高层建筑框架核心筒结构设计分析

由竖向筒体为主构成的承受竖向与水平作用的高层建筑结构就是筒体结构,筒体结构分为筒中筒砼结构与框架-核心筒结构。本文就高层框架-核心筒的构造设计的有关要点实施进行了分析,深入认识了高层框架核心筒的结构设计。     

刚性加强层在超限高层建筑结构中的应用

根据带刚性加强层的高层结构的动力反应特点,提出了地震区带刚性加强层框架-核心筒合理布置原则及结构构件抗震措施.强调在地震区应用带刚性加强层的框架筒体结构时,应考虑加强层的“合适刚度”的设计概念.     

基于某工程实例的超高层结构体系比选

为了研究钢框架-核心筒结构、带加强层的钢框架-核心筒结构和强外筒-核心筒结构在安全性、稳定性和经济性上的特点,对不同结构体系的传力路径和抗震性能进行比较。通过对一个工程实例进行结构选型比较,对比分析不同结构体系下结构的变形、材料用量、结构的传力体系、多遇地震下重要构件的受力情况以及罕遇地震下结构的性能。结果发现,相比于无加强层的钢框架-核心筒结构和带加强层的钢框架-核心筒结构,强外筒-核心筒结构不仅能节约4%～17%的材料用量,还能避免结构竖向刚度突变及核心筒与外框架承载的剪力正负号相反等情况,缓解楼板翘曲等,强外筒-核心筒结构在罕遇地震下具有更好的抗震性能。     

带水平加强层的框架-筒体结构受力机理分析

水平加强层能够有效地减小高层框架．筒体结构在水平荷载作用下的侧向位移,但加强层的设置能引起结构竖向刚度的突变和结构内力的重分布。通过对四种不同加强层设置情况的框架-筒体结构进行详细的计算与分析,研究水平加强层在改善结构受力状态、减少结构侧移、提高结构整体抗侧刚度的作用机理,为高层框架．筒体结构的设计提供了相关建议。     

加强层的设置对高层框架-核芯筒结构受力性能的影响

首先对设置水平加强层的框架-核芯筒高层结构在水平荷载作用下的受力性能进行了理论分析;其次利用有限元软件对加强层设在不同位置的多个模型,进行了水平地震作用下的内力计算和分析,得出了加强层的设置能有效的控制结构的侧向位移,但随之也使得部分构件的内力值突然增大的结论;最后总结出了该类高层结构在设置加强层时结构内力的一些变化规律及抗震性能,为工程设计提供了相关依据和建议。     

高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构基于性能的层间位移角限值研究

在基于性能的抗震设计中,为了控制建筑结构不同程度的损伤,保证结构具有一定的可恢复性能,需要对建筑结构在不同性能等级下的层间位移角进行限制.利用PERFORM-3D软件对四个不同高宽比的高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行增量动力分析,得到了不同强度地震下连梁、墙肢、框架梁及框架柱损伤的大小和分布.根据各类构件在地震作用下的损伤分布,建议了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构的性能等级划分方法.基于结构的易损性分析结果,得到了高层钢管混凝土框架-型钢混凝土核心筒混合结构在不同性能等级下的层间位移角限值,并研究了高宽比对不同性能等级下层间位移角限值的影响,为高层混合结构基于性能的抗震设计提供参考.     

带加强层框架-核心筒结构的静力弹塑性分析

高层框架-核心筒结构为提高抗侧刚度、降低剪力滞后效应,常设置伸臂与外围圈梁构成水平加强层.以模拟框架考虑核心筒的弹塑性性能,运用空间有限元程序对某带加强层框架-核心筒结构进行了静力弹塑性分析,考察了结构的抗侧刚度变化、屈服机制、出铰顺序等,得到若干具有工程设计参考价值的结论.     

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼结构设计

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼采用带腰桁架的巨柱框架-核心筒结构体系,针对此稀柱网混合结构体系的结构设计、抗震性能要点进行了归纳总结;提出此类结构体系为了满足规范设计、抗震性能目标C,建议采取如下加强措施:增设带适宜刚度腰桁架的加强层以增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;设置约束型构造钢梁,与墙肢内型钢柱形成墙内约束型钢边框以提高底部、加强层核心筒的延性与整体性;多遇地震作用下,此体系核心筒需承担100%地震剪力。     

框架-核心筒高层混合结构抗震性能评价及破坏模式分析

以一个实际高层框架-多子筒核心筒混合结构为例,通过静力弹塑性计算和弹塑性动力时程计算,分析了在地震作用下框架-核心筒结构体系的受力特点,讨论了该结构体系的合理破坏模式,提出将控制概念引入结构设计中,有目的地引导作为主要抗侧力体系的核心筒的屈服机制和破坏模式,同时对外框架进行合理的设计使其具有足够的承载力和延性,可以使框架-核心筒结构具备多道抗震防线,提高其抗震性能。结果表明:经过合理设计,框架-核心筒结构可以具备三道抗震防线:连梁、子筒(或墙肢)、框架,并且结构同时具有足够的耗能能力,能形成合理的破坏模式,提高抗震性能。     

用水平加强层控制高层结构的侧移——水平加强层的作用及其最佳位置

控制高层建筑变形的常用方式是加强抗侧力结构的刚度。但近年来美国和欧洲也采用水平加强层使内简体与外柱共同工作,以控制框筒结构的侧向位移。本文提出了一种简化计算方法,推导了计算顶点侧移值的公式,从而可找到水平加强层的最佳位置,还可用于计算高层建筑的自振周期。与有限元电算结果作了对比,效果良好。本文的工程背景是联邦德国法兰克福博览会大厦。     

水平加强层在框架-核心筒结构体系中的应用研究

框架-核心筒结构是一种常用的高层建筑结构型式，设置水平加强层，可以增强结构的抗侧刚度，它是减小在风荷载作用下水平位移过大的有效方法，但在地震作用下，加强层的设置会引起结构刚度、内力突变，形成薄弱层，结构的破坏机理难以呈现“强柱弱梁”和“强剪弱弯”的延性屈服机制。论文结合实际工程，对是否设刚性加强层进行比较，对不同的模型进行计算，寻求设置加强层对结构周期、位移和受力性能的变化规律，从而为工程选择正确的结构体系，使设计安全、经济、合理。     

不同高度结构地震响应特性研究

通过对结构平面布置相同、高度不同的高层结构在相同地震作用下的结构地震响应特性分析和研究,探讨了高层建筑结构地震响应的特点。对某一高层剪力墙结构的地震响应特性进行了研究,并选取振动台试验结果进行验证。分析结果表明,对于高度超过150m的高层结构,在大震作用下结构上部易发生损坏,应对结构中上部采取适当的加强措施。     

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。     

带水平加强层的框-筒结构受力分析

对于高层建筑,设置水平加强层,能够非常明显地减小结构在水平荷载作用下的水平位移量,但是加强层的设置能引起结构竖向刚度的突变和结构内力的重分布。文中通过对八种不同加强层设置情况的框架-筒体结构进行详细的计算与分析,详细剖析了水平加强层减少结构侧移、改变结构受力状态的原因。     

方正金融中心主塔楼抗震性能研究

方正金融中心主塔楼结构高度为230.800m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系,是存在多个不规则项的超限高层建筑。外框架由圆钢管混凝土柱与实腹钢梁组成,核心筒采用钢板组合剪力墙。采用基于性能的抗震设计方法,对主体结构进行了不同地震水准作用下的结构弹性与弹塑性分析。计算结果表明,该结构具备较好的承载和变形能力,能够满足不同地震水准作用下的抗震性能目标。通过大震作用下的弹塑性分析,找出了结构潜在的抗震薄弱部位,并提出相应的抗震加强措施。为类似超高层建筑的结构设计提供经验与参考。     

带加强层的高层建筑结构性能水准的量化

基于性能的抗震设计方法在一些超限高层和复杂高层建筑中已经开始应用,但是目前对于各种类型结构体系缺乏量化的性能水准定义。通过对已有资料的分析,建立了带加强层的高层建筑结构的层间侧移计算方法,结合带加强层框架-核心筒结构的受力特点,采用剪力墙构件的性能水准来量化带加强层的高层建筑结构的性能水准,为该类高层建筑基于性能的抗震设计提供结构性能水准的参考依据。