超高层建筑竖向地震响应的特点与应对方法

计算了6个不同高度和不同结构体系的超高层建筑模型的竖向自振周期和竖向地震响应;分析了超高层建筑竖向构件和水平构件的竖向地震动响应特征。研究发现,超高层建筑水平自振周期远大于场地特征周期,而竖向自振周期则与场地特征周期接近,竖向振动响应得到放大。根据设计反应谱,对于各种抗震设防烈度,结构总竖向地震作用标准值FEvk都至少是结构总水平地震作用标准值FEk的2. 44倍。进而提出描述超高层建筑受到竖向地震全过程的4个概化模型,并指出规范简化算法的局限性。提出竖向地震作用对P-Δ效应与P-δ效应的放大主要体现在P值增大,使得"重力二阶效应"变成"重力与竖向地震响应共同作用下的二阶效应"。采用时程分析法研究了水平构件振动加速度响应,提出二次振动和竖向构件错动对水平构件振动响应有显著影响。分析了采用振型分解法计算超高层建筑竖向地震响应时质量参与系数偏低的原因,并指出当结构高度超过某一数值时,竖向地震作用下的结构第一阶振型会从竖向振动转变为水平摆动。     

高层建筑现浇混凝土竖向受力构件质量控制分析

随着国家城镇化水平的不断提高,土地资源日趋紧张,高层建筑成为主要的建筑形式。近年来,国内高层建筑如雨后春笋般涌现,建筑高度的增加,使结构承受更多的重力荷载、水平荷载及地震作用,结构体系更加复杂,对结构关键受力构件的要求也更高。高层建筑竖向受力构件作为高层建筑结构的核心构件,对结构安全起着至关重要的作用。本文从设计与施工两个方面阐述高层建筑现浇混凝土竖向受力构件的质量控制,并介绍了竖向受力构件实体检测的内容和方法。     

深圳平安金融中心重力荷载作用下长期变形分析与控制

以深圳平安金融中心为工程背景,对其进行重力荷载作用下的长期变形分析。考虑混凝土收缩徐变以及竖向构件含钢率的影响,按设计标高逐层找平、逐层找正施工模拟,研究超高层建筑重力荷载下长期变形规律,分析不均匀的竖向变形对结构安全的影响。进一步提出在施工中给竖向构件适当预留长度以补偿预计的竖向构件变形的设计思路,实现在设定阶段(如建筑投入使用1年)竖向构件达到设计标高,实现楼面平整,以满足建筑正常使用要求,并对楼层标高预留高度和竖向构件下料预留长度的控制方法进行了分析。研究表明,通过对超高层重力荷载作用下的变形分析与控制,可以掌握结构的长期变形规律,得到构件附加内力,控制楼面标高。     

深圳平安金融中心重力荷载作用下长期变形分析与控制

以深圳平安金融中心为工程背景,对其进行重力荷载作用下的长期变形分析。考虑混凝土收缩徐变以及竖向构件含钢率的影响,按设计标高逐层找平、逐层找正施工模拟,研究超高层建筑重力荷载下长期变形规律,分析不均匀的竖向变形对结构安全的影响。进一步提出在施工中给竖向构件适当预留长度以补偿预计的竖向构件变形的设计思路,实现在设定阶段（如建筑投入使用1年）竖向构件达到设计标高,实现楼面平整,以满足建筑正常使用要求,并对楼层标高预留高度和竖向构件下料预留长度的控制方法进行了分析。研究表明,通过对超高层重力荷载作用下的变形分析与控制,可以掌握结构的长期变形规律,得到构件附加内力,控制楼面标高。     

上覆土竖向惯性力对浅埋地下框架结构地震损伤#br# 反应影响离心机振动台模型试验研究

已有研究表明不同轴压比下中柱侧向变形能力是影响浅埋框架地铁车站结构抗震性能的关键因素。为了研究由竖向地震作用引起的柱轴压比增高对浅埋地下框架结构的地震损伤反应的影响,采取在结构上覆土中掺入钢砂的方式体现上覆土的竖向惯性力作用,开展地下结构地震破坏离心机振动台模型试验研究。试验结果表明：结构上覆土体掺钢砂的方式对土-结构体系的动力特性、地震作用下地下结构顶、底板水平相对位移反应影响不大;增加上覆土竖向惯性力较大地改变了围岩土体与地下结构的接触压力分布形式,进而改变结构各构件的内力状态,使得框架结构中的关键竖向承力柱的轴压比升高;增加上覆土竖向惯性力导致地下结构框架受力及中柱轴压比增高的后果使得地下框架结构更易发生地震破坏。     

地震作用下损伤RC框架抗竖向倒塌分析

为了研究存在损伤支撑构件的钢筋混凝土框架结构在地震作用下的竖向连续倒塌性能,从美国太平洋地震工程研究中心(PEER)数据库中选取了3条远场地震波、4条近场地震波以及1条人工地震波作为地震输入,利用等效轴力变化模拟损伤柱失效过程,基于OpenSees有限元分析平台,采用时程分析法对中柱在地震作用下逐渐失效的平面框架结构的抗竖向倒塌性能进行了分析。结果表明:在8度罕遇地震(加速度峰值为0.4g,g为重力加速度)作用下,损伤柱快速失效,在相同的失效时间下,竖向加速度峰值与地震波总能量竖向分量能显著增加结构竖向响应,从而加大结构的竖向倒塌风险; 相对于不考虑地震作用时,考虑地震作用的中柱竖向位移峰值和中柱相邻梁端受拉钢筋应变峰值都明显增大; 随着中柱失效时间的增大,动力效应的影响逐渐减弱,地震作用对剩余结构的影响逐渐减小。     

C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能研究

我国现行建筑抗震设计规范中要求结构（构件）在满足承载力的同时,需具备足够的变形能力,但是由于高强材料在延性上的不足,高强混凝土结构构件可能无法同时满足以上要求。为充分发挥高强混凝土竖向构件承载力,基于设置消能减震装置集中耗能降低结构地震响应的方法,对7度设防区C100高强混凝土框架-核心筒消能减震结构抗震性能进行研究。结果表明：在罕遇地震作用下,C100高强混凝土框架-核心筒结构竖向构件基本保持在弹性工作状态,消能减震技术可有效降低地震作用,保证结构的抗震安全;通过不同消能减震方案对比分析得到,在加强层以及结构剪切变形较明显的楼层布置合理数量的黏滞阻尼器减震效果最好。     

后砌墙拉结钢筋的锚植

现浇钢筋混凝土框架、剪力墙、框架一剪力墙、框支剪力墙结构和钢筋混凝土排架结构竖向构件与后砌砌体之间的拉结钢筋,早在20世纪50年代．就是用手持式电钻在模板上钻眼,将钢筋事先预埋在混凝土竖向构件之中;到70年代,广泛采用钢模板,又将拉结钢筋预埋后贴在钢模表面,待拆模后从混凝土表皮抠挖出来。     

罕遇地震下大跨张弦屋盖的隔震分析

结合克拉玛依市科技博物馆大跨度张弦屋盖,运用非线性基本理论对空间张弦结构采用隔震措施后的三维地震反应进行了研究。地面地震输入经竖向钢筋混凝土构件传导后具有放大效应,隔震支座对水平地震作用有较大改善。罕遇地震下的竖向振动对空间张弦结构有较大影响,拉索、框架单元及楼板壳单元的应力较之重力荷载状态均有较大提高。非线性时程分析表明,单元应力仍在弹性范围内,空间张弦结构采用隔震措施后在罕遇地震下是安全可靠的。     

超高层框架-核心筒结构施工模拟分析

超高层塔楼整体结构施工过程较长,结构竖向构件在施工过程中的变形状态与弹性分析不同。同时,由于框架柱与核心筒应力水平的不同,在重力作用下会产生不同的轴向压缩量。文章以一栋超高层塔楼为工程背景,采用MIDAS GEN V8.0,考虑收缩徐变,分析塔楼在竖向荷载下竖向变形,研究塔楼竖向变形规律,为设计和施工提供参考。     

高层、超高层建筑结构设计调平法及其应用

在重力荷载作用下,高层、超高层建筑结构竖向构件压缩变形差异会引发重力荷载向下传递过程中的转移,并使结构构件产生附加内力,不利于结构受力。为此提出高层建筑重力荷载作用下水平构件铰接调平设计法。在整体结构计算模型中将所有水平构件铰接(包括去掉斜撑、楼层内斜腹杆),重力荷载一次施加,调整竖向构件截面及结构布置,可避免内力重分布的影响,较快达到结构在重力荷载作用下各楼层竖向构件(包括各墙及柱)竖向压缩变形基本一致,在此基础上计算模型结构水平构件恢复刚接(包括安装斜撑、楼层内斜腹杆),进入整体结构分析,可有效减小及消除重力荷载作用下竖向构件压缩变形差异导致的较大结构附加内力,保证楼面平整、防止建筑倾斜,利于结构安全、经济、合理和建筑物的正常使用。     

高耸结构与高层建筑的竖向地震作用

本文采用时程分析法和反应谱法对烟囱、电视塔、高层剪力墙和高层框架等高耸结构与高层建筑的竖向地震反应进行了分析。其结果表明:1.在烈度为8度强的情况下,结构上部竖向地震内力可达到或超过重力内力;下部竖向地震内力可达重力内力的20％—50％。2.高耸结构与高层建筑竖向地震反应以第一振型为主,据此本文给出了计算高耸结构与高层建筑竖向地震作用的公式,可供抗震设计应用。     

大跨度钢桁架拱桥施工阶段抗震性能分析

文章对施工阶段钢桁架拱桥在罕遇地震作用下的响应进行了计算分析。以某铁路大跨度提篮式上承钢桁架拱桥为背景,采用有限元软件Midas/Civil,对施工阶段桥梁的自振特性进行分析,采用50年超越概率2%的罕遇地震波对结构进行时程分析,分析了结构在纵向为主、横向为主、竖向为主地震激励作用下的内力响应以及扣塔顶端、底端节点位移时程,综合评价施工阶段桥梁的抗震性能。结果表明:扣塔是地震作用下的危险构件;拱圈合龙能够部分改善桥梁抗震性能;主体结构材料在地震作用下未进入屈服,但结构位移超限。     

框架结构柱与梁板钢筋工程错层整体施工技术

<正>框架结构施工,普遍采用先浇筑水平构件梁板后浇筑竖向构件柱混凝土的施工顺序,其施工工艺较为成熟。在工程实践中,由于框架柱位移、施工工期长和施工组织劳动力不均衡等原因,特别是在楼板上堆放钢筋过程中对新浇筑混凝土楼板产生扰动,导致楼板结构裂缝较为普遍。针对上述质量问题和施工缺陷,通过工程实践总结出框架结构柱与梁板钢筋工程错层整体施工技术,工程质量可得到有效保障,经济效益显著。     

超高层混合建筑结构竖向变形差计算分析

超高层建筑塔楼施工中存在的较大技术难点是结构竖向变形差的调整。以上海汇丰银行大厦为背景,研究了在竖向重力荷载作用下,钢-混凝土混合结构的外围巨型柱与核心筒之间的竖向变形差。分析表明,整体结构模型与施工阶段模型的分析结果存在着较大的差异,在实际运用中应采用考虑混凝土时变特性的施工阶段模型;施工速率对结构竖向变形的影响不大,可以忽略不计;结构中刚度很大的桁架层对减小巨型柱与核心筒之间的竖向变形差作用显著。最后根据仿真分析的结果,并考虑了施工中的标高补偿之后,确定了符合实际施工情况的构件预抛高值。从而规避了施工质量风险,达到了设计预期要求。     

重庆高科太阳座大厦模型结构振动台试验研究

重庆高科太阳座大厦是一幢建筑外立面扭转,结构平面、竖向不规则超限的复杂超高层建筑结构,采用了钢管（型钢）混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。外立面扭转导致外框架中竖向构件不连续,形成受力复杂的空间斜柱,进而造成结构各层平面形状、布置不断变化,以及结构扭转不规则。通过1∶25缩尺模型振动台试验,对模型结构在6度多遇、设防和罕遇地震作用下的加速度、位移等动力响应以及结构的损伤破坏情况进行观测,评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明：通过增大竖向构件截面方式提高结构层高较大的楼层刚度引起了结构局部刚度突变、应力集中,致使薄弱部位转移;结构顶部塔楼的收进导致鞭梢效应明显,急剧增大了楼层变形;CFST柱-SRC梁框架的SRC梁端和节点周围加强环梁,以及RC核心筒连梁为主要损伤部位;模型在6度罕遇地震作用下能保证“大震不倒”,该结构体系具有良好的抗震性能,能够满足预设抗震性能目标。     

基于B3模型的竖向构件差异变形分析

为研究巨型框架伸臂核心筒结构中由收缩和徐变引起的巨柱和核心筒的竖向差异变形,基于B3收缩徐变模型,采用应变增量法进行MATLAB编程,模拟荷载逐层施加的实际施工过程。对某一巨型框架伸臂核心筒结构进行了研究,考虑施工过程、混凝土收缩和徐变影响,对高层混凝土结构构件在竖向荷载作用下的竖向变形进行了计算;计算构件在楼板施工前后巨柱和核心筒的弹性、非弹性缩短以及竖向差异变形;进行了差异缩短变形分析,采用逐层修正法进行补偿。结果表明：考虑重力荷载、混凝土收缩和徐变时,巨柱和钢筋混凝土筒由收缩和徐变产生的非弹性变形占总变形的509／6以上,且该比例随时问呈增大趋势;巨柱和核心筒的收缩变形远小于徐变变形,收缩和徐变变形最终趋于一定值;楼板施工结束时竖向变形近似相等的构件,在楼板施工后一定时期的竖向差异变形很大;若顸层楼板施工结束时荷载全部施加完毕,则楼板施工后的最大竖向变形值出现在中间某一层;对于有具体要求的特殊结构,采用逐层修正法可降低差异变形在伸臂桁架中引起的附加内力。     

上海中心大厦日照温差效应分析

计算了上海地区施工历时较长的超高层混合结构上海中心大厦在施工阶段的温度作用:季节温差和日照温差,给出温度作用的两种工况和构件计算温度,考虑太阳的照射角度、日照时间及构件之间的遮挡情况,选取合理的日照温差作用范围,选用考虑重力二阶效应的有限元分析软件模型,分析结构在两种工况下代表位置处的整体变形特点和伸臂构件的受力情况,并比较两种工况下的结构效应。结果表明:日照温差作用对结构影响较大,结构在两种工况下竖向位移较大,季节温差作用下水平位移很小,日照温差下水平层间位移角相对较大;日照温差工况下,向阳面位置处相邻竖向构件相差较大,由于竖向构件的差异变形和结构整体弯曲效应,使得伸臂在此工况下的内力较季节温差有很大差别。     

钢筋在砼结构中偏位的防治措施

1引言由于工程施工活动复杂多变性，钢筋在硅结构中的位置，往往达不到设计要求发生偏离，较为常见的有：竖向钢筋偏位，板面负筋网倒状和基础地基梁钢筋笼下沉。严重的钢筋偏位，不仅给下道工序施工造成困难，而且直接影响构件受力状态和才结构承载能力，给工程带来质量隐患。近年来，高层建筑迅猛发展，确保钢筋在征结构中位置的准确性，意义甚大。2竖向钢筋偏位竖向钢筋偏位直接影响竖向钢筋搭接、水平方向套箍和模板安装定位，严重竖向偏位，如超出构件外边线，会改变竖向受力构件受力状态，变轴心受力构件为偏心受力构件，降低构件的承…     

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。