某高层双塔连体抗震超限结构设计

某高层双塔连体抗震超限结构设计
某高层双塔连体抗震超限结构设计

某高层双塔连体抗震超限结构设计

发表时间:2018-09-12T14:37:02.680Z 来源:《基层建设》2018年第20期作者:安卫锋

[导读] 摘要:高层双塔连体结构受力比一般多塔结构更为复杂,本文结合某高层双塔连体结构抗震超限设计,对性能化目标选择、连体设计细节、结构抗震加强措施等方面提出了合理的建议。

重庆同乘工程咨询设计有限责任公司重庆 400023

摘要:高层双塔连体结构受力比一般多塔结构更为复杂,本文结合某高层双塔连体结构抗震超限设计,对性能化目标选择、连体设计细节、结构抗震加强措施等方面提出了合理的建议。

关键词:双塔连体;柔性连接;连体选型

1 前言

双塔连体结构的连接方式分为强连接和弱连接两类,弱连接方式的连体一端与结构铰接另一端为滑动支座或两端均为滑动支座,两塔楼结构独立工作,连体结构受力较小,两端滑动连接的连体在地震作用下与两塔楼相对振动较大,支座设计特别关键。强连接方式的连体结构包含多层楼盖,连体结构刚度足够大,能将主体结构连接为整体,协调受力和变形。

2 工程概况

本工程为综合办公类公共建筑,两栋办公塔楼,部分配套商业展览及裙房办公,项目考虑为该片区提供办公及商业配套,完善城市功能。总建筑面积124951.41平米,其中地上建筑面积105454.46,地下建筑面积19496.95,建筑总高度为97.5m,两栋塔楼层高均为3.9米,平面对称,高度相同,平面尺寸41米X30米,为对称双塔结构。19~20层两个塔楼在长边中间中心通过钢结构连廊连接,连体跨度40米,宽度8.6米,高度7.8米,连接三层楼面。工程效果图如图1所示

图1

该工程建筑场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05g,设计地震分为第一组,设计特征周期值,Ⅱ类取0.35s。基本风压0.3KN/M2,地面粗糙度为B类。塔楼结构采用框架-核心筒结构,与连体相连的框架柱采用型钢混凝土结构。

3 结构设计

塔楼采用框架-核心筒结构,核心筒布置在结构平面中心。该连体跨度较大,相对塔楼刚度较弱,采用刚接无法协调两塔共同作用,综合比较采用柔性连接,连体宽度较小,两端支座放置在两个框架柱伸出的牛腿支座上,为了增加结构可靠度,连体通过4个支座与下部每个塔楼相连。由于连体跨度达到40米,为了减轻结构重量,减小地震作用,连体采用钢构架结构,通过两榀桁架与主体框架柱连接,两榀桁架之间通过楼面形成整体,与桁架相连接的框架与内部核心筒墙体形成一片完整的框架,增加结构整体刚度。

结构整体模型如图2,塔楼结构平面布置如图3

图2

结构性能目标确定,由于本工程仅存在双塔连体结构超限的情况,本工程超限复杂高层的性能目标定为D级。其中关键构件为连体、连体支座、连体所在楼层及上下两层楼面、支座处框架柱。关键构件连体支座及框架柱保证大震弹性,其余构件保证中震弹性,大震不屈服。

4结构分析

小震作用下,本工程结构整体分析分别采用PKPM、Midas Building进行分析计算,采用整体空间结构模型。小震CQC计算主要结果显示两者小震弹性计算结果比较接近,分布规律相同。

我某高层双塔结构连廊设计实例

我某高层双塔结构连廊设计实例 摘要:结合工程实例,对某高层双塔混合结构体系的设计进行了研究,对双塔高层连廊设计中存在的问题进行了分析,并采取了相应的处理措施,对类似工程的设计具有一定的参考价值。 关键词:双塔;混合结构;连廊 Abstract: combined with engineering example, a high-rise towers of mixed structure the design of the system was studied, the twin towers LianLang top the problems existing in the design are analyzed, and take the corresponding measure to the similar engineering design to have the certain reference value. Keywords: twin towers; Mixed structure; LianLang 0 引言 随着经济的发展,高层建筑的结构形式越来越复杂,为了追求建筑的美观,大底盘高层多塔楼结构成为一种实际工程中广泛应用的复杂高层结构[1]。魏清等[2]对高层双塔结构的地震反应进行了研究;苏捷[3]基于静力弹塑性Pushover 方法分析了高层大底盘双塔结构的地震反应特性。郭涛等[4]对非对称大底盘双塔连体结构的动力特性和地震响应进行了研究。本文结合工程实例,对某高层双塔混合结构体系的设计进行了研究,对双塔高层连廊设计中存在的问题进行了分析,并采取了相应的处理措施。 1 工程概况 本工程位于浙江宁波,总建筑面积81354m2,其中地上58176 m2。地下2层,地上3层裙房,高15.6米,裙房上设有两栋高层连体建筑,1号楼23层,高99.6m;2号楼17层,高74.4m;两个塔楼在66.0m~70.2m(第16、17层)楼面通过连廊相连,连廊跨度27m。如图1所示。 图1 某高层双塔混合结构 2 结构设计

某超限高层结构性能设计与分析

某超限高层结构性能设计与分析 发表时间:2017-04-10T13:42:53.793Z 来源:《基层建设》2017年1期作者:侯怡[导读] 摘要:本工程为B级高度的部分框支剪力墙结构,介绍了工程的特点和结构体系的选择,并针对结构的超限情况提出相关抗震加强措施。 中铁二局集团勘测设计院有限责任公司成都 610000 摘要:本工程为B级高度的部分框支剪力墙结构,介绍了工程的特点和结构体系的选择,并针对结构的超限情况提出相关抗震加强措施。采用YJK及MIDAS Building振型分解反应谱进行弹性阶段的计算分析,另采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算;抗震设防地震作用下,采用YJK等效弹性法对底部加强部位和薄弱部位进行中震弹性、中震不屈服设计,采用EPDA&PUSH进行弹塑性静力分析校 核构件的不屈服以及弹性状态;罕遇地震下采用EPDA&PUSH进行塑性动力时程分析。分析结果表明结构在地震作用下的反应和破坏机制均能满足预期性能目标。 关键词:超限高层;框支剪力墙;性能设计;动力弹塑性时程分析 1 工程概况 本工程位于四川省成都市金牛区一环路以南,通锦路以西,马家花园路以东。项目由9个单元的高层住宅,一栋商业会所,若干特色商业院落组成,地下为三层停车场。本文以其中的13号楼为研究的对象,地上42层,其中1-4层为商业用房5层及以上为住宅,主楼建筑高度137.7米。根据建筑功能需要,在商业顶板进行结构转换。 工程场地抗震设防烈度为7度(0.10g),建筑场地类别为Ⅱ类,设计地震分组为第三组,特征周期为0.45s。抗震设防分类为丙类,安全等级二级,设计基准周期50年,设计使用年限50年。 2 结构体系及布置 本工程采用钢筋混凝土部分框支-剪力墙结构,采用梁式转换。部分框支柱因水平地震剪力较大,为避免使用更大截面框支柱对建筑使用功能产生影响,特采用型钢混凝土柱。转换层平面布置详见图1。 本工程塔楼拟采用变厚度筏板基础,裙楼和地下室采用独立基础加抗水板,持力层为中密或密实卵石层,其地基承载力特征值分别为fak=550Kpa、fak=750Kpa。 本工程建筑高度139.7米,为B及高度,根据相关要求,须作抗震设防专项审查。除高度超限外,还存在扭转不规则、平面不规则及竖向构件不连续等三项不规则项。 3 抗震性能目标设计 综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、建筑物功能、结构的特征、构件的部位和重要程度以及开发商的需求,依据《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》选定结构抗震性能目标为C级。针对抗震性能目标的不同抗震性能水准,设计时的具体计算控制指标见表1。

某超限高层住宅结构设计

某超限高层住宅结构设计 摘要:本文针对广州某超限高层住宅结构设计进行研究,介绍了该工程超限情况及有针对性的构造加强措施。采用了satwe和midas两种软件进行结构整体分析,用pkpm进行静力弹塑性分析(pushover)及弹性时程分析。结果表明结构在罕遇地震下处于延性阶段,结构抗震性能满足规范要求。 关键词:超限高层;静力弹塑性分析;弹性时程分析;构造加强措施 abstract:in this paper,the research on some exceeding high-rise residential building,which locates in guangzhou,is discussed.the code exceeding status and the structural reinforcing measures are introduced.two types of software,satwe and midas,were used for the global analysis,and pkpm was used for pushover analysis and elastic time-history analysis.the results shows that the structure is in ductile stage under rare earthquake,the seismic performance of the structure can satisfy the code requirements. key words: code exceeding high-rise building;pushover analysis;elastic time-history analysis;structural reinforcing measures 中图分类号;tu2文献标识码:a 文章编号:

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念

浅析高层建筑结构设计的中震设计概念 发表时间:2016-06-27T14:51:54.553Z 来源:《基层建设》2016年5期作者:隆凡梅 [导读] 本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 摘要:对于普通建筑物的结构抗震设计,目前我国是以小震为设计基础,中震和大震则是通过地震力的调整系数和各种抗震构造措施来保证的。但是对于较重要的、超高的、超限的建筑物则需要进行中震和大震的抗震计算。本文主要阐述了中中震设计的原理、设计方法及软件操作,并提出一些个人见解以供参考。 关键词:中震设计概念;地震影响系数;荷载 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001 2008年版)(下简称《抗规》)中对中震设计仅在总则中提到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震设防目标,但没有给出中震设计的设计要求和判断标准。 首先我们了解一下现行《抗规》存在几个问题: 1规范未对结构存在的薄弱构件进行分析并作出专门的设计规定,仅对框架类剪切型结构适用的薄弱层作了一些规定; 2在中震作用下,规范仅提出“中震可修”的概念设计要求,没有具体的抗震设计方法; 3“中震可修”的技术经济问题:可修的标准决定工程????造价、破坏损失、震后修复费用。 随着时代的进步,现在的建筑物体型复杂,结构新颖,超高超限越来越多,因此要求对结构进行中震的设计也越来越多。 2 中震设计 2.1 为何要进行中震设计呢? 《抗规》条文说明1.0.1条指出,对大多数结构,可只进行第一阶段设计(即小震下的弹性计算),而通过概念设计和抗震构造措施来实现“中震可修和大震不倒”的设计要求,但前提是建筑物的体型常规、合理,经验上一般能满足大中震的抗震要求。反之对于一些体型很不好的甚至超限的建筑物,在大震下的结构反应和小震完全不同,不进行相应的中震和大震计算是没法保证结构安全的。 为达到各阶段抗震要求,须对于上述体型异常、刚度变化大、超高超限等类型建筑物进行中震抗震设计,其余类型建筑物建议可按中震抗震进行验算。 2.2 中震设计的基本概念 抗震设计要达到的目标是在不同频数和强度的地震时,要求建筑物具有不同的抵抗能力。中震设计就是为了使建筑物满足该地区的基本设防烈度,即能够抵抗50年限期内可能遭遇超越概率为10%的地震烈度。 中震设计和大震设计都可称为性能设计。基于性能的抗震设计是建筑结构抗震设计的一个新的重要发展,它的特点是使抗震设计从宏观性、规范指定的目标向具体量化的多重目标过渡,业主(设计者)可选择所需的性能目标,而不仅仅是按现行规范通过分项系数、内力调整系数、抗震构造措施等粗略、定性的手段来满足中震和大震的设防要求。针对本工程的结构特点,设定本结构的抗震性能目标。对超限结构而言,利用这些指标能更合理地判断整体结构在中震、大震作用下的性能表现,给超限设计提供可靠的判断依据。 2.3 中震设计的分类 中震设计就是结构在地震影响系数按小震的2.875倍(αmax=0.23)取值下进行验算。目前工程界对于结构的中震设计有两种方法,第一种按照中震弹性设计,第二种是按照中震不屈服设计。 首先明确一点,中震弹性和中震不屈服是两个完全不同的概念,两者所采用的设计方法与设防目的均不相同。中震弹性设计,设计中取消《抗规》要求的各项地震组合内力调整系数,保留材料、荷载等分项系数,对应地保留了结构的安全度和可靠度,结构仍属于弹性阶段,属正常设计。中震不屈服设计,设计中除了地震内力不作调整,同时也取消了材料、荷载等分项系数,对应地不考虑结构的安全度和可靠度,结构已经处于弹塑性阶段,属承载力极限状态设计,是一种基于性能的设计方法。由此可见,中震弹性设计接近于平常的小震弹性设计,而中震不屈服设计则与大震设计同属于基于性能的设计。 3 基本方法及应用 根据中震设计的分类,以下分别阐述中震弹性及中震不屈服的具体设计方法,介绍如何在satwe、etabs、midas等软件中实现中震设计。 3.1 中震不屈服设计 3.3.1 不同抗震烈度下的各级屈服控制 若场地安评报告提供实际的地震影响系数,则应取用所提供的多遇地震、设防烈度地震下相应的地震影响系数,屈服判别地震作用1、2 的地震影响系数可相应插值求得。 3.3.2 SAWTE计算:地震信息中抗震等级均为四级;αmax按表3取值;总信息中风荷载不参加计算;勾选地震信息中的按中震(或大震)不屈服做结构设计选项;其它设计参数的定义均同小震设计。 3.3.3 MIDAS/Gen计算:主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→定义抗震等级:四级;主菜单→荷载→反应谱分析数据→反应谱函数:定义中震反应谱,在相应的小震反应谱基础上输入放大系数β即可,β值按表3计算所得;总信息中风荷载不参加计算;主菜单→结果→荷载组合:将各项荷载组合中的地震作用分项系数取为1.0;主菜单→设计→钢筋混凝土构件设计参数→材料分项系数:将材料分项系数取为1.0;其它同小震。 3.3.4 ETABS计算:选项→首选项→混凝土框架设计→定义抗震设计等级:四级;定义→反应谱函数→Add Chinese 2002 Spectrum→定义中震反应谱,地震影响系数最大值αmax取值,其余参数按《抗规》;静荷载工况中不定义风荷载作用;定义→荷载组合→各项荷载比例系数均取为荷载分项系数1.0x荷载组合系数φ;定义→材料属性→填写各材料的强度标准值其它同小震。 4 工程算例 4.1 示范算例 4.1.1 基本参数:二十二层框支剪力墙结构,三层楼面转换,无地下室,首、二层4.5米,标准层3.5米,总高79m。结构平面布置如图一所示。结构高宽比3.76,长宽比1.22;抗震参数,7 度,第一组,0.10g;场地II类;风荷载100年一遇为0.9kN/㎡。

超限高层建筑工程界定标准

超限高层建筑工程界定标准 根据国家建设部《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》确定的超限高层建筑工程界定标准,结合我省实际予以细化,归纳整理如下: 一、房屋高度超过以下规定的高层建筑属于超限高层建筑 (一)现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(M) 结构类型烈度 6 7 8 9 框架60 55 45 25 框架-抗震墙130 120 100 50 抗震墙140 120 100 60 部分框支抗震墙120 100 80 不应采用 框架-核心筒150 130 100 70 筒中筒180 150 120 80 板柱-抗震墙4 0 35 30 不应采用 注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分); 2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构; 3、部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构; 4、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度; 5、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。 (以上摘自《建筑抗震设计规范》表6.1.1) 《建筑抗震设计规范》第6.1.1条还规定:平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构,适用的最大高度应适当降低(规范条文说明规定“一般降低20%左右”)。 (二)钢结构房屋适用的最大高度(M) 结构类型6、7度8度9度 框架110 90 50 框架-支撑(抗震墙板)220 200 140 筒体(框筒、筒中筒、桁架筒、束筒)和 巨型框架300 260 180 注:1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部突出屋顶部分); 2、超过表内高度的房屋,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。(以上摘自《建

某超限高层结构抗震设计

某超限高层结构抗震设计 [摘要]主要介绍了某b级高度超高层办公楼项目的结构布置,抗震计算分析及结构概念设计。针对其超高的超限特点,采用基于性能的抗震设计,经多模型,多软件的弹性比较分析及动力弹塑性补充计算,保证设计能够覆盖结构的各种实际受力状态。使结构的抗震性能满足规范及性能目标的要求。 [关键词]超限高层; 抗震性能目标; 弹性分析; 动力弹塑性分 析 中图分类号:tu241.8 文献标识码a 文章编号 seismic design of exceed-limit tall building of a project gao fei (huasen architecture & engineering design consultants ltd.,shenzhen 518054) abstract: the structure plan, the seismic analysis and the seismic fortification measures of a project is described in the article. for the exceed-limit height, performance based seismic design was adopted, and the elastic analysis of multi-models using different programs and the static elastic-plastic analysis are given to ensure all the potential states of loading are enveloped. some specific constructional measures are taken to assure the design meets the performance objectives.

高层建筑结构设计分析论文

高层建筑结构设计分析论文 1结构分析及设计分析 1.1分析三种重要的体系 1.1.1剪力墙体系 剪力墙结构是利用建筑的内、外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构体系。剪力墙的变形状态和受力特性同剪力墙的开洞情况联系密切,其中依据轧受力特性的不同,单片剪力墙可以分为特殊开洞墙和单肢墙。类型不同的剪力墙,对应的也会有不同的截面应力分布,所以,在对位移和内力进行计算时,也应该对不同的计算和设计方法进行使用,将平面有限元法应用到剪力墙的结构计算中。此种方法能够比较准确地完成计算,能够应用到各类剪力墙之间,然而,也有一定的弊端存在于这种方法中,其有着较多的自由度。所以,在具体的应用时,较为普遍地应用了开洞墙这一类型。 1.1.2筒体结构 筒体结构分为框架—核心筒、筒中筒等结构体系,其中框架—核心筒受力特点为框架主要承受竖向荷载,筒体主要承受水平荷载,变性特点类似于框架剪力墙,但抗侧刚度较大。依据不同的计算机模型处理手段,有三种类型的分析方法:主要为离散化方法、三维空间分析和连续化方法,其中三维空间方法的精确性会更高。 1.1.3框架—剪力墙体系 框架—剪力墙结构,是由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。此种结构位移和内力等计算方法尽管种类较

多,然而,连梁连续化假定方法会经常被使用,在对位移协调条件进行计算时,应该按照框架水平位移和剪力墙转角进行设计,将外荷载和位移的关系用微分方程建立起来。然而,应该考虑需求和因素量会存在的差异,所以,也会有着不同形式的解答方式。 1.2具体的设计与分析 1.2.1合理地确定水平荷载 每一个建筑结构都应该一同承受风产生的水平荷载和垂直荷载,对于抵抗地震的能力也应该具备。高层建筑中,尽管结构设计会较大程度上受到竖向荷载的影响,然而,水平荷载却占据着重大的比重。随着不断增多的高层建筑层数,在高层建筑的结构设计中,水平荷载成为了其中一个重要的影响因素。首先,由于楼面使用荷载和楼房自重在竖构件中发挥的功能,对应水平荷载会将一定的倾覆作用施加到结构中,并且竖构件中就会出现高层建筑结构的作用力;其次,就高层建筑结构而言,地震作用和竖向荷载,也会跟着建筑结构的动力情况而出现较大的改变。 1.2.2合理地确定侧控 同低层建筑不同,在高层建筑结构设计中,结构侧移已经成为 了其中一个非常重要的影响因素。随着不断增加的楼层数量,结构侧移在水平荷载侧向变形下会逐渐增大。在高层建筑结构进行设计中,不但规定结构要有一定的强度,对于荷载作用带来的内力能够有效的予以承受,同时,还应该确保具备一定的抗侧刚度,确保在某一限度内控制结构在水平荷载作用出现的侧移情况。

【结构设计】超限高层结构设计优化要点汇总(干货!)

超限高层结构设计优化要点汇总(干货!) 随着经济的发展,我国的高层建筑越来越多,越来越高,各大城市的地标建筑也多以超高层建筑为主.然而,超限高层建筑的专项审查工作往往占据了设计阶段的大量时间,且其直接奠定了后期的结构造价.在此分享关于超限高层项目的优化要点. 一、什么是超限高层建筑工程? 超限高层建筑工程是指超出国家规范、规定所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑工程,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程. 具体判别标准详见《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》建质【2015】67号. 需要注意的是,对于一些处于超限与否边界附近的建筑工程最好提前与审图机构,审查专家提前沟通好是否需要进行超限审查,以免造成时间上的延误. 二、超限高层结构计算若干优化要点 (1)结构体系

结构体系的选取需经过严格比选.常见的各种结构体系优缺点如下表所示: 结构体系优点缺点 混凝土框架+核心筒造价经济、施 工方便自重大、截面大、浪费空间 型钢混凝土框架+核心筒结构抗震性能 优良 造价高 钢管混凝土柱+核心筒延性延性好;柱截 面较小 造价高于型钢混凝土最终采用何种体系可综合考虑时间成本、施工成本、经济效益等方面. (2)风速剖面与风振分析 《高规》4.2.7条规定:房屋高度大于200m或有下列情况之一时,宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载: I.平面形状或立面形状复杂; II.立面开洞或连体建筑 III.周围地形和环境较复杂. 超限高层建筑分为高度超限和不规则性超限,所以往往需要进行风洞试验. 由于风具有明显的地域性,且其强度和方向具有显著的方向性,利用这些特点可以有效降低结构和幕墙的造价.对于高度超过300~400m的超高层建筑,风沿高度方向变化的特性对结构设计影响很大,因此针对具体工程确定适用的最优风速剖面,而不仅依赖于《荷载规范》提供的指数变化曲线,能够有效降低风力作用,取得显著的经济效益.

华东院结构设计培训内部资料--超限高层抗震设计指南

编制依据 《建筑抗震设计规范》送审稿 《高层建筑混凝土结构技术规程》 (征求意见稿) 《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》 (建设部令第111号) 《上海市超限高层建筑设防管理实施细则》 (沪健 【2003】702号) 广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》 (jgj3‐2002)补充规定 江苏省《房屋建筑工程抗震设防审查细则》 《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质【2006】220号) 《关于加强超限高层建筑抗震设防审查工作的建议》 (2007年工作会议) 《关于加强超限高层建筑工程抗震设防审查技术把关的建议》 (2009年2月6号) 《超限高层建筑抗震工程抗震设计指南》 (第二版吕西林主编) 超限的认定 《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》 建质【2006】220号 新抗震规范及高层混凝土结构规范推出后,其划分范围作相应调整 将大跨结构纳入审查 将市政工程纳入审查 CECS如与抗规及高规矛盾,以高规及抗规为主 上海工程还需满足《上海市超限高层建筑设防管理实施细则》 (沪建建【2003】702号) 计算分析总体要求 总体判断,根据受力特点建模 计算参数选取要合理 计算假定要符合实际受力 计算结果应进行分析判断 计算参数的选取 连梁的单元形式(杆单元或壳) 巨柱采用杆或壳单元 墙单元最大单元尺寸 楼板单元是否合理 阻尼比的选择 连梁刚度的折减 周期折减系数 最不利地震方向(正方形增加45°) 最不利风荷载方向 施工模拟的方式 嵌固端的选取 特殊构件的定义 足够的振型数量 是否考虑p‐△效应 考虑偶然偏心 混凝土柱的计算长度系数(地下室、悬臂梁)

谈某高层建筑连体结构设计

摘要:根据某建筑工程项目的结构设计,对某带连体的设计做了详细的分析,探讨了其结构设计及连体部分的计算与设计,确保建筑结构的抗震要求,以供以后同类建筑结构设计的参考。 关键词:连体高层;结构设计;分析 中图分类号:TU97 文献标识码:A 文章编号: 1 工程概况 A楼与B楼由一主楼组成,主楼都是14层,在10层以下相互独立,在11 层与14 层之间设置一连体结构,将两主楼连通,连体部分中,仅11 层为可用建筑空间,其余均为构架部分,只为满足建筑造型。两主楼设置一层连通的地下室。本工程不属于超限结构,但是须对连体部分进行详细计算。 2 结构设计 2.1 荷载取值 本项目为丙类建筑,安全等级二级,抗震设防烈度6 度,场地类别为Ⅱ类,设计分组为第一组,场地特征周期0.35 s。地面粗糙度类别B 类,基本风压按100 年一遇的风压取值:0.35kN/m2。 2.2 基础及地下部分基础采用桩基础,桩径800mm,中柱下一般布置5桩承台,承台厚度1.3 m,边柱下一般布置4 桩承台,承台厚度1.4m,均采用C35 混凝土。两栋办公楼地下连为一体,地下室结构层高4.95m,地下室底板兼做防水板,厚度400mm,地下室下土层多为填土,设计时不考虑承台间土的承载力。 2.3 上部结构 本工程采用框架—剪力墙结构体系,柱截面主要尺寸700 ×900,700 × 600,主要柱网8 m×9.5 m,8 m × 8 m。框架柱1 层,2 层为加强层,柱墙采用C50 混凝土,梁板采用C35 混凝土,9层~12 层采用C40 混凝土,梁板采用C35 混凝土。8 m 左右跨度的框架梁截面一般为400×600,9.5 m 跨度的梁截面一般为400 × 750。 连体结构是复杂高层建筑中较为典型的类型,可分为弱连接和强连接结构,弱连接一般有铰接,滑动连接,强连接结构大多通过连接体将两栋或多栋楼进行刚性连接。从平面图上看A楼与B楼垂直布置,由于两办公楼结构形式相同,质量与刚度接近,如果独立分开,则自振周期类似,在地震作用下,两栋办公楼不能够做到协同振动,如果采用强连接,则两栋办公楼会因不同的振动模态而产生较大的相互作用。因此本项目连体采用弱连接。 3 连体部分计算与设计 3.1 计算模型及计算参数 结构整体计算分析采用Satwe,Midas /Building 两种程序。周期折减系数0.8,考虑5%的偶然偏心及双向地震力,进行小震计算,连体部分及其以下1层按中震不屈服进行设计配筋。楼板假定,计算周期和位移时采用刚性楼板假定; 计算杆件内力和截面设计时采用真实反映楼板完全弹性有限壳单元。 3.2 巨型悬臂梁与牛腿设计 本工程中连接体的弱连接方式采用平板式橡胶支座,在11层标高处,在与连接体相邻边梁上设计3个牛腿,用来支承连接体一端,连接体另一端与B楼刚接,3个牛腿的间距分别为8m,4 m,其中4m为外伸悬挑部分,牛腿高1m,宽1 m,见图1。

30-高层大跨度偏心连体结构研究-李安

高层大跨度偏心连体结构研究 李安,曹伟良,张良平 (深圳华森建筑与工程设计顾问有限公司,深圳 518052) 摘 要:深圳某连体项目,两栋塔楼高度约87米,连接体在75米高处将两栋塔楼连接,连接形式为强连接, 连接体以上还有4层住宅。连接体采用钢桁架结构,高度7米,跨度56米,且在平面上偏置,属于 大跨度的偏心连体结构。从结构特性、荷载考虑、施工顺序优化、罕遇地震弹塑性时程分析等方面进 行了深入分析,提出了具体的抗震加强措施。其分析及设计思路可为类似的连体项目提供参考。 关键词:连体结构,强连接,大跨度,偏心,高层建筑 1引言及项目概况 两个或两个以上高层建筑通过连接体连接起来的结构形式,称为高层连体建筑,是一种体型复杂的高层建筑。连体结构因其独特的几何形态,受到不少建筑师的青睐,成为建筑师们喜爱的创作手段,在建筑设计中的使用也逐渐增多。 然而现行的建筑结构规范对连体结构缺乏明确、具体的规定。对于大跨度的偏心连体结构,在国内外更是缺少理论研究和可供参考的工程案例。本文结合实际项目,深入研究了大跨度偏心连体结构的受力特点,提出具体的抗震加强措施,完成结构设计,为连体结构项目的分析设计积累工程经验。 本项目位于深圳,抗震设防烈度为7度(0.10g ),场地类别Ⅱ类,基本风压值0.75KN/m 2,地面粗糙度类别C 类。项目主要功能为住宅,有一层地下室,地上共28层,其中1层裙房,27层住宅。其中地上部分由南、北两栋塔楼组成,两栋塔楼均为剪力墙结构,高度87.4米,属于A 级高度。 两栋塔楼在23~25层经两榀桁架组成的连接体连接,连接形式为强连接[1]。连接体为纯钢结构,桁架跨度56.000米,属于特大跨度的高层建筑。桁架高度7.000米,桁架层以上有四层复式住宅。 由于建筑方案的限制,在平面上连接体为偏心设置,如图 3所示。 图1结构的组成 图2结构计算模型 图3桁架下弦层(23)及上弦层(25)平面 作者简介:李安(1987-),男,硕士,结构工程师

中旅城二期南楼超限高层结构设计

中旅城二期南楼超限高层结构设计

中旅城二期南楼超限高层结构设计 胡贤忠( 福州国伟建设设计有限公司 福建福州 350001) [摘 要结构设计提出了严峻挑战。本论文介绍此超限结构的抗震和抗风设计,进行了不同力学模型的多种软件静力对比分析、弹性时程 中 震 作用并对控制结构的扭转效应和计算中部分构件的超筋信息的做了研究处理; 同时对型钢混凝土转换结构和连体的设计做了论 述, 并介绍了其节点的构造设计。 South - t o w e r s t r u c t u r e d e s i g n of s up e r h i r e - r i s e building of CTS second - ph a s e A b s t r a c li m it s o f t h i s bu il d i n g w e r e a n a l y z e d ,a nd t h e r e l eva n t s o l u ti o n s c h e m e s w e r e p r o p o s e d . A cco r d i n g t o t h e co m p a r i s o n on t h e a n a l y s i s r e s u lt s o f t h e t h r ee p r og r a m s ,e l a s ti c ti m e - h i s t o r y a n a l y s i s ,m e d i u m ea r t hqu a k e e ff ec t a n a l y s i s ,pu s h - o ve r a n a l y s i s ,s t r u c t u r a l s y s t e m acco r d i n g t o d iff e r e n t p a r t s a d o p t co rr e s p o nd i n g t o t h e va r i o u s t y p e s o f co m b i n a ti o n co m p o n e n t t o s a ti s f y s tiff n e ss ,du c tilit y and r e dund a n cy . The key p o i n t s o f t h i s s t r u c t u r e as w e ll as i m p o r t a n t s eg m e n t s w e r e a n a l y z e d and d i s c u ss e d . Key words : u lt r a li m it e d h i g h - r i s e bu il d i n g ; s e i s m i c d e s i g n ; t o r s i o n a l e ff ec t ; co m p o s it e s t r u c t u r e ; p e r f o r m a n ce based s e i s m i c d e s i g n 1 工程概况 中旅城二期座落在福州市金融文化中心五四路的黄金位 置,其由南楼、北楼、办公楼和高档商业裙房组成的大型商住 楼。南楼、北楼、办公楼和裙房在地面以上用抗震缝分开。南 楼建筑高度 149. 85m ,地面八层高位转换的连体建筑,其立面 效果图如图 1; 地下二、三、四层为车库及设备用房,地下一层 至七层为高 档 商业 中 心,在 七 ~ 八层设一 5. 6m 高的物业会所,其上至四十四层 为 住 宅,建 筑 立 面 如 图 2 所示。 本项目设计所依据规 范 版 本 为 2000 年 系 列。结 构 体 系 为框 支剪力墙转换层以下为型钢混凝土柱 + 钢筋混凝 土核心筒,转换层以上为钢筋混凝土剪力墙结构,连体为强连 接的钢桁架。结构设计基准期为 50 年,结构安全等级为二 级; 抗震设防烈 度 为 7基准 期为 100 年 2 超限情况及抗震性能目标 2. 1 超限判定 依据《全国超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要 点》相关规定进行超限判定。 ( 1) 塔楼高度为近 150m ,超过了“高规”所规定的框支剪 力墙结构适用的 B 级 最 大 高 度,超 限 幅 度 为 25% ; 判 定 为 超 限。 图 1 南楼立面效果图 ( 2) 转换层位于七层顶 ( 34. 45 米) ,超 过 了《高 规》第 10 章中“7 度不超过 5 层”的规定,属高 位 转 换; 为 一 项 不 规 则, 判定为超限。

超限高层结构设计内容

超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点 第一章总则 第一条为做好全国及各省、自治区、直辖市超限高层建筑工程抗震设防专家委员会的专项审查工作,根据《行政许可法》和《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号),制定本技术要点。 第二条下列工程属于超限高层建筑工程: (一) 房屋高度超过规定,包括超过《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗震规范》)第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度、超过《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高层混凝土结构规程》)第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度的高层建筑工程。 (二) 房屋高度不超过规定,但建筑结构布臵属于《抗震规范》、《高层混凝土结构规程》规定的特别不规则的高层建筑工程。 (三) 房屋高度大于24米且屋盖结构超出《网架结构设计与施工规程》和《网壳结构技术规程》规定的常用形式的大型公共建筑工程(暂不含轻型的膜结构)。 超限高层建筑工程的主要范围参见附录一。 第三条在本技术要点第二条规定的超限高层建筑工程中,属于下列情况的,建议委托全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员 —1—

会进行抗震设防专项审查: (一) 高度超过《高层混凝土结构规程》B级高度的混凝土结构,高度超过《高层混凝土结构规程》第11章最大适用高度的混合结构; (二) 高度超过规定的错层结构,塔体显著不同或跨度大于24m的连体结构,同时具有转换层、加强层、错层、连体四种类型中三种的复杂结构,高度超过《抗震规范》规定且转换层位臵超过《高层混凝土结构规程》规定层数的混凝土结构,高度超过《抗震规范》规定且水平和竖向均特别不规则的建筑结构; (三) 超过《抗震规范》第8章适用范围的钢结构; (四) 各地认为审查难度较大的其他超限高层建筑工程。 第四条对主体结构总高度超过350m的超限高层建筑工程的抗震设防专项审查,应满足以下要求: (一) 从严把握抗震设防的各项技术性指标; (二) 全国超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会进行的抗震设防专项审查,应会同工程所在地省级超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会共同开展,或在当地超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会工作的基础上开展; (三) 审查后及时将审查信息录入全国重要超限高层建筑数据库,审查信息包括超限高层建筑工程抗震设防专项审查申报表项目(附录二)和超限高层建筑工程抗震设防专项审查情况表(附录三)。 第五条建设单位申报抗震设防专项审查的申报材料应符合第二章的要求。专家组提出的专项审查意见应符合第六章的要求。 —2—

双塔连体结构的工程实例

双塔连体结构的工程实例 马来西亚双塔为对称双塔楼(图1),建成于1996年,位于马来西亚吉隆坡,88层,总高度达450米,是目前世界上最高的连体结构。其抗侧力体系由中央核心筒、周边柱列和环形梁在内的钢筋混凝土结构组成,在两塔楼的中部有连廊相连。 图1 马来西亚双塔 巴黎凯旋门(图2),建于1989 年,是世界上第一座大型连体结构。它与香榭舍大街上的老巴黎凯旋门位于同一城市的中轴线上,相互辉映,构成巴黎新老城区的主要景点。新凯旋门在100m 的正方形内切出约60m 的大洞构成。建筑结构对称均匀,两侧塔楼结构各约20m 进深,主要用做办公楼,顶部连体净跨约60m,高约20m,由双重并式通高桁架构成,桁架采用预应力混凝土箱型大梁。

图2 巴黎凯旋门 上海交银大厦(图3)位于浦东陆家嘴金融开发区内,为不对称连体结构。北塔楼55 层,高230.35m,南塔楼48 层,高197.55m。两幢塔楼整体外形呈H 型,在第13、26、39 层分别一层楼高(4.1m),净跨12.4m 的两个空间桁架将两幢塔楼连接在一起,两空间桁架又通过交叉斜撑连成整体,以增强塔楼间的连接。连体与塔楼采用刚性连接。上海交银金融大厦,为双塔弱连结构,由于两塔楼的高度不同,动力特性有较大差异,塔楼间的析架结构协调结构的变形,对整体结构的受力性能产生影响。 为了研究结构的抗震性能,同济大学进行了振动台试验,试验模型缩比为模型包括两个高层塔楼和塔楼间析架,模型总高米,总质量为吨。试验分析认为,七度多遇地震作用下,结构处于弹性工作阶段七度地震作用下,结构出现微裂缝,析架无变形,结构满足规范设计要求罕遇七度地震作用下,结构底部柱和剪力墙出现水平裂缝,析架部分屈服,结构不会倒塌,满足设计规范要求八度罕遇地震作用下,结构出现严重开裂,变形增大,析架屈曲,甚 至拉断。

超限高层建筑结构设计分析

超限高层建筑结构设计分析 摘要超限高层建筑指高度超过现行的规范标准的建筑物,同时包括一些形状不规则、必须进行抗震等级检测的建筑类型。随着我国城市中超限高层建筑数量的增多,设计师应当重视对于超限高层建筑结构的设计,在设计中遵守相应的标准,同时注意设计要点。本文将介绍超限高层建筑的结构体系、设计要点、注意事项等,同时援引上海某超限高层建筑进行实例分析,以供同行参考。 关键词超限高层建筑;结构体系;设计要点;实例分析 引言 建筑层数超过十层的就算做高层建筑,其中超限高层建筑包括在内。事实上超限高层建筑的高度和层数并没有统一的规定,而是根据建筑结构类型来确定。只要建筑物算作超限高层,就表明对建筑物的结构形式和施工质量提出更高的要求[1]。结构设计方面一定要选择合适的体系选型,确保结构设计的可行性、科学性和安全性。 1 超限高层建筑结构体系分析 1.1 框架结构 采用框架结构的超限高层建筑具有平面布置灵活轻便、受力体系简单、施工过程快捷等多方面的优势。采用框架结构的建筑物两柱之间的距离控制在7m左右,如果使用预应力混凝土结构则需要控制两柱距离为15m以上。结构设计要满足抗震要求和风荷载,此外还需要注意非结构构件填充墙,在框架结构产生较大变形时很容易导致损坏。 1.2 剪力墙结构 剪力墙结构承载力良好,在抗震强度和风荷载两方面具有相对优势。但是其缺点是自重较大、同时延展性不足,不能很好解决水平荷载问题。同时剪力墙结构的相邻墙体间距需控制在5m左右,大大减小了建筑的使用空间。 1.3 框架-剪力墙结构、框架-核心筒体系结构 框架-剪力墙结构综合了上述两种结构的优势,既具有比较好的延展性,可以灵活进行设计和布置;同时还继承了剪力墙具有的高抗侧刚度。该结构利用了楼层梁板进行框架和剪力墙的相互连接,能够同时受力,所以结构整体的侧移幅度不大。 框架-核心筒体系结构和框架-剪力墙结构比较类似,受力特征二者也几乎相同。核心筒主要是利用电梯井、楼梯间、运输管道的那个构成一个混凝土的筒柱。

某超限高层项目结构设计

某超限高层项目结构设计 发表时间:2018-07-16T14:18:16.137Z 来源:《基层建设》2018年第14期作者:龙原野[导读] 摘要:越秀展览中心项目属体型复杂、不规则类型较多的大底盘多塔超限高层结构。 深圳市华阳国际工程设计股份有限公司广州分公司 510655 摘要:越秀展览中心项目属体型复杂、不规则类型较多的大底盘多塔超限高层结构。本文主要针对超限高层建筑进行了结构弹性、弹塑性分析以及针对结构中出现的不规则类型进行了专项分析,通过合理的针对性较强的措施保证结构性能满足抗震设防性能目标的要求。关键词:复杂超限高层结构;抗震性能设计;动力弹塑性时程分析 1 工程概况本工程位于广州市越秀区,地上一到六层为集展览、会议、办公、商业等多种功能为一体的综合楼,七到十六层为两栋办公楼,三层地下室,结构高度约65米,见图1。结构使用年限为50年,建筑抗震设防类别为商业裙楼乙类、办公塔楼丙类,抗震设防烈度为7度,Ⅱ类场地,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.10g,特征周期0.35s。50年基本风压值为0.50 kN/m2。 图2 剖面示意图 2 结构体系及特点本工程结构体系采用框架-剪力墙结构,嵌固层设置在首层顶板面。中庭约48x54米大空间采用钢砼组合结构(详见《广州越秀展览中心项目大跨度结构设计》一文),其余裙楼及塔楼均采用钢筋混凝土梁板结构体系。本项目南北两栋办公塔楼均为常规的框架剪力墙结构,主要复杂及不规则类型集中在底下六层的大底盘裙楼。主要的不规则项有: (1)竖向构件不连续。塔楼部分框架柱不能落地,需在裙楼屋顶进行托换;原已建柱基础承载力不足,部分框架柱需要进行桁架转换。(2)楼板不连续。局部不利位置楼板有效宽度为典型楼板宽度的72%。(3)尺寸突变。本结构为大底盘多塔结构,在裙房屋顶层处(结构高度的48.8%高于20%),且竖向构件收进大于25%。(4)扭转不规则。根据《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》,本结构属于超限高层,须进行抗震设防专项审查。 3 结构性能目标设定及分析 3.1性能目标设定本工程的抗震设计在满足国家及地方规范的基础上,根据性能化抗震设计的概念进行设计。本工程房屋高度为A级高度,参考《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ 15-92-2013将其性能目标定位性能C级。性能目标C是指多遇地震下满足结构抗震性能水准1的要求,设防地震下满足性能水准3的要求,预估罕遇地震下满足性能水准4的要求。 3.2 多遇地震弹性分析本工程采用YJK和Midas软件进行多遇地震的对比分析,并根据《高层建筑混凝土结构技术规程》DBJ 15-92-2013规定,采用弹性时程分析法进行补充分析。两种软件的分析结果详见下表一,可得出以下结论:采用YJK和Midas两种不同力学模型的空间分析程序对结构进行弹性分析,两者吻合程度较好。表一

超限高层建筑抗震设计重点与难点

华东院周建龙总工讲超限高层建筑抗震设计重点与难点 编制依据 《建筑抗震设计规范》送审稿 《高层建筑混凝土结构技术规程》 (征求意见稿) 《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》 (建设部令第111号) 《上海市超限高层建筑设防管理实施细则》 (沪健 【2003】702号) 广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》 (jgj3‐2002)补充规定 江苏省《房屋建筑工程抗震设防审查细则》 《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》(建质【2006】220号) 《关于加强超限高层建筑抗震设防审查工作的建议》 (2007年工作会议) 《关于加强超限高层建筑工程抗震设防审查技术把关的建议》 (2009年2月6号) 《超限高层建筑抗震工程抗震设计指南》 (第二版吕西林主编) 超限的认定 《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》 建质【2006】220号 新抗震规范及高层混凝土结构规范推出后,其划分范围作相应调整 将大跨结构纳入审查 将市政工程纳入审查 CECS如与抗规及高规矛盾,以高规及抗规为主 上海工程还需满足《上海市超限高层建筑设防管理实施细则》 (沪建建【2003】702号) 计算分析总体要求 总体判断,根据受力特点建模 计算参数选取要合理 计算假定要符合实际受力 计算结果应进行分析判断 计算参数的选取 连梁的单元形式(杆单元或壳单元) 巨柱采用杆或壳单元 墙单元最大单元尺寸 楼板单元是否合理 阻尼比的选择 连梁刚度的折减 周期折减系数 最不利地震方向(正方形增加45°) 最不利风荷载方向 施工模拟的方式 嵌固端的选取 特殊构件的定义 足够的振型数量 是否考虑p‐△效应

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