天津光年城-城市展馆单侧大悬挑圆环结构设计

天津光年城-城市展馆项目三层展廊为直径50m的圆环,竖向构件均偏置在北侧,圆环整体悬挑长度达38.3m;考虑三层展廊外侧通透的建筑效果,外侧立面无法布置结构构件,主受力构件仅能布置在圆环内侧。该圆环结构存在结构单侧悬挑长度大、竖向支承少、悬挑构件抗扭刚度小、二次悬挑等特点。针对上述结构特点,采取以下设计措施:1)综合考虑结构体系安全性及经济性,悬挑圆环采用空间钢桁架,展廊人行区域为钢桁架上二次悬挑钢梁;2)三层展廊整体荷载通过偏置的楼电梯核心筒传至基础底板,楼电梯核心筒为钢板组合剪力墙结构;3)合理布置基础,减少桩基受拉;4)明确关键构件,提出有针对性的结构抗震性能目标和抗震措施;5)采用多种有限元软件分析对比,保证整体和节点计算结果的可靠性;6)以竖向振动峰值加速度作为大悬挑结构的舒适度控制指标,并设置TMD以满足舒适度要求。分析结果表明,结构满足规范及抗震性能目标要求。     

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。     

沈阳华强金廊城市广场1号楼结构设计北大核心CSCD

沈阳华强金廊城市广场1号楼结构高度300m,采用混合结构框架-核心筒体系,外框为钢管混凝土柱与钢梁,核心筒为钢筋混凝土剪力墙。结合建筑外形呈纺锤形及平面为圆形的特点,结构设计在外框设置三道环形桁架及在底部加强区剪力墙内置钢管,较好地解决了超高层结构侧向刚度及剪力墙的延性问题。通过对结构进行的弹性、弹塑性分析、关键节点及混凝土徐变等专项分析并采取相应的加强措施,使结构满足抗震性能目标要求。     

超高层框架-带加强桁架双扁筒结构体系抗震性能及破坏模式研究

基于某349.8m超高层工程案例,为解决其大高宽比体型下的抗风和抗震问题,并综合考虑建筑使用功能、结构体系与建筑体系的协调性,提出一种新型建筑结构体系"框架-带加强桁架双扁筒结构体系",对其进行大震及超大震弹塑性分析,研究其在地震作用下的抗震性能和破坏模式。经研究分析可知,框架-带加强桁架双扁筒结构体系结构周期和刚度主要由核心筒刚度和加强桁架刚度控制;大震作用下,结构体系X向和Y向表现出较大的差异性,剪力墙损伤主要集中在核心筒与加强桁架相交的节点区域和核心筒底部加强部位,构件性能满足规范要求;超大震作用下,结构体系破坏顺序为连梁-桁架-核心筒,破坏模式合理,且并未出现通缝等严重破坏,结构体系安全可靠。     

广州东塔内嵌双层钢板高强混凝土组合剪力墙的设计与施工

广州东塔采用带伸臂桁架的巨型框架-核心筒体系,为满足建筑功能和抗震性能的要求,核心筒外墙采用了强度等级高达C80的内嵌双层钢板混凝土组合剪力墙。钢板混凝土组合剪力墙极限承载力高,延性好,耗能能力强,抗震性能优异,在超高层建筑结构中应用前景广阔。着重介绍内嵌双层钢板混凝土组合剪力墙的设计考虑和施工要点,包括承载力计算、构造措施、典型连接节点、钢板分段与吊装、裂缝控制等。计算结果表明,各项指标能满足建筑功能需求和结构抗侧刚度、承载力的要求。     

沈阳华强金廊城市广场1号楼结构设计

沈阳华强金廊城市广场1号楼结构高度300m,采用混合结构框架-核心筒体系,外框为钢管混凝土柱与钢梁,核心筒为钢筋混凝土剪力墙。结合建筑外形呈纺锤形及平面为圆形的特点,结构设计在外框设置三道环形桁架及在底部加强区剪力墙内置钢管,较好地解决了超高层结构侧向刚度及剪力墙的延性问题。通过对结构进行的弹性、弹塑性分析、关键节点及混凝土徐变等专项分析并采取相应的加强措施,使结构满足抗震性能目标要求。     

某带大悬挑的办公塔楼结构设计

某办公塔楼采用钢筋混凝土核心筒-大悬挑结构体系,塔楼3层的外围框架柱缺失,导致4～13层核心筒外侧均为悬挑结构,最大悬挑尺寸为19.2m。采用钢筋混凝土核心筒作为竖向抗侧力体系,在4层和9层设置悬臂桁架与环带桁架组成的悬挑转换体系,将上部楼层荷载传递给核心筒。对结构进行了抗震性能化设计,对核心筒关键部位采取了设置钢板、型钢柱、型钢梁等加强措施,大震动力弹塑性时程分析结果表明核心筒具有优良的抗震性能。对悬挑转换体系进行了专项分析,具体包括:核心筒环通钢梁的设计;楼板刚度对悬臂桁架、环带桁架受力和变形的影响规律;对悬挑转换部位楼板进行应力分析,并采取后浇带和铺设钢板的措施;大悬挑关键节点分析等。结果表明,悬挑转换体系具有较高的安全储备。并针对悬挑转换结构的特点,给出了可行的施工方案。     

某超高层结构连接节点的非线性有限元分析

某超高层采用框架-核心筒结构体系,在内筒与核心筒之间采用伸臂桁架连接。介绍了这种结构形式的特点,利用有限元软件LS-DYNA分析了在控制工况作用下伸臂桁架与混凝土核心筒连接节点的工作性能,考察了伸臂桁架对混凝土墙体的影响及节点的破坏形态。结果显示,在荷载标准组合作用下,混凝土剪力墙及节点满足设计要求;在最不利工况作用下,混凝土剪力墙满足承载力极限状态要求;采用铸钢节点后满足强节点的设计要求。     

中国尊大厦内置钢板支撑混凝土剪力墙设计研究

为减轻结构总重量、控制墙身截面厚度、满足轴压比和抗震性能要求,中国尊大厦核心筒底部区域采用内置钢板混凝土剪力墙,中间区段采用内置钢板支撑混凝土剪力墙;在结构塔冠位置(104层及以上)由于刚度突变及鞭梢效应的影响,采用内置钢板混凝土剪力墙等措施予以加强。由于目前尚无内置钢板支撑混凝土剪力墙抗震性能的研究,因此对内置钢板支撑混凝土剪力墙进行了专项试验研究和动力弹塑性分析。结果表明,内置钢板支撑混凝土剪力墙施工简单,混凝土浇筑密实度容易得到保证。其刚度和受剪承载力与内置H型钢混凝土剪力墙的刚度和受剪承载力基本相同,两种墙的极限变形能力和耗能能力也基本相当。     

宁波绿地中心动力弹塑性分析和斜墙转换设计

宁波绿地中心为超高层建筑,采用带加强层的型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒混合结构体系。运用MIDAS/Building程序,对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,结果表明:结构层间位移角满足规范限值要求,结构框架柱和主要的剪力墙未发生屈服。核心筒东侧单片剪力墙在高区向内侧收进,采用斜墙转换来满足建筑功能。斜墙转换结构避免了核心筒的刚度突变,中震下保持弹性,抗震性能良好。     

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→...     

高层支撑钢框架弹塑性地震反应简化分析模型

本文首先将高层支撑钢框架结构分解成纯框架和纯支撑体系两部分,并与一列受载铰接刚性杆并联,以考虑几何非线性的影响;然后将框架部分简化为半刚架,将支撑体系部分简化为铰接桁架,以此进行结构弹塑性地震反应分析.在前人试验和理论研究成果的基础上,本文还提出了能准确反映钢支撑主要滞回特征的支撑恢复力模型,便于工程实用.通过算例对比分析,表明采用本文提出的高层支撑钢框架简化模型进行弹塑性地震反应分析,具有计算精度高、计算自由度少、计算时间省的优点,是一种有效的近似方法.     

成都大魔方演艺中心小陀螺结构选型与设计

成都大魔方演艺中心小陀螺结构为异形支撑钢框架-混凝土筒体结构,下小上大,造型独特。外围框架呈倾斜向上态势,筒体布置分散偏置,内部竖向构件不连续,层4采用网架结构进行转换。从几何形状和极限承载力两个方面对结构进行稳定性分析,结合弹塑性时程分析结果,对筒体、楼板等有针对性地采取了加强措施,确保了结构体系的合理性。     

多高层钢结构住宅结构体系及其工程实践

结合几个多高层钢结构住宅工程实例,重点介绍了钢框架体系、钢框架-支撑体系、钢框架-混凝土剪力墙体系三种常用的结构体系及其工程实践,以供设计参考。     

国家奥林匹克体育中心体育场改扩建工程结构设计

国家奥体匹克体育中心体育场为一改扩建项目,始建于1989年,原为1990年亚运会主体育场,现为了满足2008年北京第29届奥运会现代五项比赛的各项要求而进行改扩建,改建后体育场的建筑面积和建筑高度均发生了很大变化。原结构体系采用钢筋混凝土框架,加固结构体系研究中,结合各种改造加固手段的可行性及经济性,采用PMSAP,SAP2000,ANSYS三种软件对比分析了钢筋混凝土框架及框架-剪力墙、钢筋混凝土框架-钢支撑及框架-耗能钢支撑四种结构体系,最终确定了钢筋混凝土框架-耗能钢支撑的结构体系。通过利用耗能器的减震作用,有效降低了结构的加固难度和加固量,增强了结构的整体抗侧刚度,这是一种经济、有效的新型加固方法。屋面采用型钢-拉索钢罩篷,预应力索的使用有效控制了屋面竖向变形,使外挑型钢梁强度可以充分发挥,达到强度和刚度双控的优化设计。     

预应力巨型支撑-钢框架结构拉索预拉力取值准则试验研究

基于纯钢框架结构及钢框架-支撑结构的受力特点,提出新的结构形式一预应力巨型支撑-钢框架结构体系。制作缩尺模型,以试验研究该新型体系中拉索预拉力取值准则及结构侧移模式。试验表明:预应力巨型支撑-钢框架结构中,拉索预拉力以"受压最大的拉索在外部荷载作用下剩余拉力接近于零"为确定准则;预应力巨型支撑-钢框架结构侧移模式具有弓形特征。     

支撑布置对钢框架结构抗侧刚度的影响

纯钢框架建筑结构体系刚度较小,层间位移起主要控制作用,设置支撑体系可有效地提高结构的整体抗侧刚度,减少结构用钢量。以广泛应用的多高层钢框架支撑结构为对象,通过计算不同支撑类型及支撑布置方式下钢框架支撑结构的顶点位移,研究了支撑形式对多、高层钢框架结构抗侧刚度的影响。研究结果表明,对于不同的支撑类型,支撑沿竖向集中布置于中间跨的钢框架结构抗侧移刚度好于将支撑布置在边跨以及其他跨上。对于相同的支撑布置方式,不论是中心支撑,还是偏心支撑,在抗侧刚度和经济性方面,人字形支撑框架均好于单斜杆支撑框架。     

设置阻尼器的火电厂框架-支撑结构的减震性能分析

用非线性静力分析方法(Pushover)对设置减震装置的火电厂框架—支撑结构进行了分析计算。结果表明安装阻尼器以后结构的抗震性能获得了明显的改善。与普通的框架—支撑结构相比，阻尼器不仅保护了钢支撑，而且也在很大程度上推迟和减少了主体结构中塑性铰的发展。     

预应力巨型支撑—钢框架结构拉索预拉力取值准则的试验研究

基于纯钢框架结构及钢框架—支撑结构的受力特点,提出新的结构形式———预应力巨型支撑—钢框架结构体系。制作缩尺模型,以试验研究该新型体系中拉索预拉力取值准则及结构侧移模式。试验表明:预应力巨型支撑—钢框架结构中,拉索预拉力以"受压最大的拉索在外部荷载作用下剩余拉力接近于零"为确定准则;预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式具有弓形特征。     

我国高层建筑钢结构发展方向初探

探讨我国目前广泛采用的混凝土核心筒钢框架高层混合结构的利弊、介绍了钢管混凝土结构的优点、在我国的发展近况及在美国高层建筑中的应用,并对我国高层建筑钢结构的发展提出了若干建议