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。     

楼板大开洞设计浅探

目前，多高层建筑采用楼板大开洞以形成中厅或天井的设计已逐渐增多，由于楼板大开洞，楼板水平传力途径受到影响，刚度发生突变，形成了薄弱层，则常规设计中，楼板给对刚性的假定不再成立，这在地震区设计中，属非规则结构，应引起特别重视。对此类结构应把开洞楼房分为各个独立的楼板块，假定每个楼板块在自身平面内刚度无限大，简化了复杂的内力与位移计算。设计计算中，应遵循三水准的要求，按二阶段步骤进行。第一阶段设计，弹性阶段，计算出水平地震作用内力及变形，构成截面承载力，对局部构件内力过大时，可采用塑性变形内力重分布…     

钢结构高层建筑设计计算程序

中国建筑科学研究院结构所研制的高层建筑结构三维分析程序TAT,采用了杆系有限元原理、引入梁元、柱元、杆元和薄壁柱元,对高层建筑进行三维空间分析。根据现行的规范对高层建筑的设计要求,进行了水平地震作用效应,竖向地震作用效应,风力和竖向力作用下的结构内力分析,地震作用效应可采用CQC组合并考虑了一、二级抗震等级时的设计内力的调整。最后对钢结构构件进行截面的宽厚比、高厚比、长细比以及整体     

底部框架一抗震墙砖房过渡层楼板厚度探讨

楼板的厚度，对于地震内力在梁、柱、墙之间的分配非常重要，楼板刚度小，在外力作用下会发生变形。这个变形将使水平地震内力的分配发生变化，使刚度小的抗倒力构件分配的水平剪力增大，因此，有必要对楼板的厚度作一探讨。究竟楼板多厚其刚度为无穷大，有些资料认为，对于高层建筑的转换层，采用现浇楼板时，其厚度不得小于180mm，且双层双向配筋；还有一些资料认为，当楼板的等效剪切刚度大于5x10‘KN时，其刚度可视为无穷大，但等效剪切刚度的计算却是一个难题，很大程度上要依靠试验，（规范）规定相对水平挠度必须小于I。／12000，…     

楼板刚、弹性计算假定对梁式转换高层建筑地震作用效应的影响

论述了楼板刚弹性计算假定对梁式转换结构地震反应的影响。提出楼层地震剪力在抗侧力构件中的分配除按楼盖的刚性、柔性和弹性三种情况考虑以外,还存在另一种分配方式,即转换层上邻近楼层框支剪力墙分配的地震剪力受转换层下部结构落地剪力墙设置的间距和楼板面内变形的影响。建议进行复杂高层建筑结构内力与位移计算时,楼板宜按弹性考虑。     

中科院电子所6#楼结构设计

中科院电子所6#楼为一栋带托柱转换的高层建筑,该项目具有竖向构件间断,楼板开洞及穿层柱等不规则项。针对项目特点,对转换框架的关键构件采取基于性能目标的抗震设计方法,分析了转换层上部结构楼板开洞的影响,探讨了次梁布置方案对转换梁的影响。通过大量的计算分析,以及严格的抗震措施,确保了结构在地震作用下具有良好的抗震性能。     

抗震设计在建筑中的应用研究

在新颁发的《高层建筑混凝土结构技术规程》及《建筑抗震设计规范》中,有关地震作用的计算、结构内力的调整都做了详细的阐发和修改.对建设设计的抗震措施做了详细的讲解,以便在建筑抗震设计工作中进行设计计算.     

高层建筑结构在水平荷载作用下楼板应力分析与设计

楼板作为主要水平构件,不仅需要承受和传递荷载,而且需要协调各抗侧力构件之间的变形。高层建筑结构楼板设计时,目前只考虑竖向荷载引起的面外弯矩,而忽视了水平荷载作用下产生的楼板面外弯矩和面内内力的影响,对高层建筑楼板面内应力分析与设计进行了探讨,介绍了常用计算程序中分析应力的方法,给出了楼板承载力验算方法。通过工程案例说明了方法的应用。     

海南省政府高层办公楼超限抗震性能分析

海南省政府办公楼工程平面选型复杂,楼层平面刚度变化急剧,各层楼板开洞面积和有效楼板宽度指标均超出现行规范规定值较多,属于典型的平面特别不规则的超限高层建筑结构.对该工程结构设计、结构体系及抗震计算分析等做了介绍;结合国家抗震规范的要求,采用三水准、两阶段对主体结构进行抗震分析计算.分析结果表明:结构能满足多遇地震作用下结构强度和变形的要求;在罕遇地震作用下结构具有较好的承载和抗倒塌能力,能够满足大震不倒的性能指标.着重对Push-over的分析方法、模型及计算结果等进行了深入分析和阐述,并对工程进行了结构整体抗震性能和局部性能评价;通过弹塑性静力分析计算,找出结构潜在的抗震薄弱部位和薄弱构件,并提出相应抗震加强措施.     

高位转换消能减震结构振动台试验研究

某超限高层建筑采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,存在高位转换层,其楼板平面开洞尺寸过大,造成楼板平面刚度不连续。弹性分析时,楼层竖向构件最大水平位移与楼层水平位移平均值之比为1.31,属结构扭转不规则,为此结构设计采用了软钢阻尼器来提供附加刚度及阻尼。为研究该高层建筑结构抗震性能,进行了1∶20缩尺模型的振动台试验,获得了模型结构的动力特性及在地震作用下的动力反应,分析了原型结构的地震反应。试验及分析结果表明,该结构满足现行建筑抗震设计规范的抗震设防要求;阻尼器减小了结构的扭转反应,对加速度反应起到了一定的减小作用;转换层上刚度变化较大,应逐步减缓刚度变化,改善相邻楼层的延性;出屋面层的鞭梢效应严重,应重视出屋面层的抗震设计。     

考虑组合楼板变形的高层钢结构地震作用分析

本文基于正交异性板壳有限元理论，分析了组合楼板对结构平面布置不规则的高层钢结构受力性能的影响。通过有限元分析，确定了发生平面内剪切变形时组合楼板的有效高度。结合两个工程实例。分别按弹性正交异性楼板、刚性楼板两种假定对整体结构进行水平地震作用分析。两种模型计算结果的对比分析表明．弹性正交异性板壳单元模型能更准确地分析结构的周期、内力、位移等参数。     

弹性楼盖高层框-剪结构地震内力实用计算法

装配式楼盖的水平刚度是有限的,这已为房屋的脉动振型,楼盖实测变形以及房屋的震害现象所证实。本文提出考虑楼盖变形的空间结构力学模型,采取“栅格多质点系”计算简图,对160例8～30层高层建筑进行了地震反应分析,并以刚性楼盖假定的框架地震内力为基数,给出弹性楼盖框-剪结构各种情况下的中央框架地震内力修正系数。从而使目前通用的较简单的适用于框架-剪力墙并联体的“单竖杆多质点系”抗震分析方法,作一简单修正后,即能反映楼盖变形对框架地震内力的影响。     

我国高层建筑结构综述(上)

本文介绍我国高层建筑的发展概况、一些结构体系的特点和适用范围(包括楼板体系)。文中还扼要介绍了高层建筑结构的一些科研成果和设计经验,其中包括:剪力墙的形式及其设计,地震区底层大空间剪力墙结构,框架一剪力墙结构中剪力墙的合理数量及柱截面的选定,楼板变形对高层建筑结构内力的影响,筒体结构的试验研究,高层建筑结构动力特性,高层建筑风荷载体型系数及沿高度分布的研究。     

多层、高层建筑结构弹塑性动力、静力分析

应我国高层、超高层建筑发展需要,我们对建筑结构弹塑性动力反应分析软件进行了探索研究,在“高层建筑结构空间有限元分析与设计软件SATWE”的基础上,开发了一套简单实用的建筑结构弹塑性动力、静力分析软件EPDA。目前的EPDA软件提供了两种弹塑性分析方法,一种是弹塑性动力时程分析法,其力学模型有三种:层模型、平面模型和空间模型;另一种是弹塑性静力分析方法,就是通常所说的静力推覆分析方法。EPDA软件是我国第一套商品化的弹塑性分析软件,可以按任意给定方向计算结构的弹塑性时程响应,适用于各种材料的高层及超高层建筑结构,包括钢筋混凝土结构、钢结构和钢与混凝土混合结构,同时,程序中还考虑了多塔、转换层等结构特性。EPDA软件具有如下特点:(1)前后处理功能强,自动读取SATWE和Sat2000的设计分析结果,对钢筋混凝土构件,给出自动选筋结果,用户可以交互修改成实配钢筋;(2)采用纤维束模型模拟梁、柱、支撑等一维构件,纤维束模型的适用性好,不受截面形式和材料限     

考虑连梁轴向变形时几种高层结构地震反应分析的简化方法

本文将高层建筑结构简化为由连续连杆连接的若干子结构,建立了考虑各子结构在同一水平层的位移、转角和曲率均不同时,剪力墙、框架-框架、及框架-核心简体等结构系统地震响应分析的简化方法。通过几个例题,用SAP5程序对本文方法进行了检验。     

不同高位转换层对高层建筑动力特性和地震作用影响的研究

通过算例分析比较 ,对高位转换层结构的抗震性能和受力特点等进行了研究。结果表明 ,当转换层位置逐渐上移时 ,由于转换层质量较大 ,结构的振型地震作用在转换层处有明显增大 ,但结构周期及振型仅有一些量的变化 ,楼层的地震剪力和弯矩在转换层以下楼层也有所增大 ,结构抗震计算时 ,振型数应适当增加     

基于高层建筑短肢剪力墙结构肢高比设计

短肢剪力墙结构是一种新型抗侧力结构体系,被广泛用于高层及超高层民用建筑中。针对《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2002)短肢剪力墙定义叙述的不足之处,通过有限元法对154片肢墙系数α及整体性系数ζ各不相同的8层、10层、12层对称双肢剪力墙按1/7缩尺比例进行了弹性分析,按只在少数楼层出现反弯点的要求,对三种楼层分别施加水平均布荷载和水平倒三角形分布荷载进行低周反复试验。规范了高层建筑短肢剪力墙结构的定义,明确了剪力墙结构肢高比设计的选取范围。     

基于剪重比敏感性的超高层结构优化设计方法

为保障建筑物最低抗震安全性的要求,地震作用下结构系统受剪承载力不应过小,GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中提出了剪重比指标。由于地震影响系数在长周期段下降较快,超高层结构在地震作用下的基底剪力及楼层剪力偏低,导致其剪重比指标往往无法满足规范要求。通过对剪重比约束下构件尺寸的敏感性分析,研究以最小成本满足剪重比指标的优化设计方法。依据虚功原理和等增量分析方法推导了敏感性系数公式,并以简单框架结构为例验证了两种敏感性分析方法的有效性。并将上述敏感性分析方法用于建筑高度为468 m的某超高层建筑,结果表明,以敏感性为指引对剪重比控制的超高层结构进行优化设计,共节约材料成本1141.99万元,具有较好的经济效益。     

A review of the diagrid structural system for tall buildings

Unlike vertical columns of traditional structure, diagrid structural systems for tall buildings have special inclined columns. Due to the inclined columns, a diagrid structural system for tall buildings produces axial force along the column direction under horizontal load, which has the advantage of resisting horizontal wind load and seismic load and gives more freedom to architectural design, so a diagrid structural system for tall buildings becomes an effective new structure style for tall and super‐tall buildings. Theories and tests regarding the diagrid structural system for tall buildings have been intensely researched since the exterior tube of diagrid structural system for tall buildings was first proposed by Torroja in his seminal book. At present, studies for mechanical characteristics, joint form, theories, and tests have been systematized. This paper systematically summarizes existing research achievements of the diagrid structural system for tall buildings and confirms that the structure has larger lateral stiffness and good seismic performance. Based on the favourable performance of concrete‐filled steel tubes, this paper advises the use of concrete‐filled steel tube columns as the columns in diagrid structural systems for tall buildings.     

复杂高层建筑抗震与消能减震研究进展

复杂高层建筑的震害在近来的历次地震中都有发生,其抗震分析和设计难度较大,提高其抗震性能是当前建筑抗震的难点之一。通过对近10年来国内在复杂高层建筑抗震方面的研究进行回顾和总结,重点介绍了组合剪力墙及筒体结构、钢管混凝土结构、结构模型振动台试验和三种消能减震方法。提出了采用新型高效的结构体系及高性能抗震部件或消能减震新技术改善复杂高层建筑抗震性能。这些研究工作与工程实践紧密结合,大部分研究成果已在实际工程中成功应用。图18参28