多塔楼高层建筑连廊结构的柔性连接设计及试验研究

本文提出了高层建筑多塔楼连廊结构采用柔性连接方式,并进行了结构抗震分析和模拟地震振动台试验研究。计算和试验结果表明连廊采取柔性连接后,结构在连廊连接处的受力状况得到改善,结构的基底剪力明显减小,柔性连接有一定的耗能能力,提高了建筑物的抗震性能。     

核筒悬挂结构三道抗震防线时程分析设计方法

提出了高层建筑核筒式悬挂结构三道抗震防线的时程分析设计计算方法,并编制了相应的计算程序Hangsys。计算结果与核筒悬挂结构模拟地震振动台试验的结果符合较好。因此,核筒悬挂结构完全可以通过精心设计使该类结构具有多道抗震防线,使悬挂结构既具有安全性又具有适用性。     

高层建筑振动周期计算可靠性分析

高层建筑振动周期计算是，高层建筑结构抗震设计的主要计算内容之一，文中论述了高层建筑结构振动周期计算的可靠性，并用具体数值算例研究了计算模型和结构参数随机变化高层建筑振动周期计算可靠性和频谱变化的影响。     

高位转换框支剪力墙高层建筑抗震性能研究

本文通过对一个1：25比例的高位转换框支剪力墙结构高层建筑模型的模拟地震振动台试验,分析研究了高位转换高层建筑的自振特性、阻尼比、地震反应特征、破坏形态和破坏机理。应用三维有限元程序对结构的抗震性能进行了深入探讨,试验与计算值符合较好。成果可供高位转换结构设计和编制有关规程时参考。     

FRP加固混凝土连续梁桥抗震混合试验研究

本文对某钢筋混凝土连续梁桥利用FRP布进行了塑性铰抗震加固,并通过不同地震作用下的整体结构抗震混合试验,研究了该桥梁结构利用FRP抗震加固的效果。试验主要利用子结构试验方法,将未加固和FRP加固后的桥墩作为试验单元,进行实际物理试验加载,而将其他部分作为计算单元在有限元软件Open Sees内建模,通过集成协调,实现整体结构的抗震试验。试验结果表明,使用FRP加固能够有效改善桥梁的抗震性能。     

桩土共同作用下桩长对结构抗震性能影响分析

桩基础是松软深厚地基上高层建筑的主要基础形式,其长度直接影响高层建筑的抗震性能。尽管桩基础有较广的应用范围,但桩长与结构整体抗震性能的相关性研究还颇为少见。根据上海某高层建筑地基基础结构数据建立软土地基上桩基础高层建筑平面动力有限元计算模型,以横观各向同性材料模拟软土地基,弹性阻尼人工边界模拟地基半无限体,薄膜单元模拟桩土间接触滑移性能,并考虑桩-土-结构共同作用,采用上海地铁某车站地震监测数据作为地震波输入,在其他条件不变的情况下选择各种桩长进行计算,根据计算结果分析讨论在该模型条件下桩长选择对上部结构以及桩基础整体抗震性能的影响,提出优化方案。     

民用高层建筑多层钢-混凝土结构抗震性能分析

针对民用高层建筑的多层钢-混凝土结构的抗震分析存在缩尺效应、环境限制等问题,本文基于纤维模型理论并采用PERFROM-3D软件建立有限元模型,给出大型混合结构的弹性动力时程分析和阻尼计算方程,并给出了一个17层的民用高层建筑算例。针对算例中的混合结构体,采用El-Centro地震动,输入不同的地震动模拟实际情况,探索不同地震工况对此类结构的影响,并给出该结构的抗震性能分析以及应对方法,具有较强的实践意义。     

超限高层建筑结构基于性能抗震设计的研究

主要比较分析了超限高层建筑中基于性能抗震设计方法与常规抗震设计方法,并就目前我国的超限高层建筑结构的特点,详细的分析了超限高层结构基于性能抗震设计中的抗震性能水准以及性能目标的组成,希望能够为我国超限高层建筑的性能抗震设计有些帮助。     

模糊综合评判在高层建筑结构地震作用下的应用

应用模糊数学原理,将我国现行建筑抗震设计规范(GB 50011-2001)划分场地类别的依据模糊化,用正态分布作为等效剪切波速与覆盖层厚度的隶属函数,对不同场地条件特征周期值进行模糊综合评判,给出了高层建筑结构地震作用计算步骤。结果表明,模糊综合评判方法使得建筑抗震设计中的设计反应谱更符合实际,高层建筑结构地震作用的计算更为准确。     

基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究

由于承重结构构件分布不均匀,导致高层建筑框架承重构件间的距离不相等。在地震时,这种不规则分布可能引起加速度共振效应,从而导致建筑失稳。为此,以地震动强度、地震动速度峰值、最大层间位移角为参数指标,分析高层建筑的极限状态,提出基于增量动力地震易损性分析的高层结构抗震加固研究。以某实际工程为试验对象,运用ABAQUS软件构造高层建筑框架结构三维模型,选取多条地震波以及符合场地条件的地震动记录进行验证,绘制地震易损性曲线。结果表明:在高层建筑框架结构中安装阻尼器,可增强结构中各构件的承载力,改善高层建筑抗震性能;增加钢板厚度可提高结构抗震水平,降低极限状态下框架结构IO、LS与CP的超越概率;提高混凝土强度,可改善框架结构抗倒塌性能。高层结构完成抗震加固后,抗震能力由0.91提升至1.01。由此证明,以增量动力分析得到的结构易损性为基础,对建筑易损性较大的地方进行加固、完善,能够改善高层建筑框架结构地震易损性,减少地震灾害损失。     

高层钢结构基于均匀损伤设计的整体抗震能力提高方法

本文主要研究如何通过合理设计来提高高层钢结构的整体抗震能力。首先,给出了高层钢结构的非线性计算模型;其次,建立了高层钢结构在强地震动作用下的倒塌失效模式的极限状态判别准则;然后,通过模态pushover分析,研究了高层钢结构在水平地震作用下的损伤规律;最后,重点研究了高层钢结构的整体抗震能力的提高方法,提出了均匀损伤的设计方法,该方法通过消除结构的薄弱层,来达到提高高层钢结构的整体抗震能力的目的。通过对两栋20层的高层钢框架结构进行极限时程分析和极限pushover分析,验证了文中提出的均匀损伤的设计方法的可行性。本文的工作可为高层钢结构的抗地震倒塌设计提供参考依据。     

矩形高层建筑扭转动力风荷载解析模型

本文通过研究不同长宽比、高宽比的矩形棱柱体在边界层风洞中典型攻角下的扭矩，提出了矩形高层建筑扭矩功率谱密度、均方根扭矩系数和Strouhal数的经验公式，并对相干函数作了一定的探讨，建立了完整的扭转动力风荷载解析模型。该模型和试验结果吻合较好，证明它是合理有效的，可在此基础上建立高层建筑扭转动力响应频域计算方法。     

Viscoelastic coupling dampers (VCDs) for enhanced wind and seismic performance of high‐rise buildings

As high‐rise buildings are built taller and more slender, their dynamic behavior becomes an increasingly critical design consideration. Wind‐induced vibrations cause an increase in the lateral wind design loads, but more importantly, they can be perceived by building occupants, creating levels of discomfort ranging from minor annoyance to severe motion sickness. The current techniques to address wind vibration perception include stiffening the lateral load‐resisting system, adding mass to the building, reducing the number of stories, or incorporating a vibration absorber at the top of the building; each solution has significant economic consequences for builders. Significant distributed damage is also expected in tall buildings under severe seismic loading, as a result of the ductile seismic design philosophy that is widely used for such structures. In this paper, the viscoelastic coupling damper (VCD) that was developed at the University of Toronto to increase the level of inherent damping of tall coupled shear wall buildings to control wind‐induced and earthquake‐induced dynamic vibrations is introduced. Damping is provided by incorporating VCDs in lieu of coupling beams in common structural configurations and therefore does not occupy any valuable architectural space, while mitigating building tenant vibration perception problems and reducing both the wind and earthquake responses of the structure. This paper provides an overview of this newly proposed system, its development, and its performance benefits as well as the overall seismic and wind design philosophy that it encompasses. Two tall building case studies incorporating VCDs are presented to demonstrate how the system results in more efficient designs. In the examples that are presented, the focus is on the wind and moderate earthquake responses that often govern the design of such tall slender structures while reference is made to other studies where the response of the system under severe seismic loading conditions is examined in more detail and where results from tests conducted on the viscoelastic material and the VCDs in full‐scale are presented. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

高层钢结构地震失效模式控制的失效路径修正法

本文主要研究高层钢框架结构的地震失效模式及其控制方法。首先,给出了高层钢结构的地震失效模式的分析方法;其次,提出了根据结构的失效路径来加强构件对高层钢结构的地震失效模式进行控制的方法;然后,提出了结构整体抗震能力的分析方法以及分别相应于设计能力和屈服能力的能力储备分析方法;最后,通过对一座15层的钢框架结构进行典型地震动下的极限时程分析和极限pushover分析,得到高层钢框架结构的失效模式和整体抗震能力以及相应于最弱失效模式的能力储备,并验证了本文中地震失效模式控制方法的有效性。本文的研究表明,高层钢结构的地震失效模式控制可以采用结构失效路径修正(薄弱构件加强)来实现。     

北京机场新塔台结构模拟地震作用试验研究

本文对首都机场新塔台钢筋混凝土筒-钢框架组合结构缩尺模型进行了模拟地震振动台试验研究,分析了高耸塔台结构的地震反应和破坏特征,并对这种下部为混凝土筒体,上部为钢框架结构的锚固连接及钢榧架结构层间位移控制进行了探讨,为提出这类钢-混凝土组合结构体系抗震计算模型和设计理论提供了试验依据。     

应用5种被动动力减振器时高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制优化设计的统一公式

目的是建立5种被动的动力减振器对长宽比较大的高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制优化设计的统一方法。文中,在建立了5种被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制统一的方程的基础上,导出了被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应控制效果最优等效阻尼比和被动动力减振器最优设计参数的基本公式。通过工程实例的计算与分析,本文比较了5种被动动力减振器对高层建筑侧移-扭转脉动风振反应的控制效果,讨论了动力减振器在楼层上设置位置对动力减振器最优设计参数和控制效果的影响,得到了2个有工程价值的重要结论。     

高层建筑结构抗震设计中鞭梢效应的分析

将钢筋混凝土结构离散为能模拟梁、柱、墙抗震性能的单元，采用串并联刚片系振动模型，体现空间各构件的协同工作，采用改进的Wilson-θ法。对鞭梢效应在高层建筑结构抗震中的影响作详细分析，做到合理利用鞭梢效应，从而可以解决高层建筑物中层间位移起决定性作用的问题，达到合理、经济的效果。     

Recent progress of seismic research on tall buildings in China Mainland

As a result of rapid economic growth and urbanization in the past two decades,many tall buildings have been constructed in China Mainland,offering researchers and practitioners an excellent opportunity for research and practice in the field of structural engineering. This paper reviews progress by researchers throughout China Mainland on the seismic research of tall buildings,focusing on three major topics that impact the seismic performance of tall buildings. These are:(1) new types of steel-concrete composite structural members such as steel-concrete composite shear walls and columns,(2) earthquake resilient shear wall structures such as shear walls with replaceable structural components,self-centering shear walls and rocking walls,and(3) performance-based seismic design,including seismic performance index,performance level and design method. The paper concludes by presenting future research needs and directions in this field.     

新型超高层节能建筑抗风研究

在大气边界层风洞进行了"珠江城"商务写字楼大比例尺(1:150)模型风洞试验,通过对风洞试验数据分析,获得了基础等效静风荷载及结构顶部风致加速度响应。并将其结果与其它较小比例尺的两个风洞试验结果相对比,分析了模型几何缩尺比、周边建筑及平均风剖面对试验结果的影响。获得的结果可以为此结构设计提供风荷载,同时也为其他建筑的抗风设计和风洞实验提供技术参考。