超高层混合结构抗震性能试验研究与进展
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结果相结合 ， 是 目前该结构体 系建 筑结构设计 的一种有效途径 。 关键词 ： 超 高层 建 筑 ； 混合 结构 体 系 ； 模 型振 动 台试验 ； 构 件 抗 震 性 能 试 ’ ’
近年来 国内超高层建筑飞速发展。超高层建筑拥有独特的魅力提： 行了低周反复荷载试验结 果表明， 轴压比对核心筒的抗震 陛能有较大影 彰显城市活力的象征 、 是构建城市内涵的缩影 、 更是提高城市地位的标 响． 在钢 一混凝土组合核 简方面： 曹万林等喂 出了内藏钢桁架混凝土组 志。 目前 国内所建超高层建筑多以混合结构为主这 里所说的混合结构见 合杨 【 筒对 比分析 了试件的刚度 、 承载力 、 延性、 滞 回特陛、 耗能及破坏 《 高层建筑混凝土结构设计规程 Ｇ Ｊ ３ 一 Ｚ ０ １ ｏ ） 的定 义 丁洁民等日 依据国 特征。 试９ 佥 及分 忻表明， 内藏铘 删携 吐 组合 筒啕ｊ 聪 普通混凝 内 已 建 超 高 层 建 筑 的 高 度 ， 将 超 高 层 建 筑 分 为 土核 【 筒对比＇ 戚件抗震能力明显提高。
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２ ５ ０ — ３ ０ ０ ｍ ， ３ ０ ０ － － ４ ０ ０ ｒ ｎ ， ４ ０ ０ － ５ ０ ０ ｍ 以及 ５ ０ ０ ｍ 以上 ４个 区段 ，并 给 出 匕 述研究表明， 钢 一混凝土组合筒较普通钢筋混凝土筒有较强的抗 ２ ０ １ ３ — ２ ０ １ ８ 年的超高层建筑的高度统 汁图。 震 陛能 是钢 一 混凝土组合筒实际工程中构造复杂测 施工质量要求较 混合结构体系结构设计方法一般是对原型结构做适当的简化确定 高 。 计算模型采用合理的材料本构关系进行结构计算 斗 算 模型的合理ｆ ！ 生 泣 通 振 动台 在地震作用下， 混合结构体系框架部分的侧向刚度 比杨 筒部分的 １ 典型工程模拟振动台试验 侧向刚度小得多核 筒要承担大部分的地震剪力， 因此框架部分作为抗 目前’ ｝ 体系在国外地震区应用较少， 缺乏相应的震害资料对 震］ 发防的第二道防线。《 高禺彰 混 凝土结构没 》 Ｏ Ｇ Ｊ ３ ＿ ２ Ｏ ｌ 指 台 结 构的抗震性能的认识亟待进一步加深日 。 重大工程常采用振动台试 出钢 钢混凝土）框架 一 混凝土简体结构体系中的框架部分一般承担 验作为验证手段 与评价。 典型工程模型振动台 １ ５ ％左右的水 乎剪力。国内学者对巨型柱的受力性能 亍 了—些试验研 试验实例如下： 究 。曹万林 哝 寸 五边形钢管混凝土巨型柱在不同加载方向进行了抗震 １ ． １ 北京 Ｌ Ｇ大厦 性能试 分析了各试件的破坏特征 、 滞 回特 陛、 承载力、 延性、 刚度退化 李检保， 吕西林煞 Ｅ 京Ｌ Ｇ大厦单塔结构进行了 １ ／ ２ ０ 缩尺整体模 和耗能性能。 揭示了该五边形截面 ４ 腔体巨型柱抗震能力较强不 同加载 型模拟振动台实验研究 。 研究了 方 向对该巨型柱受办性能有明显影响。 上述巨型柱原型截面尺寸均较大 试验结果和相似理论， 分析了原型结构的地震反应 【 寸 原型结构的抗震设 有较大的抗弯 、 抗压 、 抗剪及抗扭刚度， —般分布在结构的周边或角部’ 同 计提出了一些改进建议。 环带桁架共同工作构成巨型框架肢结构的整体抗震能力增强。 １ ２匕 海 环球金 融 中心 ３结论与展 望 朱杰江 吕西栋 邹昀等咐 上海环球金融中心进行 了 １ ／ ５ ０比例的微 ３ ． １超高层混合结构体系建筑在缺乏基本地震资料的情况下及超过 粒混凝土整体模型的地震模拟振动台试验。 结果表明场鲒 构体系合理具 现有规范限制的情况下， 初步结构设计结合模型振动台试验数据的验证 有足够的水平刚度地震作用下位移反应、 扭转效应均较小满 足我国抗震 是 目前超高层混合结构体系建筑结构调 十 的—种有彭罐 但是振 动台 设防要求。 试验结构—般只适用于定Ｉ 生 分析定量分析有待于进一步研究。 １ ３北京财富 已 ’ 二 期 ３ － ２超高层混合结构体系建筑整体模型振动台试验缩尺比例均较小， 吕西林等 Ｅ 京财富中心二期办公楼进行了振动台模型试验＇ 研究 不足以反映关键构件的抗震陛能。 因此应 加强关键构件及节点抗震 陛能 结果表明原 型结构能满足“ 小震不坏、 大震不倒” 的抗震设防标准 即使在 试验研究及不同抗震构造探索。 参考 文献 ９ 度罕遇特大地震作用下＇ 仍然表现出优 良的抗震 陛能。 １ ４上 海 中心 大厦 ［ １ １ ９国建筑科 学研 究院． Ｊ Ｇ Ｊ ３ － ２ Ｏ ｌ ０高层建筑混凝土结构设计规程ｃ ｓ ｌ 北 蒋欢军等 口对上海中心大厦进行了 １ ／ ５ ０比例的整体模型振动台试 京： 中国建筑工业出版社００ １ Ｑ 验， 研究 了其地震破坏机理及抗震薄弱部位。 试验结果表明 吉 丰 勾 能够满 ［ ２ ］ 丁洁民 吴宏磊． 我 国高度 ２ ５ ０ ｍ以上超高层建筑现状与分析进展口 ］ ． 建 足预先设定的抗震性能目标且有较高的安全储备。 筑结构学捉２ Ｏ ｌ ４ ３ ５ （ ３ ） － ． １ － ７ ． Ｅ 述几 ／ 卜 典型超高层建筑的抗震陆能研究表明： 混合结构体系在缺 ［ ３ ］ 张杰 ， 吕西林． 混合 结构抗 震性 能研 究进 展及 展望【 Ｉ ｌ 结构 工程９ ￣ ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ３ 乏基本地震资料的 『 青 况下， 初步结构设计结合模型振动台试验数据的验 （ ３ ） ： ７ ８ － － ８ ２ ． 证是 目 前超高层混合结构体系建筑构建的—种有效途径， 后期的工程健 ［ ４ ］ 李检镑 吕 西林ｌ ， 卢文胜， 等． 北京 Ｌ Ｇ大厦单塔结构整体模 型模拟地震振 康监测获得结构物 的模态参数为相似工程的抗震及抗风谢 十 提供设计 动台试验研究叨 ． 建筑结构学￣ １ Ｊ ． ， ２ ０ ０ ６ ， ２ ７ （ ２ ） ： １ ０ － １ ５ ． 参考。 【 ５ １ 朱杰江， 吕西林 邹昀． 上海环球金 融中心模型结构振动 台试验与理论分 ２部 分关键 构件试验 研究 析的对比研究 土木工程学报二０ ０ ５ ， ３ ８ （ １ ０ ） ： １ ８ － － ２ ６ ． 受振动台试验设备加载能力限制， 整体模型试件缩尺 比例一般较小， 阎吕西林殷 小激， 蒋欢军， 等． 某钢管混凝土框架 心筒结构振动台模型 Ｊ １ ． 中南大学学报 自然科学ｆ ￣ ） ， ２ ０ １ ２ ， ４ ３ （ １ ￣ ． ３ ２ ８ － ３ ３ ７ ． 对于｝ 结构体系中核 筒破坏形态不便于观测， 其次对于主要受力构 谈验ｆ 件或重要节点仍需要做大比尺直至足尺试件的抗震Ｉ 生能试验。 Ｉ ７ 】 蒋欢军， 和留生， 吕西林， 等． 上海中心大厦抗震挫能分析和振动台试验研 究 建筑结构学报＿ ｌ ２ ０ １ １ ３ ， ￣ １ １ ） ７ ． — １ ５ ． Ｚ １ 核 简抗震 陛能试验 ８ １ 吕西林， 李俊兰． 钢筋混凝土核心筒体抗震性能试验研究【 Ｉ ｌ 地震工程与 在地震作用下， 混合结构体系框架部分的侧向刚度 比杨 筒部分的 『
工 程科 技
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２ ２７・
超 高层 混合结构抗震Байду номын сангаас能试验研究 与进 展
煮 荸 ｊ 混 茔 构 盎 国 超 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 广 泛 应 用 。 超 高 层 混 合 结 构 体 系 的 建 筑 数 量 及 高 度 与 日 俱 增 ， 混 合 结 构 体 系 日 益 复 结 构 ： ， 计 与 笔 模 Ｔ 型 ． 振 尊 动台 号 混 及 令 关 结 键 构 的 件 相 抗 关 震 抗 性 震 能 试 验 研 究 内 容 ， 已 有 研 究 表 明 ： 在 缺 乏 基 本 地 震 资 料 的 情 况 下 ， 超 高 层 混 合 结 构 体 系 建 筑 初
近年来 国内超高层建筑飞速发展。超高层建筑拥有独特的魅力提： 行了低周反复荷载试验结 果表明， 轴压比对核心筒的抗震 陛能有较大影 彰显城市活力的象征 、 是构建城市内涵的缩影 、 更是提高城市地位的标 响． 在钢 一混凝土组合核 简方面： 曹万林等喂 出了内藏钢桁架混凝土组 志。 目前 国内所建超高层建筑多以混合结构为主这 里所说的混合结构见 合杨 【 筒对 比分析 了试件的刚度 、 承载力 、 延性、 滞 回特陛、 耗能及破坏 《 高层建筑混凝土结构设计规程 Ｇ Ｊ ３ 一 Ｚ ０ １ ｏ ） 的定 义 丁洁民等日 依据国 特征。 试９ 佥 及分 忻表明， 内藏铘 删携 吐 组合 筒啕ｊ 聪 普通混凝 内 已 建 超 高 层 建 筑 的 高 度 ， 将 超 高 层 建 筑 分 为 土核 【 筒对比＇ 戚件抗震能力明显提高。
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２ ５ ０ — ３ ０ ０ ｍ ， ３ ０ ０ － － ４ ０ ０ ｒ ｎ ， ４ ０ ０ － ５ ０ ０ ｍ 以及 ５ ０ ０ ｍ 以上 ４个 区段 ，并 给 出 匕 述研究表明， 钢 一混凝土组合筒较普通钢筋混凝土筒有较强的抗 ２ ０ １ ３ — ２ ０ １ ８ 年的超高层建筑的高度统 汁图。 震 陛能 是钢 一 混凝土组合筒实际工程中构造复杂测 施工质量要求较 混合结构体系结构设计方法一般是对原型结构做适当的简化确定 高 。 计算模型采用合理的材料本构关系进行结构计算 斗 算 模型的合理ｆ ！ 生 泣 通 振 动台 在地震作用下， 混合结构体系框架部分的侧向刚度 比杨 筒部分的 １ 典型工程模拟振动台试验 侧向刚度小得多核 筒要承担大部分的地震剪力， 因此框架部分作为抗 目前’ ｝ 体系在国外地震区应用较少， 缺乏相应的震害资料对 震］ 发防的第二道防线。《 高禺彰 混 凝土结构没 》 Ｏ Ｇ Ｊ ３ ＿ ２ Ｏ ｌ 指 台 结 构的抗震性能的认识亟待进一步加深日 。 重大工程常采用振动台试 出钢 钢混凝土）框架 一 混凝土简体结构体系中的框架部分一般承担 验作为验证手段 与评价。 典型工程模型振动台 １ ５ ％左右的水 乎剪力。国内学者对巨型柱的受力性能 亍 了—些试验研 试验实例如下： 究 。曹万林 哝 寸 五边形钢管混凝土巨型柱在不同加载方向进行了抗震 １ ． １ 北京 Ｌ Ｇ大厦 性能试 分析了各试件的破坏特征 、 滞 回特 陛、 承载力、 延性、 刚度退化 李检保， 吕西林煞 Ｅ 京Ｌ Ｇ大厦单塔结构进行了 １ ／ ２ ０ 缩尺整体模 和耗能性能。 揭示了该五边形截面 ４ 腔体巨型柱抗震能力较强不 同加载 型模拟振动台实验研究 。 研究了 方 向对该巨型柱受办性能有明显影响。 上述巨型柱原型截面尺寸均较大 试验结果和相似理论， 分析了原型结构的地震反应 【 寸 原型结构的抗震设 有较大的抗弯 、 抗压 、 抗剪及抗扭刚度， —般分布在结构的周边或角部’ 同 计提出了一些改进建议。 环带桁架共同工作构成巨型框架肢结构的整体抗震能力增强。 １ ２匕 海 环球金 融 中心 ３结论与展 望 朱杰江 吕西栋 邹昀等咐 上海环球金融中心进行 了 １ ／ ５ ０比例的微 ３ ． １超高层混合结构体系建筑在缺乏基本地震资料的情况下及超过 粒混凝土整体模型的地震模拟振动台试验。 结果表明场鲒 构体系合理具 现有规范限制的情况下， 初步结构设计结合模型振动台试验数据的验证 有足够的水平刚度地震作用下位移反应、 扭转效应均较小满 足我国抗震 是 目前超高层混合结构体系建筑结构调 十 的—种有彭罐 但是振 动台 设防要求。 试验结构—般只适用于定Ｉ 生 分析定量分析有待于进一步研究。 １ ３北京财富 已 ’ 二 期 ３ － ２超高层混合结构体系建筑整体模型振动台试验缩尺比例均较小， 吕西林等 Ｅ 京财富中心二期办公楼进行了振动台模型试验＇ 研究 不足以反映关键构件的抗震陛能。 因此应 加强关键构件及节点抗震 陛能 结果表明原 型结构能满足“ 小震不坏、 大震不倒” 的抗震设防标准 即使在 试验研究及不同抗震构造探索。 参考 文献 ９ 度罕遇特大地震作用下＇ 仍然表现出优 良的抗震 陛能。 １ ４上 海 中心 大厦 ［ １ １ ９国建筑科 学研 究院． Ｊ Ｇ Ｊ ３ － ２ Ｏ ｌ ０高层建筑混凝土结构设计规程ｃ ｓ ｌ 北 蒋欢军等 口对上海中心大厦进行了 １ ／ ５ ０比例的整体模型振动台试 京： 中国建筑工业出版社００ １ Ｑ 验， 研究 了其地震破坏机理及抗震薄弱部位。 试验结果表明 吉 丰 勾 能够满 ［ ２ ］ 丁洁民 吴宏磊． 我 国高度 ２ ５ ０ ｍ以上超高层建筑现状与分析进展口 ］ ． 建 足预先设定的抗震性能目标且有较高的安全储备。 筑结构学捉２ Ｏ ｌ ４ ３ ５ （ ３ ） － ． １ － ７ ． Ｅ 述几 ／ 卜 典型超高层建筑的抗震陆能研究表明： 混合结构体系在缺 ［ ３ ］ 张杰 ， 吕西林． 混合 结构抗 震性 能研 究进 展及 展望【 Ｉ ｌ 结构 工程９ ￣ ， ２ ０ ０ ７ ， ２ ３ 乏基本地震资料的 『 青 况下， 初步结构设计结合模型振动台试验数据的验 （ ３ ） ： ７ ８ － － ８ ２ ． 证是 目 前超高层混合结构体系建筑构建的—种有效途径， 后期的工程健 ［ ４ ］ 李检镑 吕 西林ｌ ， 卢文胜， 等． 北京 Ｌ Ｇ大厦单塔结构整体模 型模拟地震振 康监测获得结构物 的模态参数为相似工程的抗震及抗风谢 十 提供设计 动台试验研究叨 ． 建筑结构学￣ １ Ｊ ． ， ２ ０ ０ ６ ， ２ ７ （ ２ ） ： １ ０ － １ ５ ． 参考。 【 ５ １ 朱杰江， 吕西林 邹昀． 上海环球金 融中心模型结构振动 台试验与理论分 ２部 分关键 构件试验 研究 析的对比研究 土木工程学报二０ ０ ５ ， ３ ８ （ １ ０ ） ： １ ８ － － ２ ６ ． 受振动台试验设备加载能力限制， 整体模型试件缩尺 比例一般较小， 阎吕西林殷 小激， 蒋欢军， 等． 某钢管混凝土框架 心筒结构振动台模型 Ｊ １ ． 中南大学学报 自然科学ｆ ￣ ） ， ２ ０ １ ２ ， ４ ３ （ １ ￣ ． ３ ２ ８ － ３ ３ ７ ． 对于｝ 结构体系中核 筒破坏形态不便于观测， 其次对于主要受力构 谈验ｆ 件或重要节点仍需要做大比尺直至足尺试件的抗震Ｉ 生能试验。 Ｉ ７ 】 蒋欢军， 和留生， 吕西林， 等． 上海中心大厦抗震挫能分析和振动台试验研 究 建筑结构学报＿ ｌ ２ ０ １ １ ３ ， ￣ １ １ ） ７ ． — １ ５ ． Ｚ １ 核 简抗震 陛能试验 ８ １ 吕西林， 李俊兰． 钢筋混凝土核心筒体抗震性能试验研究【 Ｉ ｌ 地震工程与 在地震作用下， 混合结构体系框架部分的侧向刚度 比杨 筒部分的 『
工 程科 技
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超 高层 混合结构抗震Байду номын сангаас能试验研究 与进 展
煮 荸 ｊ 混 茔 构 盎 国 超 高 层 建 筑 结 构 设 计 中 广 泛 应 用 。 超 高 层 混 合 结 构 体 系 的 建 筑 数 量 及 高 度 与 日 俱 增 ， 混 合 结 构 体 系 日 益 复 结 构 ： ， 计 与 笔 模 Ｔ 型 ． 振 尊 动台 号 混 及 令 关 结 键 构 的 件 相 抗 关 震 抗 性 震 能 试 验 研 究 内 容 ， 已 有 研 究 表 明 ： 在 缺 乏 基 本 地 震 资 料 的 情 况 下 ， 超 高 层 混 合 结 构 体 系 建 筑 初