罕遇地震下某巨型框架核心筒结构抗震性能研究

某超高层塔楼结构高度387m,采用设加强层(7道环带+1道伸臂)的巨型框架—混凝土核心筒结构体系,结构高宽比约6.3,核心筒高宽比约14.3。核心筒沿高度逐渐收进,在高区向北偏置。为评价结构的抗震性能,反映结构的薄弱部位,进行了7度(0.10g)罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。分析结果表明:巨柱、伸臂和环带桁架型钢均未出现塑性应变,处于弹性工作状态。大部分区域核心筒墙肢的混凝土受压损伤因子较小,属于基本完好、轻微损坏。中高区墙肢收进和加强层刚度突变的局部区域损伤比较严重,采取措施加强后,改善效果显著。大部分连梁受压损伤较重,连梁内型钢出现了一定程度的塑性应变,起到了良好的屈服耗能作用。结构层间位移角未超过1/100的限值,关键构件满足罕遇地震抗震性能目标的要求。     

中航资本大厦塔楼动力弹塑性分析

中航资本大厦塔楼地上43层,建筑高度220m,采用带加强层的框架-核心筒混合结构体系。利用MIDAS Building对中航资本塔楼进行8度罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,并与大震弹性时程分析进行对比,研究结构在罕遇地震作用下的破坏机理、塑性发展特点。分析结果表明:在结构进入弹塑性阶段后,结构刚度降低,周期变长,与弹性分析相比地震反应减小;结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现较大范围的损伤,主要受力剪力墙塑性损伤较小,环臂桁架腹杆未出现屈服,结构满足"大震不倒"的设防要求。     

深圳平安金融中心塔楼动力弹塑性分析

深圳平安金融中心主塔楼地上118层,塔尖高度660m,结构高度597m。将主塔楼ETABS模型转为SAP2000模型后,采用自行研制的SAPTRANS软件,将SAP2000模型导出的数据库转换为ABAQUS整体结构分析模型,经过模态分析表明结果与ETABS模型分析结果相近。考虑5组天然波、2组人工波、7度罕遇地震作用下14个工况,分析结构的弹性和弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和损伤情况。分析结果表明：罕遇地震作用下弹性分析和弹塑性分析结果相比,后者反映了结构在地震作用过程中构件塑性发展导致的结构刚度的变化;考虑了材料的弹塑性,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现不同程度的损伤,大部分剪力墙混凝土受压损伤因子较小,外伸臂桁架及空间桁架钢构件未出现屈服,钢板剪力墙中钢板未出现塑性铰,结构满足大震不倒的设防要求。图15表10参5     

基于MIDAS的某超限混合结构的动力弹塑性时程分析

某工程地上46层,高度219.2 m,采用型钢混凝土框架(钢梁)—钢筋混凝土核心筒结构体系,利用MIDAS Building软件,对该结构的罕遇地震作用下动力弹塑性时程进行分析,并与大震弹性分析的结果进行了比较,探讨结构在罕遇地震作用下结构的变形、力学性能、破坏机理和塑性发展情况,结果表明:结构进入弹塑性阶段后,整体刚度减小,地震响应减小,基底剪力小于弹性阶段,结构层间位移指标满足规范要求,连梁大部分屈服耗能,结构满足大震不倒的设防要求。     

某带竖向收进超高层建筑动力弹塑性分析

对某带竖向收进的240 m超高层建筑进行了罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,重点分析了核心筒、外框架、收进位置楼板的塑性开展和损伤情况.分析结果表明整体结构满足"大震不倒"的抗震设防目标,核心筒墙体在罕遇地震下性能良好,核心筒连梁出现了损伤,形成耗能机制,保护了核心筒墙肢;核心筒墙肢在剪力墙收进处受压损伤明显,个别墙肢...     

强震下竖向不对称收进高层结构损伤分析

某竖向不对称收进高层结构采用钢管混凝土框架-核心筒-伸臂桁架结构体系,利用损伤塑性本构考虑混凝土的损伤发展,建立了不规则高层结构的三维弹塑性分析模型,分析强震作用下超限高层结构抗震性能及损伤分布,同时分析地震波幅值对不规则高层结构损伤发展的影响。分析得到:罕遇地震作用下核心筒剪力墙整体处于轻微损伤状态,连梁进入塑性而发挥耗能作用;竖向不对称收进的高层结构核心筒损伤较大部位为伸臂桁架楼层及其相邻上部楼层,对该区域损伤较为明显的剪力墙应进行配筋加强;伸臂杆件所在楼层的楼板承担较大的水平剪力作用,处于中度损坏,应进行设计加强;罕遇地震作用下结构损伤发展较设防地震作用时增大,但结构损伤部位和趋势较为一致。由此得出结论,对于竖向不对称收进高层结构应进行强震损伤分析以明确结构抗震薄弱部位。     

某带消能伸臂桁架超高层结构抗震性能分析

以某220 m超高层框架-核心筒结构的消能减震效果为研究对象。采用NosaCAD结构分析程序对该结构进行弹塑性时程分析,对比分析了该结构在6度多遇和所选取的罕遇地震作用下普通伸臂桁架与耗能伸臂桁架对结构地震作用下的消能减震效果。分析结果表明:消能伸臂桁架能在一定程度上改善该结构的抗震性能,结构顶层峰值加速度响应平均降幅约为10%,层间位移角平均降幅约为15%;该结构在罕遇地震作用下的损坏情况有所减轻,伸臂桁架位置布置的黏滞阻尼器对降低结构在地震作用下的响应发挥了一定的作用。     

合肥某超限高层办公楼结构性能化设计

合肥某办公楼建筑总高度238.2m,结构高度237.5m,采用钢筋混凝土框架-核心筒+伸臂桁架的结构体系,并在框架柱内增设型钢钢骨。该建筑物高度及高宽比均超过规范限值要求,并且还有扭转不规则以及楼板不连续两项一般不规则项,属于高度超限的高层建筑。根据建筑使用功能及所处区域的抗震设防烈度,依据规范设定了结构的抗震性能目标,并用两种计算软件进行了多遇地震反应谱分析与时程分析、还分别进行了设防地震下核心筒,框架柱及伸臂桁架的承载力验算,罕遇地震下结构整体的塑性位移及构件的塑性发展情况计算。计算结果表明结构安全合理,各项指标均满足国家规范要求,结构满足抗震性能化设计要求。同时也发现了结构的薄弱部位,提出了针对性的加强措施。     

超高层建筑结构benchmark模型的地震损伤分析

通过弹塑性动力分析,对超高层建筑结构的benchmark模型在地震作用下的破坏机理与损伤分布进行研究。该模型的总高度为606.1m,采用巨型框架-核心筒-伸臂桁架钢-混凝土混合结构体系。利用PERFORM-3D软件建立了整体结构的非线性数值分析模型,对其进行弹塑性时程分析,研究结构在多遇、设防、罕遇地震与超罕遇地震作用下的地震反应和结构的破坏过程。分析结果表明：结构的抗震性能良好,在9度罕遇地震输入下结构未发生倒塌;结构的损伤主要集中在4～8区加强层的相近楼层,并随输入地震动强度的增强逐渐向各区中部开展;各类构件在不同水准地震作用下依次进入塑性状态,实现了结构多道防线的抗震设防目的。     

某超高层结构罕遇地震弹塑性时程分析

某超高层办公楼位于抗震设防烈度7度地区,结构高度156 m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,为B级超高层建筑。为了研究结构在罕遇地震作用下整体及主要构件的性能,分析结构在大震下的塑性发展情况,采用SAP2000程序进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析。分析结果表明,罕遇地震下,结构整体受力性能良好,结构的最大层间位移角满足规范1/100的限值要求,部分连梁及框架梁进入塑性,框架柱及剪力墙基本处于弹性状态;结构能够达到预设抗震性能目标,满足大震不倒的设防要求。     

海口双子塔-南塔核心筒设计与研究

为了提高结构抗震性能,海口双子塔-南塔核心筒在底部范围、伸臂桁架相关范围、顶部范围采用钢板混凝土剪力墙,探讨了型钢钢板对核心筒剪力墙的影响,伸臂桁架设置位置对墙肢拉应力的影响。通过对结构进行地震作用下的等效弹性分析,确定剪力墙墙肢内的型钢截面尺寸、钢板截面尺寸及配筋面积;通过对结构进行动力弹塑性时程分析,研究在罕遇地震作用下的剪力墙塑性损伤、剪力墙内型钢与钢筋的应力状态。结果表明,钢板混凝土剪力墙与普通混凝土剪力墙相比,墙肢厚度减小,墙肢拉应力满足要求;设置伸臂桁架能有效降低底部墙肢拉应力;在罕遇地震作用下墙体边缘构件型钢和纵筋、钢板均为弹性状态,部分连梁钢板达到屈服,连梁纵筋接近屈服。配置了型钢和钢板的剪力墙满足各项设计要求。     

日照海韵广场1#塔楼结构动力弹塑性分析

日照海韵广场1#塔楼采用圆钢管混凝土框架柱-钢梁+钢筋混凝土核心筒+带伸臂桁架加强层的结构体系.首先将塔楼的ETABS模型转为SAP2000模型,再将SAP2000模型导出的数据库转换为ABAQUS整体结构模型.模态分析结果表明SAP2000与ABAQUS结果基本一致.考虑2组天然波和1组人工波在7度罕遇地震作用下6个工况,分析结构的弹性和弹塑性时程反应.分析结果表明:考虑材料的弹塑性,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现了不同程度的损伤,大部分剪力墙未出现损伤,仅顶部几层出现了受压损伤,损伤因子未超过0.3;圆钢管混凝土框架柱内的型钢未出现塑性应变,环带桁架钢材也未出现塑性应变,仅伸臂桁架伸入剪力墙部分出现了较小的塑性应变.同时,采用SAUSAGE进行了动力弹塑性分析,并将其结果与ABAQUS的结果进行比较.结果 表明两者在变形、内力和损伤情况均较为接近,说明弹塑性模型能够准确真实地反映出结构的动力响应.     

广州珠江新城东塔罕遇地震作用弹塑性分析

广州珠江新城东塔为高530 m的复杂超高层建筑,设计采用了劲性钢筋混凝土核心筒+外围巨型框架+钢伸臂桁架的结构抗侧力体系。运用ABAQUS与BEPTA程序,考虑结构几何非线性,采用显式积分的方法,对该结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,以检验结构在罕遇地震作用下的抗震性能。研究结果表明：通过在顶部收进较大的核心筒剪力墙内埋设钢板加强,错洞墙剪力墙内埋设钢骨桁架加强,与剪力墙连接的环桁架在剪力墙内贯通后,在罕遇地震作用下结构的层间位移角满足规范要求;首层剪力墙和巨型柱均具有较高的受拉承载力;各主承重构件均未出现明显损坏,结构抗震性能较好。     

某超高层结构罕遇地震动力弹塑性分析

本项目地上35层,地下3层,总高度160.5m,平面尺寸36m×36m,结构体系采用钢筋混凝土框架核心筒。为评估结构在罕遇地震下的抗震性能,采用ABAQUS软件进行罕遇地震下的动力弹塑性分析。考虑2组天然波、1组人工波下6个计算工况,分析结构的动力反应,获得结构在罕遇地震作用下的变形、内力和损伤情况,分析结果表明,结构具有较好的抗震性能,满足大震不倒的设防要求。     

徐州金鹰二期扩建工程弹塑性时程分析

徐州金鹰二期扩建工程属于B级高度的多塔高位连接复杂高层建筑,对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析内容包括结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,同时对结构的核心筒剪力墙、斜柱、部分楼板及顶部钢结构连廊的塑性损伤做出评价。分析结果表明:该结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,其关键构件的塑性损伤在可接受的范围内,结构整体安全,抗震性能满足"大震不倒"的设防目标。     

屈曲约束支撑装配式钢结构减震设计

本文结合工程实际,介绍了屈曲约束支撑在上海某高层装配式商业建筑结构设计中的应用。进行了多遇地震作用下的反应谱分析、多遇地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,研究屈曲约束支撑在不同地震水准作用下的性能并指导工程设计。时程分析的结果表明:多遇地震作用下,屈曲约束支撑处于弹性状态,提供了良好的抗侧刚度,结构的最大层间弹性位移角为1/558,小于1/250,满足规范要求;罕遇地震作用下,结构的最大弹塑性层间位移角为1/86,小于1/50,满足规范限值要求。屈曲约束支撑在罕遇地震作用下进入塑性状态并耗能,结构塑性变形引起的耗能仅占结构总耗能的6%左右;结构构件的损伤程度低。屈曲约束支撑工作状态良好,发挥了良好的耗能机制。     

刚泰国际中心1号楼结构设计

刚泰国际中心1号楼为总高度298.7m的超限高层,采用型钢混凝土框架+核心筒+伸臂桁架结构体系。介绍了1号楼结构体系的特点,采用SATWE和MIDAS两种软件对结构进行反应谱分析、弹性时程分析并对结果进行分析比较,对结构关键部位及构件进行验算分析,并采用ABAQUS对结构进行了罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,保证抗震设防目标及多道防线的实现。     

长沙国金中心T1塔楼总体结构设计

长沙国金中心T1塔楼建筑高度452 m,结构高度440.45 m,地上共92层;塔楼还存在斜柱转换、高位梁托柱转换等超限问题。论述了塔楼采用的结构体系及针对超限的相关结构对策;介绍了风荷载及地震作用的取值方法;阐述了塔楼基础的选型问题;归纳了塔楼弹性分析的主要结构指标,计算结果能够满足规范和超限审查专家的要求。考虑非荷载效应的塔楼施工模拟分析表明,巨柱与核心筒、巨柱与角柱等之间的竖向变形差对伸臂桁架及环带桁架的影响很小。塔楼核心筒剪力墙在中震下总体处于受压状态。弹塑性时程分析显示,罕遇地震下塔楼的位移满足规范要求,结构总体处于弹性状态,证明了结构的安全性。     

深业上城高塔结构动力弹塑性分析

深业上城高塔为一大型酒店和办公的超高层建筑,地上80层,结构高度388m。塔楼采用了巨型框架+核心筒结构体系,其中巨型外框架由巨柱、带状桁架组成、双层环梁及型钢混凝土连接梁组成。采用型钢混凝土连接梁联系外框架和核心筒而不设伸臂是本塔楼结构的一个创新点。通过7组罕遇地震波作用下的动力弹塑性分析,表明结构抗侧刚度沿竖向均匀,楼层剪力传递简单合理;最大弹塑性位移角大于1 100规范限值要求;连梁和型钢混凝土连接的梁大部分出现了混凝土的受压塑性损伤,很好地起到了耗能作用;剪力墙混凝土的受压损伤因子较小,巨柱及带状桁架保持弹性,结构可满足"大震不倒"的性能目标。     

某超高层结构大震静、动力弹塑性分析对比

文章以某B级高度超高层框架核心筒结构为工程背景,基于MIDAS软件对结构体系进行了静、动力弹塑性分析,以获得地震作用下结构的变形和塑形发展情况,为结构设计提供指导。计算结果表明:罕遇地震下,结构在静力弹塑性分析中塑性发展程度较为显著,结构刚度下降较多,地震输入能量大多被进入塑性阶段的构件耗散(大部分连梁屈服,部分框架梁屈服,少量剪力墙屈服)。而在动力时程分析中结构连梁最先出现塑形铰,随着地震峰值加速度的增大,结构中的部分框架梁进入塑形阶段并参与耗能。罕遇地震作用下,框架柱顶部少数楼层塑性变形超过开裂水准,但未进入屈服状态。