风和地震下上海中心幕墙支撑结构与主结构协同分析

通过将幕墙支撑结构与主体结构整体建模,对风荷载及水平地震作用下幕墙支撑结构与主体结构相对竖向变形特性及其对支撑结构受力影响以及竖向地震作用下支撑结构竖向不均匀变形、内力及加速度反应及其对设计的影响进行了详细分析与研究,研究结果表明,在水平荷载作用下,主体结构与环梁竖向相对变形引起径向支撑的附加弯矩,通过设置滑动构造可减小弯矩保证支撑受力安全;在竖向地震作用下,幕墙系统将产生较大的不均匀变形对板块产生不利影响、吊杆产生较大附加轴力、环梁竖向加速度反应显著,设计时应对以上不利因素进行评估以保证幕墙系统在地震作用下的安全.     

上海中心大厦巨型悬挂式幕墙系统结构设计与思考

上海中心大厦外幕墙系统采用了分区悬挂的巨型柔性悬挂式幕墙支撑结构体系.该体系远离主体结构、几何造型扭曲、分区悬挂重量大、悬挂高度高、竖向支承刚度柔且不均匀,整个幕墙结构体系构成及传力较为特殊导致其与主体结构协同工作复杂,给结构设计带来许多前所未有的技术挑战.从方案到施工图设计过程,无论是结构体系还是节点构造均经历了多轮的反复论证分析与优化.尤其是采用整体模型协同分析,对水平和竖向荷载下幕墙支撑结构与主体结构协同工作性能、竖向地震反应、以及施工过程中幕墙支撑结构的受力特性等问题进行了深入地分析和研究.确保了工程建设的顺利实施,实际安装施工也验证了该结构设计的可靠性.上海中心幕墙支撑结构设计经历了艰辛的设计历程,其相关设计方法和成果是对现有高层建筑幕墙结构设计理念和方法的丰富和完善,同时也引发了对高层建筑复杂幕墙系统结构设计的新的思考.     

高层悬挂结构卸载分析与监测

高层悬挂结构因其悬挑跨度大、施工难度高,在采用顺向施工方法时需在悬挂结构下方设置临时支撑,待其与主体结构形成整体后再拆除临时支撑.临时支撑卸载过程较为关键,在此过程中结构受力体系会发生重大转换.为验证卸载技术的可靠性确保结构安全,以珠海仁恒滨海中心复杂高层悬挂结构为例,分别采用位移控制和支撑反力控制两种方法对其卸载过程进行了分析,并在卸载实施过程中选取关键构件的应力及关键点的竖向变形进行了跟踪监测.卸载分析与实测数据对比表明:以位移控制卸载和以支撑反力控制卸载对于刚度较大的本悬挂结构而言结果较为接近,且与实测结果总体相符;卸载完成后结构整体受力体系形成且趋于稳定.在此基础上,对悬挂结构卸载敏感性进行研究,通过对最不利支撑反力及支撑点变形进行分析,发现卸载过程中某一支撑点失效会导致其相邻支撑点反力、上部桁架的竖向变形及杆件应力发生较大变化,因此卸载过程中应采取有效措施以避免该类意外问题发生.     

施工过程对上海中心幕墙支撑结构的影响分析

通过对上海中心大厦幕墙支撑结构和主体结构的施工模拟分析,研究了幕墙支撑结构的变形预调值,并对主体结构变形引起的支撑结构附加内力进行了详细分析.研究表明,采用传统逐层找平的施工方法,施工完成后环梁与设计标高仍存在较大偏差,采用吊点预抬高和吊杆长度调整的措施对环梁标高进行预调整可保证幕墙的几何形态和安全使用;巨柱区间压缩量会引起幕墙支撑结构与主体结构楼面发生数值较大且分布规律复杂的竖向位移差,需通过施工模拟方法对幕墙支撑结构与主体结构间的滑动节点在主体压缩下的滑动行程进行确定,同时巨柱压缩也会引起径向支撑较大的附加弯矩,最大附加弯矩应力比达到0.3,其对幕墙支撑结构安全的影响不容忽视.     

某超高层建筑幕墙结构与主体结构动力相互作用机理研究

通过对幕墙支撑结构与主体结构整体模型进行分析,对某600m以上采用柔性悬挂式幕墙支撑结构系统的超高层建筑的地震反应进行了分析,将分析结果与主体结构单独模型分析结果进行了对比,对比分析表明,分段悬挂的幕墙支撑结构的动力特性对主体结构的地震反应存在较大的影响,两者之间存在较强的相互作用,并对两者相互作用的机理进行了研究。     

高层大跨度连体结构选型及受力性态研究

对高层大跨度连体结构的连体部分进行了结构选型分析,比较了空腹式、上承式、下承式和斜拉式等四种桁架布置形式的连体竖向刚度和结构竖向规则性,研究了上述四种连体结构布置形式下的构件内力分布和楼板应力,分析结果表明斜拉式桁架具备较好的竖向刚度,结构竖向规则性较优,且构件内力和楼板应力分布较为均匀.对高层连体结构的竖向地震作用进行了研究,结果表明大跨度连接体的竖向地震响应较大,在高烈度场地必须重视其对连体受力影响.     

高强钢组合K形偏心支撑框架抗震性能影响参数分析(Ⅱ)

为研究不同参数对高强钢组合K形偏心支撑框架结构在罕遇地震作用下的受力和变形能力的影响,以耗能梁段腹板高厚比、结构高跨比以及支撑布置形式为参数,对高强钢组合K形偏心支撑框架结构(耗能梁段为Q345钢,框架梁柱及支撑为Q460钢)进行了动力时程分析。分别研究了各参数对结构周期、层间位移角和楼层剪力、耗能梁段受力及变形的影响。研究表明:耗能梁段腹板高厚比取为34.5～52.0较为合理;高跨比H/L_1取为0.5～0.7并适当增大无支撑跨高跨比H/L_2,可减小结构层间位移角和耗能梁段变形,使各框架柱受力更均匀;支撑沿竖向连续布置时,结构内力比支撑沿竖向错列、均匀布置时更均匀,支撑宜尽量沿同跨竖向连续布置,且各支撑跨水平方向不宜太分散。     

考虑不均匀沉降的大跨网架结构地震反应分析

针对不均匀沉降对大跨网架结构地震反应的不利影响,提出在柱顶设置不同隔震支座以减小不均匀沉降下结构的地震反应.建立大跨网架结构数值模型,进行模态分析,对比其动力特性.耦合不均匀沉降与地震作用,数值分析得到未发生不均匀沉降和发生不均匀沉降的三种结构在水平地震和竖向地震作用下的动力反应.结果表明,不均匀沉降导致结构发生内力重分布,使不同类型的杆件有大小不同的附加应力;不均匀沉降增大了网架结构的地震反应,也降低了隔震效果;三维隔震支座的竖向刚度较小,能够适应不均匀沉降带来的竖向变形,且对竖向地震作用的隔震效果显著,在发生不均匀沉降时仍具有一定隔震效果,而水平隔震支座则没有.     

考虑主体结构的上海中心大厦幕墙地震响应分析

摘要： 在综合考虑上海中心大厦主体结构与其幕墙结构之间相互影响的基础上,建立了大厦工程的全尺度有限元模型,分析了大厦的低阶模态,并分析了多遇地震工况和罕遇地震工况条件下幕墙加速度放大系数、幕墙层间位移角和幕墙支撑结构应力的分布情况.结果表明,大厦幕墙结构具有较好的抗震性能,符合抗震设防目标.
关键词： 幕墙; 主体结构; 超高层建筑; 抗震性能
中图分类号： TU 311文献标志码： A     

框支网格式轻质墙板结构受力性能及抗震设计

基于框支网格式轻质墙板结构抗震性能试验,量化分析结构受力性能,并提出抗震设计建议.洞口侧构造柱的设置弥补了开洞造成的强度衰减,有利于提升墙体的安全储备能力,但加重了墙体后期破坏程度,同时降低其修复能力.斜交肋格的构造形式改变传力途径,使得墙体强度退化趋于均匀,结构具有更好的变形恢复能力,且明显减小墙体的破坏程度,但是整体安全储备能力改善不大.在工程设计方面,建议转换层初始刚度比取值范围大致在1．3~1．6,由于受力过程中结构转换层刚度比衰减较明显,在设计时初始刚度比可适当高些.结构在各个受力阶段的层间位移和层间转角值均在安全界限值以内,进一步说明结构具有较高的抗倒塌能力,耗能减震性能良好.     

建筑幕墙地震作用机理及多模式再现试验方法

分析了建筑玻璃幕墙受到由主体结构传来的楼层加速度、层间位移变形等地震作用机理,提出了应用模拟地震振动台再现多维地震作用的多模式加载试验方法.针对某吊挂式玻璃幕墙支承结构特点,设计和制作了安装在振动台上的多模式加载装置,实现对该玻璃幕墙的多维加速度动力加载、平面内相对位移及吊杆内力的多模式加载,验证了该方法的有效性和可行性.最后,对应用混合模拟方法研究建筑玻璃幕墙抗震性能进行了探讨.     

Seep/w在坝基墙幕结合防渗体系结构优化中的应用

在墙幕结合的防渗体系中,上部防渗墙和下部帷幕灌浆的结构尺寸大多是凭经验取得的.文章主要从工程防渗效果及安全性、经济性等方面出发,应用渗流有限元数值模拟软件Seep/w,采用图解最大梯度法,对墙接幕防渗体系的结构尺寸进行优化,得出既能满足防渗要求,又能确保工程安全、经济的最优化深度.     

填充墙钢筋混凝土框架结构简化分析模型及抗震性能系数研究

对结构进行动力和静力分析时,构件单元和模型的准确性将直接影响到分析结果。为在建立填充墙钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架简化模型时选择合适的单轴材料与简化模型,使用OpenSees基于三种单轴材料与四种填充墙简化模型结合填充墙RC框架试验对模型的准确性与适用性进行了对比分析。根据对比结果建立填充墙RC框架结构模型,采用Pushover方法对结构进行了整体抗震性能系数的分析。结果表明：Hysteretic材料可以准确地模拟滞回曲线的形状及峰值承载力;单撑杆模型对填充墙的峰值承载力、割线刚度、残余变形模拟较准确;五撑杆模型对对填充墙的峰值承载力与初始刚度模拟较准确;满布布置的填充墙可增大RC框架结构的整体抗震性能系数,底层不布置填充墙会明显导致结构整体抗震性能系数的降低。因此,仅研究填充墙平面内问题时选用单撑杆模型即可,在设计时要考虑填充墙的布置,避免出现底部薄弱层而影响整个结构安全。     

考虑收缩徐变的施工期大跨砼结构内力分析

针对施工期钢筋混凝土大跨结构的安全问题,结合工程实例,获取了考虑收缩徐变和未考虑收缩徐变时施工期内力和变形的时变规律。研究表明:当采用二层支模时,第二层梁的内力和变形在拆模阶段将发生突变,对结构造成不可忽略的影响。     

钢筋混凝土摩擦耗能支撑加固既有框架结构的研究

为了研究用钢筋混凝土摩擦耗能支撑对既有框架结构加固后的抗震性能,利用ETABS软件模拟既有框架结构加固前和加固后的模型。对比了两个模型的层间位移角、剪重比以及内力变化。通过研究表明:增设耗能支撑的加固措施,不仅能有效地改善既有框架结构的抗侧刚度,而且在罕遇地震作用下还能提供很好的耗能减震性能,从而使既有框架结构加固后具有足够的抗震安全储备实现其抗震设防目标。     

单层正交索网结构有限分析计算方法及实验研究

建立了幕墙正交索网结构的计算力学模型,研究单层索网在网点分配荷载及预张力作用下的平衡方程、位移协调和变形体位能驻值方程,构成多变元的非线性耦合方程组。采用有限分析法将非线性耦合方程组解耦,寻求局部解析解再转化为全局数值解。设计小尺度实际模型在多点荷载作用下的内力和变形的实验。最后给出相关算例。     

深大基坑环梁支护结构特性的有限元分析

环形拱梁支护结构以受力性能合理、挖土工期短,基坑变形时效控制显著等诸多优点而广泛应用于大面积深基坑工程.以中山市某圆环支撑深基坑工程为背景,基于连续介质有限元法,对环梁支护体系的结构特性进行了系统的三维数值模拟分析,主要研究了环梁刚度、直径、地下连续墙厚度及土体弹性模量对支护结构变形及内力的影响,得出了一些有益的结论,可为今后类似工程设计提供参考.