退台式收进体型超高层建筑结构设计

退台式建筑可以塑造丰富的立面体型,用于超高层建筑有助于满足日照要求。同时,退台式超高层建筑也给结构带来挑战,包括竖向构件收进、塔楼出现偏心以及刚度突变等。对退台式超高层建筑的外框柱和核心筒的不同收进方式进行研究,并分析其受力特点。退台式超高层建筑不可避免出现偏心问题,分析竖向荷载下偏心引起的倾覆力矩和水平变形,结果表明偏心引起的效应不可忽略。对退台处的结构刚度变化及其抗震性能进行研究,指出设计中应采取措施尽量减小刚度突变,并对退台处抗侧结构进行加强。     

“生命之环”结构设计关键技术

"生命之环"采用空间钢桁架+钢筋混凝土基座的混合结构体系,上部结构正立面投影为竖立在地面的变截面环,环内外轮廓为非同心圆,内圆直径150m,底部相切于人工湖面,外圆直径约170m,横截面为顶点朝外的正三角形。整体建筑高度约为160m,是目前世界上已建成最高的同类型构筑物。结构形体确定、抗风设计、多参数化空间钢桁架设计、施工模拟计算、钢桁架与混凝土基座连接支座构造以及大直径圆钢管相贯焊节点设计等均为结构设计的重点和难点。为了检验设计的可靠性,同时加强此类复杂工程的施工监控,在施工和使用过程进行了结构健康监测。     

偏心钢梁-钢管混凝土柱内加强环式节点受力性能分析

建立了钢管混凝土内加强环式节点的ABAQUS有限元模型,通过参数分析考察了偏心对节点刚度和承载力性能的影响。在刚度方面,分别考察了偏心对节点连接刚度和节点剪切刚度的影响。在节点承载力方面,在有限元分析结果的基础上选取了较为合理的计算理论,并通过理论推导对其进行了考虑偏心影响的计算方法修正,同时在节点偏心的基础上进一步考虑了加强环厚度、加强环宽度、梁轴线夹角和节点区钢管壁厚4个参数的影响,并通过回归分析在计算理论中纳入了影响较大的参数。     

乌鲁木齐绿地中心黏滞阻尼器结构设计北大核心CSCD

消能减震技术的应用是超高层结构抗震设计的一种新思路。以乌鲁木齐绿地中心为例,介绍带黏滞阻尼器超高层结构设计的关键问题,包括阻尼器的布置方式、参数选择以及相关构造,整体结构性能指标,阻尼器耗能效果。通过弹塑性时程分析验证其在大震下的结构性能。通过对减震结构和抗震方案的整体指标、抗震性能和经济性指标的对比,说明减震结构方案的优越性。     

结构抗震新技术在世博永久建筑工程中的应用

上海世博永久主体建筑均为大型公共建筑,具有规模宏大、功能复杂、重要性高以及工期紧迫等特点。以往工程设计中通过概念设计或增加结构刚度来满足抗震性能要求,本文通过世博工程中的实例阐述了消能减震技术在工程中的应用,提出了结构抗震设计的新思路。世博中心为上海2010世博会永久场馆之一,其结构设计时采用了基于性能的抗震设计理念,在结构关键部位设置防屈曲耗能支撑(BRB)等消能减震构件,使结构的抗震性能提高,降低了主体结构的用钢量。采用此项抗震新技术,既满足可持续发展和低碳建筑要求,又切合上海世博会主题——城市,让生活更美好。     

东日本大地震灾害考察报告

日本的东日本大地震是近年来最大震级的地震,地震本身及造成的震害均具有很多特点。中日联合考察团将现场的考察及对有关问题研讨的主要内容写成本报告。对东日本大地震基本情况及主要特点,尤其是海啸的发生及范围、特征与严重程度作了重点介绍。地震灾害中由地震直接导致的建筑受害不严重,除介绍了震害总体状况,着重介绍了海啸造成的破坏状况及严重程度。除一般震况、震害外,报告中特别针对本次地震特点及国内关心的问题,重点说明了以下内容:长周期地震动的影响是本次地震的一个特点,介绍了其特性及造成的影响与有待研究的问题;日本减、隔震技术的发展现状以及在本次地震中的表现,同时对减、隔震建筑的发展中的问题作了说明;抗震加固工程在地震中的状况、经验与导向;对普遍关心的日本核电站的抗震设计,结合福岛核电站的事故作了介绍;经过本次地震之后,日本建设主管部门对建筑结构抗震初步考虑的对策。     

中央电视台(CCTV)新主楼的结构设计及关键技术

中央电视台新台址CCTV主楼为位于高地震区的复杂超限超高层连体建筑,主楼最高点为234m,塔楼双向6°倾斜,且在高位作L型连体结构连接,采用较强抗侧刚度的钢支撑筒体结构体系。针对该重要、复杂、特殊的结构体系,按设计使用年限100年进行结构设计,进行了基于性能的抗震设计、模拟结构刚度形成的施工过程计算、罕遇地震下的弹塑性时程分析、悬臂部分的振动与舒适度研究以及整体结构防连续倒塌分析。对复杂的超厚基础筏板、SRC柱构件以及巨型蝶型节点采用了有限元分析。基于大量理论分析与试验研究相结合的研究成果,结构设计采用了变刚度桩基设计超厚基础筏板、高含钢率SRC柱、高强钢材、巨型蝶形节点、高强锚栓柱脚以及钢板加强楼面设计等新技术。     

世博文化中心钢屋盖结构设计

上海世博文化中心整体建筑呈飞碟形,其屋盖为大跨度空间钢桁架结构,屋盖立柱支承于下部结构斜框架的顶部。由于建筑功能的特殊要求,屋盖悬挂大量附加荷载,矢跨比较小,屋盖结构设计综合考虑建筑造型、内部使用空间、下部结构受力以及施工安装等多方面的要求。对不同的屋盖结构体系进行比选,综合建筑要求、结构受力和施工难度等因素确定采用空间桁架结构体系,设置支承结构环梁和屋盖环向桁架可有效缓解屋盖的竖向变形;比较风洞试验结果和欧洲规范计算结果,对类似文化中心的扁平屋盖,按欧洲规范确定的风荷载的分布规律和数值具有一定的参考价值;屋盖结构与下部结构相互作用分析结果表明,设计中应充分考虑下部结构对屋盖结构的影响;为有效解决屋盖与下部结构受力的矛盾,提出上下兼顾的设计方法,即根据屋盖支座的约束条件将施工划分为两阶段：第1阶段屋盖支座为滑动支座,第2阶段屋盖与立柱为铰接;同时基于屋盖刚度需要和减小对下部结构的推力,采用施工顺序加载分析确定第1阶段屋盖上施加荷载的最大值和最小值。设计结果表明,屋盖结构既能满足建筑外形要求、复杂的功能要求,又具有结构受力合理、施工快速简便的特点。     

成型矩形八角组合螺旋箍筋柱设计及数值模拟研究

针对高层和超高层框架混凝土柱构件,设计了一种新型的矩形八角组合螺旋箍筋柱。与传统成型钢筋柱相比,矩形八角组合螺旋箍筋柱具有多项优势。以传统矩形八角组合箍筋柱的柱构件作为对照,通过非线性有限元分析模拟了柱的低周反复荷载试验,研究了不同轴压比下柱水平承载性能,得到了不同工况下的极限承载力、荷载-位移曲线和破坏形态。结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合较好;随着轴压比的提高,柱的水平承载力变大,荷载-位移曲线的强度下降段变陡,延性变差;成型矩形八角组合螺旋箍筋柱与传统矩形八角组合箍筋柱的刚度、承载力和延性接近。综上所述,成型矩形八角组合螺旋箍筋柱在构造和受力性能上均具有良好的适用性,在建筑结构尤其是高层和超高层结构中具有推广价值。