王海波[1]2004年在《钢筋混凝土筒中筒结构非线性性能试验及理论研究》文中提出超高层钢筋混凝土筒中筒结构是高层建筑结构的发展方向之一,本文着重进行了两个方面的研究:筒中筒结构模型的静力弹性试验及简化分析方法,筒中筒结构模型的拟动力试验及非线性分析方法。具体内容如下: (1) 完成了一个14层1/10缩尺的钢筋混凝土筒中筒结构模型静力试验,重点分析了偏心水平荷载和顶部竖向荷载对模型受力性能的影响,可供筒中筒结构分析和设计时参考。 (2) 将框筒结构在侧向荷载作用下的楼层变形划分为剪切变形和弯曲变形。将分析平面框架结构的D值法进行简化,并推广应用于框筒结构的整体剪切变形及内力分析,首次考虑了翼缘框架剪切刚度的影响。结构的整体弯曲变形及内力通过3种方法分析:1)以采用等效连续体法对弯曲变形及内力进行分析,分析了影响框筒结构剪力滞的主要因素;2) 提出了假定轴向位移模式的简化方法,考虑了正剪力滞的影响,分析了影响结构位移的因素;3) 提出了框筒结构各层同时存在正剪力滞和负剪力滞的简化假定,并假设了框筒各柱的轴向应变分布模式,对负剪力滞的影响因素进行了分析。通过与空间框架分析程序的比较表明,本文方法简单,实用,可直接进行手算,因而可供初步设计阶段使用。 (3) 采用层模型对在水平荷载作用下的筒中筒结构进行了简化分析,通过与筒中筒结构模型静力试验对比,表明本文所提出的层模型是合理的;在分析了外框筒底层平面外抗扭刚度参与系数的影响因素及大小的前提下,提出扭转荷载作用下筒中筒结构简化层模型,通过与偏心荷载作用下的筒中筒结构模型试验结果进行对比,表明了本文的扭转层模型思路简单,其计算结果可满足实际工程需要。 (4) 将筒中筒结构模型等效为两自由度体系,完成了6种工况的地震波加速度峰值的拟动力试验,研究了筒中筒结构在地震作用下的动力特性、弹性和弹塑性阶段的地震反应、抗震性能和破坏机理。 (5) 以筒中筒模型试验现象和破坏机理为基础,建立了裙深梁、剪力墙、矩形截面柱、L形截面柱的非线性分析单元模型。通过算例分析并与试验结果比较,表明本文模型具有较好的计算精度。 (6) 提出并推导了钢筋混凝土梁剪压区剪切模量的简化折减系数,提出了非线性剪切变形的简化计算方法,采用叁分段杆单元模型可对钢筋混凝土简体结构裙深梁进行非线性分析。 (7) 对目前多垂直杆单元模型考虑剪切变形的叁种方法进行了探讨和对比,提出了一种更为合理的刚度矩阵形式,也提出了考虑刚度下降段的简化方法,结合钢筋混凝土拉压滞变模型和剪切滞变模型,可对剪力墙结构进行非线性分析。 (8) 在指出现有多弹簧模型存在问题的前提下,结合现有分析剪力墙的多垂直杆
汤明乐[2]2018年在《高层装配式混凝土正交斜放空间网格盒式筒中筒结构研究》文中认为筒中筒结构是高层建筑的主要结构形式之一,具有抗侧刚度大,整体性好等特点,在地震作用也具有很好的抗震性能。但筒中筒结构也存在框架截面尺寸较大,剪力滞后效应导致材料不能充分利用等缺点,且建筑立面造型较为单一。贵州大学马克俭教授在筒中筒结构的基础上,提出了盒式筒中筒结构的概念,并在唐山建华检测中心成功应用,节约材料的同时还降低了楼层高度,取得了良好的经济社会效益。当前的高层建筑主要以现浇混凝土结构为主,有施工工期长,施工环境差等缺点。住建部十叁五规划发文明确提出要大力发展绿色建筑,提高建筑结构的装配化,有利于建筑产业的可持续发展。新型装配式混凝土盒式筒中筒结构,将装配式施工方法应用于新型混凝土盒式筒中筒结构中,大大缩短了结构的施工工期,盒式结构的杆件具有小和多的特点,在划分预制单元时,不宜以单个杆件为单元,而以单元集合为基础,提高装配效率。高层建筑的抗震研究一直是结构设计的重点。抗震分析从最初的以反应谱分析为基础发展到当前以动力弹塑性分析为主的研究方法,使得结构分析从静力向动力、从弹性到弹塑性分析的新阶段。伴随着基于性能的抗震设计在超高层建筑中的应用,建筑结构不仅仅要实现大震不倒的宏观抗震性能,还要在不同地震水准下,针对不同的构件实现相应的性能水准,不再仅仅保证结构构件不被破坏,还要保证非结构构件的正常使用,这是基于结构的损坏代价和修复代价的选择。本文以一超高层装配式混凝土盒式筒中筒结构为例,进行了结构的静力和动力弹塑性分析,主要研究盒式筒中筒结构的抗震性能,指出了盒式筒中筒结构在地震作用下的合理破坏机制,并得到了以下研究成果:1.对新型盒式结构实行基于性能的抗震设计,特别是在大震作用下,设置合理的性能水准目标。以常规筒中筒结构的性能目标为基础,提出了新型盒式筒中筒结构性能目标的设定,保证结构在不同地震水准下,结构的破坏形式符合预期的损坏要求和合理的结构破坏机制。针对盒式筒中筒结构空腹夹层板等代为实腹梁进行弹塑性分析时杆件受力和变形的不同,提出了等代实腹梁进行弹塑性分析的适用条件,避免等代实腹梁发生弹塑性变形后对空腹夹层板变形判断的困难,保证结构设计的安全性。2.利用弹塑性分析软件SAP2000对盒式筒中筒结构进行静力弹塑性分析,对结构X、Y两个方向进行侧向推覆分析,将得到的顶点位移-基底剪力曲线转化为谱加速度-谱位移曲线,结合美国ATC-40规范找出结构的性能点。分析结果表明,结构在大震下能力谱和需求谱曲线能相交,且性能点处结构的层间位移角小于筒中筒结构弹塑性最大层间位移角限值,且结构塑性变形主要发生在梁单元的两端且以弯曲铰的形式出现,表明结构设计符合强柱弱梁的要求,从推覆曲线得出结构有较大的安全储备。3.利用性能评估软件PERFORM-3D对盒式筒中筒结构进行动力弹塑性分析,从结构层间位移角和杆件塑性铰的发展顺序和位置为基础,罕遇地震以结构单元的性能状态出发,实行基于性能的抗震设计原则,评估结构的抗震性能,结构单元能实现预期的性能目标。4.进行了盒式筒中筒结构的装配化研究,研究了预制网格单元的划分原则,网格式墙架和楼面梁的连接,以及施工中需要注意的问题。
董华[3]2012年在《钢筋混凝土筒中筒结构及其裙深梁受力性能分析》文中提出随着科学技术的不断进步和城市建设中节约用地的需求,高层建筑结构高度不断增加,由平面抗侧力结构所组成的框架、剪力墙和框架-剪力墙等常规结构已不能满足强度、刚度和延性的要求。于是,筒中筒结构作为一种新的结构体系应运而生。筒中筒结构的工作性能由常规结构的平面构件转变为立体构件,空间整体性强,又因为其内外筒之间形成大面积的无柱空间,所以在国内外高层建筑结构中得到了迅速的发展。目前,对空腹式框筒结构体系的理论研究比较多,但是对筒中筒结构的理论研究还不够完善；同时对裙深梁的理论研究也很少,特别是对裙深梁受力性能研究不够深入,工程界普遍认为裙深梁的设计跟框架结构的框架梁相同。本文通过对钢筋混凝土筒中筒结构的整体模型和裙深梁构件模型进行分析,重点研究了裙深梁的受力性能。主要有以下几个方面的内容：1、通过对外部荷载、跨高比、平截面假定和设计思路等方面进行讨论,分析了裙深梁的受力特点。可以看出裙深梁与普通的框架梁不同,同时与普通的深梁也有些区别。钢筋混凝土筒体结构裙深梁受到的是以竖向剪力和节点弯矩为主的节点力,而普通深梁受到的外部荷载是以竖向荷载为主的非结点力,且在实际工程中,裙深梁跨高比通常在2～3之间,可以认为其平面应变基本符合平截面假定。2、运用建筑结构分析与设计软件MIDAS/Gen对某一筒中筒结构进行弹性阶段的分析。讨论其周期、层间位移角、基底剪力、内外筒结构内力的分配、剪力滞后效应的变化规律。结果表明,裙深梁截面高度和宽度的增加可以增强筒中筒结构的整体工作性能,同时宽度对结构的影响没有高度显着。3、运用通用有限元分析软件ANSYS对影响裙深梁的系列参数进行模拟试验。通过改变钢筋混凝土裙深梁跨高比、混凝土强度等级、纵筋配筋率及配箍率得到不同裂缝缝开展情况、骨架曲线、应力分布、构件承载力和延性等,总结出裙深梁受力性能影响规律。4、运用通用有限元分析软件ANSYS分析楼板内钢筋对裙深梁的裂缝开展情况、骨架曲线、应力分布、构件承载力和延性等受力性能影响规律。本文所做工作旨在通过研究裙深梁各种参数的改变对整个结构及其裙深梁自身受力性能的影响,为今后的研究和设计工作提供一定的参考。
陈伯望[4]2006年在《筒体结构拟动力试验及理论研究》文中研究表明筒体结构是高层和超高层建筑结构的重要结构形式之一,本文对筒体结构进行抗震性能试验研究和理论分析,主要进行了叁个方面的研究工作:对筒体结构的动力特性进行实测,并提出简化计算方法;对动力方程的数值积分方法进行研究,提出拟动力试验动力方程新的数值积分手段;对两个筒体结构模型进行拟动力试验,研究其抗震性能并进行非线性静、动力分析。主要内容如下:(1)实测了钢筋混凝土筒中筒结构和钢管混凝土组合筒体结构两个模型的动力特性,获得了模型结构的自振频率、振型、阻尼比、模态质量、模态刚度、模态阻尼等结构动力特性参数的影响因素。(2)提出了计算筒体结构动力特性的等效刚度理论,将结构简化为考虑弯剪变形的多质点体系,简化计算等效弯曲刚度和等效剪切刚度。用该方法计算了两个筒体结构模型的动力特性,与实测值及ANSYS分析结果吻合良好。(3)基于Newmark-β方法,推导出了一种新的结构动力分析数值积分递推格式,在计算位移时,不需要计算速度和加速度等中间值,因而更为简单、方便。通过对结构动力方程精细时程积分方法的讨论,指出非齐次方程的精度控制在于荷载项积分方法的选择。分析了龙贝格积分、科茨积分和高斯积分方法等不同积分方法的精度及应用范围,为合理选择积分方法提供参考。(4)以现有的单步法和Adams多步法为基础,提出了新的非线性精细动力积分的单步法和多步法。该方法将目前常用的2项精细积分变为3项,使其稳定性和计算精度均优于现有方法。本文非线性精细动力积分方法的创新具有较大的计算优势。以非线性精细动力积分多步法为基础,提出了新的拟动力试验数值积分方法,该方法在增大试验时间步长后的计算精度比中央差分法要高,因而试验工作可大量减少。(5)用本文的显式多步积分方法进行了钢管混凝土组合筒体结构等效两自由度体系拟动力试验,研究了结构模型的弹性和塑性阶段的地震反应、抗震性能和破坏机理,完善和丰富了筒体结构的抗震试验方法和理论体系。合作完成了钢筋混凝土筒中筒结构模型6种工况的地震波加速度峰值的拟动力试验,研究了筒中筒结构抗震性能。(6)对多垂直杆单元模型的单元刚度矩阵进行了修正,并提出了一种空间拓展的多垂直杆单元模型。拓展后的多垂直杆单元模型可以用来分析各种截面形式的钢筋混凝土墙肢、梁、异形柱、钢管混凝土柱和钢骨混凝土梁。本文的多垂直杆单元模型计算工作量小,应用范围广。(7)利用本文的宏观杆单元模型和精细单步法对两个筒体结构模型分别进行
陆铁坚[5]2008年在《高层建筑筒体结构理论分析及拟动力试验研究》文中提出本文结合国家自然科学基金项目(50478092、50438020),主要进行两方面研究:第一,以高层建筑筒中筒结构计算方法为研究对象,基于连续介质力学、柱壳弹性理论以及结构分析有限条元法理论,分别对高层建筑筒中筒结构静力、动力、整体稳定及二阶分析等方面进行全面系统的研究,提出了一种高层建筑筒中筒结构静力、动力、整体稳定及二阶分析计算的新方法;第二,完成了一座15层的高层钢-混凝土混合结构拟动力试验研究,并采用有限元软件对其进行非线性分析。主要研究成果如下:(1)提出了任意平面形状高层建筑筒体结构在弯曲和扭转联合作用下叁维静力分析的改进条元法,扩展了传统有限条元法应用范围。该方法根据柱壳理论构造了一种柱壳曲条,选取条元位移函数:条元内位移沿条宽方向,切向位移采用一次Langrange插值,法向位移和截面翘曲位移采用叁次Hermite插值,能较好地反应筒体受力的“剪切滞后”效应;采用一族能较好地逼近弯剪型变形曲线的正交多项式作位移基函数,克服了传统有限条元法采用悬臂梁振型函数或叁角函数作位移基函数导致基底剪应力为零的缺点。(2)提出了任意平面形状高层建筑筒体结构动力特性分析的改进条元法。该方法考虑弯扭耦联振动,推导了柱壳曲条相容质量矩阵和楼板相容质量矩阵。采用竖向无质量自由度静力凝聚法,使动力分析自由度大为减少。其自由度总数与筒体结构高度无关,只与位移函数按基函数展开时所取的项数有关。(3)提出了任意平面形状高层建筑筒体结构整体稳定及二阶分析的改进条元法。该方法在条元总势能中,计入竖向荷载产生荷载势能,由势能驻值原理,推导了柱壳曲条的几何刚度矩阵。(4)通过试验得出了7种不同地震作用工况下混合结构的顶部位移时程曲线、楼层最大位移包络图、楼层最大层间位移角图及底部剪力一顶部位移滞回曲线。大震阶段顶部位移达到结构高度的1/60,说明混合结构具有良好的极限变形能力。(5)按7度设防,在7度基本、7度罕遇地震作用下,结构处于弹性工作状态,无明显破坏特征;在8、9度罕遇地震作用下,连梁开裂,楼板及底层筒体出现裂缝,但钢框架未发生屈服,结构仍具有较大承载力;在地震波峰值加速度达到1.0g、1.6g地震作用下,连梁开裂严重,出现交叉斜裂缝,呈剪切型破坏,核心筒底部与基础连接处出现水平通缝,部分底层钢柱屈服,但结构并未完全破坏,仍具有一定的承载能力。因此,只要设计合理,钢—混凝土混合结构具有良好的抗震性能,能实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计目标。(6)通过试验得出了7种不同地震作用工况下混合结构水平力分担曲线。此类结构在弹性阶段,心筒承担大部分的水平力,随着心筒开裂,内力发生重分布,钢框架承担水平力增加,且随着地震加剧,钢框架承担水平力比例不断增大,钢框架起到了抗震第二道防线的作用。(7)采用有限元软件对混合结构在7种不同地震作用工况下破坏过程进行了数值模拟,得到了顶部位移时程曲线、水平力分担曲线和结构损伤破坏过程,其规律与试验结果吻合良好,试验结果验证了有限元分析的正确性。因此,对一些大型复杂结构可用有限元理论模拟地震作用下结构的破坏过程。
黄超[6]2010年在《钢管混凝土斜交网格相贯节点受压性能研究》文中认为斜交网格结构体系是一种新型的结构体系,其主要特征为竖向构件采用斜向相交的柱代替普通竖直柱,以形成多个叁角形几何不变体抵抗外部荷载。斜交网格体系具有抗侧刚度大,抗风抗震性能好的优点,近年来已应用于超高层及高层建筑结构中。研究表明,斜交网格柱受力以轴压为主,采用圆钢管混凝土作为其斜柱构件,能很好地发挥其轴压承载力高、延性好的优势。但由于斜交网格结构的节点处有包括4根斜柱在内的至少6根结构构件相汇,节点的构造设计与力学性能成为斜交网格结构能否广泛应用于工程实践的关键问题。本文在总结有关钢管混凝土和斜交网格结构体系的大量文献资料的基础上,对钢管混凝土斜交网格结构体系的力学性能进行了研究和分析,并针对该结构提出了一种由4根圆钢管、椭圆形连接板、环向加强板、环板、加劲肋板和节点外伸牛腿组成的相贯节点。该节点具有传力明确、承载力高、质量轻、性能好、施工方便,能有效地连接上下部斜交网格柱等特点,实现钢管混凝土斜柱节点空间相贯,有很好的工程应用前景。本文采用试验研究、叁维非线性有限元分析和力学理论方法对此类相贯节点的受压力学性能进行了研究,具体包括以下几方面的内容:1)以节点构造措施、平面内角度、加载方式为研究参数,对8个平面相贯节点试件的试验过程、破坏形态、受力性能等进行了详尽的分析,验证了该种新型钢管混凝土斜交网格相贯节点的构造措施合理,节点的承载能力满足设计要求。分析了各参数对试件承载力、应变发展过程及延性等力学性能的影响,结果表明,环向加强板+衬板型节点力学性能优于法兰板节点,宜采用全节点区内衬板加强,以提高整个节点区对核心混凝土的约束效应。2)提出一种刚度协调的多向加载试验方法,以节点平面内、平面外角度、椭圆形连接板厚度、加载方式为研究参数,进行了8个空间相贯节点试件的试验研究,详尽地分析了各参数对节点力学性能和试验后试件内部形态的影响,结果表明相贯节点具有较好的力学性能,可用于工程实践。3)对现有混凝土叁维非线性本构模型进行评述,提出一种适用于相贯节点的核心混凝土等效应力-应变关系,并对该模型进行了校核。采用该模型对平面相贯节点和空间相贯节点进行了叁维双重非线性有限元分析,揭示了节点的传力机理,椭圆形连接板、环向加强板和衬板均有效地增大了节点区的约束效应,提高节点承载力。采用相同模型,分别研究了平面内相贯角度、平面外相贯角度、椭圆形连接板厚度、环向加强板厚度、衬板厚度、平面外约束等参数对节点承载力和刚度的影响。4)对平面相贯节点的弹性刚度和极限轴压承载力进行了力学分析,指出节点的破坏截面,通过12个带钢板的钢管混凝土短柱轴压试验研究了其承载力。基于修正的核心混凝土模型,采用有限元分析方法对核心混凝土强度、钢管壁厚和钢板厚度对节点破坏截面承载力的影响进行深入研究,提出并验证了节点破坏截面、平面相贯节点和空间相贯节点的承载力计算公式。5)基于筒体结构的受力特征,提出一种矩形平面斜交网格结构的斜柱截面估算方法,最后将本文提出的相贯节点成功应用于广州一幢超高层建筑的工程实例,介绍了其实际应用效果。该节点力学性能优良、施工简便、经济性好,在工程应用中取得了显着的经济效益和社会效益,证明其具有较广泛的适用性和应用前景。
杨紫薇[7]2014年在《新型核心筒迭合式角柱的研究》文中研究说明钢—混凝土组合结构是介于混凝土结构和钢结构之间的一种新的结构形式，是混凝土和钢材两种材料的合理组合，既可充分地发挥两种材料的优点，又能弥补彼此的弱点，因而此种结构优于其余二者的力学性能并能取得良好的经济效益，现已广泛用于高层建筑中。我国是地震多发的国家，框架-核心筒、筒中筒结构是常见的高层建筑结构形式，高层建筑结构在设计时主要由横向的地震荷载或者风荷载控制，核心筒作为主要的抗侧力构件，其力学性能的研究及优化极具工程意义。本文运用ABAQUS有限元软件，采用数值模拟的方法，研究了钢管混凝土迭合柱及带迭合式角柱新型组合核心筒抗震性能，并分析其影响因素。本文完成的主要研究工作如下：(1)采用ABAQUS有限元软件模拟某试验中钢管混凝土迭合柱SS1、SS2和SS3在单调水平加载和周期水平加载下的力学性能，并将计算结果与试验结果对比，验证了有限元软件能较好地对此类构件进行模拟。(2)通过软件模拟在侧向水平加载下方套方钢管混凝土迭合柱、方套圆钢管混凝土迭合柱以及圆套圆钢管混凝土迭合柱，比较分析叁种不同截面迭合柱的荷载-位移曲线、裂缝形态发展、延性及滞回曲线，在此基础上重点分析了轴压比、纵向加劲肋对迭合柱力学性能的影响。(3)采用ABAQUS有限元软件模拟某试验中钢-混凝土组合核心筒CT-1和CT-2在单调水平加载下的力学性能，将计算结果与试验结果对比，验证了有限元软件能较好地对此类构件进行模拟。(4)结合钢管混凝土迭合柱部分的研究，在核心筒模型CT-1和CT-2的基础上，提出了带迭合式角柱的新型组合核心筒结构CT-3，运用ABAQUS有限元软件对比其与CT-1和CT-2在一般水平单调加载下的力学性能。进而讨论了墙肢配筋率、角柱钢管配钢率、墙肢钢桁架配钢率和连梁钢板配钢率在一般水平单调加载、斜向水平单调加载和5%偏心水平单调加载下对核心筒CT-3水平承载力、刚度退化、延性和耗能能力的影响，以期为相关工程提供参考。
徐卫宾[8]2008年在《钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架—核心筒结构的工程应用研究》文中研究表明地震灾害是人类威胁最大的自然灾害之一,长期以来经过不断的努力,人们在抵御地震灾害方面取得了长足进步,结构控制成为建筑结构抗震的发展趋势之一。随着建筑高度的增加,水平荷载成为结构分析与设计的主要问题,同时也是结构设计中必须考虑的问题。云南省工程抗震研究所以“低造价、高性能、易生产、便施工”为目标,研究了钢筋混凝土支撑钢板—橡胶摩擦耗能支撑体系。框架-核心筒结构当抗侧力刚度不能满足设计要求时,结合上述体系提出在结构中布置钢筋混凝土摩擦耗能支撑体系形成钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构,并分析研究其抗震性能。本文首先总结了被动耗能减震的分类及发展过程,详细介绍了钢筋混凝土摩擦耗能支撑体系的理论基础和构造,并对钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构的分析方法、原理做了阐述。然后以一栋框架-核心筒结构的实际工程为研究对象,用SATWE和ETABS软件进行整体计算分析,并对计算分析结果进行对比;用ETABS软件建立钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构模型,对耗能支撑结构模型进行了多遇地震作用下的振型分解反应谱和弹性时程分析,研究了耗能支撑结构的动力特性、抗震性能、构件的受力变化及摩擦耗能器的耗能效果;对普通结构、耗能支撑结构分两步进行罕遇地震作用下地震反应分析,对比了普通结构、耗能支撑结构在罕遇地震作用下的抗震性能、摩擦耗能器耗能效果。结果表明,在普通结构不满足规范要求时,钢筋混凝土摩擦耗能支撑体系在多遇地震作用下能够提供足够的抗侧刚度、较好的控制结构侧向位移,在罕遇地震作用下,摩擦耗能器启动耗能,耗能支撑结构能够满足“大震不倒”的要求。通过对耗能支撑结构的工程应用研究,表明这种体系是一种极具实用价值的新型耗能减震机构体系。最后,本文结合在研究和在工程应用中的一些问题,提出了今后该课题进一步发展的方向和需要解决的困难。钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架-核心筒结构是摩擦耗能减震技术和框架-核心筒结构相结合的产物,其减震效果较好,对这种新的结构形式的研究必然对钢筋混凝土摩擦耗能支撑体系在高层与超高层结构中的应用起到积极推动作用。
殷超[9]2009年在《高震区超高层钢—混凝土混合结构抗震设计关键技术研究与建议》文中研究说明型钢(或钢管)混凝土框架—钢筋混凝土核心筒混合结构体系,是近年来在我国高层以及超高层建筑结构设计中迅速发展的一种新型结构体系。由于其在降低结构总体造价、减少结构断面尺寸、加快施工进度等方面的显着优势,引起了工程界和投资商的广泛关注。由于混合结构其钢筋混凝土核心筒往往相比外框架占据较大刚度,在罕遇地震下,塑形铰首先出现于内筒并引发刚度退化,地震作用将在内外筒间产生内力重分布,导致外框架出现较大破坏、甚至倒塌。因此外框架需要在弹性设计阶段,即需分担更多的设计剪力。工程界对此类体系的研究虽有一定进展但仍不甚充分,特别是根据现有设计规范,在高震区建造超高层混合结构的实际设计经验还相当匮乏。目前,在我国已经建成的高度在150～200m乃至300m以上的超高层建筑,大量采用了混合结构,主要集中于设防烈度为7度的地区。我国《高规》对于8度高震区设计建造该类混合结构房屋最大适用高度为150m,目前高震区已建成的混合结构,普遍低于此限值,最高亦不超过200m。本文以北京财富中心二期办公楼,这一目前在国内8度抗震区最高的超限混合结构为设计实例,针对其结构体系和构件选型、外框架二道设防、抗震性能化设计、弹塑性动力时程分析等方面,对该工程在结构方案以及初步设计阶段工作,结合抗震超限审查中采取的一系列抗震超限措施以及最新的试验研究成果,进行了较为系统地总结和研究。本文作者,作为该工程结构方案和初步设计单位项目工程师和第一设计人,全面承担了该工程结构初步设计、超限审查、结构优化及相关施工图咨询审查等一系列具体的分析和研究工作,对其设计的关键技术和措施,进行了较为深入地分析和研究,对高震区混合结构提出了设计建议。北京财富中心二期办公楼结构总高度264米,将成为继国贸叁期A座之后,8度抗震区北京的第二高楼和采用型钢混凝土框架+钢筋混凝土核心筒这种混合结构体系最高的建筑,大大超过规范高度限值114米(+76%)。建筑平面长宽比达到1.5,通过合理布置及专业协调,有效降低了扭转效应对超高层结构的不利影响。结构沿竖向设置了四道含伸臂桁架和腰桁架的加强层,并将组合钢板剪力墙应用于核心筒底部加强区,有效地增强了整体抗侧刚度,改善了抗震性能,同时也减小墙体厚度及自重。外框柱通高采用了大直径圆钢管混凝土柱,有效减小了截面尺寸及用钢量。结构设计全面融入了性能化设计的思想,进行了弹性及弹塑性动力时程分析,采取有效措施,降低了高柔结构高振型对结构顶部鞭梢效应的不利影响,提高了整体安全度。结构设计在规范基础上,满足了全国抗震审查专家组提出的一系列超限措施,其整体结构方案和构件选型在用钢量、防火性能、风载舒适度等方面体现了明显的综合经济性能,因而成功的降低了结构总体造价。
闵辉[10]2012年在《配置HRB500钢筋小跨高比双连梁抗震性能试验研究》文中研究说明钢筋混凝土联肢剪力墙中的连梁是保证高层建筑结构良好抗震性能的关键构件。根据建筑及工程要求，常会出现小跨高比的连梁（l/h_b≤2.5）。试验研究结果表明，这类连梁在剪压比为中等以上（V/f_cbh_(b0)≥0.20）时，采用常规框架梁的抗震设计方法将无法使连梁满足整体结构在地震作用下所需的延性要求。采用《混凝土结构设计规范》GB50010-2010中规定的配置交叉斜筋（暗撑）或综合斜筋方案，虽然可使连梁的抗震性能大为改善，但由于需要连梁满足一定的宽度要求且构造复杂不便于施工，从而影响了在实际工程的使用。在小跨高比连梁中部设置一条通长的缝隙，将一根小跨高比连梁分割成为两根较大跨高比的采用普通配筋方案的连梁，是近年来工程设计界提出的一种希望改善小跨高比连梁抗震性能的新方案。目前在个别高层结构中也有采用，但由于目前的高层建筑结构中均采用现浇方案，当带有现浇板后，开缝小跨高比连梁的抗震性能究竟如何，以及现浇楼板对连梁抗震性能有怎样的影响等问题需要明确。为此本课题组开展了对带现浇板的小跨高比开缝连梁抗震性能的试验研究，并与已完成的其他配筋方案的小跨高比连梁进行对比。此外，新修订完成的《混凝土结构设计规范》GB50010-2010纳入了500MPa较高强度的钢筋，为了检验同等条件下配有500MPa钢筋小跨高比开缝连梁的抗震性能与其他配筋方案小跨高比连梁的差别，本课题组进行了3根配置500MPa钢筋小跨高比开缝连梁抗震性能试验。本次研究工作主要集中在以下几个方面：①分析配置HRB500钢筋不同跨高比双连梁试件的受力及抗震性能；②对比配置HRB500钢筋和HRB335钢筋的双连梁、对角斜筋连梁及综合斜筋连梁在跨高比、剪压比以及配箍特征值相同条件下抗震性能的差异。本次研究工作可以得出以下初步结论：①在相同跨高比，相近剪压比和配箍特征值条件下，配有500MPa钢筋的开缝连梁屈服位移和极限位移与其他配筋方案连梁相比较大，其连梁的刚度有所降低，试件的位移延性系数相差不大，但试件的位移角较大。当结构整体的抗侧移刚度能够得到保证的前提下，该类开缝小跨高比连梁的抗震性能能够满足性能要求；②提出了设计小跨高比开缝连梁的配筋时应考虑翼缘的影响；③对于小跨高比连梁采用双连梁模式时开缝位置布置在连梁中间位置是合适的，各分连梁可按普通配筋连梁进行独立设计。
参考文献：
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标签：建筑科学与工程论文; 钢筋混凝土论文; 混合结构论文; 普通混凝土论文; 抗震等级论文; 抗震构造措施论文; 刚度系数论文; 弯曲刚度论文; 构造地震论文; 跨高比论文; 非线性论文; 荷载组合论文; 抗震论文;