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。     

中粮前海总部大楼结构设计难点分析与处理

中粮前海总部大楼项目为复杂超高层结构,塔楼采用带1道伸臂桁架的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒偏心布置,局部采用斜柱转换,高区采用张拉索幕墙结构附着在主体结构。介绍了偏筒结构设计的策略;对斜柱转换的特殊节点设计进行分析;对超大张拉索幕墙结构与主塔楼结构构件的节点进行了受力分析。结果表明,偏筒结构通过对核心筒采用不等墙厚设计可以有效地减少偏心,同时在核心筒墙内设置型钢可以有效抵抗核心筒偏置带来的拉力;合理设置桁架结构可以有效地抵抗拉索幕墙传递的扭矩和拉力;圆形柱和方形柱转换节点采用三道环板转换可以高效地实现节点力转换且方便施工。     

325m高淮安雨润中央新天地超高层结构选型

超高层建筑结构常采用伸臂桁架或环带桁架来提高其自身刚度。结合具体工程项目,通过对框架-核心筒结构设置伸臂桁架或环带桁架加强层数量及位置的研究,分析伸臂桁架和环带桁架提高框架-核心筒结构刚度的效率。分析结果表明,伸臂桁架提高框架-核心筒结构刚度的效率高于环带桁架;当仅设置环带桁架加强层时,环带桁架位于0.7倍结构高度时最为有效,设置于结构高区时提高结构刚度的效率大于设置于结构低区时,随着环带桁架加强层数量增加其对结构刚度的贡献效率快速下降。根据分析结果,最终采用钢管混凝土钢框架-钢筋混凝土核心筒-环带桁架混合结构体系。     

普利中心结构设计和分析

普利中心主塔楼为总高度300 m的超限高层,采用钢管混凝土柱框架+型钢混凝土核心筒+环带桁架+等效伸臂的混合结构体系。介绍该工程地基基础的设计、结构体系的特点、抗震性能化设计原则和方法、整体弹性计算结果以及罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。着重阐述设计中的一些关键问题,包括核心筒的剪力墙、外围钢管混凝土钢框架、仅设置环带桁架的加强层、全楼层角部全刚接钢框梁形成的等效伸臂等。     

武汉中心伸臂桁架设计与研究

武汉中心塔楼采用巨柱框架-核心筒-伸臂桁架体系。在设计过程中对伸臂桁架道数、位置、立面形式、截面的确定进行了分析研究;结合建筑、机电的要求进行了伸臂杆件入墙延伸段的设计,并针对不同墙厚条件设计了嵌入式和外包式两种伸臂桁架入墙节点形式;对伸臂桁架杆件与钢管混凝土柱连接的构造方式进行了比选,并结合施工过程分析探讨了伸臂杆件延迟封闭的必要性。最终选用了设置3道伸臂桁架的结构方案并确定了各道桁架的具体做法。     

广州某超高层结构几个关键设计分析

某塔楼地上69层,屋面高度306m,带4层裙房,采用带伸臂桁架及环桁架的钢管混凝土柱钢梁框架-钢筋混凝土核心筒体系,文中对设置伸臂桁架、环桁架的位置做了敏感性研究,并对结构设计中几个关键问题做了深入的设计分析,如斜柱水平分力对钢框梁的拉、压作用,局部穿层柱的屈曲分析,核心筒墙肢在竖向荷载下变形差导致抗剪截面不足的处理措施,从而确保整体结构设计的安全可靠和经济合理。     

创新组合伸臂系统在重庆来福士广场北塔楼中的应用

对于高356m且长细比高达9.4的重庆来福士广场北塔楼,其抗侧设计为塔楼结构设计的重难点。本项目在塔楼角部引入巨柱,并采用伸臂连接核心筒角部和巨柱,以最高限度地提高结构抗侧刚度。作为主要抗侧构件的伸臂,在传统钢伸臂或混凝土伸臂的基础上,创新性地引入组合伸臂系统,该系统包括连接于巨柱上的软钢剪切耗能件、从核心筒角部延伸出的钢筋混凝土伸臂墙、连接剪切耗能件和混凝土伸臂墙的钢支撑以及围绕核心筒一周的钢筋混凝土环梁(保护核心筒)。该系统利用混凝土伸臂墙刚度较大的特点以提高结构的整体刚度,同时通过系统构件合理屈服顺序的设计,使得剪切耗能件在大震情形下屈服,起到保险丝的作用,利用其屈服后的延性和耗能能力保护混凝土伸臂墙和核心筒。采用弹塑性有限元分析和实验室节点试验对该系统进行分析计算和对比验证,结果表明计算分析和试验结果较为吻合,且符合设计要求和预期。     

方正金融中心主塔楼结构选型与分析

方正金融中心主塔楼结构高度为230.80m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系。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,并在建筑避难层与设备层设置两道加强层以提高整体结构的刚度。重点介绍了该工程结构选型与特点、钢板组合剪力墙连接构造与特点、伸臂桁架与环带桁架的优化设置、整体计算结果等内容;结果表明整体结构主要指标满足规范要求,结构选型合理。     

超高层建筑结构benchmark模型及其地震反应分析

参照上海中心,根据设定的性能目标设计了一个超高层建筑结构的benchmark模型用于超高层建筑结构抗震研究。该结构总高度为606.1 m,抗震设防烈度为7度,场地类别为IV类,设计分组为第一组。该结构采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架钢-混凝土混合结构体系,8道环带桁架将结构分为9个区,环带桁架与型钢混凝土巨柱共同构成了巨型框架结构体系,并通过6道伸臂桁架与核心筒相连,共同承受水平荷载。利用PERFORM-3D软件建立了结构的非线性数值计算模型,对结构进行了弹塑性地震反应分析,验证了结构的抗震性能。计算结果表明,满足现行设计规范的该超高层结构在大震作用下具有较大的安全余量。     

深圳某高层塔楼的钢筋混凝土框筒方案设计

深圳某主塔楼结构高度298 m,结构体系采用无加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,低区采用圆钢管叠合柱,低区剪力墙设置型钢进行加强。通过对结构剪力墙与外框架柱基于轴压比进行截面细化,使减少自重并其达到一定刚度从而实现无需设置伸臂桁架与腰桁架。采用ETABS和SATWE软件进行结构设计与分析,各项指标满足规范要求。并采用Perform-3D对结构进行大震弹塑性时程分析与构件性能评估。最后介绍了应用于项目的 2种叠合柱-混凝土梁的节点做法及相关设计方法。通过工程实例说明在7度区,核心筒占比较大,接近300 m的钢筋混凝土塔楼经过合理设计,在不需要设置加强层的情况下仍能满足刚度要求。叠合柱相对于型钢混凝土具备较好的经济性,文章对类似的工程项目具备一定的参考意义。     

武汉某超限高层塔楼结构设计

武汉精武路项目五期T5塔楼,建筑高度330m,为超B级高度超限高层。该建筑采用带加强层的矩形钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。介绍了该工程结构体系的特点、抗震性能化设计的原则及方法、基础设计、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。对设计中的一些关键问题:包括伸臂桁架和环带桁架的设置、转换层关键节点的分析设计、结构屈曲分析及稳定计算进行了深入阐述。最后提出设计建议:在超高层建筑中部偏上部位利用避难层同时设置伸臂桁架和环带桁架加强层,对提高结构整体抗侧刚度非常有效;对于竖向尺寸突变的建筑,将使用有限元法得到的屈曲因子作为结构整体稳定性的判别指标,其结果更加合理。     

宁波绿地中心超高层结构设计

宁波绿地中心超高层建筑高度为240m,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。外围框架为型钢混凝土柱+钢框架梁,核心筒底部加强区采用型钢混凝土剪力墙,加强层应用了"虚拟伸臂"概念仅设置环带桁架。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。系统介绍了该工程地基基础设计、结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果以及关键构件设计。     

粤海金融中心超限高层结构设计

粤海金融中心塔楼A地上建筑高度284.0m,采用带一道伸臂桁架加强层的钢管混凝土柱钢框架+钢筋混凝土核心筒混合结构。其外框由8根柱距为25.5m的巨型钢管混凝土柱和四角悬挑约11m的钢梁组成,为超200m高且仅有8根巨柱组成的带大跨度、大悬挑楼盖的框架-核心筒结构。为提高结构的抗侧刚度,在38层(避难层)设置一道伸臂桁架,与伸臂桁架相连的剪力墙内设置钢桁架。本项目存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、含加强层等多项超限项,按照设定的性能目标,对结构进行弹性计算、中震验算,并采用Perform-3D软件进行了罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,针对薄弱部位采取了有针对性的加强措施。结果表明：各项指标均满足规范要求,结构受力合理,安全经济。     

超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究

在框架-核心筒结构体系中,加强层可显著提高结构抗侧刚度、减小结构侧移,但会带来结构刚度、内力突变等不利影响。以某超高层建筑为工程背景,研究了黏滞阻尼器在伸臂桁架体系中的应用及在多遇地震和罕遇地震作用下的减震效果,研究了设置黏滞阻尼器的环带桁架在超高层建筑中的较优位置和减震效率。结果表明：黏滞阻尼器在伸臂桁架结构中的设置可以减小核心筒剪力墙的塑性损伤,减小结构的动力响应;设置黏滞阻尼器的环带桁架宜布置在层间相对速度大的位置,随超高层结构高度增加,阻尼器的减震效率降低。通过对伸臂桁架与外框柱、核心筒连接节点的设计及构造的分析,提出了连接节点的设计建议。     

武汉中心伸臂桁架与核心筒凸点顶模协同施工技术

武汉中心总建筑高度438m,结构形式为巨柱框架+核心筒+伸臂桁架的筒体结构,共设置3道伸臂桁架层,伸臂桁架安装期间通过对凸点顶模的合理应用,在立面上形成空间流水施工,成功解决了桁架吊装、钢筋绑扎、模板封闭、混凝土浇筑等一系列空间流水问题。重点介绍伸臂桁架从分段分节、钢筋深化设计、模架角部开合、锻钢节点安装等一系列与凸点顶模协同施工过程中的关键技术,为超高层伸臂桁架设计与施工、模架研发等提供参考。     

绍兴皇冠假日酒店型钢混凝土框架-核心筒结构设计

绍兴皇冠假日酒店位于绍兴迪荡新城景观规划的核心位置,是绍兴市的地标建筑,总高280m。结构形式为型钢混凝土框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土柱,楼面采用钢梁-组合楼板体系,外围钢梁与柱刚接,楼层钢梁与核心筒及外围柱均铰接,以释放因核心筒与框架柱竖向变形差异引起的附加梁端内力。经方案对比,在16层和37层设置四道伸臂桁架以及周边带状桁架。伸臂桁架在施工阶段分为初固和终固两个阶段,初固阶段保证桁架弦杆自由转动、腹杆能轴向伸缩,在终固阶段达到设计要求。     

天津富润中心超高层结构设计

天津富润中心采用钢管混凝土叠合柱和钢筋混凝土核心筒作为结构受力体系,并利用避难层设置伸臂桁架加强其侧向刚度。提出了合理的抗震性能目标,并进行了小震弹性和大震弹塑性分析,将概念设计和计算充分结合,确保了结构方案的安全合理。在基础设计中选择了合理的静载试验方案,并采用变刚度调平来减小内筒和外框之间的沉降差。对一次性加载、正常施工模拟加载、考虑逆作的施工模拟加载三种施工顺序进行了模拟加载分析。针对钢管叠合柱与混凝土梁连接节点,提出了在钢管壁开方洞补强的方案,进行了节点补强有限元分析和节点试验。对两栋塔楼之间的裙房梁板进行了专项有限元分析,按中震不屈服配筋,并进行了大震不坍塌验算。通过将加强层核心筒角部内置圆钢管改为方钢管端柱,优化了此位置连接节点。     

宁波东部新城某主塔楼超限结构设计

宁波东部新城C3-4#地块主塔楼的建筑高度为448.2m,结构高度约420.3m,采用带伸臂桁架的框架-核心筒结构体系。主塔楼为鼓形建筑,为满足建筑造型和建筑功能的要求,全部楼层的外框柱均采用斜柱,52~54层的核心筒通过设置4片斜墙实现收进,所有3道伸臂桁架以外包混凝土内墙的形式穿过核心筒,部份外框柱进行高位转换,转角位置设置了折形环桁架和外框梁。简述了主塔楼结构体系、主要性能指标、关键部位和基础的设计情况。基于主塔楼的独特布置和结构构件受力特点,设定合理的抗震性能目标,进行全面而详实的计算和分析,采取了针对性的加强措施,保证结构安全、可靠和耐久性。     

某超高层钢管混凝土柱——伸臂桁架节点分析

某61层框架—核心筒结构超高层建筑,主体结构形式为钢管混凝土框架—伸臂桁架—钢筋混凝土核心筒。研究了伸臂桁架、带状桁架与钢管混凝土框架柱连接节点的最不利工况,对其进行设计,并采用ANSYS分析了其受力特点,结果表明加强环对节点的约束效应明显,焊缝是控制节点强度的主要因素。     

上海中心大厦巨型框架-核心筒结构竖向地震作用反应分析

上海中心大厦主体结构高度632 m,为带伸臂桁架的巨型框架-核心筒结构,其竖向地震作用反应大且较为复杂。巨型框架与核心筒沿高度的质量和竖向刚度分布特性差异较大,两者的相对振动将导致伸臂桁架产生较大的内力;环带桁架具有转换承重和巨柱弹性支承的特性,相对支承巨柱存在更大的竖向振动放大效应。在分析结构重力荷载的竖向分布特性以及结构自振特性的基础上,通过反应谱和时程分析,对上海中心大厦结构在竖向地震作用下巨柱和核心筒的轴重比、伸臂桁架和环带桁架的内力反应以及巨柱、核心筒和环带桁架的竖向加速度反应及分布特点进行分析。结果表明：上海中心大厦结构的竖向地震作用反应随结构高度增加而增加;处于高区的巨柱和核心筒的轴重比约为低区的2.2倍和2.3倍,高区伸臂桁架和环带桁架在竖向地震作用下的轴力占重力荷载作用下轴力的比例约为低区的2.2倍和4.3倍;高区环带桁架跨中竖向加速度反应较相应标高巨柱增大20%。