上海环球金融中心结构简化弹塑性时程分析及试验验证_吕西林

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同济大学新建多功能振动实验中心局部隔震方案设计及分析

同济大学新建多功能振动实验中心局部隔震方案设计及分析

同济大学新建多功能振动实验中心局部隔震方案设计及分析吕西林;马一飞;阮永辉;李学平【摘要】同济大学新建多功能实验中心为振动台、疲劳试验机和办公综合楼共用的试验厂房,由于其使用功能的特殊性,拟采用隔震技术对其进行隔震方案设计.由于传统隔震设计方案难以满足设计要求,提出了一种改进的局部柱顶隔震技术.首先,对这种改进方案的可行性进行了论述,并与其他隔震方案进行了比较;其次,给出了这种隔震技术的设计方法和步骤并通过有限元分析程序MSC.MARC对振动过程进行模拟并随后进行了非线性时程分析,总结了各个关键参数对隔震效率的影响情况;最后,以同济大学新建振动台实验室为例,应用此技术进行隔震设计,对隔震效果进行了评估.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2010(026)003【总页数】8页(P95-102)【关键词】局部隔震;振动台实验室;有限元分析;非线性时程分析;隔震效率【作者】吕西林;马一飞;阮永辉;李学平【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点试验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点试验室,上海,200092;同济大学建筑设计研究院,上海,200092;同济大学建筑设计研究院,上海,200092【正文语种】中文1 工程概况同济大学新建的多功能实验中心为振动台、疲劳试验机和办公综合楼共用的试验厂房。

平面呈L形,其中多功能振动台试验室的纵向总长为98 m,横向宽度 51m,疲劳试验机试验室长度 46 m,宽度 26m,并与办公综合楼相邻。

由于振动台和疲劳机使用过程中会产生振动,可能会影响办公综合楼的正常使用,设计拟采用隔震措施来减小结构振动。

新建实验中心结构平面图如图 1所示,振动区域为 A区,振动台和疲劳机都位于这一区域,为了最大程度减小 A区内仪器振动对结构其他部分产生的影响,在A区周围设置防震沟进行隔震。

为了保证结构的整体性,整个振动台实验室采用了整体式的大跨屋盖,所以位于 A区内的 12根柱子(编号见图1所示)仍可将振动通过屋盖传递到结构其他部位,特别是办公区域,所以需对这 12根柱子采取局部隔震措施。

上海环球金融中心施工总结(4)

上海环球金融中心施工总结(4)

六、材料管理
特殊材料每批货进场前业主、总包都要到现场 亲自过目,例如外墙石材共约8000平方,每批进 货约200平方,项目部共计划组织不低于40次业 主、总包、监理考察。
我认为造成这种状况主要有以下几点原因: 一是对业主了解不够,对市场了解不全面,工 作不够细致,做了很多无用功。 二是业主对我们不相信。 今后我们要对市场更加全面了解市场,掌握各 种材料性能,并建立档案,从而尽快满足不同业 主不同工程的需要。
四、施工进度管理
本工程进度由总包统一安排,各专业分包配 合总包执行。
总包下达整个项目控制节点计划,分包根据总 包控制节点编制分部分项工程节点计划。
分部分项工程节点计划,必须考虑设计进度计 划、材料确认计划、其他分包进度计划,每个节 点总包设置了奖罚制度。
我们项目部进度计划根据总包控制节点,充 分考虑现场实际情况,材料确认计划、到场计划, 设计确认计划等编制而成,
由于环球工程量大,需要材料较多,现场不 能提供足够大仓库,很多材料到现场后立即周 转到各楼层,物资人员少,材料经常运错位子, 不得不重新运转,增加了运转次数。
我认为类似工程项目安端多配备几名库管员, 每个段配备一名库管员,材料一旦运到现场, 库管员根据各段限额领料单分配到施工段仓库, 在由班组领用。
四、施工进度管理
在实施过程中任何一环的工期责任非常清 晰,所以各单位在自己范围尽可能完成计划, 如此巨大项目,整个工期基本按照合同工期 完成,是一件不容易的事,这是环球科学编 排计划、严格控制节点的结果。
五、深化设计管理
环球深化设计是按业主施工方案的前提下, 各分包根据现场实际情况并充分考虑了其他专 业分包的设计后完成的。
六、材料管理
(三)材料确认 环球材料确认是比较复杂过程, 首先由施工单位提供3-4家施工厂家候选,提

某超高层结构的弹塑性时程分析

某超高层结构的弹塑性时程分析
构件 损伤 情 况进行 对 比 , 结果表 明 , 两个程 序 得 到 的 整 体反 应 计 算 结 果 基 本 吻合 , 结 构 可 以 满足 “ 大震
不倒 ” 的设 防要 求。
关键 词 复 杂超 高层 结构 ,弹塑性 时程 分析 , 抗 震性 能 , 罕遇 地 震
El a s t o - p l a s t i c Ti me Hi s t o r y Aห้องสมุดไป่ตู้ a l y s i s o f a S u p e r Hi g h- r i s e S t r u c t u r e


对 于超 限的复 杂 高层 建 筑 结构 需要 进 行 弹 塑 性 分析 和 计 算 来验 证 “ 大震 不倒 ” 的设防要求。
某超 高层 结构 结构布 置 复杂 , 高度 超 限 , 为 了研 究其 在 地震 作 用下 的抗 震 性 能 , 对 其进 行 弹 塑性 时程 分
析 。采 用 P e r f o r m一 3 D 、 N o s a C A D 建 立模 型 , 主要 分 析 结 构在 7度 罕遇 地 震 下 弹塑 性 时程反 应 , 研 究结 构 在 大震作 用下 受力状 态和 变形 能 力 。通过 对 两个程 序得 到 的结 构在 罕遇 地震作 用下 的整体 反应 指标 和
第2 9卷第 1期
2 0 1 3年 2月





Vo 1 . 29.No .1 Fe b. 2 01 3
S t r u c t u r l Eng a i n e e r s
某超 高 层 结 构 的弹 塑性 时 程分 析
张 云 雷 吴 晓 涵
( 同 济 大 学 结 构 工 程 与 防灾 研 究 所 , 上海 2 0 0 0 9 2 )

某超高层建筑结构弹塑性动力时程分析

某超高层建筑结构弹塑性动力时程分析

某超高层建筑结构弹塑性动力时程分析
张琳;李晶
【期刊名称】《广东土木与建筑》
【年(卷),期】2010(000)012
【摘要】某工程是存在多项基本不规则项的复杂超高层建筑,文中采用弹塑性动力时程分析法,分析结构在罕遏地震作用下的变形特征、构件内力及剪力墙、连梁、框架柱及框架梁损伤等非线性动力响应;研究结构在罕遇地震作用下的整体抗震性能,找出薄弱部位和构件,为施工图设计中采取有针对性的加强措施来实现"大震不倒"的设防目标提供设计依据。

【总页数】3页(P11-13)
【作者】张琳;李晶
【作者单位】深圳市华阳国际工程设计有限公司,深圳518400
【正文语种】中文
【中图分类】TU973
【相关文献】
1.重庆某超高层住宅弹塑性动力时程分析 [J], 李松
2.基于绕轴矩阵算法的超高层弹塑性动力时程分析 [J], 张超;陶婷;王丹
3.某超限高层建筑结构弹塑性动力时程分析实例 [J], 李忻
4.弹塑性分析在超高层建筑结构设计中的应用 [J], 刘颖涛
5.弹塑性分析在超高层建筑结构设计中的应用 [J], 吴雨杨
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某平面不规则结构弹塑性时程分析

某平面不规则结构弹塑性时程分析

c n tuce t s CAD O a o i v siae t e d fr to d ma e,a d p a tc d v l p nto tu — o sr t d wi No a h S st n e t t h e omain g a g n lsi e eo me ft sr c he
关 键词 平 面不规 则 结构 ,框 架剪力墙 结构 ,弹塑性 时程 分析
El so Pl si m e H it r a t ・ a tc Ti so y Ana y i f a S r c u e wih l ss o t u t r t
I r g l rt n Pl n r e u a iy i a

r q ie n fChne e c d e tr a h s 1 03.Th r e n iti ui n o a g so o o e t r e u r me to i s o e wh n i e c e /1 e o d ra d d srb t fd ma e n c mp n n sa e o h l f lt ispae d n mi n r y e p u o d s i t y a c e e g .Th t cu e s ts e h o e r q ie n so o d ma e u d r ̄e e t e sr t r a if s t e c d e ur me t fn a g n e u i qu n

ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
要 某框 架一 剪 力墙 结 构位 于 8度 抗震设 防 区域 , 平 面投 影 形状 为折 带形 , 于 高烈度 下 的平 面 其 属
不规 则 结构 。采 用 N sC D有 限元程序 建 立整体 结构 分析模 型 , oa A 通过 8度 多遏 和 8度 罕遇 地震 作 用 下 的 弹塑性 时程 分析 , 算结构 的 变形和破 坏 , 究 结构 在 大震作 用下 的 塑性发 展 机 理 。计 算结 果表 明 , 计 研

采用增量动力分析方法确定高层混合结构的性能水准

采用增量动力分析方法确定高层混合结构的性能水准
采用增量动力分析方法确定 高层混合结构的性能水准
卜一 吕西林 周颖 黄志华 (同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海 200092)
采用增量动力分析方法确定高 层混合结构的性能水准
摘要 增量动力分析(IDA)方法是一种基于弹塑性时程分
析结果的参数分析方法,能够给出任一性能水准下的结构 性能,反映结构在未来可能发生的一系列强震下变化的动 态特性、结构的极限变形能力等抗震性能。采用IDA方法 对9个不同结构特性的高层钢框架-混凝土核心筒混合结 构展开分析,提出了高层混合结构的四个性能水准,并给出 了相应的最大层间位移角范围,以作为基于性能设计抗震 设计的控制指标。
1.引言
钢框架-混凝土核心筒混合结构是结合了钢结构 施工快和混凝土结构刚度大、成本低的优点,具有良 好的耗能能力,被认为是一种符合我国国情的高层结 构形式,已成为我国高层建筑的主要结构形式之一。 但是,国内外对此类结构抗震性能的研究尚不充分,也 缺乏相应的震害资料。 目的:本文通过9个不同特性的高层混合结构计算
模型,输入多条地震动记录进行弹塑性时程分析,运用IDA 方法分析评估高层混合结构的抗震性能,提出不同性能水 准下的最大层间位移角范围。
2. IDA方法
IDA方法是将地震动的加速度分别乘以一系列比例系数 ( scale factor , SF) , 使之成为一组不同强度的地震动, 结构在这组 地震动荷载作用下,分别进行非线性动力时程分析, 通过绘制结构 性能参数( damage measure , DM )与地震动强度( ground motion intensity measure , IM )的曲线 , 来研究结构在地震作用下损伤破 坏的全过程。
图 7 结构在地震动作用下的DM-IM曲线 Fig 7 DM-IM curves of structures under different records

高层建筑结构静力弹塑性分析的理论与应用研究

高层建筑结构静力弹塑性分析的理论与应用研究
高层建筑结构静力弹塑性分析 的理论与应用研究
基本内容
摘要:
随着社会的快速发展和城市化进程的加速,高层建筑结构的设计与安全性显 得尤为重要。静力弹塑性分析方法作为一种评估结构在静力荷载作用下的弹塑性 响应的重要工具,在高层建筑结构设计中具有重要意义。本次演示阐述了静力弹 塑性分析的基本原理和流程,并通过实际工程案例,探讨了静力弹塑性分析在高 层建筑结构中的应用及其优越性。
为了帮助读者更好地理解和应用MIDASGEN进行高层建筑结构的静力弹塑性分 析,建议参考MIDASGEN用户手册和其他相关文献资料。这些资料将提供更详细的 信息和指导,帮助读者掌握MIDASGEN的分析功能和操作方法。
在实际工程实践中,还需要结合实际情况和专业知识进行具体决策。静力弹 塑性分析只是评估高层建筑结构安全性的一种手段,还需要综合考虑其他因素 (如结构设计、施工工艺、维护保养等)来确保建筑结构的长期稳定性和安全性。
在进行静力弹塑性分析时,需要考虑多种荷载工况,例如自重、风载、地震 作用等。通过在MIDASGEN中设置相应的荷载工况,可以模拟高层建筑结构在不同 荷载作用下的响应。同时,还需要根据建筑结构的特点,选择合适的分析方法和 计算参数,例如静力弹塑性分析方法、屈服准则等。
在MIDASGEN中,可以通过输出位移、应力、应变等结果,对高层建筑结构的 静力弹塑性进行分析。通过与其他方法(如有限元方法、实验方法等)的比较, 可以发现MIDASGEN在分析高层建筑结构的静力弹塑性方面具有较高的精度和可靠 性。
研究目的
本次演示的研究目的是对比研究高层建筑结构的静力与动力弹塑性抗震分析 方法,分析各自的优势和不足,并提出改进建议。通过对比两种方法的计算结果, 希望能够为高层建筑结构的抗震设计提供更为准确可靠的分析手段。

上海环球金融中心

上海环球金融中心

土木水利工程概论大作业之上海环球金融中心Shanghai World Financial Center (SWFC)由于现今土木工程领域涵盖了许多前沿科学的技术,所以我的土木水利工程概论大作业决定论述一项比较新工程-------上海环球金融中心。

当然,由于上海环球金融中心的很多先进技术是我们土木水利工程没有涉及的,所以我主要根据课上的知识对这项工程的地基、结构体系、抗震三个方面给出详细的个人看法,抗风技术只给出一些非专业的个人看法,当然肯定会非常的不准确,敬请见谅!对于所参照的资料用“隶书”字体打出,而自己的个人看法则由”微软雅黑“字体打出。

本作业大部分参考资料来自pdf文档,不可复制,均为手打的,因此难免会有一些错别字。

1.上海环球金融中心简介 (1)2.建筑资料 (2)3.地基 (3)4.结构体系 (6)5.抗震系统 (10)6.抗风系统 (11)7.对上海环球的总体评价 (13)8.对土木水利工程概论的总结和建议 (14)上海环球金融中心简介上海环球金融中心 Shanghai global financial hub是以日本的森大厦株式会社(Mori Building Corporation)为中心,联合日本、美国等40多家企业投资兴建的项目,总投资额超过1050亿日元(逾10亿美元)。

原设计高460米,工程地块面积为3万平方米,总建筑面积达38.16万平方米,比邻金茂大厦。

1997年年初开工后,因受亚洲金融危机影响,工程曾一度停工。

2003年2月工程复工。

但由于当时中国台北和香港都已在建480米高的摩天大厦,超过环球金融中心的原设计高度。

由于日本方面兴建世界第一高楼的初衷不变,对原设计方案进行了修改。

修改后的环球金融中心比原来增加7层,即达到地上100层,地下3层,楼层总面积约377,300平方米。

环球金融中心与金茂大厦夜幕下的环球金融中心(1)建筑资料【中文名称】:上海环球金融中心【英文名称】:Shanghai World Financial Center (SWFC)【建筑位置】:上海市浦东陆家嘴金融贸易区Z4-1号地块。

上海环球金融中心施工总结

上海环球金融中心施工总结
通过对比分析实际成本与预算成本的差异,及时采取相应措施进行调整,确保成本 控制目标的实现。
节能减排和绿色建筑实践
在施工过程中积极推广节能减排 技术,采用高效节能设备和绿色
建筑材料。
加强施工现场的能源管理,减少 能源浪费,提高能源利用效率。
实施绿色建筑设计和施工方案, 注重环保、节能、可持续发展等 方面的要求,降低建筑对环境的
打造一座具有世界一流水 平的摩天大楼,成为上海 市的新地标。
施工任务
完成大楼的主体结构、外 立面、内部装修、机电设 备安装等各项施工任务, 确保工程质量和进度。
项目管理目标
实现项目的安全、质量、 进度和成本四大控制,确 保项目的顺利推进和成功 实施。
02
施工过程与关键技术
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
管理创新经验分享
精细化施工管理
实施精细化施工管理,提 高了施工质量和效率。
安全生产管理
强化安全生产管理,实现 了施工期间零事故的目标 。
绿色环保施工
推行绿色环保施工理念, 减少了施工对环境的影响 。
行业内外合作与交流活动回顾
与国内外知名建筑企业合作
与多家国内外知名建筑企业合作,共同推进项目进展,提高了项 目的整体水平。
影响。
05
创新成果与经验分享
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
技术创新成果展示
超大直径圆形基坑施工技术
成功应用超大直径圆形基坑施工技术,提高了施工效率,降低了 成本。
高性能混凝土技术
采用高性能混凝土技术,满足了建筑物高强度、高耐久性的要求。
智能化施工技术
运用BIM技术、物联网技术等,实现了施工过程的数字化、智能化 管理。

2006年11月同济大学授予博士学位名单

2006年11月同济大学授予博士学位名单
翁奕城
城市规划与设计(含:风景园林规划与设计)
朱锡金
上海城市生态型住区建设的规划对策与实施机制研究
95
王玲慧
城市规划与设计(含:风景园林规划与设计)
朱锡金
论上海边缘社区的和合发展
96
蔡晓丰
城市规划与设计(含:风景园林规划与设计)
阮仪三
城市风貌解析与控制
97
刘勇
城市规划与设计(含:风景园林规划与设计)
基于Petri网的可重组制造系统建模、调度及控制方法研究
32
李晶
机械电子工程
萧子渊
液压电梯速度控制研究
33
奚鹰
机械电子工程
徐宝富
盾构掘进机异形断面隧道切削机构的理论研究
34
潘柳萍
机械电子工程
徐克林
液压连续升降系统关键技术研究
35
刘彦伯
机械电子工程
乌建中
纳米压印复型精度控制研究
36
李云伍
机械电子工程
乌建中
6
周忠国
基础数学
叶家琛
代数群表示中的一些结果
7
范庆斋
基础数学
方小春
ALin代数的分类与C*-代数的迹稳定秩
8
樊保强
基础数学
濮定国
大规模排序问题的列生成算法研究
9
赵成兵
基础数学
陈志华
Kahler流形的单值化和Ricci流的若干结果
10
李怡君
基础数学
王天泽
Dirichlet L-函数零点分布问题中相关函数的构造及估值
结构工程
李国强
水平荷载作用下半刚性连接组合梁框架的实用设计方法
124
陈华明

吕西林课件3-pushover

吕西林课件3-pushover

计算结构弹塑性地震反应的等效非线性静力分析(Pushover Analysis)方法及复杂工程计算实例吕西林郭子雄朱杰江王亚勇同济大学中国建筑科学研究院一、地震反应的等效非线性静力分析 结构弹塑性地震反应分析的目的是对结构在罕遇地震下的强度和弹塑性变形需求进行分析以及寻找结构的抗震薄弱环节。

以往一般都认为上述任务只能通过结构的非线性时程分析才能达到。

但由于非线性时程分析在地震输入、结构构件恢复力模型等方面仍存在的一些问题,以及对计算结果的处理上存在着一定的难度,使得该方法难以为一般工程师所掌握和应用。

即使是专家们对部分重要结构进行研究探讨也往往停留在二维的水平上,而三维非线性时程分析则更加不成熟,离实际工程应用尚存在差距。

有签于此,世界上地震工程界都纷纷把注意力转向研制一种便于在实际工程中应用的结构抗震性能评估的近似方法。

其中等效非线性静力分析方法(国外也称Pushover Analysis)被认为是具有广泛应用前景的分析方法。

结构地震反应等效非线性静力分析与传统非线性静力分析的主要差异传统的非线性静力分析是已知结构的荷载作用的情况下的增量非线性分析。

结构地震反应的非线性静力分析时结构的地震作用是未知的和变化的。

因此,结构地震反应的非线性静力分析时一般是先估计结构在罕遇地震作用下的顶点位移,并以此作为增量非线性分析的目标位移。

这样就可以通过力、位移混合控制或位移控制进行增量非线性分析。

实现的主要过程等效非线性静力分析的目的是通过静力非线性分析来估计结构系统在设计地震作用下的强度和变形要求(效应),并把这些效应同相应设防水准(performance levels)的容许值(例如最大层间位移角、最大顶点位移角等)进行比较,以评价建筑结构系统在强烈地震作用下的抗震性能。

其实现的大致过程如下:1. 把具有多自由度的结构系统(MDOF)转化为一个等效单自由度(SDOF)系统,并根据单自由度的弹塑性反应谱理论计算其在设计地震下的最大弹塑性位移,进而把它转化为原型结构的顶点位移,并把该位移作为等效侧推的目标位移。

上海环球金融中心结构分析

上海环球金融中心结构分析

高层讨论课指导教师:王鼎房建一班一组:朱锐马健李海星杨肖戴雅倩徐耀项彦曹亚凯时间:2015年6月上海环球金融中心结构分析施工中的环球金融中心建成的环球金融中心一、基本信息上海环球金融中心位于上海市浦东新区陆家嘴金融贸易中心区、是上海的世界金融中心建设的标志性项目。

上海环球金融中心在外观造型新颖的建筑物中提供最顶尖的办公环境同时有机地配置了酒店、观光设施、会议设施、商铺等的多业种商业设施.总投资超过8亿美元的上海环球金融中心为多功能的摩天大楼,建筑物的规模为:总建筑面积:381,600㎡、地上 101 层、地下 3 层、高度达 492m.二、结构分析结构分析分为三部分:基础、抗侧力体系、防风措施1、基础该大楼基础形式为桩筏基础。

由于受到现有桩基的制约,结构方案采用周边剪力墙、交叉剪力墙和翼墙组成的传力体系,以求讲核心筒剪力墙承受的荷载传递到主楼的四角(图1)。

在大厦的基础部设置了由外周墙和核心墙组成的井字形“基础墙”,“基础地板”以及打入地下最深达78米约2200根钢管地下桩基支撑着建筑物(图2)。

1、抗侧力体系图1 图2桩筏基础(1)核心筒和建筑结构由巨型的柱、桁架、斜撑组成的外部结构和内部的钢骨钢筋混凝土核心筒,以及连接双方结构体的伸臂桁架(如图3),这三个系统确保了大模结构非同一般的抗震和抗强风性。

(2)带状桁架带状桁架位于每个避难/设备层的四周,高度为一层楼高。

带状桁架由焊接箱形截面和热轧宽翼缘型钢组成。

带状桁架将荷载从较小的周边柱子传递到巨型柱,同时也减少了相邻柱之间垂直位移的差异,并为结构提供多重内力传递途径(图4)。

图4图3(3)巨型斜撑巨型斜撑为钢管混凝土结构。

其箱形截面由二块大型竖向翼缘板和两块水平连接腹板组成。

翼缘板将能承受节点处的所有设计荷载,因此所有需与斜撑相连的构件可仅与其翼缘板相连接,大大简化了连接节点的设计。

箱形钢管中的混凝土增加了结构的刚度和阻尼,也节省了浇注时的模板,还能防止构件中薄钢板的屈曲。

上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验

上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验

上海环球金融中心大厦结构模型振动台抗震试验吕西林;邹昀;卢文胜;赵斌【期刊名称】《地震工程与工程振动》【年(卷),期】2004(24)3【摘要】上海环球金融中心大厦高101层,结构高度492m,高宽比8.49,拟建成为世界上结构主体最高的建筑物。

大厦采用了三重结构体系抵抗水平荷载,它们由巨型框架、钢筋混凝土核心筒及构成核心筒和巨型型钢混凝土柱之间相互作用的伸臂桁架组成;核心筒竖向不连续,由低筒、中筒和上部筒3部分组成;二对角巨型柱在42层以上开始分叉形成倾斜曲面,巨型斜撑只设置在垂直立面上,且采用单向支撑。

根据我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002),该建筑总高超过了型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体最大高度190m的限值,同时高宽比超过了设防烈度7度地区为7的限值。

为研究它在地震作用下的抗震性能,进行了缩尺(1/50)模型的振动台试验。

试验结果表明,该结构体系合理,具有足够的水平刚度,在地震作用下位移反应不大,扭转效应比较小,满足我国抗震设防要求。

【总页数】7页(P57-63)【关键词】超高层;缩尺模型;振动台试验;抗震性能【作者】吕西林;邹昀;卢文胜;赵斌【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P315.97【相关文献】1.某大厦结构模型模拟地震振动台试验研究 [J], 尹宗臣;任珉;魏陆顺2.上海环球金融中心模型结构振动台试验与理论分析的对比研究 [J], 朱杰江;吕西林;邹昀3.粤财大厦结构模型模拟地震振动台试验研究 [J], 沈朝勇;周福霖;高向宇;阎维明;罗学海4.上海环球金融中心大厦整体结构振动台试验设计 [J], 邹昀;吕西林;卢文胜;钱江5.北京新保利大厦结构模型振动台试验研究 [J], 董慧君;赵作周;钱稼茹;史朋;蒋忠杰因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

超高层混合结构抗震性能试验研究与进展

超高层混合结构抗震性能试验研究与进展
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。

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 『

183-上海一建 环球金融中心QC小组

183-上海一建 环球金融中心QC小组
整体自升式钢平台 模板体系的研制
上海市第一建筑有限公司 上海环球项目经理部QC小组 2007.11
目录
一、小组概况
二、课题概况
三、选题理由 四、设计课题目标 五、提出方案,确定最佳方案 六、问题假想预测 七、确定对策 八、对策实施 九、总体效果检查 十、巩固措施 十一、总结及下步打算
一、小组概况
1. 问题的提出
1、本工程的实际情况: 质 量
本工程将成为上海的标志性建筑之 一,本着“创绝世之作,塑企业形象” 的理念,力争精益求精,刷新超高层建 筑施工质量记录。 本工程结构形式复杂多变,主楼核 心筒施工工期仅为430天,施工难度较 大,采用常规施工无法满足工期要求。 本工程结构高度达到492m,并且主 体结构内有劲性桁架层、 伸臂桁架层、 新增墙体转换层等难度较高的复杂节点, 并且上部土建施工与下部安装、装饰、 幕墙等施工形成交叉作业,这对所采用 的施工技术的安全性带来了新的要求和 挑战。 本工程施工采用核心筒先行施工, 外围结构跟进的施工方式。核心筒的施 工速度将直接决定整个项目能否按期完 成。同时本工程位于金融贸易区,施工 对周边的环境保护也有较高的要求。
验缺乏,质量控制风险较高。 成员一致认为本工程要解决以下问题: (2)主楼核心筒内有劲性桁架层、伸臂桁架层、新增墙体转换层等
特殊、复杂的节点,采用常规施工工艺很难完成。 (3)超高空施工风荷载等天气因素较大,不确定因素多,安全隐患 首要问题 主楼核心筒施工工期保证 多。 (4)由于主楼层数较多,上部在进行一结构施工的同时,下部已开 始进行二结构、安装设备、幕墙以及装修的施工,工期时间紧,并且 脚手模板体系提升和使 质量、安全目标与技 结构垂直运输占用时间短,垂直运输压力巨大。 用过程中的安全控制, 必须解决的问题 术难题之间的矛盾 以及施工质量的保证 (5)上部土建施工时,下部安装、装饰、幕墙等先后开始施工,上 下形成交叉作业,容易造成高处坠落、物体打击等安全隐患。 (6)本工程为上海标志性建筑,设计以及业主对墙体垂直度等技术 指标要求高。

静力弹塑性分析方法(Pushover方法)与动力弹塑性分析方法的优缺点比较

静力弹塑性分析方法(Pushover方法)与动力弹塑性分析方法的优缺点比较

静力弹塑性分析方法(Pushover方法)与动力弹塑性分析方法的优缺点比较一、Pushover分析法1、Pushover分析法优点:(1)作为一种简化的非线性分析方法,Pushover方法能够从整体上把握结构的抗侧力性能,可以对结构关键机构及单元进行评估,找到结构的薄弱环节,从而为设计改进提供参考。

(2)非线性静力分析可以获得较为稳定的分析结果,减小分析结果的偶然性,同时花费较少的时间和劳力,较之时程分析方法有较强的实际应用价值。

2、Pushover分析法缺点:(1)它假定所有的多自由度体系均可简化为等效单自由度体系,这一理论假定没有十分严密的理论基础。

(2)对建筑物进行Pushover分析时首先要确定一个合理的目标位移和水平加载方式,其分析结果的精确度很大程度上依赖于这两者的选择。

(3)只能从整体上考察结构的性能,得到的结果较为粗糙。

且在过程中未考虑结构在反复加载过程中损伤的累积及刚度的变化。

不能完全真实反应结构在地震作用下性状。

二、弹塑性时程分析法1、时程分析法优点:(1)采用地震动加速度时程曲线作为输入,进行结构地震反应分析,从而全面考虑了强震三要素,也自然地考虑了地震动丰富的长周期分量对高层建筑的不利影响。

(2)采用结构弹塑性全过程恢复力特性曲线来表征结构的力学性质,从而比较确切地、具体地和细致地给出结构的弹塑性地震反应。

(3)能给出结构中各构件和杆件出现塑性铰的时刻和顺序,从而可以判明结构的屈服机制。

(4)对于非等强结构,能找出结构的薄弱环节,并能计算出柔弱楼层的塑性变形集中效应。

2、时程分析法缺点:(1)时程分析的最大缺点在于时程分析的结果与所选取的地震动输入有关,地震动时称所含频频成分对结构的模态n向应有选择放大作用,所以不同时称输入结果差异很大。

(2)时程分析法采用逐步积分的方法对动力方程进行直接积分,从而求得结构在地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应。

所以此法的计算工作十分繁重,必须借助于计算机才能完成。

上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析

上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析

上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析
吕西林;李培振;郭献群;施卫星;刘捷
【期刊名称】《结构工程师》
【年(卷),期】2009(025)004
【摘要】上海环球金融中心大厦是目前已建成的国内最高的超高层建筑,结构高度492 m.为了提高建筑物在风振情况下的舒适度,在该建筑的第90层设置了2台阻尼装置,用以控制结构在风振时的加速度反应.介绍了阻尼装置的主要动力参数,结构分析的主要结果,以及现场阻尼装置开启和关闭实验的主要测试结果.结构分析和现场实验结果表明,本工程中安装的阻尼装置达到了预期的效果:将整体结构的阻尼比提高到8倍左右;将结构的风振效应减小到60%以下.
【总页数】8页(P63-70)
【作者】吕西林;李培振;郭献群;施卫星;刘捷
【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TU3
【相关文献】
1.世界最高大厦即将矗立——上海环球金融中心建设启动 [J], 陆欣然
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超高层建筑结构设计要点及关键应用技术

超高层建筑结构设计要点及关键应用技术

超高层建筑结构设计要点及关键应用技术发表时间:2019-09-16T17:26:13.277Z 来源:《基层建设》2019年第18期作者:殷斯嘉[导读] 摘要:随着科技的发展,超高层建筑已不断成为一个地区的标志和一个时代的缩影。

南京理工大学土木工程系江苏南京摘要:随着科技的发展,超高层建筑已不断成为一个地区的标志和一个时代的缩影。

本文详细说明了国内外不同规定下超高层建筑的限高及结构形式分类。

并梳理出超高层建筑结构设计的要点。

本文最后,根据超高层结构设计要点与难点,选取了在超高层结构设计中较为成熟的三项关键技术进行简单剖析。

关键词:超高层建筑结构弹塑性动力时程分析复杂节点有限元 BIM前言:中国自上个世纪八十年代开始进行超高层建筑设计,迄今已有近四十年。

短短的四十年间,中国紧跟国际结构设计潮流,已基本掌握当今超高层结构设计关键技术,并已建成的超高层建筑数量位居世界前列。

一、国内外超高层建筑定义:对于超高层建筑的高度限定,国内外并没有统一的规定。

根据中国《民用建筑设计通则》GB503520-2005规定:建筑高度超过100m 时,不论住宅及公共建筑均为超高层建筑。

在Wikipedia上,则以“skyscraper”(摩天大楼)这一概念来对应超高层建筑,即四十层以上,高度超过150m的建筑。

根据世界超高层建筑学会的新标准,超高层建筑的限定高度增加至300m。

根据我国国情,现阶段建议把高度超过200m或50层以上的高楼,称之为超高层建筑。

二、超高层建筑结构形式选取:Fazlur R.Khan 是超高层建筑领域的一代宗师,提出并完善了筒体,桁架筒体,束筒的概念。

根据汗在1969年提出的理论,超高层建筑的结构体系可分为:(巨型)框架-核心筒结构,(巨型)框筒-核心筒结构,筒中筒结构,成束筒结构,巨型支撑及混合结构。

根据安全经济,方便施工,绿色环保的设计原则,近年来结构工程师提出新的分类方法:按照内部抗侧力结构和外部抗侧力结构分类。

上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析(thesis)

上海环球金融中心大厦振动控制及现场实测分析(thesis)
由于上海环球金融中心结构体系复杂 ,结构 高度及体型超限 ,为研究和认识该超高层复杂结 构的工作性能及其在地震作用下的力学机制 、变 形性能和破坏机理 ,评价其抗震性能 ,并进一步完 善高层抗震理论 ,同济大学土木工程防灾国家重 点实验室受上海环球金融中心有限公司委托 ,分 别进行了建设场地地震动参数的研究 、整体结构 模型的振动台试验 [ 4 ] 、关键节点试验 、整体结构 的弹塑性动力时程分析 [ 5 ]以及采用 TMD 阻尼装 置的结构减震分析和建成后结构动力特性实测等 系列研究工作 。本文主要介绍 TMD 阻尼装置的 计算分析和现场实验的部分结果 。
图 1 上海环球金融中心及上海金茂大厦 Fig. 1 Shanghai W orld Financial Tower and
Shanghai J inmao Tower
型柱和核芯筒之间 。此外 ,在三维巨型框架中仅 在垂直立面上设置了单向斜撑 ,考虑到建筑美观 和采光效果的影响 ,从 42层开始二对角的巨型柱 分叉所逐渐形成倾斜曲面上 ,未设置单向支撑 ,因 此 ,建筑周边的斜撑未形成封闭体系 [ 2, 3 ] 。
求得的 。这些状态量包括设置阻尼设备的楼层以
及振动体自身的位移和速度 。反馈增益采用非线
性理论 ,由下式求得 :
·
·
U = K1 X1 + K2 X2 + K3 X1 + K4 X2
·抗震与抗风 ·
·65·
··
+ Un (X1 , X2 , X1 , X2 )
(1)
式中 U ———控制力 ;
X1 , X2 ———分别为振动体和建筑物的位移 ;
上海环球金融中心的结构设计以中国规范和 部分美国规范为依据 。结构采用了钢与混凝土的 组合结构 ,结构体系采用了三重结构体系抵抗水 平荷载 ,它们分别由巨型柱 、巨型斜撑以及带状桁 架构成的三维巨型框架结构 、钢筋混凝土核心筒 结构以及构成核心筒和巨型结构柱之间相互作用 的伸臂钢桁架组成 。虽然作为三重结构体系的巨 型支撑体系 、钢筋混凝土 /钢结构核芯筒和伸臂桁 架在工程中都有很多应用实例 ,例如 :上海金贸大 厦 、马来西亚石油大厦采用了混凝土核芯筒 ;美国 芝加哥的汉考克大厦 ,毁于“911 ”的美国纽约世 贸大厦采用的是钢结构的核芯筒 ;香港的中国银 行大厦采用的是巨型支撑体系 ;香港国际金融中 心既采用混凝土核芯筒又采用伸臂桁架 ;美国钢 材总部大厦采用了钢结构核芯筒和伸臂桁架 [ 1 ] ; 等等 。上海环球金融中心是迄今为止首例将这三 部分共同组成的巨型结构运用于一体的工程 。

吕西林编委简介_吕西林

吕西林编委简介_吕西林

编 委 简 介吕西林(1955- ),男,陕西岐山人,同济大学教授,博士研究生导师,教育部长江学者特聘教授,国家杰出青年基金获得者;1984年12月毕业于同济大学,获得博士学位,目前兼任中国土木工程学会常务理事、中国建筑学会结构分会副理事长、中国建筑学会抗震防灾分会副理事长、国际实验结构工程协会副主席及秘书长,国际桥梁与结构工程协会资深会员(Fellow)。

吕西林教授30年来一直从事结构抗震研究,主要科技贡献有:(1)研发了结构抗震防灾多项新技术及其设计理论。

发明了组合消能减震支撑新体系,获得国家专利并应用于重大工程以及汶川地震后的恢复和重建工程;发展了滑动支座与橡胶支座组成的组合基础隔震系统,成果应用于上海国际赛车场重大工程以及日本的18个建筑工程;发展了主动调谐质量阻尼器(ATMD)和调谐质量阻尼器(TMD)控制超高层建筑振动的理论和技术,并成功应用于上海环球金融中心大厦(高度492m)和上海中心大厦(高度632m),为类似的工程应用提供了示范。

结构抗震防灾新技术成果于2006年以同济大学作为惟一完成单位获国家科技进步二等奖。

系统研究了建筑物移位的关键技术,发明了移位建筑抗震连接新技术和移位新装置并应用于多个工程,建筑物移位技术成果于2014年获国家技术发明二等奖。

(2)创建了复杂高层建筑抗震分析、性能评估与设计理论,为国家技术规范制定提供了试验和理论支撑。

建立了多种新型结构体系和构件的非线性模型和分析方法;创建了用振动台模型试验评估高层建筑结构抗震性能的相似理论与试验技术;系统地进行了多种新型结构构件和体系的抗震研究,并解决了在重大工程中的应用问题,为同类研究和制定设计规范提供了依据;发展了高层结构抗震性能优化设计方法,受聘为北京、上海、广州、昆明、深圳等12个城市的50多个大型复杂高层建筑工程建设提供咨询服务与技术指导;主编了全国第1本由政府批准颁布的《超限高层建筑工程抗震设计指南》。

上述成果于2009年获国家科技进步二等奖。

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反应差异不大 , 如结构层间位移的最大差异为 5. 59%, 层间位移角的最大差异为 8. 15%, 结构层间位移角沿 竖向的分布特征无显著改变 。 这一结果表明 , 对试验模型进行简化是可行的 。
1. 2 试验过程
模拟地震振动台试验的台面激励主要根据地震危险性分析 、场地类别和建筑结构动力特性等因素确定 。
DO I 牶牨牥牣牨牫牨牴牱牤j牣eeev牣牪牥牥牭牣牥牪牣牥牥牰
第 25卷 第 2期
地 震 工 程 与 工 程 振 动
2005年 4月
EARTHQUAKE ENG IN EER ING AND ENG INEER ING V IBRAT ION
文章编号 :1000-1301(2005)02-0034-09
Ab stract:Because Shanghai W orld F inancia l Center is a structu re w ith com plex struc tura l type and exceeds the code lim its, besides conventional analysis, elasto-p lastic tim e-h isto ry analysis o f the structure w as carried ou.t In order to validate the re liability of the analysism e thod, elasto-p lastic tim e-history ana lysis fo r the shak ing tab le test m ode l of Shanghai W o rld F inanc ial C en te r building w as carried out, and the com parison be tw een theore tic ana ly sis and test data w asm ade. E lasto-plastic tim e-history ana lysis fo r the pro totype structure o f the bu ild ing w as accomplished, and acco rd ing ly the seism ic pe rfo rm ance o f the structure w as evalua ted. K ey w ord s:e lasto-p lastic tim e-history analysis;Shanghai W orld F inanc ial Cen te r;m ega-fram e;ou tr频 , 得到模型自振频率和结构阻尼比的变化 , 以确定结构刚度下降的幅度 。 根据 Ⅶ 度抗震设防及 Ⅳ类场地要求 , 选用了 3个地震波形作为振动台台面激励 :E l Centro波 、San Fer-
nando波和上海人工波 SHW 2。试验加载工况按照 Ⅶ 度多遇烈度 、Ⅶ 度基本烈度 、Ⅶ 度罕遇烈度和 Ⅷ度罕遇 烈度的顺序分 4个阶段对模型结构进行模拟 地震试验 。 地震动持续时间按 相似关系压缩为原地 震动的 1 /12. 49, 各水准地震下 , 台面输入加速度峰值均按有关规范的规定及模型试验的相似关系进行了调整 。 1. 3 试验结果 1. 3. 1 模型结构动力特性
试验时根据模型所要求的动力相似关系对原型地震记录作修正后 , 作为模拟地震振动台的输入 。 根据设防
要求 , 输人加速度幅值从小到大依次增加 , 以模拟多遇到罕遇不同水准地震对结构的作用 。
在遭遇强烈地震作用后 , 模型结构的频率和阻尼比都将发生变化 。在模型承受不同水准的地震作用前
36
地 震 工 程 与 工 程 振 动 25卷
V o .l 25, N o. 2 A pr. 2005
上海环球金融中心结构简化弹塑性时程 分析及试验验证
吕西林 , 朱杰江 , 刘 捷
(同济大学 土木工程防灾国家重点实验室 , 上海 200092)
摘要 :鉴于上海环球金融中心结构体系及结构布置 的复杂 、结构高度 及体型的超 限 , 为 了确保 该建筑 结构 的抗震安全性和可靠性 , 除进行常规的计算分析外 , 还应对该结构进行弹塑性时程分析 。 本文建 立了 该结构的弹塑性时程分析简化模型 , 并编制 了相应的计 算程序 。 为了 检验结构弹 塑性时 程分析 的可 靠性 , 首先对振动台试验的模型结构进行弹塑性时程 分析 , 以便和试验数据进行对比 。 在此基础 上对 原型结构进行弹塑性时程分析 , 并对该结构进行了抗 震性能评价 。 关键 词 :弹塑性时程分析 ;上海环球金融中心 ;巨型框架 ;伸臂结构
表 1 模型结构自振周期理论与试验值对比
1 整体模型振动台试验[ 1]
图 1 结构骨架效果图
1. 1 试验模型的简化
由于原型结构非常高 , 为了满足实验室制作
场地高度的要求 , 采用了小比例的几何相似关系
1 /50。根据相似关系的要求 , 模型材料一般应具有 尽可能低的弹性模量和尽可能大的比重 , 同时在
应力 -应变关系方面尽可能与原型材料相似 。 基
(1)模型结构前三阶频率分别为 2. 306H z(x 向平动 )、2. 306H z(y 向平动 )、5. 290H z(扭转 ); (2)模型结构低阶振型的型态主要为平动和整体扭转 ; (3)模型结构频率随输入地震动幅度的加大而降低 , 而阻尼比则随结构破坏加剧而提高 ; (4)在完成 Ⅷ度罕遇地震试验阶段后 , 模型结构前三阶频率分别降低为 1. 628H z(x向平动 )、1. 763H z (y 向平动 )、3. 847H z(扭转 )。 1. 3. 2 模型结构位移反应 (1)同一烈度 、同一水准下输入 E l Centro波和 San Fernando波 , 模型结构 x方向与 y 方向的位移反应有 所不同 , y方向的最大位移大于 x 方向的最大位移 , 在 Ⅷ 度罕遇地震作用下 , 差距更加明显 。 这一结果反映 出 y 方向刚度退化较 x方向退化快 。 (2)层间位移在有带状桁架的楼层处稍微变小 , 说明这些楼层的刚度得到加强 ; (3)同一烈度 、同一水准的不同地震动输入时 , 以上海波 SHW 2输入时模型结构的位移反应为最大 。 这 说明结构的最大位移不仅取决于输入烈度的大小 , 还取决于地震动的频谱特性 。
上海环球金融中心结构属于多项超限的超高层建筑 。根据 《高层建筑混 凝土结构技术规程 》, 劲性混凝土框架核心筒的最大高度限制为 190m, 本结构 高度远远超过了现有规范的限值 。现设计主塔楼底部尺寸为 57. 95m , 塔楼的 高宽比为 8. 5, 超过了规范规定的高宽比 7的限值 。本结构存在一些加强层 (外伸桁架和水平带状桁架 )以及核心筒体多次转换 , 因此 , 也是竖向不规则建 筑 。为了确保该建筑结构的 抗震安全性和 可靠性 , 设计单 位采用多 个软件 (ETABS, SAP 2000, SATW E)进行常规的弹性计算分析 , 并采用非线性版本的 ETABS进行了简化的三维推覆分析 。 但推覆分析对本工程的适用性还有待研 究 , 为此上海环球金融中心抗震设防审查专家提出了对该工程进行振动台模 型试验和弹塑性时程分析的要求 。本文首先对振动台试验的模型结构进行弹 塑性时程分析 , 以便检验弹塑性时程分析程序的可靠性 , 在此基础上对原型结 构进行弹塑性时程分析 , 并对该结构进行抗震性能评价 。
Lü X ilin, Zhu Jie jiang, L iu jie
(S tate K ey Laboratory for D isaster Redu ction in C ivil Engin eering, Tong ji U n iversity, S hanghai 200092, Ch in a)
收稿日期 :2004-08-30; 修订日期 :2005-01-05 基金项目 :国家自然科学基金项目 (50025821, 50321803);中日合作研究项目 作者简介 :吕西林 (1955-), 男 , 教授 , 博士 , 主要从事工程结构抗震与混凝土结构研究.
2期
吕西林等 :上海环球金融中心 结构简化弹塑性时程分析及试验验证
于这些考虑 , 上海环球金融中心的动力试验模型
由微粒混凝土 、紫铜 、铁丝制作 。
为了解决小比例模型的施工问题 , 本试验对
结构模型进行了部分简化 , 简化依据建立在理论
分析和对比计算的基础上 。具体简化办法是 :对
于除带状桁架 、伸臂桁架 、筒体转换等特殊楼层外
的标准层 , 每隔一层抽去一层楼板 ;被抽去楼层的
荷载均平分至该楼层的上 、下相邻层 。 简化以后
图 2 外伸桁架 、核心筒和巨型框架
试验模型结构的层数为 63层 。
利用有限元软件 ANSYS对该结构进行了 2种对比计算 , 一是计算原结构 , 二是计算抽去部分标准层楼
板后的简化结构 。计算结果表明 , 简化前 、后结构的自振周期的最大差异是 2. 33%;不同地震作用下的动力
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共设置了 3道外伸桁架 ;巨型框架体系由位于建筑物每个角部的巨型柱 、连接 巨型柱之间的巨型斜撑和 1层楼高的水平带状桁架构成 (见图 2), 巨型柱采 用钢骨钢筋混凝土 , 巨型斜撑采用矩形截面钢管混凝土构件 , 带状钢桁架由焊 接箱形截面和热轧宽翼缘型钢组成 ;核心筒在 79 层以下为钢筋混凝土剪力 墙 , 在 79层以上则为钢支撑核心筒体系 。 该工程结构设计由美国赖思里 罗 伯逊联合股份有限公司 (LERA)承担 , 设计顾问为上海华东建筑设计研究院有 限公司 。
引言
上海环球金融中心系一栋集诸多公共设施于一体的超高层建筑 。主要为了办公用途 , 也有一些楼层用 作包括商贸 、宾馆 、观光 、展览 、零售等 。主楼地下 3层 , 地上 101层 , 地面以上高度 492m, 为目前世界上主体 结构最高的建筑物 。 该建筑物的主楼建筑面积为 252 935m2 。 该建筑物结构设计采用了一个由外伸桁架和 巨型框架及核心筒所组合而成的高效率的三重结构体系 , 结构体系见图 1。 外伸桁架由三层楼高 、连接于巨 型柱与混凝土核心筒角落之间的空间框架构成 (见图 2), 外伸桁架由焊接截面钢结构组成 , 沿结构高度方向
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