基于中国尊大厦项目的高烈度区巨型超高层结构设计关键技术研究

对高烈度区巨型超高层结构的地震作用及效应、整体稳定性进行了分析研究,提出了地震作用剪力的质量分布法。对内置钢板混凝土组合剪力墙组合作用及抗裂、多腔钢管混凝土巨柱组合作用进行了原理分析、设计研究,工程实践和监测结果表明,工程中采用上述墙柱抗震效果非常理想。对巨柱分叉节点进行了有限元及试验研究,验证了该节点能很好地满足小震、中震及大震下的性能目标。对内置钢板支撑混凝土组合剪力墙结构进行了试验研究,大震弹塑性时程分析表明,该结构具有较好的延性,有效改善了核心筒墙的损伤程度。对钢制耗能双连梁阻尼器进行了试验验证,研究表明,钢制耗能双连梁阻尼器可以有效减缓混凝土梁的刚度退化。对三钢板高强混凝土叠合墙组成及抗剪承载力进行了分析。利用变刚度调平设计理论设计,实现了桩筏基础无缝设计,很好地控制了差异沉降和总沉降变形。     

采用Abaqus对某大楼结构做大震性能校核

通过Abaqus的计算得到某大楼结构在大震下的多项性能指标.通过分析这些指标,可以看到该结构设计方案较为合理.此外尝试探讨Abaqus在大震性能校核中的结果评估方式,以期积累工程经验和分析数据,为此类分析的规范化作出初步尝试.     

北京CBD文化艺术中心超限结构抗震设计

北京CBD文化艺术中心建筑功能为剧场、大型宴会厅和展厅等,主体结构为大跨度钢框架-支撑结构体系。建筑东西立面呈平行四边形形状,在屋顶层南北两侧设置悬挑钢桁架悬挂2层及以上各层外挑部分。结构体系中还存在局部转换、局部拔柱、多塔连体、楼板开大洞等竖向和平面不规则抗震超限内容。为此进行了多软件比较分析,弹性和弹塑性时程分析;合理设置了屈曲约束支撑,分别对整体结构和局部构件采取了有效的加强措施,使结构具有良好的抗震性能。     

某超高层结构大震弹塑性分析

某超高层结构较为复杂,按照规定须进行大震下的性能指标分析,以校核其设计方案是否满足抗震的基本要求.通过Abaqus的非线性动力时程分析,得到该结构的性能指标和薄弱部位.这为设计方案的优化提供依据,并为该类分析的标准化提供参考.     

超高强结构钢在中信大厦超高层建筑中的应用研究

超高强度钢筋(HRB500,HRB600)以及超高强度钢材(Q420,Q460,Q690)在实际工程中大规模应用的案例较少.以中信大厦超高层建筑为算例,分析了采用超高强度钢筋和超高强度钢材等强度替换钢管混凝土巨柱-斜撑-钢板混凝土剪力墙筒中筒结构体系中的钢材时对结构整体性能的影响.对比了筏板、桩基础、钢管混凝土巨柱、斜撑、钢板混凝土剪力墙中钢材的用量变化.经分析,采用超高强度钢筋和超高强度钢材,可使结构在满足规范抗震性能要求前提下,大幅减少用钢量.因规范中钢构件宽厚比限值对超高强钢构件厚度影响较大,对比了中国、美国、欧洲规范中相应规定,结果表明,整体来说各国规范中的宽厚比限值处于相同量级.美国规范根据延性等级要求调整了宽厚比要求的方法,为超高强钢替换材料时采用更为宽松的宽厚比限值提供了参考和依据.     

Abaqus在建筑结构领域的创新应用

Abaqus在建筑结构领域的应用主要集中在大震弹塑性时程分析上;另外,在钢结构复杂节点的设计和验算以及抗火计算等方面,Abaqus也是主要的计算软件之一.实际上Abaqus丰富多样的功能,可以在建筑结构设计方面找到更多的用途.将其静力和线性动力计算功能用于结构设计以及将其网格划分功能用于结构布置,是较为创新的应用,希望这些工作能够抛砖引玉,使Abaqus更好地服务于建筑结构的研究和设计工作.     

厦门英蓝国际金融中心双塔高位连体结构分析

厦门英蓝国际金融中心T3塔楼为双塔高位连体结构,地上37层,结构高度166m,在30～37层设置7层连接体,连接体跨度约40m。对整体和分塔模型进行了地震动力响应特性分析,由于连接体与塔楼相互影响,双塔连体时结构的扭转效应增加显著,连接体上下层侧向刚度突变明显,连接体相关楼板应力较大。通过罕遇地震弹塑性时程分析,对结构的薄弱部位采取相应的抗震加强措施。与反应谱分析方法相比,采用弹性时程分析方法研究高位连体结构的竖向地震作用效应更安全可靠。通过风洞试验研究复杂风环境作用下的高层建筑受力特性。     

屈曲约束支撑在超限连体文化设施抗震中的应用

北京CBD核心区文化设施建筑功能复杂,主体结构为钢框架-支撑结构体系.由于存在竖向构件局部转换和局部抽柱形成大空间,多层楼板设较大洞口,东、西楼局部连体,以及平面不规则和竖向不规则等多项抗震超限内容,为超限项目.考虑项目结构体系特点,对项目进行了屈曲约束支撑设计,通过软件进行弹塑性时程分析对比,比较了采用屈曲约束支撑方案相比于普通支撑方案在结构上的优势.结果表明,采用屈曲约束支撑较普通支撑在基底地震力输入、顶点位移、塑性铰发展、保护关键构件等方面均起到重要的作用,优化了结构抗震能力,使普通支撑方案难以实现的结构布置得到实现.     

巨型斜撑在超高层建筑中的设计对比分析

巨型斜撑框架结构是超高层建筑高效的抗侧力体系之一.巨型斜撑作为关键构件可显著提高外框筒刚度,二道抗震防线作用显著.通过对比深圳平安金融中心、天津高银117大厦、沈阳宝能金融中心T1塔楼和中信大厦四栋建筑高度500m以上超高层巨型斜撑的设计,从巨型斜撑的布置形式、与次框架的关系、计算长度以及关键节点设计等方面对四栋建筑进行了对比分析.结果 表明,由于单斜撑的非对称性,会使结构产生X向和Y向的耦合平动,改变最不利地震作用方向.巨型斜撑与次框架的连接主要改变传力路径.楼板对巨型斜撑的约束作用显著,在确定巨型斜撑的计算长度时,应考虑楼板的侧向约束.在轴力作用下,巨型斜撑节点的不对称加腋会增大板件应力,设计中宜避免.     

厦门英蓝国际金融中心桩-土共同工作设计与实测研究

厦门英蓝国际金融中心的桩基础所处的地层起伏且性质差异较大,直接持力层还具有遇水软化的不利特性,这给考虑桩-土共同工作的桩基础设计带来一定难度。首先对本工程进行了单桩静载试验和地基土载荷板试验,获得桩和地基土的抗压承载力特征值,为设计分析提供可靠依据。其次,通过考虑桩-土共同工作的精细化数值分析,实现了合理化的桩基础设计。最后,沉降监测结果显示,实际沉降小于数值分析预测的沉降,满足设计要求。桩-土压力监测结果显示,桩间土压力为127～179kPa,桩间土分担荷载显著,桩顶反力较小。通过实践创新,本工程桩基础设计取得了较好的经济效果。