某超高层结构罕遇地震弹塑性时程分析

某超高层办公楼位于抗震设防烈度7度地区,结构高度156 m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构,为B级超高层建筑。为了研究结构在罕遇地震作用下整体及主要构件的性能,分析结构在大震下的塑性发展情况,采用SAP2000程序进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析。分析结果表明,罕遇地震下,结构整体受力性能良好,结构的最大层间位移角满足规范1/100的限值要求,部分连梁及框架梁进入塑性,框架柱及剪力墙基本处于弹性状态;结构能够达到预设抗震性能目标,满足大震不倒的设防要求。     

深圳金港大厦非对称多塔楼连体结构设计与分析

深圳金港大厦工程是建造在7度抗震设防烈度区的大底盘、多塔楼、多重连体的多项"超限"工程。通过对连接体与塔楼的连接方式(强连接、弱连接)进行对比分析,并根据项目的特点,最终确定强连接为最佳连接方式。采用基于性能设计的抗震方法,对连体结构中重要构件,如连接体钢构件、节点及与连接体相连的竖向构件抗震性能目标定为设防烈度地震作用弹性、罕遇地震作用不屈服;底部加强区剪力墙抗震性能目标定为设防烈度地震作用受剪弹性、受弯不屈服;应用SATWE、MIDAS及ABAQUS等有限元分析软件,对结构在多遇地震、设防烈度地震和罕遇地震作用下进行计算分析。结果表明:整体模型各项指标满足规范要求,能够实现设定的抗震性能目标。     

对抗震规范中基于性能设计方法的研究

对中国新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中的"建筑抗震性能设计"的参考方法进行探讨,以框架-混凝土核心筒结构为实例,运用广厦建筑结构CAD有限元软件GSSAP,分别对核心筒结构中布置的框架梁、剪力墙以及连梁等构件在不同性能要求下的承载力以及结构的层间位移进行了验算。结果表明:如欲满足规范中"建筑抗震性能设计"的参考方法中关于设防烈度地震以及罕遇地震作用下承载力的要求,结构的剪力墙、连梁构件的配筋量将急剧增加,出现严重超筋现象,在实际工程中很难进行施工,框架梁则没有发生超筋现象;如欲满足规范中给出的设防烈度地震以及罕遇地震作用下侧向变形的要求,剪力墙、连梁构件以及框架梁、框架柱的截面尺寸均需要进行大幅度增加,不符合经济合理的设计原则。     

既有单跨钢筋混凝土框架结构抗震性能评估

介绍并分析了采用多遇地震作用下的结构抗震验算、设防烈度地震作用下的抗侧力构件屈服状况验算和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算等来综合评价既有单跨钢筋混凝土框架结构的抗震性能。分析结果表明,当满足所在地区设防烈度地震作用下抗侧力构件不屈服和罕遇地震作用下的弹塑性变形验算要求时,可评定既有单跨框架结构抗震性能够满足抗震设防的要求。     

型钢混凝土框架—混凝土核心筒结构抗震性能分析

采用Etabs软件,以某型钢混凝土框架-混凝土核心筒结构为研究对象,建立整体空间有限元模型进行模态、振型分解反应谱法及弹性时程分析;并采用midas/gen软件对该高层结构进行设防烈度及罕遇地震下的静力弹塑性时程分析。分析该建筑结构在多遇及罕遇地震作用下的地震反应,并验算了该高层建筑在多遇地震下的弹性变形及罕遇地震作用下结构的弹塑性变形。结果表明该结构满足抗震规范要求。     

江西省博物馆超限结构抗震性能设计

以目前在建的江西省博物馆超限高层建筑为例,结合基于性能的抗震设计理论和方法,根据建筑物的重要性合理确定结构的抗震性能目标及构件在各设防地震烈度下的性能水准。使用PKPM,MIDAS,YJK软件进行多遇地震作用下弹性计算分析、设防地震作用下弹性和不屈服分析,采用SAUSAGE软件进行罕遇地震弹塑性分析。通过弹塑性时程分析方法验算罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角等指标是否满足规范要求,并对结构的损伤程度进行分析,确定结构薄弱部位(薄弱层及薄弱构件),根据分析结果提出抗震加强措施以确保结构在各设防烈度下满足预期的抗震性能目标。     

太原某超限高层办公楼结构设计

太原某办公楼结构高度149.4m,抗侧力体系为钢筋混凝土框架-核心筒结构。本工程存在扭转不规则,具体介绍了结构方案优化,包括剪力墙布置、双连梁、墙缩进、剪力墙开洞、次梁布置。对该项目进行了抗震性能化设计,根据构件的重要性给出了不同的性能目标,采用有限元法对结构的多遇地震、设防地震弹性响应进行了分析,建立了弹塑性计算模型并进行了罕遇地震动力弹塑性时程分析。针对结构不规则,采取了相应的设计措施。分析结果表明,本工程能满足规范的各项抗震设防要求,结构具有可靠的抗震承载能力。     

日照市日广中心A塔楼超限高层结构设计

日照市日广中心A塔楼采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,结构高度178.45m,为B级高度的高层建筑.主要介绍了工程结构特点、结构选型、超限情况、斜柱分析,并提出相应的加强措施.采用PKPM和MIDAS Building两种软件对结构进行了多遇地震作用下的整体计算,并采用弹性时程分析法进行补充验算.采用等效弹性分析法进行了抗震性能化设计,保证主要构件在设防地震和罕遇地震作用下的性能要求.罕遇地震作用下,采用SAUSAGE软件对结构进行动力弹塑性时程分析,保证了结构大震不倒并找到薄弱部位进行加强.分析结果表明,结构具有良好的抗震性能,能够实现"三水准"抗震设防目标.     

北京大望京626地块2号超高层办公楼结构设计

北京大望京626地块2号楼为一超限高层办公楼,主塔楼采用型钢梁+圆钢管混凝土柱组合框架-钢筋混凝土核心筒结构体系,无加强层。项目为超高、超限结构,抗震设防烈度为8度,受地震作用影响较大,设计时基于不同性能水准下的抗震性能目标,依据相关规范及风洞试验,对结构设计方案及整体性能进行详细研究。主塔楼弹性分析采用两种不同的分析软件计算对比,并应用LS-DYNA进行动力弹塑性分析。由结果可知,工程整体结构性能满足相关规范要求,结构设计安全,构件设计主要由地震作用或重力荷载控制;罕遇地震下结构抗震性能满足"大震不倒"的性能目标。     

基于性能的框架-支撑芯筒结构抗震评估

框架一支撑芯筒结构是指采用支撑框架核心筒代替框筒结构中钢筋混凝土核心筒的一种结构体系。以闽投营运中心为例,进行基于性能的抗震评估。采用三维弹塑性模型对结构进行多遇地震和设防地震作用下的弹性时程分析及罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,重点研究罕遇地震作用下结构构件的性能状态和塑性发展状况,寻找结构抗震的抗震薄弱部位。结果表明,闽投营运中心能够满足各项既定的抗震性能目标。此外,为保证薄弱层具备足够的变形能力且不转移,可将钢支撑替换成防屈曲约束支撑。该成果对框架一支撑芯筒结构体系的设计具有一定参考价值。     

合肥某超限高层办公楼结构性能化设计

合肥某办公楼建筑总高度238.2m,结构高度237.5m,采用钢筋混凝土框架-核心筒+伸臂桁架的结构体系,并在框架柱内增设型钢钢骨。该建筑物高度及高宽比均超过规范限值要求,并且还有扭转不规则以及楼板不连续两项一般不规则项,属于高度超限的高层建筑。根据建筑使用功能及所处区域的抗震设防烈度,依据规范设定了结构的抗震性能目标,并用两种计算软件进行了多遇地震反应谱分析与时程分析、还分别进行了设防地震下核心筒,框架柱及伸臂桁架的承载力验算,罕遇地震下结构整体的塑性位移及构件的塑性发展情况计算。计算结果表明结构安全合理,各项指标均满足国家规范要求,结构满足抗震性能化设计要求。同时也发现了结构的薄弱部位,提出了针对性的加强措施。     

某框架-核心筒超限高层结构抗震分析及设计

某商业综合体项目的 42层公寓式酒店采用框架-核心筒结构体系,工程设计时选用SATWE、PMSAP、ETABS程序进行了多遇地震、设防地震以及罕遇地震作用下的抗震分析和性能化设计,解决了扭转不规则、楼板局部不连续、竖向刚度突变的超限问题。计算结果表明,结构设计达到了预定的性能目标,满足了三水准抗震设防要求,本工程结构体系和构件具有较好的抗震性能和一定的安全储备。     

采用铅黏弹性连梁阻尼器的框架-核心筒结构减震分析

针对高烈度区某高层框架-核心筒结构弹性层间位移角不满足规范要求,采用铅黏弹性连梁阻尼器进行消能减震设计。分别通过ETABS和PERFORM-3D软件对原结构和减震结构进行多遇地震下的弹性时程分析和罕遇地震下的弹塑性时程分析,对比结构减震前后的地震响应并分析阻尼器的耗能表现。结果表明,铅黏弹性连梁阻尼器用于框架-核心筒结构中可有效提高整体结构的抗震性能,并能减缓或避免主体结构构件的塑性破坏,发挥连梁第一道防线的作用,保护主体结构的安全。     

外墙为全剪力墙的部分框支结构抗震性能分析

本工程结构高95m,采用部分框支剪力墙结构,其外墙全部采用剪力墙,结构存在竖向构件不连续、凹凸不规则、扭转不规则等三类不规则情况;本工程采用SATWE和GSSAP两种程序进行多遇地震下的弹性分析,同时按规范要求补充弹性时程分析,并根据相应抗震性能目标进行设防地震及罕遇地震作用下的抗震性能验算,进一步采用PUSHEPDA程序进行罕遇地震作用下的静力弹塑性推覆分析,以上各项分析结果表明主要控制指标均满足规范要求。最后根据分析结果,提出针对本项目超限情况所采取的设计措施。     

某复杂大跨连体结构设计

本工程为大跨度连体超限高层建筑,连体跨度63m,两侧塔楼体型相差较大,采用框架-抗震墙结构体系。根据超限情况,设定抗震性能目标。采用YJK、MIDASGen对结构进行了多遇地震作用下的弹性分析,并进行了弹性时程补充计算。设定关键构件,对关键构件进行了设防地震的弹性验算。采用SAUSAGE软件对结构进行了罕遇地震下的弹塑性验算。结构设计时对薄弱部位、关键部位进行细部分析和加强,确保结构在承载能力极限状态和正常使用极限状态下的安全性与舒适度。     

钢筋混凝土框架结构教学建筑抗倒塌性能研究

三柱式(大小跨)单廊教学建筑以其良好的自然通风、采光性能,应用广泛。该类结构侧向刚度小,罕遇地震作用下抗倒塌性能差,应采取可靠工程措施改善其抗倒塌性能。本文结合某些中学教学楼的抗震设计工程实践,简要介绍改善三柱式钢筋混凝土框架结构在罕遇地震作用下抗倒塌性能的工程措施。在高烈度地震区,采用钢筋混凝土框架——钢支撑结构,或钢筋混凝土框架-抗震墙结构,可改善其抗倒塌性能。由于教学建筑抗倒塌性能的重要性和该类结构的特殊性,在设计的过程中,除了按现行建筑抗震设计规范要求满足结构的承载力和极限能力之外,用基于性能评估的Pushover方法对结构在设防烈度的罕遇地震作用下的性能进行分析和评估,以实现大震不倒的抗震设计目标。     

北京朝阳六里屯商业办公A2楼超限结构设计

北京朝阳六里屯商业办公A2楼结构高度116.4m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。介绍了本工程结构特点、超限内容及抗震性能目标。采用SATWE和MIDAS Building软件进行结构弹性分析,计算结果基本一致,各项指标满足规范要求,另外补充了多遇地震弹性下的时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析。结果表明,本工程采取的结构抗震措施合理,结构体系可以满足预定的抗震性能设计目标。     

内蒙古美术馆结构抗震设计

内蒙古美术馆是一栋有多个不规则项、使用功能要求高的复杂超限高层建筑。采用PMSAP和MIDAS Gen软件进行结构在多遇地震作用下的反应谱整体分析,并采用弹性时程分析法对其进行补充;针对穿层柱,分别建立含夹层的模型和不含夹层的模型来考察夹层对穿层柱地震剪力的影响;对结构主要构件进行了中震、大震等效弹性分析,同时对连梁、框架柱、核心筒剪力墙进行了罕遇地震下动力弹塑性时程分析,并在复杂连接区域采取在框架柱、核心筒内增设钢骨、提高核心筒底部加强区配筋率等措施来提高构件延性。结果表明,本工程结构具有足够的抗震能力和抗倒塌能力,能够满足抗震设防要求。     

苏州某高层酒店超限结构设计与分析

某高层酒店采用框架核心筒结构,结构存在塔楼偏心布置、平面尺寸突变、竖向刚度不连续、平面凸凹不规则和楼板不连续等超限不规则项。采用基于性能目标的抗震设计方法,并对关键部位和构件提出抗震性能目标。利用SATWE和ETABS有限元软件,对结构进行了多遇地震作用下的弹性时程分析,设防地震作用下的楼板应力分析和罕遇地震作用下的静力弹塑性分析。计算结果表明:结构体系具有良好的承载能力和延性,实现了预先设定的性能目标。     

龙江新城市广场二期弹塑性时程分析

龙江新城市广场二期扩建工程属于A级高度的大底盘双塔高层建筑,对该工程进行了罕遇地震下的弹塑性时程分析,分析内容包括结构在罕遇地震作用下的楼层位移、层间位移角及楼层剪力,同时对结构的核心筒剪力墙、局部单跨框架及楼板的塑性损伤做出评价。分析结果表明,该结构在罕遇地震下的层间位移角满足规范要求,其关键构件的塑性损伤在可接受的范围内,结构整体安全,抗震性能满足"大震不倒"的设防目标,并对该工程的薄弱部位提出相应的加强措施。