中文核心期刊 中国科技核心期刊 (中国科技论文统计源期刊) 中国科协建筑科学领域高质量科技期刊 《中国学术期刊文摘》收录期刊 RCCSE中国核心学术期刊(A) 中国学术期刊网络出版总库 万方数据知识服务平台 维普中文科技期刊数据库 超星期刊“域出版”平台 JST日本科学技术振兴机构数据库(日) 科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告 中国期刊方阵“双效”期刊 建设部优秀科技期刊
超高层建筑在地震和风荷载等水平作用下容易产生较大侧向变形，如何提高侧向刚度减小有害侧向变形是超高层建筑设计中的重点问题。基于伸臂桁架和环桁架构建的加强层抗侧作用效果显著，可以减小主体结构在侧向力作用下的变形，平衡部分倾覆力矩。结合高度为300m的深圳中州控股金融中心工程设计，对加强层沿高度方向布置进行了比选，分析对比了不同加强层方案对结构变形和刚度的影响，考察了不同位置加强层的贡献率。采用SAUSG和ABAQUS软件补充罕遇地震下有限元非线性分析，考察了不同加强层方案下主体结构主要构件损伤与性能，验证了加强层方案的合理性。
为系统解决超高层建筑核心筒收进引发的结构设计关键问题，结合建筑功能需求、形态美学目标及结构体系优化诉求，明确不同核心筒收进方式的工程适用性，为超高层结构核心筒收进方案的科学化选型提供理论与实践支撑。以373.8m高的西安万达1#地块项目为工程实例，聚焦斜墙收进与翼墙收进两种典型方式，从结构重力荷载传递特性、抗震性能指标、建筑空间使用效率及经济性等多个维度，采用工程实证分析与多指标量化对比方法开展专项研究。结果表明，经合理设计，两种方案均可具备可靠的竖向承载能力与抗震性能。其中，斜墙收进方案传力路径直接，但需妥善处理水平分力影响;该方案虽会降低斜墙区域的空间利用效率，却能保障下部楼层的空间使用效率。翼墙收进方案虽无水平分力相关问题，但收进位置易出现刚度突变，需通过专项构造措施规避，且会造成下部楼层有效使用面积缩减。综合结构性能、建筑空间使用效率及材料成本控制需求等多方面因素，西安万达1#地块项目最终选用斜墙收进方案。
某320m超高层连体建筑，由于存在立面复杂、斜柱多、柱位限制规则多、各层平面轮廓无一相同等特点，给外框结构模型的准确、高效建立带来了诸多挑战。在此背景下，研究了外框结构参数化生成技术，具体包括建筑模型的数据预处理、柱位的算法优化、楼面梁的规则化等，并基于Rhino软件的Grasshopper(GH)参数化设计平台及自主研发的外框柱位置优化程序Col PosOpt，建立了包括外框柱、外框梁、封边梁、次梁等构件在内的成套外框结构参数化自动建模技术，并应用在该连体建筑上。结果表明，该成套技术可有效解决复杂外框高层结构的建模痛点、显著提高设计分析的效率和精确度。
某超高层建筑总高度192m，采用斜撑框架-核心筒结构体系，并在中高区避难层设置伸臂桁架和环带桁架作为加强层，高区体型收进部位采用搭接块转换方案。与传统混凝土框架-核心筒结构体系设计不同，工程创新性地在建筑两侧山墙位置的框架柱之间增设钢斜撑，既满足了建筑的使用功能，同时其作为结构的抗侧力构件，又能够在不增加结构自重的前提下有效地提高结构的抗侧刚度。针对钢斜撑、搭接块等关键部位，通过对结构体系对比、传力路径、内力等进行了深入的研究分析，并根据分析结果采取设置内置型钢和增大配筋率等加强措施，从而保证整体结构的安全性、合理性。
为提升广州某超高层建筑(主体高度284.4m，属超B级高度)的结构刚度并协调其两向动力特性，针对其钢管混凝土框架-混凝土核心筒混合结构体系及Y向高宽比达17.9的特点，开展了结构方案设计与分析论证。通过多轮方案比选，加强层采用3道不封闭腰桁架结合1道封闭腰桁架的结构方案。为全面验证结构性能，进行了整体弹性计算、弹性时程分析、性能化设计验算以及罕遇地震下的弹塑性时程分析，并对斜柱及其关键节点进行了专项有限元分析。此外，依据实际施工顺序完成了施工模拟分析，以精确考虑收缩、徐变等长期荷载效应。结果表明，该结构体系各项指标均满足规范与预设性能目标要求，在罕遇地震下具备良好的弹塑性变形能力;所提加强层方案有效提升了结构整体刚度与两向动力协调性，通过系统分析与专项验算表明了结构安全可靠。
广州某超高层塔楼采用钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系，针对某超高层塔楼两向刚度需求差异较大的特点，选取结构的位移角、周期比和刚重比作为控制因素，对加强层布置的数量、位置和形式进行敏感性分析。通过方案比选，加强层采用三道不封闭腰桁架结合一道封闭腰桁架的结构方案，其加强效率及对整体指标控制符合设计预期。通过对加强层竖向构件受力情况统计分析，不封闭腰桁架加强层同样存在虚拟伸臂效应，核心筒和外框柱共同受力。结合腰桁架加强层的受力特点，对相关的竖向构件、水平构件、端部节点及楼板进行相应分析，提出对相关构件采取针对性的加强措施，保证加强层结构构件可满足承载力和性能目标的要求。单向不封闭腰桁架加强层方案可避免水平伸臂与核心筒之间复杂的构造连接，对结构内力突变与刚度突变的影响较小，可为类似工程提供参考。
济南某超限高层建筑体型复杂，存在扭转不规则、楼板不连续、尺寸突变、构件间断及局部不规则等不规则项，属于特别不规则结构，采用框架-剪力墙体系。两侧塔楼通过一道大跨弧形连接体相连，构成非对称双塔连体结构。结构抗震设计采用性能化设计方法，依据结构重要性设定不同抗震性能目标，对结构开展两种不同力学模型的小震弹性对比分析、中震验算及大震作用下的弹塑性时程分析。结果表明，通过多软件计算分析与针对性加强措施，结构可实现既定性能目标，保障结构安全及抗震性能。同时，对大跨弧形刚性连接体进行全面分析，重点研究大震弹塑性时程下的结构内力、超长不规则结构楼板应力及桁架与主体结构的连接节点，确保结构安全可靠。最后，针对工程中的斜柱，重点完成斜柱的内力分析、节点分析及与斜柱相连的楼面梁板受力分析。
项目结构高度195.8m，在130.9m高位存在塔楼外立面Y向不对称收进。为解决由此带来的竖向传力不连续的高位转换难题，设计中采用了创新性的结构转换方案。在立面及核心筒收进处局部增设框支柱，并设置两跨连续转换梁，形成高效且稳固的梁式转换体系。与传统的桁架转换方案相比，梁式转换体系优势显著。转换层刚度变化更平缓，有效减少刚度突变，提升了结构整体抗震性能;节约了用钢量，降低了建造成本;节点构造更简洁，大幅降低施工难度，提高施工质量。结果表明，针对此类立面高位不对称收进的超高层建筑，采用局部增设框支柱与连续转换梁的组合方案，能在结构安全、经济成本与施工便利性之间取得优异平衡。
根据建筑方案要求，结构柱网在平面和竖向随机布置，柱长细比普遍大于150，楼面在空间上由若干斜板和平板组成。钢结构空间楼面系统+摇摆柱+抗侧力子结构体系为国内创新结构体系。楼面系统作为空间结构组成部分，不但承担竖向荷载还参与抵抗地震作用。针对空间楼面系统受力特点，提出了一套完整的分析设计方法，首先建立了楼面系统承载力、变形控制指标和设计准则，通过一系列分析步骤，使空间楼面系统在楼面竖向荷载和水平荷载作用下，具备足够的承载力、刚度、稳定性和舒适度。采用了拆除构件法对结构进行了抗连续倒塌分析。选取典型连接节点，通过多尺度建模分析技术对节点进行了有限元分析，验证了连接节点设计和构造的合理性、安全性。通过模拟地震振动台试验验证了本工程所采用的抗震设计方法、计算理论和采用的力学模型的正确性。
本工程为框架-边筒双塔连体结构，建筑高度为99.5m，两座塔楼在顶部通过东西方向跨度32m的连接体连接。连体层楼盖向南、北两侧分别悬挑9、8.4m。结构存在尺寸突变、构件间断和个别构件转换等不规则项，属于规则性超限的高层建筑。简要介绍了项目整体情况，重点介绍了连体方案的选择、连接体对筒体偏置的影响、大悬挑楼盖、复杂节点和楼盖振动舒适度等关键问题的分析，采用基于性能的抗震设计方法进行了构件承载力设计。结果表明:由顶部连接体连接形成的双塔连体结构能够有效降低筒体偏置造成的扭转效应，连接体一定程度上平衡了因筒体偏置造成的外倾效应;各类构件、复杂节点和楼盖舒适度满足预定的性能要求，结构整体能够实现C级性能目标。基于连体方案、筒体偏置、大悬挑楼盖和复杂节点等分析内容，针对连体层的构件、大悬挑楼盖和复杂节点等提出了针对性的加强措施，有效保证了结构抗震性能的实现。
金凤产业园(虎溪园)二期项目1#楼为两栋塔楼组成的连体结构，塔楼最大结构高度为92.4m，存在多处不规则，在78.4m处通过跨度99.8m的钢连廊连接。下部两栋塔楼主体为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，钢连廊为钢桁架结构。介绍了钢连廊与下部主体结构的弱连接形式和采用该连接形式的意义。结合结构超限情况，采取了针对性的加强措施。采用YJK和ETABS对下部混凝土结构进行弹性分析，采用SAUSAGE对整体模型进行弹塑性时程分析。采用MIDAS Gen和3D3S对顶部钢连廊进行了双模型对比分析，采用板单元对钢连廊关键节点建模，并进行多尺度模型分析，对大跨度钢连廊进行考虑行人荷载的舒适度分析，并进行了减振设计。结果表明，两种软件对结构的分析结果基本一致，结构整体抗震性能良好，各类结构构件能达到预设的性能目标，地震作用下钢连廊对两栋塔楼影响较小，钢连廊关键节点设计合理，满足受力要求。
以太阳酒店项目为研究主体，介绍了大直径空心球体高层钢结构的结构布置特征，通过对无支撑模型、8道支撑模型、12道支撑模型3种不同支撑布置形式与数量的结构模型进行有限元计算分析，结合各楼层内外环梁的内力变化趋势，得出了该特殊复杂空间结构的竖向传力特性与环向变形特点;在此基础上，分析了其圆环形楼板面内应力，得出该应力主要由结构竖向荷载导致的外鼓变形造成，进而确定了适用于该结构各分析阶段应考虑的楼板刚度作用，并对楼板的实际应力水平进行了计算分析。结果表明:采用设置应力释放带和楼板诱导缝的针对性措施，不仅可以释放空心球体结构在施工阶段产生的过高的楼板拉应力、降低使用阶段大直径圆环形楼板的温度应力、改善楼板的开裂问题，而且能使大直径空心球体高层钢结构的环向传力更加明确，避免因采用不合理的楼板刚度分析模型导致的结构整体安全问题。
重庆某邮轮港综合体项目由6个云塔楼、5个连桥以及大底盘裙房构成，通过设置两道防震缝分解为三个独立抗震单元，每个单元均由“大底盘双塔+弱连接连桥”构成。其中云塔楼为钢框架-混凝土剪力墙结构，连桥由4个钢桁架和1个悬索桥构成。以3#～4#云大底盘双塔及3#云塔楼为重点，阐述悬挑+转换+跃层云塔楼结构楼面桁架的布置难点，以及设计过程中如何解决多塔周期比、层间刚度比、承载力比、巨柱设计、楼盖设计、节点设计等难题。结果表明:与核心筒角部相连的转换桁架应优先采用正交布置，以保证施工可靠性;长悬挑多塔模型的周期比相较于单塔模型更为敏感，弱化周边区域荷载是解决问题的关键;跃层结构的层间刚度比及层间承载力比需注重并层数据处理，避免薄弱层误判;圆钢管柱的防连续倒塌设计可采用偶然荷载法结合直接分析法验算;悬挑转换结构楼盖设计应考虑施工次序的优化，设置后浇块，降低楼盖拉应力。
上海南翔印象城平面尺寸达280m×200m，地面以上通过设置防震缝将建筑切分为4个独立单体，各单体均采用钢筋混凝土框架结构体系。分析了桩基施工后建筑方案调整带来的基础设计需求转变及原桩基方案的设计抗浮能力，采取多种措施挖掘和利用桩基的抗浮潜能，解决了施工现场难以补桩的难题。论述了玻璃盒子、屋顶跑道、大跨钢结构等特色钢结构的关键设计问题，在确保结构安全的前提下最大程度实现建筑师的设计需求。目前项目已建成，运营良好，验证了以上几个关键问题的结构解决方案的可行性。
贵阳某大型商业建筑为平面和竖向均不规则的复杂超限高层建筑，结构平面尺寸约为235m×159m，同时存在扭转不规则、楼板不连续、竖向构件不连续等超限项。结合项目特点介绍了结构基础选型;针对抗震不规则，从概念设计、计算分析、抗震构造等几个方面采取了优化结构布置、加强计算校核、提高抗震等级等措施，采用性能化设计以确保结构达到预定的抗震性能目标。对工程中重难点如结构超长、大跨人行连桥、室内110m长悬挂螺旋天梯、V形巨柱等进行了深入分析研究，提出了合理的解决方案，包括连桥设置调谐质量阻尼器有效改善舒适度、采用多道支撑结构保证螺旋天梯的整体稳定、通过防倒塌分析确保V形巨柱的结构安全等，并通过工程实践验证了设计的可行性和可靠性。
为评估双塔连廊式高层建筑在火灾下的建筑安全与人员疏散能力，基于FDS软件建立某双塔连廊式高层建筑的火灾模型，并采用实际灾情结果与文献数据对模型进行验证;将模拟得到的温度-时间、能见度-时间与CO浓度-时间曲线引入Building EXODUS软件，进行火灾下建筑人员疏散模拟，总结火灾下双塔连廊式高层建筑人员疏散特点;结合工程实践提出的建筑防火与疏散改善措施，对火灾下人员疏散性能进行了评价。结果表明，采用FDS软件与Building EXODUS软件建立的火灾分析模型和人员疏散模型可有效模拟双塔连廊式高层建筑的火势发展、烟雾蔓延与人员疏散过程;火灾下双塔连廊式高层建筑人员疏散中，建筑出入口、竖向通道及着火层上部区域易产生人员拥挤;采用智能化消防系统可提高消防设施性能，使火灾下建筑人员疏散用时降低17%，可以有效提升建筑疏散性能，为人员疏散增加安全储备时间。
为了解决湿陷性黄土易发生土层变形、沉降等问题，通过室内长短桩黄土复合地基模型试验，对比了不同风积沙掺量时长短桩复合地基的承载性能差异，分析了风积沙掺量对长短桩复合地基性能的影响机制。研究结果表明:在长短桩复合地基湿陷与非湿陷工况下，风积沙掺量50%与风积沙掺量0%的长短桩复合地基在沉降量、桩身轴力和桩土应力等变化趋势基本一致。长短桩复合地基未湿陷工况下，与风积沙掺量0%时相比，风积沙掺量为50%时，长短桩复合地基的沉降量增加了28.05%～38.80%，桩土应力比减小了12.5%～21.2%，长桩桩身轴力相差10.77%～15.73%，短桩桩身轴力相差9.25%～21.06%。长短桩复合地基湿陷工况下，与风积沙掺量0%时相比，风积沙掺量为50%时，长桩桩身轴力相差4.67%～26.45%，短桩桩身轴力相差4.70%～15.15%。风积沙掺量0%和风积沙掺量50%的长短桩复合地基在浸水湿陷后桩顶轴力增加了275%和272%。研究表明，风积沙掺量0%和风积沙掺量50%的两种长短桩复合地基承载特性相近，验证了风积沙作为替代材料的可行性，为风积沙的工程应用提供了参考。
载体桩由桩端下载体与桩身构成，载体由夯实的水泥砂拌合物、挤密土体和影响土体组成。载体桩凭借桩端载体构造与载体施工过程中对桩端土体的挤密作用，在抗拔方面展现出显著优势。针对现浇载体桩与预制空心内夯载体桩施工工艺，研究了桩长、填料、桩端构造等因素对其抗拔承载力的影响，揭示了载体的扩展锚固作用机理。通过引入等效直径概念，建立了载体桩抗拔承载力估算模型及计算公式。基于北京、沧州两地实际工程中现浇载体桩与预制空心内夯载体桩的现场试验数据分析，验证了载体桩抗拔技术方案的可行性，同时证实了其抗拔性能的有效性。
陆上风电装配式基础结构具有质量可靠、高效建造、绿色环保、便于拆除和回收、重复利用等优势。提出了一种由多个相同预制构件环向拼装，在台柱和底板搭接区域采用U型筋和高强灌浆料后浇连接，并在台柱外侧设置环形后浇带的新型装配式梁板基础结构。给出了装配式梁板基础的详细构造和装配方案，建立了装配式梁板基础的精细化有限元模型，开展了拼缝面的抗剪承载力验算，详细分析了装配式梁板基础在极端荷载下的受力性能。结果表明:结合面的抗剪承载力主要由台柱拼缝承担，锚笼环和底法兰的应力远小于屈服强度。
随着中国高铁运营里程增长，邻近高铁施工的工程日益增多。传统高铁桥梁监测多聚焦桥梁自身位移与变形，却忽视了桥墩周边土体长期作用是诱发桥梁位移的核心因素。以海太过江通道项目K40+787.124～K42+287.134施工标段为工程背景，对2#墩钻孔灌注桩施工过程进行数值模拟，结合现场监测数据，分析邻近既有高铁线钻孔灌注桩施工的土体扰动效应。结果表明:施工过程中，土体水平位移均呈现两端趋近于零、中间向桩身收敛的变化趋势，且伴随交替反向水平位移变化;受不同土层等因素影响，桩周土体扰动程度沿深度存在差异;通过控制泥浆护壁、钻进速度等指标，桩周土体位移和施工对两侧高铁线既有桩基产生的扰动均处于可控范围，施工安全可靠。
通过四种型号PVC建筑膜材焊缝试件的单轴拉伸试验，获得了搭接宽度分别为20、25、30、40、50、60、70mm时焊缝试件的应力-应变曲线、破坏形式以及焊缝强度随搭接宽度变化的关系。结果表明:焊缝试件的应力-应变曲线与母材类似，均呈现较为明显的三阶段——线性阶段、应变强化阶段和应力强化阶段;焊缝强度随搭接宽度的增加而逐渐增大，并在搭接宽度达到一定值时，焊缝强度达到稳定;随着搭接宽度的增加，试件的破坏位置逐渐从热合区内向热合区外转变，直至不受搭接宽度的影响;强度为4 300、5 600、7 000、8 000N/5cm的法拉利TX30系列PVC膜材，最小热合搭接宽度建议分别取25、30、60、70mm; PVC膜材热合搭接连接强度与膜材型号、膜材类型有关，对抗拉强度较大的膜材或重要工程，建议通过试验确定搭接宽度。
为满足灾害现场应急手术快速部署的需求，提出由1个母帐篷和3个子帐篷组成的子母式高压气肋应急手术帐篷结构。通过对比骨架支承式、气承式、气肋式三种膜结构形式，选定高压气肋式为核心结构;母帐篷采用双层高压全气肋设计，外层为544P涂层锦丝绸以提升强度，内层为0.15mm厚TPU膜材保障气密性，山墙优化为高压骨架气肋结构并增设保温层;子帐篷采用夹网TPU材料，与母帐篷一体成型。研究结合材料性能试验、结构成型试验、室外风载试验，系统验证帐篷性能。结果表明:该帐篷总质量<150kg，展收时间均≤15min，折展比≥30:1，工作温度范围-30～46℃，传热系数<2.5W/m~2·℃，抗风等级≥8级，可同时支持3台万级净化手术开展，具备快速部署、便携高效、环境适应性强的特点，适用于极端灾害现场应急救治。
为了设计气肋式膜结构应急帐篷，对气肋式膜结构帐篷梁单元开展力学性能研究，分别对涤纶、伞布为外层材料，TPU为内层材料的两种气肋帐篷梁进行了加载试验。对等截面不同跨度涤纶外织物气肋帐篷梁和等跨度不同截面伞布外织物气肋帐篷梁分别进行了跨中单点和在四等分点处的三点加载试验。结果表明，涤纶外织物气肋帐逢梁在跨中单点加载与三点加载时，跨度一定时，竖向位移随荷载增大近似线性增大;伞布外织物气肋帐篷梁跨中单点加载和三点加载时，截面一定时，竖向位移随荷载增大近似线性增大。对试验过程进行数值模拟，经过与实测数据的对比，验证了模拟方法是可行的。利用数值模拟计算得到:涤纶外织物气肋帐篷梁在跨中单点加载和三点加载时，相同荷载作用下，跨中竖向位移-跨度之间基本符合三次多项式关系;伞布外织物气肋帐篷梁跨中单点加载和三点加载时，相同荷载作用下，跨中竖向位移-截面直径之间基本符合三次多项式关系。