超高层建筑结构环带桁架的研究与设计

框架-核心筒结构是超高层建筑中最常用的结构体系之一.当结构抗侧刚度不足时,在设备层设置水平伸臂桁架可以显著增大结构的抗侧刚度,减小结构位移,降低水平荷载作用下核心筒的倾覆力矩.但是传统的伸臂桁架设置会带来一系列问题,例如容易引起结构刚度、结构内力的突变,产生较大的附加内力,连接节点复杂,施工周期长等.而环带桁架加强层可...     

保利国际广场大跨悬挑桁架转换层施工安装与卸载方案优选

针对大跨悬挑桁架层施工过程复杂的问题,以横琴保利广场大悬挑桁架转换层为研究对象,采用施工模拟技术对其安装和卸载过程展开方案优选研究,悬挑桁架转换层安装采用分区整榀安装和散拼安装2种方式,支撑胎架卸载采用同时一次卸载、分区一次卸载、同时多次卸载、分区多次卸载4种方式,基于Midas软件分别对不同加载和卸载方案进行施工模拟分析,结果表明悬挑桁架转换层安装采用散拼安装方式有利于降低构件内力和控制竖向位移变形,支撑胎架分步多次卸载方案对结构构件内力和位移的控制优于一次卸载方案,卸载方案对结构内力的影响与卸载分步与否有关、与分区与否关系不大,悬臂桁架竖向累积位移主要集中在四个角部和跨中部位。     

地裂缝对西安火车站改扩建东配楼结构性能的影响

西安火车站改扩建中新建东配楼跨越了西安f 3地裂缝。为了对地裂缝进行合理避让,整体结构被分割成三个形状不规则的单体,各单体之间通过大跨度桁架和连廊连接。为了解地裂缝活动对结构性能的影响,深入分析大跨桁架的支座选型、结构关键杆件内力和层间位移角等性能指标。结果表明:桁架支座采用左端铰接、右端滑动布置时,地裂缝荷载对滑动支座水平位移和竖向反力影响相对较小;地裂缝荷载作用会引起结构局部梁、柱内力发生较大变化,而对桁架杆件影响较小;在30年地裂缝荷载作用下,大区和大三角区的二层纵向层间位移超出GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》限值,应适当加强该区域结构的纵向刚度。     

基于有限元的分层空间桁架法计算精度分析

通过分析分层空间桁架法与有限元法之间的计算差别来讨论分层空间桁架法的计算精度;对某电视塔分别用分层空间桁架法及有限元法在相同荷载条件下进行计算,认为有限元方法为精确解,并以此来分析分层空间桁架法的计算结果。分析结果如下:分层空间桁架法在结构截面形状及截面尺寸没有突变时误差较小,内力及位移计算误差基本可以控制在20%以内,内力较小的斜撑计算误差较大,但不影响设计,截面形状及截面尺寸发生突变时斜撑内力及层间侧移计算误差可达50%以上,此时分层空间桁架法不适用;在上下分布较为均匀的实际结构中,分层空间桁架法误差较小,可以用于结构初步设计以及与有限元计算结果相互校核。     

高层混合结构加强层设置方案对比分析

结合一栋49层、高224.8m的超高层混合结构,对比分析了加强层设置方式对混合结构性能的影响。分析结果表明,对于风荷载起控制作用的超高层混合结构宜结合设备层设置多个加强层;加强层刚度越大,内力突变程度越严重;在设置伸臂桁架的同时设置腰桁架对提高框架核心筒结构刚度效果不明显,但能够提高楼层抗剪承载力。     

加强层设置对某高层建筑力学性能的影响

结合实际工程对设置不同数量加强层的框架-核心筒高层建筑进行力学性能的分析。利用有限元分析软件MIDAS分析该结构在地震作用下,不同数量加强层的设置下结构周期、位移和内力的变化规律。结果表明,加强层提高结构抗侧刚度、减小结构侧移的效果明显,但带来的内力突变也不容忽视。     

高烈度区某超高层建筑加强层结构优化设计

结合高烈度区某超高层建筑加强层结构优化设计,研究分析了伸臂桁架和环桁架分别对整体结构的抗侧刚度、自振周期以及中震双向水平地震作用下核心筒墙肢拉应力的影响,根据分析结果确定该超高层建筑加强层布置部位和桁架形式;此外,对比分析了加强层桁架斜腹杆采用防屈曲支撑和普通钢支撑两种形式时,结构在小震作用下的层间位移角、层刚度比等指标,以及在大震作用下的耗能特性、结构整体变形和主体结构损伤状况。优化过程和结论可供类似工程设计参考。     

媒体头条概览

<正>《四川建筑科学研究》03/2009水平荷载作用下考虑扭转效应的交错桁架内力和位移计算通过对交错桁架在水平荷载作用下受力特点和水平荷载传递途径的研究,在楼板刚度无穷大假定的基础上,提出了水平荷载作用下考虑扭转效应的桁架内力和楼层位移简化计算方法,给出了层分析模型的质量中心、     

框架-核心筒结构耗能减震层的减震效果分析

本文提出了耗能减震层的概念,对比分析了在地震作用下普通框筒结构、带加强层的框筒结构和带耗能减震层的框筒结构的抗震性能和构件的内力变化.计算结果表明,在对结构位移控制效果接近的情况下,采用加强层的结构不仅增大了基底剪力和弯矩,而且框架柱的内力在加强层附近产生突变,而采用耗能减震层能有效地减小这些变化,与前者相比,大大提高了结构的抗震性能.     

带伸臂桁架结构刚度限值研究

巨柱―伸臂桁架―核心筒结构体系中,伸臂桁架应采用"有限刚度"来弥补结构整体抗侧刚度的不足,尽量减少结构刚度的突变导致的内力激增。本文对伸臂桁架结构进行了罕遇地震作用水平下的弹塑性时程分析,结果表明,伸臂桁架与核心筒的线刚度之比应选择在1.0的范围内,大于该值,伸臂桁架刚度过大,对减小结构的层间位移角作用甚微,反而会造成整体结构刚度突变严重和伸臂桁架设置处的内力剧增;考虑到巨柱对伸臂桁架承载效率的提高作用,巨柱与核心筒的等效刚度比值不宜小于8.0。     

带水平加强层的超高层钢框架-核心筒结构设计分析

依托某超高层钢框架-核心筒结构体系,利用SATWE和ETABS软件进行了不同加强层布设方案的多遇地震作用下弹性整体计算分析,对比分析了不同水平加强层布设方案下结构的自振周期、位移以及内力,并采用ABAQUS软件对比分析了人工波、El Centro、TAFE三组波下的弹塑性时程分析结果。分析表明:水平加强层布置对此类超高层钢框架-核心筒结构的周期、位移、内力有不同程度的影响,需重点验算附近楼层内力和位移。     

消能减震技术在某大跨空间桁架结构中的应用研究

为研究屈曲约束支撑(BRB)与黏滞消能器(VFD)对大跨空间桁架结构的减震控制作用,在某会展中心大跨空间桁架结构部位设置BRB与VFD,利用有限元分析软件SAP2000对大跨空间桁架结构进行罕遇地震作用下的非线性时程分析。研究地震波输入时BRB与VFD对大跨空间桁架结构的减震控制机理,以空间桁架整体结构的位移、加速度及构件内力为减震控制指标,对比分析采用不同方案对结构抗震性能的影响。结果表明:在大跨空间桁架结构部分设置消能器可以有效地控制桁架在地震作用下的受力与变形,改善桁架部分的抗震性能;大震下消能器的滞回曲线均较饱满,消能器耗能能力良好;大跨空间桁架结构布置BRB较布置VFD减震效果更优。     

基于桁架内力控制的混合结构竖向变形补偿方法研究

在长期荷载作用下,混合结构桁架带两侧会产生竖向差异变形,这会使桁架层间贮存较大的次内力。为使桁架层间的次内力得到有效控制,分析了桁架带两侧竖向差异变形允许值、桁架层封闭时间以及竖向补偿值的有效性等影响因素,并讨论了它们之间的相互关联性。结果表明,竖向补偿后桁架封闭时间越晚,桁架层间斜腹杆次内力越小;对桁架封闭前产生的竖向差异变形予以补偿,能有效控制桁架间的次内力。     

上海某公共建筑屋顶桁架层施工技术研究

上海某公共建筑项目整体为大跨度异形非对称悬挂钢结构。悬挂钢结构利用屋顶桁架层作为内力转换层,通过设置吊杆悬挂外部结构。针对屋顶桁架跨度大、质量大且拼装复杂等难点,通过有限元分析对比不同拼装方案,分析不同拼装方案下屋顶桁架内力和变形,确定了合理的屋顶桁架拼装顺序,为类似悬挂结构施工提供参考。     

平面桁架内力与位移分析

桁架内力与位移计算是结构设计与校核的基础工作,在理论力学和结构力学中都给出了理论计算的基本方法。分别采用理论分析,数值模拟与实验测量,分析了桁架内力与位移的情况,验证了理想桁架结构模型有效性,加深了对工程结构力学模型合理性的认识,提高解决具体工程问题的分析能力。     

悬臂式阻尼桁架在某超高层连体结构中的应用

通常,在超高层建筑避难层设置伸臂桁架以改善抗侧刚度,但不可避免会造成结构周期变短、地震力增大,还会引起结构竖向刚度和承载力的突变,从而出现薄弱层和软弱层.在加强层增设悬臂式阻尼桁架,采用粘滞阻尼器耗能,可提高结构动刚度,避免薄弱层的产生.该文对悬臂式阻尼桁架的设计方案、受力机理分析、减震效率等影响参数进行敏感性分析,采用弹塑性时程分析的方法识别粘滞阻尼器在罕遇地震下多条地震波输入后的反应性态.结果表明:1)为提高减震效率,需严格控制悬臂桁架的弹性变形,并采取措施保证桁架平面外的稳定;2)悬臂式阻尼桁架受力机理的实质是利用杠杆原理放大结构的层间位移,变水平位移为竖向位移;3)悬臂式阻尼桁架粘滞阻尼器的阻尼系数C取值越大,减震效果越好,但取值过大,会给桁架和阻尼器的设计带来难度;4)悬臂式阻尼桁架的减震效率与所在楼层的层间位移角正相关,因此宜选择设置在层间位移角最大的楼层;5)该结构在罕遇地震作用下阻尼器的最大出力约3500kN,正向位移约40mm,反向位移约60mm.从收集的相关文献看,悬臂式阻尼桁架运用在超高层连体尚属首次,该文的经验总结可为工程界提供借鉴.     

加强层的设置对高层框架-核芯筒结构受力性能的影响

首先对设置水平加强层的框架-核芯筒高层结构在水平荷载作用下的受力性能进行了理论分析;其次利用有限元软件对加强层设在不同位置的多个模型,进行了水平地震作用下的内力计算和分析,得出了加强层的设置能有效的控制结构的侧向位移,但随之也使得部分构件的内力值突然增大的结论;最后总结出了该类高层结构在设置加强层时结构内力的一些变化规律及抗震性能,为工程设计提供了相关依据和建议。     

搭接柱转换结构与帽和腰桁架在高层建筑中的力学性能研究

为适应功能要求,高层建筑中上下楼层结构形式通常需要改变。搭接柱转换结构是一种新型转换形式,利用ANSYS软件对一栋28层、98.4 m高的搭接柱转换结构以及分别设有帽桁架和腰桁架的情形下进行整体分析。结果表明:1)在搭接柱转换结构中,上部荷载作用会使得搭接体发生扭转,增大转换层附近梁挠度,在设计时要加强控制此部位梁挠度。2)转换层附近内筒体在水平荷载作用下,形成平面外受弯,使得其抗弯、抗剪能力下降和抗侧移刚度降低,应加强此处内筒体刚度。3)设置一道帽桁架可显著降低结构竖向位移差;帽、腰桁架同时设置时,效果更好。     

温度作用对大跨度钢结构天桥设计的影响

本文以广州某地区有轨电车近端钢桁架天桥工程为例,为研究温度作用对钢桁架天桥结构的影响,采用MIDAS Gen软件对结构进行有限元计算,并通过对恒、活、风与温度组合工况作用下内力和位移的分析,对比得出温度作用对杆件应力、变形和支座内力的影响,对同类钢桁架天桥结构工程具有指导作用.     

悬挂式高层建筑施工模拟分析

上海金桥国培地块研发项目A楼总高99m,共21层,其中4层以下为裙楼,4～5层之间无柱,5～20层全部悬挂于设置在核心筒上部的屋顶桁架,是国内最大的单体悬挂结构之一。详细介绍了拟采用的逆向施工法,包括屋顶桁架提升、悬挂楼层提升以及楼板浇筑三个阶段50个子步的施工过程;进行了全过程的模拟分析,计算并评估了该施工过程给重点部位的位移和应力带来的影响,包括屋顶桁架悬挂柱连接点位移变化、各层核心筒和楼层梁的位移变化、屋顶桁架关键部位的内力变化、楼板设置后浇带的重要性以及施工过程中极端天气下风荷载对结构的影响;提出了施工过程中的防风措施。