异形柱框-剪结构中剪力墙刚度变化对柱内力的影响

利用异形柱框架 剪力墙结构协同工作的基本微分方程 ,给出异形柱框架楼层剪力与框 剪结构刚度特征值的关系 ,分析在中高层异形柱框架 剪力墙结构设计中 ,改变剪力墙的弯曲刚度对异形柱框架楼层剪力的影响 ,并通过算例说明调整剪力墙数量和优化剪力墙抗侧刚度时异形柱内力 (剪力和轴力 )的变化情况。     

关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论

对当前建筑结构抗震设计中若干原则性问题进行讨论,提出：建筑结构抗震设计不适宜采用概率可靠度方法而更适合采用多安全系数设计方法;应以设防烈度地震即中震的地震动参数进行结构承载力设计,依R-μ-T规律改进设计中的地震作用-延性等级组合;当结构的计算基底剪力不满足规定的最小基底剪力时,可以加大地震作用力,而不应该调整结构的刚度来加大地震反应;比较了巨型框架与普通框架结构的侧向刚度,说明巨型框架的侧向刚度远较普通框架差,不具备承担一定比例地震作用剪力的必要刚度,而应令核心筒承担全部的地震剪力;我国现行规范对结构的层间位移角限值过于严格,分析其主要原因并建议大幅度放宽。     

关于高规0.2V_0剪力调整的探讨

针对国家高规和广州高规关于框剪结构0.2V0剪力调整中对框架梁调整规定的不同进行了多角度分析;采用PKPM-SAUSAGE软件对一些普通工程算例进行有针对性的弹塑性动力时程分析。结果表明,若对框架梁不进行0.2V0剪力调整,罕遇地震作用下,在柱、墙及柱、柱之间协同工作性能较好的情形下可减小框架柱和剪力墙的地震剪力,并减小结构层间位移角;在其他情况下,对框架柱和剪力墙的地震剪力及结构层间位移角的影响很小;在目前规范条文限制下,建议采用广州高规的做法或者采用经验做法对框架梁的剪力调整系数进行控制。     

高层框筒结构框架部分剪力比研究

研究了框架-核心筒结构中框架部分对结构的抗侧贡献,指出框架部分剪力比实际上就是框架部分的层侧向刚度与该层层侧向刚度的比值,是与外荷载无关的参数。通过对一些高层和超高层框筒结构案例在地震作用下层剪力比和层倾覆力矩比的分析,指出了框筒结构抗侧性能的特点和规律。结果表明,框架部分和核心筒剪力墙共同起着抗剪和抗弯作用,当框筒结构中某些楼层框架部分剪力比很小时,核心筒剪力墙将承担绝大部分的楼层剪力,但承担的倾覆力矩增大不多,只要采取适当的加强措施就能保证结构在抗震时的安全性。     

某高层建筑框架—剪力墙结构框架部分地震剪力的分析

对含扭转不规则的某高层建筑框架—剪力墙结构的动力特性、框架部分分配地震剪力规律的分析,结果表明,多数楼层框架部分分配的地震剪力有一个相对稳定的数值,但少数楼层框架部分分配的地震剪力变化幅度较大,各层框架柱与框架梁分配的剪力、弯矩基本上在同一数量级上。从结构设计的合理性以及"强柱弱梁"的抗震概念设计考虑,建议框架梁地震内力调整可适当放松,并给出相应的调整方法。     

巨型柱框架-核心筒结构三向地震作用反应分析

现有超高层建筑中较多采用一种带伸臂桁架的巨型柱框架-核心筒结构形式。为研究其竖向地震作用反应,以巨型柱框架-核心筒结构为研究对象,在分析结构自振特性的基础上,通过反应谱分析和时程分析,研究该结构在水平地震作用下和水平与竖向地震共同作用下的反应。结果表明:与仅有水平地震作用相比,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架的轴力均增大,且增幅随结构高度的增加而增大;竖向地震作用对基底剪力和楼层侧移的影响不明显,对梁的跨中弯矩影响显著,在楼层较高的区域,巨型柱轴力、梁的跨中弯矩和环带桁架轴力分别增大了10.0%、29.6%和12.4%。     

倾斜框架柱对框架-核心筒结构受力性能影响的初步分析

利用结构分析软件ETABS和规范反应谱对一个采用竖直框架柱的钢筋混凝土框架-核心筒结构计算模型和两个在底部10层含有不同倾角的倾斜框架柱的框架-核心筒结构进行常遇地震作用下的弹性地震反应分析,研究倾斜外框架柱对框架与核心筒受力和变形的影响。研究表明,倾斜外框架柱使核心筒墙肢和框架柱的受力发生改变,会减小结构的层间位移,增大框架承担楼层水平剪力和倾覆弯矩的比重。     

基于有限基础刚度的框架-剪力墙结构抗震设计

从框架-剪力墙结构协同工作基本微分方程入手,推导基于有限基础刚度的框架-剪力墙结构侧移刚度以及水平荷载作用下的侧移和内力计算方法。重点研究剪力墙下和框架柱下基础刚度对框架-剪力墙结构侧移刚度、最大层间相对水平位移及内力分布的影响规律,揭示现行规范对框架-剪力墙结构框架剪力调整的必要性。提出框架-剪力墙结构合适基础刚度的理念和确定方法,有利于进一步完善高层建筑抗震设计。分析结果和震害情况表明,剪力墙下基础刚度退化,框架-剪力墙结构在水平荷载作用下内力重分布显著,框架内力沿竖向分布有所增大,特别是底层框架柱剪力、弯矩急剧增大,应引起足够重视。     

某超高层结构弹塑性时程分析

采用非线性程序Perform-3D进行某超高层结构弹塑性时程分析,48层以下为框架-核心筒结构,其上为钢框架-核心筒结构,每层剪力墙筒体外墙外飘2m左右厚500mm的厚板,用扁梁将外围柱和剪力墙筒体连接。根据结构层间位移角、楼层剪力、构件耗能、钢材屈服和剪力墙损伤等计算结果,找出结构薄弱位置,分析罕遇地震下结构的抗震性能,为设计提供依据。     

简析剪力墙弯曲刚度变化对异形柱内力的影响

利用异形框架-剪力墙结构空间协调工作的基本微分方程给出异形柱框架楼层剪力与框架-剪力墙结构刚度特征值的关系式。通过简要介绍改变剪力墙弯曲刚度的几种方法,分析在中高层异形柱框架-剪力墙结构设计中,剪力墙弯曲刚度发生变化时异形柱框架楼层剪力变化情况。     

支撑巨型框架-核心筒结构体系抗震性能研究

以深圳平安金融中心为原型结构,提出支撑巨型框架-核心筒结构体系的概念,并以目前超高层常用的巨型框架-核心筒-伸臂桁架结构体系作为参照,开展了结构体系的抗震性能对比研究.研究结果表明,在两种结构体系抗侧刚度相近的工况下,支撑巨型框架-核心筒结构体系的用钢量显著降低.罕遇地震作用下,该结构体系的典型屈服路径为核心筒一巨柱→...     

深圳湾总部大楼罕遇地震作用弹塑性分析

深圳湾总部大楼为一栋高度为400 m的复杂超高层建筑,采用密柱框架 核心筒结构体系。密柱外框架由56根钢柱组成,梁柱连接采用完全偏心节点,外框架的刚度相对较弱。塔楼高区由于建筑体型收进,核心筒采用2层斜墙过渡收进。设计采用箱型钢梁和箱型钢柱组成密柱外框架,在核心筒剪力墙内埋设型钢加强,密柱外框架与核心筒剪力墙的抗震性能要求均提高至中震弹性。运用ABAQUS和BEPTA程序,将梁、柱和剪力墙的材料非线性在应力 应变层次上予以精确模拟,同时考虑结构的几何非线性,进行结构在罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,研究结构在罕遇地震作用下的抗震性能。结果表明：密柱外框架具有较高的抗震承载力,可以起到第二道抗震防线的作用;结构的层间位移角满足规范的限值要求;密柱外框架与核心筒剪力墙的主承重构件均未出现明显损坏,结构具有较好的抗震性能。     

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%。     

框架-核心筒结构耗能减震层的减震效果分析

本文提出了耗能减震层的概念,对比分析了在地震作用下普通框筒结构、带加强层的框筒结构和带耗能减震层的框筒结构的抗震性能和构件的内力变化.计算结果表明,在对结构位移控制效果接近的情况下,采用加强层的结构不仅增大了基底剪力和弯矩,而且框架柱的内力在加强层附近产生突变,而采用耗能减震层能有效地减小这些变化,与前者相比,大大提高了结构的抗震性能.     

框架-核心筒结构的框架内力调整方法对比研究

在框架-核心筒结构的抗震设计中,作为二道防线的外框架部分,需要对其内力进行调整,但我国相关标准在调整方法和调整要求上存在差别,使得设计具有一定程度的不确定性。基于对我国JGJ 3-2010、CECS 230:2008和美国IBC 2000等标准规定的分析和解读,分别从适用范围、调整对象、双重抗侧力体系划分、框架合理刚度、内力重分布等5个方面,对比分析基于基底剪力或最大框架楼层剪力调整方法和基于楼层剪力调整方法的不同。以一实际结构为例,通过弹塑性分析和振动台试验研究了不同调整方法对各部分设计的影响。结果表明：可采用外框架和核心筒承担的剪力比例或者整体刚度分析方法来界定其是否为双重抗侧力体系;外框架与核心筒互为二道防线,在设计时,需对其承载力和刚度协调匹配,对承载力可采用基于楼层剪力的调整方法,调整对象除剪力和弯矩外也应包括轴力,两者的最小分担比例之和为100%,框架最小和最大分担比例分别为20%和80%,对于两者间的刚度匹配关系,可采用广义刚度特征值和刚度比参数来评价,其合理取值范围分别为1~3和0.2~0.9。     

超高层钢管混凝土重力柱-混凝土核心筒结构振动台试验研究

提出一种新型的钢管混凝土重力柱-核心筒结构体系,通过地震模拟振动台试验验证其抗震性能。以实际超高层钢管混凝土柱框架-混凝土核心筒建筑结构为参考,将钢框架梁与柱或核心筒的刚性节点改为螺栓连接的铰接节点,简化结构并制作1/40的缩尺结构模型,采用4条地震动记录进行不同工况的振动台试验,分析结构的震损特点、动力特性、侧向位移、层间位移角、扭转角、地震惯性力、楼层剪力和倾覆弯矩等。结果表明：震损主要出现在下部楼层的混凝土楼板与柱连接、楼板与核心筒连接、楼板与钢梁连接、核心筒角部等部位;基本自振周期和阻尼比随震损增加而增大,动力放大效应减小,长周期地震动反应显著,侧向变形和层间位移显著增大;外排架柱的层间位移主要为不产生内力的刚体转动,核心筒层间位移角达1/26,超过规范JGJ 3—2010中规定的框架-核心筒结构体系不倒塌限值的3.85倍而未出现倒塌;外排架抗扭刚度小,结构扭转反应由核心筒主导;地震惯性力和楼层剪力受地震长周期分量的影响小,随结构损伤增大楼层内力增加幅度减小。     

Current situation and research of structural design for super high-rise buildings in China

With China's economic progress, super high-rise buildings have mushroomed from Yantze River delta and Pearl River delta to Circum-Bohai-Sea region and some second-tier cities. The applicability of frame-core tube, framed tube-core tube, mega frame-core tube and mega frame-core tube-mega support is described. With the increase in height, mega frame and mega support have found more applicatons. Composite structures are popular for super high-rise buildings. Based on the construction cost of collected buildings projects, the influences of height, seismic intensity and structural system on the cost of installation and civil engineering are analyzed. Issues of structural design and analysis, such as aerodynamics modification for wind-resistant and influence of structures on long-period responses, are discussed.     

框架-核心筒混合结构基于刚度退化的反应谱设计方法研究

根据型钢混凝土框架试验数据确定型钢混凝土框架的刚度退化模型,结合钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土框架的刚度变化规律,提出框架-核心筒等双重结构体系可用基于刚度退化反应谱理论进行三阶段抗震设计。在介绍该方法实现步骤等的基础上,通过算例验证该方法的适用性。最后得到框架-核心筒在地震作用下剪力重分布的一些规律,并对框架柱的可能破坏状态进行讨论。     

带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构模型拟静力试验对抗震设计的启示

介绍一个30层带转换层型钢混凝土框架-核心筒结构拟静力试验的理论分析结果,并研讨这种结构体系抗震设计的几个关键技术问题,包括:结构因柱和剪力墙拉断造成的整体倾覆破坏模式、框架及核心筒的双重抗震作用及所承受的剪力、倾覆力矩、轴力的调整分配、结构的变形控制、抗震能力设计法遇到的结构设计不尽合理的问题。阐述了高宽比较大的框架-核心筒结构按中震弹性或中震不屈服的性能水准设计的优越性。     

我国高度250 m以上超高层建筑结构现状与分析进展

我国250 m以上超高层建筑数量日益增加，超高层建筑由长三角、珠三角地区逐渐向全国其他区域扩展，其中环渤海地区以及部分二线城市中超高层建筑发展迅速。对不同高度的超高层建筑，其常用的结构体系为：框架-核心筒、框筒-核心筒、巨型框架-核心筒和巨型框架-核心筒-巨型支撑结构。分析表明：随着结构高度的增加，巨型框架和巨型支撑应用较多，混合结构在超高层建筑结构中广泛应用。通过实际工程造价分析，研究了建筑高度、抗震设防烈度、结构材料对超高层建筑工程造价的影响。分别从超高层建筑形态空气动力学优化和长周期响应方面，阐明了超高层建筑结构分析、设计中的关键问题。采用黏滞阻尼器可有效降低超高层建筑结构地震响应，对黏滞阻尼器在实际超高层建筑中的应用现状及发展前景进行了简要介绍。