大跨高层连接体建筑结构动力分析

本文以上地工贸楼为例对大跨高层连接体建筑进行结构动力分析。连体部分结构由于跨度大,其两侧和主体结构的连接采用主体结构柱上设牛腿的连接方式,其中一侧为铰支座,另一侧为有限值的单向滑动支座,以有效降低温度荷载的影响。本文采用地震反应谱分析和时程分析方法,分析了主体和高位连接体结构的动力特性及结构变形特点。同时对在主体和连接体结构间设置夹层钢板橡胶垫方案进行了计算分析,结果表明采用刚度适宜的夹层钢板橡胶垫,可有效降低结构的动力反应,提高结构的整体性。     

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。     

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。     

某复杂高层角对称双塔结构弱连接分析与设计

以济南大学工科综合楼为工程背景,对复杂高层角对称弱连接双塔结构进行了动力特性分析、弹性时程分析和弹塑性时程分析,并对弱连接体及其支座进行了分析和研究.结果 表明,在水平地震作用下,弱连接体与两端角对称塔楼的变形难以协调,对双塔结构进行了包络计算及设计;连接体滑动支座位移量满足罕遇地震作用下的位移要求;连接体竖向振动加速度和自振频率满足正常使用舒适度要求.     

虹桥搜候商务广场复杂连体结构设计

以虹桥搜候商务广场复杂连体结构为背景,阐述其连接体的主要设计理念和设计内容。该项目连接体数量多、造型复杂、体量大,其中3个位于低位、3个位于高位,受力复杂。设计中在天桥两端设置铅芯橡胶支座,通过支座隔震使主楼达到各自受力的目的,既简化了连接体传力路径,又减轻了其对主体结构的不利影响。为提高连接体在大震下的安全储备,在支座两端设置防跌落装置。常规荷载及小震作用下,取独立模型进行计算,并考虑支座的弹性刚度;大震作用下,取整体模型进行弹塑性时程分析,以评估支座的隔震效果及变形情况,为支座构造的设计提供数值依据。通过对连接体进行竖向和水平荷载作用下的变形分析、受力分析及舒适度分析,验证了结构各项性能指标均能满足规范的要求,隔震支座的隔震效果明显,支座构造能够满足结构变形的要求,表明该结构设计合理有效。     

中海油能源开发研究院项目超限结构设计与分析

中海油能源开发研究院项目为弱连接四塔连体结构,存在扭转不规则、凹凸不规则、楼板不连续、竖向抗侧力构件不连续、大跨连体多项超限。介绍了设计中所采取的针对超限的计算及构造措施;采用两个不同力学模型的空间分析程序进行多遇地震、设防烈度地震、罕遇地震下的对比计算分析,详细对比了单塔模型和四塔连体整体模型的计算结果;大跨连接体两端均采用弹性滑动支座与主体结构相连,以减小地震作用下连接体刚度与质量对主体结构的影响;采用罕遇地震时程分析校核以多遇地震为基础计算的罕遇地震等效支座位移,进行支座设计;同时针对结构中不同的薄弱部位做了相应的局部分析,采取了对应的补强措施。     

某超限高层建筑连体结构选型与设计

结合某大学理学院复杂连体超限高层结构,首先对高位连体桁架连接方案进行了选型分析;其次分析了连体结构在小震和风荷载作用下的各项指标,并采用大震弹塑性时程分析方法检验结构薄弱层层间塑性位移角;最后对连接体楼板和连接体与塔楼连接节点在中震作用下进行了应力分析。分析结果表明:高位连接体与两边塔楼的连接形式应综合考虑连接体刚度、连接体与两边塔楼变形协调情况、建筑效果、实施难度等因素;连接体容易造成刚度和抗剪承载力突变,宜采用弹塑性动力时程分析结构薄弱层的层间弹塑性位移角,保证结构薄弱层的抗倒塌要求。     

某地产项目商业Mall结构设计

项目为重点设防类商业建筑,结构设计采用BRB减震技术.由于建筑功能限制,存在大开洞,大跨,楼板连接薄弱及结构超长等薄弱部位,对结构薄弱部位予以加强,设置性能目标,满足抗震要求;对超长结构楼板进行温度应力分析,控制楼板应力不超过ftk.     

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。     

某大跨度复杂连体结构抗震设计

针对某特殊体型的大跨度复杂连体结构进行主体结构体系及连接体结构形式的选型分析,考虑十字交叉形连接体的变形特点,在抗震设计中研究连接体结构及采用组合减震支座连接对结构整体地震作用的影响;采用结构抗震性能设计方法,通过相应的结构加强措施,确保结构满足特殊类型超限高层结构抗震性能目标的要求。     

风车型双连住宅楼板变形和受力问题的分析研究

风车型双连住宅建筑布置合理,结构上采用部分异型框架柱,满足了居室无柱角突出的要求,很受欢迎。但结构布置复杂,中间连接部分宽度小,楼板薄弱。设计人员对在水平力作用下连接部位楼板的变形与受力问题很关注。本文采用考虑楼板变形的计算机程序分析了在水平地震力作用下的内力与变形,并按串并联多质点振动体系输入地震波进行动力时程分析,研究了在整个地震过程中,连接部位的最大动力反应值。分析表明:只要对连接部位的楼板采取适当措施予以加强,这种结构是可以满足抗震要求的。     

超长框架结构温度作用研究

针对超长混凝土结构的特点,给出结构温度效应计算时最大正、负温差取值方法建议,分别对施工阶段与正常使用阶段进行验算。建立了多层框架结构温度计算简化模型,研究温度内力沿结构竖向的变化规律。将桩基础作为具有水平刚度与转动刚度的弹簧,考虑基础刚度对结构底层抗侧刚度的影响。结合多层超长框架结构算例,分析了基础刚度与设防烈度对结构变形、楼板应力、框架梁和框架柱内力的影响。计算结果表明：在温度作用下,结构中部楼板应力分布较为均匀,端部楼板应力变化较大,楼板最大应力发生在框架柱周边;框架梁轴力分布中间大、两端小,框架柱内力由外向内逐渐减小;对于多层超长框架结构,首层结构由温度作用引起的变形与内力最大,2层及以上各层结构的温度效应迅速减小;柱底嵌固条件对温度效应影响显著,随着基础刚度增大,对框架柱的约束程度逐渐提高,温度作用产生的内力增大,层间位移角减小;随着抗震设防烈度提高,竖向构件截面尺寸与结构侧向刚度随之增大,温度效应逐渐增强。     

某多塔连体高层建筑的竖向地震反应分析

针对设有长33.6m的连体和长16.8m悬臂的某多塔连体高层结构,采用ETABS软件对其竖向振动特性和竖向地震反应进行了分析。结果表明,该工程前三阶竖向振型的周期与场地卓越周期接近;前19阶竖向振型均位于反应谱平台段;竖向振动与水平振动存在耦合,意味着结构在水平地震作用下会产生竖向动力效应;在7度多遇竖向地震作用下,连体部分和悬臂部分的结构内力响应较显著而竖向位移响应均较小。     

斜杆在框架结构中的应用

本文通过对多种斜杆框架分析及具体工程实例 ,阐述了在钢筋混凝土框架结构体系中 ,利用加斜杆的办法 ,以提高框架结构侧移刚度 ,减少建筑物整体和层间侧向位移 ,减少框架梁、柱内力 ,确保建筑物竖向整体刚度的均匀、连续。     

某房屋外套框架加层摩擦减震的设计研究

介绍了8度区某办公楼采用外套框架和原结构间设置摩擦消能装置的加层设计方案,阐述了摩擦阻尼消能支撑外套框架加层的设计参数确定及设计步骤,给出了地震反应的分析方法和分析结果。分析结果表明,在外套框架和原结构之间增设摩擦消能支撑,外套框架加层结构在地震作用下的位移响应减小,在多遇、罕遇水平地震作用下,能分别满足变形要求,尤其大幅减小了外套框架柱的剪力值,为框架柱的优化设计提供了较大空间,同时也减小了对原结构抗震性能的影响;     

计算机应变控制梁柱托换方法在某高层置换混凝土加固工程中的应用

某工程第5层框架柱混凝土不合格,经加固方案比较后决定采用置换混凝土加固法。由于被置换混凝土部位的结构荷载较大,为确保上部结构和施工操作的安全,在置换混凝土加固过程中采用计算机控制系统,通过应变测试仪和粘贴在支撑结构及被置换结构或构件表面的应变片连接,在卸载过程中采用机械式千斤顶对结构施加顶升力时,结构发生的应变通过应变片传输到计算机控制系统,能准确地反映被置换混凝土部位结构的内力、变形和残余变形以及支撑结构的内力等,从而使操作者了解到结构的真实受力状态。采用千分表监控结构位移,为卸载提供可靠的依据,最终达到结构卸载的目的。该工程在置换混凝土加固施工时加入了应变测试仪和计算机控制装置进行结构卸载,保障了结构在置换混凝土加固施工过程中结构和操作人员的安全。     

杭州江干区全民健身中心结构设计

杭州江干区全民健身中心属综合性体育建筑,功能较为复杂。结构设计为满足建筑的要求,重点解决了超长结构地下室基础的沉降控制及无缝设计,对上部结构进行了温度场作用下的非线性有限元分析,并采用沿纵向设置无粘结预应力筋等方法控制温度变形。还介绍了屋盖管桁架结构及其高低部位的连接处理。     

钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。     

极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌分析

911事件以来,意外荷载作用下超高层结构的连续倒塌问题日益受到关注。该文采用考虑高温作用的高性能有限单元、高温破坏准则及生死单元技术,对极端火灾作用下典型超高层混凝土框架-核心筒结构的连续倒塌进行了分析。研究发现,该结构系统中的多层结构共同承受火灾作用时,由于火灾热膨胀变形的影响,超高层框架-核心筒结构产生类似桁架拱的整体受力机制,使得结构体系内不仅在水平方向发生内力重分布,而且在竖向也发生内力重分布。楼盖系统的热膨胀和破坏失效对外围柱的破坏具有重要影响,最终造成外围柱由于较大的二阶效应而发生受弯破坏,触发了整体结构系统的连续倒塌。