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%。     

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%。     

子模型技术在带伸臂框架-核心筒结构分析中的应用研究

研究了ABAQUS子模型技术在带伸臂框-筒结构有限元分析中的精确程度,提出用子模型分析复杂高层建筑关键部位,实现建筑结构精细化有限元分析。阐述了子模型技术的原理、子模型驱动条件获取的方法、子模型分析计算流程。计算了带伸臂框-筒结构地震作用下的变形、受力特点,对比了静力及动力作用下子模型的计算精度。计算结果显示:(1)地震作用下带伸臂框-筒结构加强层上下楼层层间位移角突变,墙、柱应力集中;(2)静力作用下子模型计算结果可靠,采用精细化子模型能得到更详细的计算结果;(3)子模型与全局模型动力弹性时程分析结果高度吻合,子模型技术能用于高层建筑地震反应分析。     

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%。     

竖向地震下双塔楼结构的行波地震反应分析

以北京LG大厦为研究对象,应用通用有限元软件建立计算模型,对该结构进行竖向地震作用下的行波地震反应分析,给出了该结构顶部典型节点的位移和加速度以及双塔楼框架柱位移、层间位移和内力等,并与在一致输入激励下的地震反应进行比较,继而考虑水平和竖向地震同时作用的行波效应对结构地震反应的影响,探讨了这些节点和框架柱的相关物理量在地震行波作用下的变化规律.将双向(水平和竖向)地震作用下的反应与水平地震作用下的反应进行比较,探讨了双向地震作用下竖向地震作用对结构地震反应的贡献.结果表明:行波效应对结构地震反应的改变较大.     

上海国际设计中心超限高层结构抗震分析

超限高层建筑在地震作用下结构反应复杂,计算分析和结构设计缺乏相应规范作参考.上海国际设计中心是其中一典型实例,表现在平面规则性超限(楼板不连续)和立面规则性超限(不等高双塔连体结构).文中运用SAP2000有限元分析软件构建出此结构的力学模型,采用振型分解反应谱法和弹性时程分析法对此结构进行了地震反应计算,并针对相关抗震性能指标做出了对比分析.分析的结果表明连体对结构的侧向刚度、扭转状况均产生了影响,而竖向刚度较小的连体楼板在竖向地震作用下反应较大.     

悬挑结构竖向地震作用分析及设计要点

近年来随着复杂结构形式的出现,悬挑结构的竖向地震作用分析得到工程设计人员的重视.北京当代MOMA工程的几栋塔楼普遍存在高位悬挑结构,超出规范规定的悬挑尺寸,对竖向地震作用比较敏感.在设计时针对悬挑结构及其对整体结构的影响,采用比较精确的反应谱法和时程分析法进行了竖向地震的计算.对竖向地震作用下各层构件的轴重比、悬挑部分构件轴力的竖向地震效应、悬挑部位的竖向加速度分布等内容进行研究,从而对设计使用的竖向地震作用作了定量的分析,给出悬挑部位的竖向地震效应的设计用值.对悬挑部分进行设计时采用中震弹性的性能化设计目标,对悬挑结构非常关键的几榀斜撑进行了防倒塌分析,以保证结构的安全.     

钢结构电视塔塔楼在竖向地震作用上的反应分析

多功能钢结构电视塔均有塔楼，塔楼悬挑结构在竖向地震作用下反应较大，本文以青岛电视塔的碟形塔楼为例，采用反应说振型分解法计算结构的动力特性和塔楼结构在竖向地震作用下的地震作效就，并找出塔楼的竖向地震影响系数，最后得出结论并提出了建议。     

武汉某超限高层塔楼结构设计

武汉精武路项目五期T5塔楼,建筑高度330m,为超B级高度超限高层。该建筑采用带加强层的矩形钢管混凝土柱框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。介绍了该工程结构体系的特点、抗震性能化设计的原则及方法、基础设计、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析结果。对设计中的一些关键问题:包括伸臂桁架和环带桁架的设置、转换层关键节点的分析设计、结构屈曲分析及稳定计算进行了深入阐述。最后提出设计建议:在超高层建筑中部偏上部位利用避难层同时设置伸臂桁架和环带桁架加强层,对提高结构整体抗侧刚度非常有效;对于竖向尺寸突变的建筑,将使用有限元法得到的屈曲因子作为结构整体稳定性的判别指标,其结果更加合理。     

竖向地震作用下双塔连体结构非线性时程分析

地震作用下双塔连体结构体系的变形和内力分布较为复杂,结构中设置的连体部分在一定程度上会提高竖向地震作用对结构的影响。针对某一顶部连体双塔结构,采用NosaCAD有限元软件建立结构的整体非线性分析模型。对计算模型进行输入水平向、竖直向地震波和只输入水平向地震波两种不同工况的动力时程分析,通过对比两种工况下结构的动力响应,研究竖向地震对该连体结构地震反应的影响。分析表明:竖向地震作用对结构的水平位移基本没有影响,对结构竖向位移有一定影响,但影响较小;竖向地震作用对连体部分跨中杆件的内力有一定影响。