巨型框架结构体系抗震研究综述.

46719 34715 32119 305 280 256 256 20115 24219 239 20711 180 17818 179 195 150115
9615
102
10112
67
20
46719 巨型钢框架结构
1994
378 巨型钢框架结构
1997
39111 钢筋混凝土巨型框架结构 1997
悬挂式; 组合 箱形 截面格 构柱 和桁 架 梁
每 6 层有 1 层 是空 旷的 大厅, 布置 一 道巨型梁, 子框架只布置 5 层 箱形截面格构柱, 第 15 层和第 26 层设 桁架梁 两组各 8 根钢柱( 4 根箱型截面柱, 4 根H 型截面柱) 巨柱, 在 9 层与 10 层, 17 层与 18 层, 以及 25 层三个位置仅在纵向设有 两片带有 X 形及人字形 支撑的巨型平 面桁架梁 钢管混凝土格构柱, 钢桁梁; 对角 双层 框架
2 理论研究现状 巨型框架结构是一种还未被国家设计规范正式列入的新型
高层结构体系, 由于其日益广泛的应用, 国内外越来越多的学者 开始对巨型框架体系进行了系统的分析和研究, 包括结构体系 的静、动力分析、结构隔振减振控制、结构抗震性能试验研究, 结 构设计等。
目前的抗震分析方法可分为确定性分析 方法( 求解结构 运动方程的反应谱 分析 方法 和时程 分析 方法) 、随机 分析方 法( 单随机分析方法和 复合 随机分 析方 法) 和基 于性 能的分 析方法( 如基于位 移的设 计方 法) 。 反应谱 法是 国内 外规范
1990
17818 巨型悬挂式钢框架结构
1985
109 巨型钢框架- 钢支撑
1997
20219
2007
带斜撑的巨型空间框架结构 带斜撑梁柱 组成 框架梁 柱; 设 置质 量 阻尼器减少风力振动 主楼为 4 层巨型框架
内部以钢筋和混凝 土加上排状的 钢柱 组成 平面呈三角形
高宽比为 7 的 长细 结构; 底层 为钢 筋 混凝土与钢结构, 高层为纯钢 结构, 格 构柱, 桁架梁, 设制振装置
钢管混凝土格构柱, 钢桁梁; 附加 悬吊 结构和减震装置
改建工程; 巨 型组 柱, 巨 型桁 架梁, 悬 挂式框架
悬挂式
改建工程; 巨 型柱 上部纯 钢箱 型截 面 柱, 中间为钢骨混凝土柱, 下部为 钢筋 混凝土柱; 巨型桁架梁
核心巨型墙、顶部巨型梁、带被动 型制 振装置的连柱, 共同抗震 现浇钢筋混凝土框 架形成的筒体 为巨 型柱, 现浇混凝土箱型截面巨梁
上海东方明珠塔
14
高雄 T&C 大厦
85
广州天王中心大厦
80
香港中银大厦
70
新加坡海外联合银行中心 66
美国匹兹堡钢铁大厦
64
大阪世界贸易中心
55
上海信息枢纽大楼
40
东京都府大厦
48
北京电视中心主楼
41
深圳国际金融大厦
54
东京 NEC 办公大楼
44
香港汇丰银行
44

上海证券大厦
27
深圳大中华国际交易广场中 42 央大厅
* 国家自然基金重点资助项目( 50808180) 。 第一作者: 贺飒飒, 女, 1981 年 11 月出生, 博士研究生。 E- mail: hesasa@ gmail. com 收稿日期: 2008- 08- 29
工业建筑 2009 年第 39 卷第 5 期 101
工程名称 台北 101 大楼
表 1 巨型 框架结构列表 Table 1 List of mega- frame structures
层数 建筑高度Pm 总高度Pm
结构形式
建成时间
备注
101
448
508 混合式巨型框架结构
2004 以井字形的巨型框架为主
上海环球金融中心
101
49119
492 巨型钢筋混凝土框架结构 2008 巨型柱、巨型斜撑以及带状桁架
综述
巨型框架结构体系抗震研究综述*
贺飒飒 余志武
( 中南大学土木建筑学院 , 长沙 410075)
摘 要: 综述巨型框架结构体系在国内外的工程应用情况, 以及该结构体系抗震性能理论分析方法 和试 验方法, 指出巨型框架结构体系抗震研究的方向。
关键词: 巨型框架结构; 巨型柱; 巨型梁
A REVIEW OF RESEARCH ON SEISMIC PERFORMANCE OF MEGA- FRAME STRUCTURE SYSTEMS
陈麟、张耀春等[5- 8] 以 具有实 际工 程意 义的 192 m 高的 巨型钢框架结构为研究 对象, 采用 ANSYS 有限元 程序, 系统 分析了地震波输入维数、二阶效应和阻 尼比对巨 型钢框架结 构时程分析的影响, 并建议完全对称的 结构也应 该考虑地震 波的三维输入; 进行 罕遇地 震下 的弹 塑性时 程分 析时, 必须 考虑二阶效的影响; 最好进行试算以确定阻尼 比的取值。
近年来, 巨型结 构体系 以其 结构 整体刚 度大、结 构传力 明确、结 构规则、施 工速度 快、稳 定性和 抗震性 能好等 优点, 越来越多地 应用于高 层和 超高层 建筑 之中。巨 型框 架结构 作为巨型结构体系中的一种基本类型, 是由柱距 较大的立体 桁架柱( 或巨大 的钢筋 混凝 土柱、钢管 混凝 土柱 ) 及桁 架梁 构成, 即通常所说的巨型柱和巨型梁。
时程分析方法通过给定一个确定的地 震作用时程 , 求解 结构动力学方程, 得到结构的确定性 响应。动力 学方程的数 值求解方法有很多, 如求解 线性 系统 的振型 叠加 法、中心差 分法, 求解线性系统和非线性系统动力 响应通用 的直接数值 积分法, 例 如 Newmark 法、Wilson- H 法、精 细 时 程 积分 法 等。 目 前 常 用 的 时 称 分 析 的 软 件 有: 大 型 有 限 元 通 用 软 件 ANSYS、平面结构弹塑性动力分析程序 Drain-2d+ 等。
东日本国铁公司大厦
28
南京电信局媒体综合楼
31
P&G 日本总公司技术中心 31
深圳香格里拉大酒店
33
日本神户 TC 大厦
26
中国光大银行长春分行
25
日本奇爱思大厦
22
NISSAY AROMA 广场
18
日本川崎医院 B 栋
15
美国明尼苏达州联邦储备银 13 行
日本兼松大厦
14
日本桥天河高层
20
唐山市国际会展中心展厅
结构采用巨型 钢框 架 体系, 由 8 根 巨 型柱和 6 层巨型梁组成, 层高 4 m
由 8 根/ 格构柱0 和 5 层 纵、横 向桁 架 梁组成悬挂体系 钢结构混凝土筒体
巨型钢框架
1997
14015 钢骨混凝土巨型框架
2000
13114 钢骨混凝土巨型框架
1993
11411 现浇钢筋混凝土巨型框架
陈淮等提出的巨型框架 - 次框桁架结构 体系[2] , 是在巨 型框架结构中的次框架 某些部 位增 加钢筋 混凝 土或 型钢斜 支撑来可以解决巨型结构的抗震不足问题, 通 过 ANSYS 有限 元程序进行了抗震动力时程分析。
朱杰江、吕西林用自行编制的高层 钢筋混凝 土结构弹塑 性时程分析程序对上海 环球金 融中 心进行 了弹 塑性 时程分 析[3] , 结果表明, 上海地震 波 SHW 2 产生的 结构反 应要比 El Centro 地震 波大得多。
解决大型线性离散结 构特 征问 题和动 力响 应的分 析方 法有 Rayleigh ) Ritz 法、子空 间迭代 法、截断 Lanczos 法、模态 综合法、模态叠加法和 Ritz 向 量直接 叠加法等 。经典的 R-R 是弹 性连续体力学近似解的最基本方法, 先构造一 个假设位 移场 , 该位移场必须 满足相 容性 和完备 性的 要求, 将整 个柔 性体的变形 场表 示 为位 移 场和 对应 广 义坐 标的 线 性组 合。 子结 构法是从工程设计应 用出 发提 出一种 高层 建筑结 构三 维直 接动力分析方法, 通过利用子结构 技术将高层 建筑结构 规模 庞大的空间整体分析 模型 沿垂 直方向 划分 成若干 个规 模相 对很小的竖向子结构, 从而最大限 度地降低了 三维动力 分析中整体结 构动 力平 衡方 程的 阶数。 模态 综合 法以 R-R 法为 基础, 通过模态 分析和 模态 截断技 术, 利用 系统中 各个 子结 构的模态, 综合 出系统 的整 个模态, 是 支持 利用有 限元 法解 决柔性多体问题的有力工具。
He Sasa Yu Zhiwu ( College of Civil Engineering , Central South University , Changsha 410075, China)
Abstract : The engineering application of mega- frame structure system, as well as the corresponding theoretical and experimental research methods for seismic performance are reviewed. The direction of further seismic research on these sorts of structures in future is also pointed out. Keywords : mega- frame structure; mega beam; mega column;
102
工业建筑 2009 年第 39 卷第 5 期
张耀 华、梁启智等[ 1] 针对频 率密集 主次复合 结构 体系, 提出了主次子结构的截断模态综合分 析方法, 利用 Kronecker 代数进行了频率密集的 三层巨 型框 架悬吊 体系 的非 平稳随 机地震反应分析, 这 是种很 有效 的简 化方法, 并 可以 减少计 算模型的维数。 212 时程分析法在巨型框架结构中的应用