超高层巨型管柱桁架加工制作技术

巨型管柱桁架主要是伸臂桁架、腰桁架,在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架可减小结构侧移,通过提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,增加框架承担的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的倾覆力矩。对于框架核心筒结构,设置伸臂桁架后侧移减小显著;而对于筒中筒结构而言,侧移减小的效果不明显。在结构周围设置腰桁架可使各框架柱承受的轴力均匀变化,因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的。超高层建筑结构可以根据具体情况,同时设置伸臂桁架和腰桁架。     

宁波东部新城某主塔楼结构方案比选和优化

宁波东部新城C3-4#地块主塔楼结构高度约为420. 3m,采用带3道伸臂桁架的框架-核心筒结构体系。为适应鼓形建筑体型和功能布置的需求,塔楼核心筒通过3次收进(含1次斜墙)来减小平面尺寸,全部楼层均采用了钢管混凝土斜柱,首次将所有3道伸臂桁架以外包混凝土内墙的形式穿过核心筒。主要介绍了塔楼结构体系的比选过程,针对核心筒的收进方式和型钢设置方式、外框柱的立面布置和截面形式、伸臂桁架与核心筒墙体连接节点的形式等进行详细研究和优化调整,基于刚重比和外框剪力分担比例偏小的问题,提出可行的解决方案和优化措施。     

重庆解放碑威斯汀酒店伸臂桁架对比分析

重庆解放碑威斯汀酒店采用外框架(钢框架梁+型钢混凝土柱)+钢筋混凝土核心筒+伸臂桁架体系,在33层和49层的避难层设置了伸臂桁架,伸臂桁架的设置可以使外框架柱有效发挥作用,以增强整个结构的抗侧力刚度。结构整体分析表明,设置两道加强层,可有效地提高整个结构的抗侧力刚度,减小结构的水平位移,使其满足规范要求;同时,加强层的刚度不宜太大,太大了将造成严重的刚度突变;所以应对加强层的设置方式和层数进行对比分析,减少结构刚度突变。分析表明,在对加强层及相邻楼层采取专门措施后,整个结构在地震下仍可保持延性屈服机制。     

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。     

巨型混合框架-核心筒结构的性能分析

巨型混合框架-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、混凝土核心筒与伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的超高层结构体系.为了有效地提高巨型混合框架-核心筒结构的抗侧刚度和内外筒之间的协同工作性能,可采取以下措施:增加巨型梁的刚度;增加伸臂桁架的刚度;增设巨型支撑.分析结果表明:设置跨越两个楼层的巨型梁或伸臂,或增设巨型支撑,...     

重庆国金中心塔楼伸臂桁架施工技术

重庆国金中心项目T1塔楼为带有加强层的框架-核心筒结构,核心筒剪力墙采用顶模体系施工。为减小结构侧移、提高外框架抗倾覆能力,在加强层设置了伸臂桁架-腰桁架结构。由于伸臂桁架层结构复杂、构件体型庞大、节点复杂、核心筒内外存在沉降差且穿插有顶模体系、土建施工,因此对吊装、节点处理、矫正、焊接、终固均提出较高要求,施工难度大、危险性较高、施工质量难以控制。主要介绍了复杂条件下超高层建筑伸臂桁架结构的施工方法。     

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。     

上海陆家嘴金融贸易区X2地块南北塔楼结构设计与研究

上海陆家嘴金融贸易区X2地块南、北塔楼高度分别为250m和260m,采用巨型框架-核心筒结构体系,属于超限超高层建筑。根据结构体系和特点,针对核心筒的重要性、转角桁架的设置、楼面梁板的布置等阐述了设计思路。通过对比分析设置与不设置伸臂桁架时地震作用引起的弯矩及剪力在核心筒和外框架之间的分配关系,指出只要将伸臂桁架的刚度控制在合理的范围,既可有效改善核心筒的受力,又不至于导致过度的刚度突变。静力弹塑性分析给出了塑性铰的发展过程,表明结构各道抗震防线性能良好,能保持有效的协同工作。振动台试验表明结构总体上满足现行规范7度抗震设防的要求,根据8度罕遇地震下结构出现的局部破坏情况给出了设计建议。研究结果表明,南、北塔楼结构体系合理,具有良好的抗震性能。     

超高层建筑结构中腰桁架和伸臂桁架的应用问题

超高层框架-核心筒结构中广泛采用腰桁架和伸臂桁架提高结构整体的抗侧刚度。通过对腰桁架和伸臂桁架作用机理的分析,指出了腰桁架和伸臂桁架作用的实质是加强竖向构件之间的连接,并使外围框架柱轴向受力。对腰桁架和伸臂桁架的最优位置进行了理论分析和模型计算,结果表明,腰桁架和伸臂桁架减小结构变形的最优位置在结构的中上部,且二者对相连构件的内力有明显影响。归纳了腰桁架和伸臂桁架的选用原则,指出了设置腰桁架和伸臂桁架时需要注意的问题。     

超高层建筑结构环带桁架的研究与设计

框架-核心筒结构是超高层建筑中最常用的结构体系之一.当结构抗侧刚度不足时,在设备层设置水平伸臂桁架可以显著增大结构的抗侧刚度,减小结构位移,降低水平荷载作用下核心筒的倾覆力矩.但是传统的伸臂桁架设置会带来一系列问题,例如容易引起结构刚度、结构内力的突变,产生较大的附加内力,连接节点复杂,施工周期长等.而环带桁架加强层可...     

带伸臂桁架结构刚度限值研究

巨柱―伸臂桁架―核心筒结构体系中,伸臂桁架应采用"有限刚度"来弥补结构整体抗侧刚度的不足,尽量减少结构刚度的突变导致的内力激增。本文对伸臂桁架结构进行了罕遇地震作用水平下的弹塑性时程分析,结果表明,伸臂桁架与核心筒的线刚度之比应选择在1.0的范围内,大于该值,伸臂桁架刚度过大,对减小结构的层间位移角作用甚微,反而会造成整体结构刚度突变严重和伸臂桁架设置处的内力剧增;考虑到巨柱对伸臂桁架承载效率的提高作用,巨柱与核心筒的等效刚度比值不宜小于8.0。     

沈阳金廊330m超高层塔楼结构抗震设计

沈阳金廊超高层塔楼地下5层,地上71层,建筑檐口高度为330m,采用钢骨混凝土框架-钢筋混凝土核心简结构.通过比选结构加强层设置方案,确定了加强层数量、伸臂桁架及腰桁架的设置方案.基于有限刚度原则,伸臂桁架腹杆采用防屈曲支撑,以避免加强层刚度突变.针对最小剪重比不满足规范要求的情况,采用放大楼层地震力和调整规范反应谱的方法提高楼层剪重比.塔楼核心筒在49层及以上楼层收进,收进部位及其上下1层按性能化设计理念采取加强措施,以减弱结构突变程度.对结构进行了弹性和弹塑性时程分析,结果表明,结构可满足预设的性能目标.最后介绍了结构体系关键构件的设计方法.     

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。     

天津某超高层框架-核心筒结构消能减震技术研究

建筑结构设计需进行抗震分析,超高层框架-核心筒结构为抵抗地震作用,若采用传统设计方法增大构件尺寸,往往会使得地震作用进一步增大,从而造成结构抗震性能的降低。以一个超高层框架-核心筒结构工程为实例,在伸臂桁架楼层设置黏滞性阻尼器并进行时程分析,通过对比无阻尼器模型和增设阻尼器模型的楼层剪力及位移等指标,并分析其耗能情况,揭示了阻尼器对超高层框架-核心筒结构的减震效果。研究发现,在中震作用下,增设阻尼器可以提供大约0. 5%附加阻尼比,首层剪力减小约3. 8%,加强层剪力减小约4. 0%,顶层位移减小约4. 7%,伸臂桁架内力减小约4%。可见,在伸臂楼层设置黏滞性阻尼器能够发挥阻尼器的耗能作用,降低核心筒剪力墙的损伤,提高结构在地震作用下的性能。     

南京金鹰广场T2塔楼钢柱支撑式整体钢平台桁架层施工技术

南京金鹰广场T2塔楼核心筒内设置有1道伸臂桁架,而核心筒施工采用了钢柱筒架交替支撑式液压爬升整体钢平台模架体系,两者施工有交集。以此为例,介绍了模架体系过伸臂桁架层时的施工工艺方法。实践表明,整体钢平台模架体系结构适应性强,通过针对性改造,即可在立面上与桁架吊装实现协同施工,能有效满足复杂核心筒结构建造需求,无需分体组合,从而顺利解决了桁架层施工难题。     

超高层建筑伸臂桁架“延迟连接”技术在沈阳恒隆广场主塔楼施工中的应用

在水平荷载起控制作用的超高层建筑中,设置伸臂桁架可以提高结构的整体工作性能,从而提高结构的抗侧刚度,控制结构的顶部位移,降低核心筒所承担的倾覆力矩。但是,伸臂桁架在施工阶段,由于内外筒施工不同步,结构布置不对等原因,会导致施工过程中内、外筒的变形存在一定差异,如果盲目施工,将会造成在伸臂桁架内部过早产生较大应力,导致结构成形后整体受力状况与原结构设计模型不符。通过研究,提出一种超高层伸臂桁架"延迟连接"的施工技术。该方法在沈阳恒隆广场主塔楼施工应用的情况表明,可有效解决外框与芯筒不均衡变形导致的伸臂桁架应力过大的问题,确保了伸臂桁架施工和使用阶段的结构性能。     

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。     

超高层框筒-伸臂结构受力和变形性能探讨

基于对某超高层框筒-伸臂结构的可行性研究,提出5种结构方案,研究了设置环向桁架和伸臂对结构体系受力和变形性能的影响。计算结果表明:在低烈度地区的超高层建筑,一般风荷载是控制性工况,整体稳定性可能会成为结构体系成立与否的决定性因素。若伸臂和环向桁架同时设置,可形成筒体、伸臂和框架柱共同工作,减小了核心筒承担的倾覆力矩,伸臂成为整个结构的第二道抗侧力体系,各类构件受力性能更趋于经济合理。同时,伸臂的设置会引起邻近楼层墙柱内力突变,故应对该区域结构构件提出更加严格的抗震措施,保证其不成为薄弱部位。对比分析结果认为:对此类结构体系应多方案论证其可行性和经济性,伸臂和环向桁架设置的位置、数量和截面尺寸的确定应综合考虑各项因素。     

国家金融信息大厦核心筒墙肢拉应力控制研究

对国家金融信息大厦核心筒墙肢由双向设防地震作用引起的墙肢拉应力进行了分析,分别探讨了伸臂设置、环带桁架刚度、底部斜撑等影响因素的作用。分析结果表明,伸臂低位设置可显著降低墙肢拉应力;提高环带桁架刚度可有效降低墙肢拉应力,但其对楼层侧向刚度比的影响显著,不利于结构竖向规则性控制;底部斜撑可在不影响楼层侧向刚度比的情况下有效降低墙肢拉应力,为优选的方案。     

深圳能源集团总部大厦结构体系研究

深圳能源集团总部大厦项目,由南、北塔楼及连接南北塔楼的连桥组成,北塔楼主体结构高208.5m,南塔楼主体结构高100m,南北塔楼在2～9层通过连桥连接,属于复杂高层建筑。由于Y向高宽比为6.8,尤其核心筒高宽比约为17,远大于规范建议值12,造成结构Y向刚度偏弱。针对上述结构特性,结合建筑布置,设置腰桁架和伸臂桁架,以探求伸臂桁架和腰桁架的最优布置。北塔楼结构体系采用框架体系+核心筒+加强层架的抗侧体系。整体结构及构件融入了性能化设计思想,对主要抗侧力构件,如加强层、连桥区域提高抗震等级和性能目标。动力弹塑性时程分析进一步验证结构在大震下的整体性能要优于不倒塌要求。分析结果表明,塔楼结构设计可满足所提出的抗震性能目标,各项性能指标均符合国家相关规范的要求。