复杂且控制难度高。而地基基础不均匀沉降对高层建筑整体框架结构的危害也是巨大的,很容易造成房屋局部墙体开裂,结构整体倾斜甚至倒塌。所以在高层建筑施工中不但要正确认识到不均匀沉降为建筑结构所带来的危害,也要在施工中采取针对性技术进行控制,以适应如今城市中越来越多的高层建筑施工建设环境。     

复杂山地建筑基础稳定性分析

山地建筑的结构设计不仅要考虑结构自身的受力关系,同时要研究结构主体与山地岩土的相互作用.这个相互作用分两方面,一方面是主体结构承担周边不均匀岩土压力,另一方面是岩土承担来自主体结构的反作用力.重庆大悦城是位于55m高边坡上典型的山地建筑,场地中央为基岩面20°～35°的陡峭冲沟,沟内覆盖厚度为25m的欠固结填土,同时主体周边岩土压力分布严重不均匀.主要对本山地建筑项目基础稳定性的研究思路进行了阐述,按不同基础类型的受力特性确定其刚度取值和抗震性能目标,采用两个不同计算模型对基础和场地岩土进行多角度、多水准分析,考虑质量不均匀分布对塔楼基础进行局部稳定性复核,保证主体结构安全和场地稳定.     

带裙房高层建筑框-筏基础筏板厚度的探讨

本文利用高层建筑上部结构——基础——地基三者共同作用理论，从控制基础不均匀沉降角度出发，对中硬地层地区高层建筑主楼和裙房不设缝时基础筏板厚度进行了研究。得到了一些有益的结论。     

复杂山地建筑基础稳定性分析

山地建筑的结构设计不仅要考虑结构自身的受力关系,同时要研究结构主体与山地岩土的相互作用.这个相互作用分两方面,一方面是主体结构承担周边不均匀岩土压力,另一方面是岩土承担来自主体结构的反作用力.重庆大悦城是位于55m高边坡上典型的山地建筑,场地中央为基岩面20°～35°的陡峭冲沟,沟内覆盖厚度为25m的欠固结填土,同时主体周边岩土压力分布严重不均匀.主要对本山地建筑项目基础稳定性的研究思路进行了阐述,按不同基础类型的受力特性确定其刚度取值和抗震性能目标,采用两个不同计算模型对基础和场地岩土进行多角度、多水准分析,考虑质量不均匀分布对塔楼基础进行局部稳定性复核,保证主体结构安全和场地稳定.     

中高层异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧移刚度优化分析

综合考虑剪力墙的剪切变形、异形框架柱的轴向变形和连梁刚度对异形柱框一剪结构的抗侧移刚度的影响，利用框-剪结构空间协同分析的连续-离散化方法，以楼层划分单元推导单元的内力、位移关系式，同时采用振型分解反应谱法计算水平地震作用，并考虑层间位移约束条件及刚重比、剪重比等构造要求，建立了中高层钢筋混凝土刚接异形柱框-剪结构的剪力墙抗侧移刚度优化数学模型。工程算例结果表明。本优化模型可行、有效，而且当剪力墙的抗侧移刚度沿结构高度发生变化时，仍可对其进行优化分析。