高层钢-混凝土混合结构地震反应分析

针对目前高层建筑中常用的外钢框架-内混凝土核心筒混合结构体系的抗震性能实用计算开展研究,利用同济大学MTS多高层钢结构设计系统,根据钢-混凝土混合结构抗震概念设计原理建立计算机模型,采用时程分析法进行地震反应分析,计算输入3种地震波时结构最大楼层位移、最大层间位移角沿楼高的分布曲线。在合理选取一定数量的地震记录及典型结构形式的基础上,经分析得到该建筑物的自振特性。结果表明,结构的最大位移限值、阻尼比、地震波的输入方向等因素对结构的抗震性能均有较大影响。     

高层建筑大跨度悬挑结构的抗震分析与设计

本文以一座复杂裙楼大悬挑结构的超限高层建筑为例,对高层建筑大跨度悬挑结构的抗震结果进行分析与设计。该高层建筑的悬挑部分最大跨度长达36米,大悬挑结构设计是该建筑设计中的一个关键点。针对大悬挑结构根部弯矩大、竖向构件不连续等特点,在悬挑裙楼外侧沿X、Y两方向设置跨层型钢混凝土桁架,并在悬挑的裙楼中央设置大开洞。通过对大悬挑结构在设防烈度地震和预估罕遇地震作用下的抗震性能分析表明,其达到了预期的抗震性能目标,符合规范要求。其中设置的跨层型钢混凝土桁架可增加大悬挑桁架根部的平面外刚度,裙楼开洞可有效减轻大悬挑桁架的自重,该设计方案可有效提高大悬挑结构受力的合理性,并可减少材料的浪费。     

杭州阿里巴巴B2B二号园区项目大悬挑超限高层结构设计

为满足建筑的立面效果和使用功能,公共建筑中出现了越来越多的大悬挑结构。阿里巴巴二号园区项目存在平面不规则、立面不规则、竖向构件不连续等超限情况,特别是大悬挑给结构设计带来了挑战。以此例,主要针对大悬挑高层结构的工程特点,对该工程进行了弹性时程分析、中震验算、静力弹塑性分析。在对该超限高层结构进行性能设计的同时提出了适合本工程的抗震加强措施。结果表明,通过性能设计和必要的抗震措施能满足规范要求,并达到其预期的抗震性能目标。     

方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构弹塑性分析

基于简化的钢板墙模型,建立了某15层的方钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构的有限元分析模型,在此基础上进行了不同强度地震波作用下的弹塑性时程分析,较好的模拟了该结构在地震作用下抗震性能,得到了结构的楼层层间位移曲线、基底剪力等曲线。结果表明,该结构罕遇地震下层间位移为150mm,多遇地震作用下层间剪力分布均匀,抗震性能较好。     

罕遇地震下天津湾某塔楼抗震性能分析

天津湾D地块1号塔楼为超限高层结构,采用钢管混凝土框架-核心筒结构体系,本文采用ABAQUS软件建立三维整体数值分析模型,采用损伤塑性本构考虑材料的非线性特性,利用显式直接积分方法进行钢管混凝土框架-核心筒超限高层非线性时程分析。分析得到:罕遇地震作用下结构最大层间位移角满足规范要求,结构基底剪力与频遇地震作用下结构基底剪力比值合理,核心筒剪力墙和外框架柱损伤状态满足预定的性能目标要求,连梁塑性发展明显并起到耗能作用。综上所述,该超限高层结构在大震作用下仍能保持良好的承载能力,满足预定抗震性能目标要求。     

某高层住宅楼结构设计分析

以某高层住宅楼结构设计为例,通过振型分解反应谱法、弹塑性静力、动力时程分析,对比分析了结构不同方向在不同地震作用下的位移和内力响应,并提出了结构超限设计的处理措施,使建筑获得良好的抗震性能与经济性能。     

多向地震作用下高层结构抗震性能研究

以某平面不规则的框支剪力墙结构为研究对象,采用有限元数值模拟的方法对其在不同地震波、不同输入方向条件下的抗震性能进行了研究.计算结果显示,罕遇地震作用下结构的动力响应和塑性变形与地震波的特性、地震波的输入方向密切相关.     

钢-混凝土混合结构高层建筑抗震性能及时程分析影响因素

钢-混凝土混合结构在我国高层和超高层建筑中得到越来越广泛的应用,但相应的设计规范还不够完善,理论研究在一定程度上还落后于工程实践。采用SAP 2000程序对1栋15层的钢-混凝土混合结构原型进行了弹塑性时程分析,研究了结构的动力特性和结构在三水准烈度下的加速度、位移、层间位移角和楼层剪力反应,结果表明该结构具有良好的抗震性能。对比分析了原型结构在不同地震动输入下的抗震性能,分析表明有必要用几种不同地震波来研究混合结构的地震反应,在罕遇地震下,有必要进行混合结构在多维地震波输入下的地震反应分析。探讨了整体结构高宽比、核心筒高宽比和核心筒厚度等因素对混合结构抗震性能的影响,提出了混合结构的高宽比限值不大于规范规定混合结构高宽比限值的建议。     

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.     

罕遇地震作用下大悬挑钢架组合节点的有限元分析

大悬挑超限建筑抗震性能目标设计要求结构中的关键构件在预估的罕遇地震作用下轻度损坏。文章采用有限元分析软件MIDAS/FEA对设计的三种典型节点建立了有限元模型,在罕遇地震作用下对节点的受力状态进行了分析,计算结果表明:节点处于弹性工作状态,说明设计的结构能满足超限建筑性能的需要。     

三向地震激励下超限大悬挑结构消能减震分析

针对某超限大悬挑钢筋混凝土结构在单向地震作用下满足规范要求,而在三向地震作用下层间位移不满足规范要求的问题,基于实际工程引入消能减震措施,建立有限元分析模型,分析了三向地震输入对大悬挑钢筋混凝土结构地震响应的影响。结果表明:结构增设黏滞阻尼器后,能有效降低了三向地震输入下结构的地震响应,改善结构整体抗震性能,可以为同类结构提供参考。     

深圳某网络科技大厦单边大悬挑结构地震动、风振动分析

深圳某网络科技大厦副楼为复杂超限单边大悬挑建筑,采用框架-核心筒体系,其屋面高度为47m,桁架单边悬挑长度达36.65m,桁架高度为15m。由于本项目悬挑长度很大,对竖向地震及风振动比较敏感,本文采用振型反应谱法和时程分析法进行了竖向地震作用的计算,研究了长悬挑结构部分竖向地震下振型质量参与系数与竖向振型数及竖向地震作用的关系。同时,基于风洞试验数据利用数值模拟,进行了楼盖风振时程分析。利用数值模拟,进行了人行荷载下楼板舒适度验算。     

咸阳市大剧院双向正交型钢混凝土转换桁架结构设计与分析

咸阳市大剧院是高烈度地震区形体复杂的超限高层建筑。通过采用抗震性能设计方法并选用适宜的抗震性能目标,运用双向正交型钢混凝土转换桁架结构布置方案,有效解决了工程中的大悬挑、大跨度、竖向转换等结构难题。采用MIDAS Building程序对主体结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过控制桁架构件截面尺寸、调节构件的配筋率及含钢率,有效实现了型钢混凝土转换桁架罕遇地震不屈服的性能目标。     

高层框架剪力墙结构抗震性能分析

为了探讨剪力墙分布形式与布置数量对于框架剪力墙抗震性能的影响,拟采用ANSYS有限元软件对某24层高层框架剪力墙结构进行数值模拟分析。设置2种沿不同方向的地震波,作用于3种不同的剪力墙分布形式的结构上,并对其结构频率及层间位移进行对比分析。结果表明,随地震波的作用方向不同,相同的剪力墙布置形式对结构的抗震性能存在一定的影响;在同一地震波作用下,采取合理的剪力墙布置形式并适当增多剪力墙数量可以提高高层框架剪力墙结构的抗震性能。     

基于PERFORM-3D的某超限高层结构动力弹塑性分析

某超限高层办公大楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为了全面评估其抗震性能水平,借助三维非线性结构分析软件PERFORM-3D对该超限结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,得到了结构的整体地震响应和构件性能状态。分析结果表明,结构满足规范规定的层间位移角要求,各构件基本实现预先设定的抗震性能目标水准。     

竖向收进的超限高层结构分析与研究

介绍了一幢竖向收进的医院超限高层建筑的结构设计与分析。针对竖向收进、楼板大开洞、位移比超限等引起的结构平面不规则和竖向不规则,采用抗震性能化设计。研究结构体系及特点、结构构件的性能目标、整体指标的控制、弹性时程分析的地震效应和结构薄弱部位的构造措施加强,对该类型的超限高层抗震设计提供了参考。对设防地震7度区下该类型超限结构与相应设缝处理后的若干单体结构进行造价、建筑效果等方面的综合对比,为业主提供结构方案选择的数据参考。     

组合隔震技术在高烈度区复杂高层结构中的应用研究

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点,结合某高层医院建筑结构设计实例,研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施,提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明,组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形,减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应,结构构件损伤程度和范围大幅降低,屈服耗能机制更为合理,有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别,结果表明,在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波,采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应,隔震设计时应慎重考虑。     

基于性能的天津中信城市广场7号楼超限高层结构抗震分析

采用基于性能的抗震分析方法对天津中信城市广场7号楼超限高层结构在罕遇地震作用下的非线性响应进行时程分析。采用PERFORM-3D软件建立计算模型,以弯曲塑性铰、剪切塑性铰与弹性梁单元构成的复合组件模拟连梁;以纤维墙单元、钢杆单元与剪切材料构成的复合组件模拟剪力墙;以线性梁单元模拟楼面梁。根据FEMA356与ASCE41-06规定的性能指标体系对天津中信城市广场7号楼超限高层结构在罕遇地震作用下的受力性能进行评价,计算结果表明,结构的层间位移角满足规范关于弹塑性层间位移角限值的规定,结构连梁、剪力墙满足预先设定的抗震性能目标。     

Application research of combined isolation technology in complex high-rise building in high seismic intensity region

为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点，结合某高层医院建筑结构设计实例，研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施，提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明，组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形，减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应，结构构件损伤程度和范围大幅降低，屈服耗能机制更为合理，有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别，结果表明，在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波，采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应，隔震设计时应慎重考虑。