巨型框架结构体系的动力特性及地震响应分析

采用大型有限元软件ANSYS对巨型框架结构进行了动力时程分析,讨论了不同主次框架刚度比下巨型框架结构的动力特性及地震响应。计算结果表明,钢筋混凝土巨型框架在地震作用下的侧移曲线为弯剪型;主次框架刚度比对巨型框架弹性地震反应有较大影响;结构的高阶频率对结构有一定影响,当与地震波卓越周期相近时可能会发生类共振现象。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

混凝土巨型框架多功能减振结构地震碰撞问题研究

对地震作用下钢筋混凝土巨型框架多功能减振结构主次框架发生碰撞时结构的地震反应进行了分析 ,研究了间隙单元动力参数的影响。分析结果表明 ,在主次框架间可能发生碰撞的部位设置缓冲弹簧装置以减小结构地震碰撞的影响是必要的 ;间隙单元动力参数对钢筋混凝土巨型框架多功能减振结构体系的地震反应有着重要的影响 ,在满足缓冲弹簧装置行程限值的条件下 ,应选择刚度较小的缓冲弹簧装置     

巨型框架结构的抗震分析

采用ANSYS有限元程序对巨型框架结构进行了抗震动力时程分析,讨论了巨型框架结构在多条地震波作用下的动力位移及内力等地震响应。计算结果表明,在几条不同的地震波作用下,巨型框架结构的主、次结构的地震反应是有差异的,就所讨论的巨型框架结构,El-centro地震波对结构的地震影响是最明显的;次框架的地震反应比主框架强烈,在结构抗震设计中不能忽略次框架的抗震问题。计算结果对巨型框架结构的抗震设计有较大的参考价值。     

高层主次结构受力特点及刚度计算方法

近年来,主次结构广泛应用在超高层建筑中,但对其受力特点和刚度形成机制的系统研究却很少。为明确主次结构刚度形成机制、指导主次结构结构设计,通过有限元分析对主次结构受力特点进行研究,给出主次结构抗侧刚度形成机制,并推导主次结构刚度计算方法。以巨型框架结构、主次框架结构、主次框架-单斜撑结构、主次框架-X斜撑结构为研究对象,以构件内力分布特点、变形特性、刚度贡献为重点关注指标。研究结果表明,主次结构在竖向及水平荷载作用下均表现出显著的二级受力特性。水平荷载作用下,主柱沿模块高度呈现弯剪型变形,主次框架-单斜撑、主次框架-X型支撑结构表现出显著的桁架受力特点。次柱轴力沿高度呈周期性分布,次结构传递荷载对主结构变形和内力影响不大,但是其对结构整体刚度贡献不可忽略。分析结果表明,主次结构抗侧刚度关键参数为支撑轴向刚度、主柱轴向刚度、主框架抗剪刚度、次框架抗剪刚度。基于刚度形成机制,给出主次结构刚度简化计算方法,并与有限元方法结果进行对比,验证了刚度形成机制及刚度简化计算方法的有效性。     

子结构隔震的巨型框架结构地震反应分析与振动台试验研究

为考察基于子结构隔震的巨型框架结构的实际振动控制效果,对一巨型框架结构和采用子结构隔震的巨型框架结构进行数值分析和振动台试验。介绍了巨型框架结构原型,采用有限元方法对巨型框架结构和采用子结构隔震的巨型框架结构进行分析,研究子结构隔震技术对外部主框架和内部子框架的地震反应控制效果。介绍了缩尺模型结构及其试验方案,对其进行了模拟地震的振动台试验,测量和分析了主框架和子框架的地震反应。有限元分析和振动台试验结果表明：子框架隔震后,巨型框架结构的基本周期得到延长,但隔震结构前6阶振型的振动都是以子框架振动为主,而非隔震结构前6阶振型的振动都是以主框架的振动为主。子框架隔震后,主框架和子框架的地震反应都显著减小,位置较低的子框架2的地震反应及其隔震效果一般要比上部子框架3的大。隔震子框架的变形主要集中在隔震层上,但隔震层变形小于主、子框架间的隔震缝宽度。     

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。     

巨型柱倾斜的巨型钢框架结构性能分析

采用大型通用软件ANSYS5.7,以结构的内力、变形和用钢量为指标分析了巨型柱倾斜坡度对巨型钢框架结构静力性能的影响,并对结构下部是截锥体的巨型钢框架与规则的棱柱体巨型钢框架进行了性能对比分析,包括风荷载作用下的几何非线性弹性静力分析和地震荷载作用下的弹塑性时程分析。结果表明将巨型柱倾斜某一坡度可在用钢量相同甚至降低的情况下,明显地提高结构的抗侧刚度和抗震性能。下部是截锥体的巨型框架与规则的棱柱体巨型框架相比,不仅有很好的经济性,而且结构抵抗风荷载和地震荷载作用的能力也有很大提高,是一种优越的超高层建筑结构形式。     

楼板刚度和次框架对巨型钢框架结构地震反应的影响

以3个巨型钢框架结构为例,假设4个计算方案,输入代表不同场地条件的5条典型地震波,应用有限元分析方法,对不同计算方案的算例进行三维弹性地震时程反应分析。通过对不同计算方案结果的比较分析,研究考虑楼板刚度与否和次框架对巨型钢框架结构反应的影响,为进一步深入研究巨型钢结构的抗震性能及抗震设计提供基础。     

钢筋混凝土密肋空腹框架结构地震反应分析

借鉴巨型框架结构的抗震作用机制,提出了内嵌混凝土框格单元的密肋空腹框架结构体系。运用有限元程序对密肋空腹框架结构进行了地震反应分析,研究结构的主要动力特性随框格单元密度变化的规律,并与普通框架结构计算结果进行了比较。分析表明:密肋空腹框格单元可以有效提高框架结构的抗侧刚度和抗扭刚度,满足抗震规范对最大层间位移限值的要求;框格单元密度达到一定程度后结构侧移曲线呈现类似框剪结构的弯剪型特征,结构整体具有"内框格单元-外框架"的分步延性破坏机制,增加了强震下框架结构的安全裕度。     

预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式研究

基于纯钢框架结构及钢框架—支撑结构的受力特点,提出新的结构形式——预应力巨型支撑—钢框架结构体系。采用SAP2000建立不同结构尺度的二维结构模型,变化框架相对抗侧刚度,进行几何非线性有限元分析,并与纯钢框架结构、非预应力巨型支撑—钢框架结构比较,着重研究预应力巨型支撑—钢框架结构的侧移模式,结果表明预应力巨型支撑可以显著提高结构的抗侧刚度;预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式具有弓形特征,钢框架相对抗侧刚度越小,弓形特征越明显;高层预应力巨型支撑—钢框架结构侧移模式呈现多个弓形串联特征,串联节点正是预应力巨型支撑锚固位置所在。     

浅析钢筋混凝土巨型框架结构主框架的施工

根据实践经验，主要从巨型框架结构的施工方法、收缩徐变的影响、裂缝的控制三方面，对巨型框架结构主框架的施工进行了探讨，以保证主框架的施工质量，使巨型框架的二级受力特性得到很好发挥。     

考虑节点刚域影响的巨型框架结构分析

针对巨型框架结构体系的受力特点,结合相关文献,提出了剪切变形对巨型框架的影响不可忽略,应采用D值法进行计算水平荷载作用下的巨型框架结构,通过理论推导证明巨型结构考虑节点刚域的必要性,并结合D值法提出适合巨型框架结构的等效截面法,结合算例来给出在巨型框架结构的计算中可以利用等效截面法来考虑节点刚域对巨型框架结构的影响的计算方法。     

巨型框架中主框架梁柱连接形式对结构受力性能的影响

随着钢管混凝土组合截面日愈增多地应用于巨型框架中,主框架梁柱的连接形式分为焊接刚性连接、螺栓铰接与半刚性连接。以一4跨24层巨型框架结构为例,采用通用有限元软件MIDAS,对比分析了巨型框架结构的自振周期、位移与弯矩等受力特征值;探讨了主框架梁柱布置对巨型框架受力性能的影响,提出了合理化建议以指导工程实践。     

巨型框架中主框架梁柱布置对结构受力性能的影响

随着巨型框架结构应用的日益增多,主框架梁柱的合理布置成为巨型框架设计的关键问题。以一4跨24层巨型框架结构为例,在保证主框架梁柱总截面面积相等的基础上,改变主框架梁柱的尺寸与数量,采用通用有限元程序SAP 2000,对比分析了巨型框架结构的自振周期、侧移与弯矩;探讨主框架梁柱布置对巨型框架受力性能的影响,提出合理化建议,以指导工程实践。     

巨型钢管混凝土框架结构柱模型等效简化理论分析

为了克服目前巨型框架结构分析过程中,节点和单元数过于庞大、构造复杂、耗时较长等不利因素,通过将巨型框架结构体系中应用较多的钢管混凝土柱、支撑简化为具有等效轴向刚度EA、等效弯曲刚度EI及等效剪切刚度GS的等效实腹柱和支撑的方法,简化建模难度,节约机时,实现变参数分析的目的。推导了等效简化的过程和方法,并就某一巨型钢管混凝土框架结构体系柱进行了验算,结果表明,等效简化效果明显。     

住宅型钢筋混凝土巨型框架节点试验研究

住宅型钢筋混凝土巨型框架结构是一种新型的高层住宅结构体系.为研究其抗震性能,进行了节点1/4缩尺模型的拟静力试验.本文介绍了清华大学完成的第三批两个巨型框架节点试件的试验,两个试件的基本破坏形态为巨梁的弯曲破坏.根据试验结果,分析了巨梁在正负两个方向的受力特点.巨梁内力分别采用壁式框架模型的分析方法和极限平衡方法计算,计算结果与试验实测值吻合.试验实测表明小节点区的受力不同于普通框架节点,这是小节点区不易破坏的原因.本文还讨论了钢筋混凝土巨型框架的抗震设计概念,认为巨梁耗能机制不理想.     

金玉兰广场酒店结构设计

金玉兰广场酒店是一幢52层超高层酒店建筑。层48以下结构采用钢筋混凝土框架-核心筒体系,以上采用钢框架-钢筋混凝土筒体,建筑高度226m。由于建设单位原因,在施工到层34时,业主建议再加建3层,共14.4m高,办公用途;顶部钢架40m。针对工程特点和过程中发生的重大设计变更情况,重点介绍了塔楼的结构方案、线性与非线性分析、顶部巨型钢架的设计;过渡层、型钢混凝土和钢结构两种结构形式的梁柱节点、万向铰接柱脚等设计中需要解决的相关问题。     

超高层建筑空间巨型框架的重力二阶效应分析

对超高层建筑空间巨型框架提出一个考虑水平力与重力相互影响的二阶效应的分析方法。将空间巨型框架简化为三维压杆巨型柱和弹性地基上的巨型梁的组合 ,二级框架柱考虑其轴向变形作为巨型梁的弹性地基 ,按空间压杆 弹性地基梁刚架进行水平力与重力共同作用的二阶分析。为超高层建筑空间巨型框架提供一个合理、简化的二阶分析方法