高層建筑結構
關注創建者：孫遜 創建時間：2015-11-02
高層建筑結構的視頻教程
基于ABAQUS平臺開展高層結構分析的建模分析利器
適用人群：1、建筑結構設計的從業人員 (設計院的結構專業) 2、結構工程與防災減災學科研究生 3、建筑結構類研究所的技術人員 4、建筑結構程序開發人員 基于ABAQUS平臺開展高層結構分析的建模分析利器（免費）【已結束】 直播時間：2021-11-17 19:30 1開課背景：開展結構動力彈塑性反應乃至倒塌過程模擬研究是結構工程領域的重要課題，也是難點問題
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Fluent高層建筑室外通風數值模擬
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高層框架結構樓房爆破拆除定向倒塌數值模擬
為驗證爆破方案的合理性，并推演鋼筋混凝土框架結構樓房爆破拆除定向倒塌運動過程，分析結構解體與堆積情況，采用動力學有限元軟件ANSYS/LS-DYNA，對樓房爆破拆除的倒塌運動過程進行數值模擬計算。附件包含：計算k文件。
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高層建筑結構的實例教程
摘 要：傳統的建筑有限元網格劃分、基于SMMS模型的節點承載力分析方法，沒有考慮狀態變量，而導致建筑物的荷載分析結果與實際不符等問題。為此，提出了基于高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計。根據建筑物豎向和水平荷載作用下的彎矩，對高層建筑物鋼結構框架的節點所受力的機理進行分析。構建高層建筑鋼結構框架節點三維模型和有無支管情況下的有限元模型，分析有無支管有限元模型的荷載-位移關系，確定構建過程中節點參數與支管的關聯性。計算模型單元上下端狀態變量的傳遞關系，整合狀態變量，確定鋼結構框架荷載，并以此作為依據進行失穩判定，完成鋼結構框架節點承載力分析。由實驗結果可知，該方法在X、Y、Z三個方向的承載力與實際值最大分別相差2 kN、1 kN和1.5 kN,具有精準分析結果。
關鍵詞：高層建筑;鋼結構;框架節點;承載力;三維仿真;
近年來，國內外學者對高層建筑鋼結構的節點穩定問題進行了大量的探討。文獻[1]提出的基于有限元網格劃分的節點承載力分析方法，構建狗骨式節點模型，結合有限元網格劃分節點位置，并使用千斤頂在懸臂兩側施加荷載，通過傳感器測量獲取分析結果；文獻[2]提出的基于SMMS模型的節點承載力分析方法，結合應變修正平均應力，構建SMMS模型，并通過各個韌性參數，對節點承載力分析。然而，上述這兩種方法沒有考慮到支撐節點的承載力問題，使得總承載力計算結果與實際情況不符。為此，本文提出了基于高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計。
1 工程概況
本工程選擇一座以鋼筋混凝土為主的多幢高層建筑物為研究對象，該建筑物2號樓地面以上8層，建筑樓面高43.2 m。3號樓A區地面以上9層，建筑樓面高45.6 m。2號樓和3號樓A區之間有一條大約28 m長的通道相連，構成了一個連通的結構，該結構的連廊采用鋼桁架結構。
展開 在復雜超高層結構設計中，利用OptiStruct的優化功能，可針對設計的不同需求對結構構件尺寸進行優化，并根據靈敏度分析的結果評估各設計變量對目標函數的敏感度。本文以兩個超高層項目的結構優化為例，分別介紹了OptiStruct在結構剛度優化，造價優化和周期優化上的應用。
曹倩_OptiStruct在超高層建筑結構優化中的應用.pdf
1 工程概況
某深基坑距離98m高層建筑物僅18.6m，如圖1所示。該深基坑長度91.25m，寬25.75~32m，開挖深度18m，支護樁樁徑1.2m，樁長40m。支護結構采用3道內支撐，標高分別為-0.5m、-6.5m、-12.5m。臨近高層建筑物高98m，采用樁箱基礎，距該深基坑18.6m。使用ABAQUS分析該深基坑開挖對臨近超高層建筑物的影響。
圖1 工程概況
2 有限元分析模型
分析模型有限元網格劃分如圖2所示，共劃分54余萬網格單元。
圖2 網格劃分
初始地應力平衡如圖3所示。
圖3 初始地應力平衡情況
3 結果及分析
基坑開挖18m后，高層建筑側向位移如圖4所示，最大側向變形為1.93mm。
圖4 高層建筑側向變形
基坑開挖18m后，高層建筑的彎矩如圖5所示，最大彎矩為378.8kN.m，位于首層中部區域柱中。
圖5 高層建筑結構彎矩
基坑開挖18m后，高層建筑結構應力如圖6所示，最大應力為31.9MPa，位于首層中間位置柱與底板交接處。
圖6 高層建筑結構應力云圖
基坑開挖18m后，支護結構側向位移如圖7所示，最大側向位移為8.9mm。
圖7 基坑支護結構側向位移
基坑開挖18m后，內支撐結構的彎矩如圖8所示，最大彎矩為1438kN.m。
圖8 內支撐結構彎矩
展開 外維護結構損壞主要由下列原因造成：（1）由于風力太大，高層建筑，特別是高層鋼結構建筑層間側移過大；（2）群樓的狹管效應引起；（3）風致效應引起；（4）面板強度不夠引起；（4）設計不合理引起（包括：造型奇特、迎風面太大、玻璃沒有夾膠等）。
▲ 提升高層建筑抗風能力的措施
1、控制建筑物的造型：最好的建筑平面就是最沒有特色的圓柱體或者正多棱柱。若是正方形，角部宜切掉了一小部分，使平面形狀沒有直角或者銳角。建筑外表面也要盡量的光滑，各種裝飾性的突起要盡量避免。仔細觀察一下全球400米以上的超高層建筑，絕大多數也都是這個造型。
2、優化結構構件：高層建筑一般是結構柔度大，自振頻率比較低，如果與風振頻率接近，在風的作用下振幅就會很大（共振）。改變自振頻率有很多辦法，最直接的辦法就是通過優化結構構件（梁、柱、剪力墻、支撐）的尺寸和布置，把結構的自振頻率控制在合理的范圍內，使得建筑在風的作用下保持較好的舒適性。
3、增加減振裝置：超高層建筑，因為高寬比太大，結構太柔，僅通過結構設計調節，難于有效改變結構的自振頻率。特別是鋼結構建筑，阻尼比較小，需要在一些特殊的部位設置風阻尼器（TMD、質量調節阻尼器），或設置阻尼墻、偏心支撐、屈曲約束支撐等耗能構件，達到減少風致效應、提高舒適度的目的。
一、控制建筑物的造型
風是紊亂和隨機的，風對建筑物的作用十分復雜，規范中關于風荷載值的確定，適用于大多數體型較規則、高度不太大的單幢高層建筑。對風敏感的高層鋼結構建筑，及高層鋼結構建筑群，其體型宜做專項設計：
單體建筑的體型系數應盡量小。其體型應有利于建筑物減少受風面積，從而減少風荷載對建筑物的影響。
展開 外維護結構損壞主要由下列原因造成：（1）由于風力太大，高層建筑，特別是高層鋼結構建筑層間側移過大；（2）群樓的狹管效應引起；（3）風致效應引起；（4）面板強度不夠引起；（4）設計不合理引起（包括：造型奇特、迎風面太大、玻璃沒有夾膠等）。
▲ 提升高層建筑抗風能力的措施
1、控制建筑物的造型：最好的建筑平面就是最沒有特色的圓柱體或者正多棱柱。若是正方形，角部宜切掉了一小部分，使平面形狀沒有直角或者銳角。建筑外表面也要盡量的光滑，各種裝飾性的突起要盡量避免。仔細觀察一下全球400米以上的超高層建筑，絕大多數也都是這個造型。
2、優化結構構件：高層建筑一般是結構柔度大，自振頻率比較低，如果與風振頻率接近，在風的作用下振幅就會很大（共振）。改變自振頻率有很多辦法，最直接的辦法就是通過優化結構構件（梁、柱、剪力墻、支撐）的尺寸和布置，把結構的自振頻率控制在合理的范圍內，使得建筑在風的作用下保持較好的舒適性。
3、增加減振裝置：超高層建筑，因為高寬比太大，結構太柔，僅通過結構設計調節，難于有效改變結構的自振頻率。特別是鋼結構建筑，阻尼比較小，需要在一些特殊的部位設置風阻尼器（TMD、質量調節阻尼器），或設置阻尼墻、偏心支撐、屈曲約束支撐等耗能構件，達到減少風致效應、提高舒適度的目的。
一、控制建筑物的造型
風是紊亂和隨機的，風對建筑物的作用十分復雜，規范中關于風荷載值的確定，適用于大多數體型較規則、高度不太大的單幢高層建筑。對風敏感的高層鋼結構建筑，及高層鋼結構建筑群，其體型宜做專項設計：
單體建筑的體型系數應盡量小。其體型應有利于建筑物減少受風面積，從而減少風荷載對建筑物的影響。單體建筑要有合理的流線，使風產生不了風旋渦，避免建筑物產生風振，即使產生渦流，也要能減少建筑物的搖擺振動。
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將結構圖和建筑平面圖合并到一起可以通過在CAD軟件中創建多個圖層并將它們疊加在一起來實現。以下是一般的步驟：
1.準備結構圖和建筑平面圖：確保你已經準備好了要合并的結構圖和建筑平面圖，并保存為CAD文件格式，如DWG、DXF等。
2.創建圖層：在CAD軟件中，打開結構圖和建筑平面圖，然后分別創建兩個圖層，一個用于結構圖，另一個用于建筑平面圖。你可以在CAD軟件的圖層管理器中創建并命名這些圖層
簡析
布置原則
同一隔震層可采用不同型號的支座，應根據支座在罕遇地震下的性能發揮合理選擇型號，當采用不同型號支座時，隔震支座底面宜布置在相同標高位置上，便于施工；
當需采用錯層隔震時，相鄰隔震層的層間位移角不應大于1/1000；
當上部結構存在剪力墻時，需采用隔震層轉換層時，應當根據剪力墻位置合理設置隔震支座型號和數量；
隔震層支墩尺寸構造上應匹配隔震支座尺寸，一般疊層橡膠支座連接板尺寸較支座有效尺寸大于
4.1.1-4 抗震設防烈度 7度(0.15g)、8度和9度時的長懸臂或大跨結構，以及 9度時的高層建筑結構 ，應計算豎向地震作用 。
4.1.4 當處于發震斷層10km以內時，隔震結構地震作用計算應考慮近場影響，乘以增大系數，5km及以內宜取1.25，5km以外可取不小于 1.15。
關鍵詞：高層建筑;鋼結構;框架節點;承載力;三維仿真;
近年來，國內外學者對高層建筑鋼結構的節點穩定問題進行了大量的探討。
照片20 某廣告牌柱腳
03
標準規范關于外露式柱腳相關要求
關于外露式柱腳，在《鋼結構設計標準》GB50017、《建筑抗震設計規范》GB50011、《高層民用建筑鋼結構技術規程
為了更好地保證建筑工程的整體施工質量，提高建筑的實用性，必須采取適當的方法，做好建筑結構的設計。目前, 很多建筑工程設計方在建筑結構設計中逐漸開始運用BIM技術。通過這項技術的應用，構建更加明晰的建筑三維模型，從而幫助建筑工程設計方更好地根據工程項目的實際需要，對建筑的設計方案進行優化升級。
BIM技術在建筑結構設計中的實際應用點如下：
一、構建建筑實體模型
從本質上來看，BIM技術就是基于信息技術高速發展而產生的一種全新的建筑設計技術
項目特點：以空間結構之形塑高層建筑之魂
三個塔樓建筑外形為上大下小的喇叭狀異形自由曲面，單層網殼在空間異形曲面結構的找形和受力性能上均表現出較好的效果，本項目將空間結構的設計方法用于高層建筑結構設計中，采用 菱形的單層網殼作為結構主要構成單元 ，該結構形式具有以下優點：
1）單層網殼能較好地對建筑外圍的異形曲面進行找形；
2）豎向單層筒殼形成結構外筒
清華大學教授潘鵬在“第四屆工程結構減隔震與高效抗震技術交流會”上做了題為《地鐵周邊建筑三維隔振技術研究》的精彩報告！
報告主要分為五個部分：技術背景；三維隔震（振）裝置開發；三維隔震（振）結構振動臺試驗；建筑三維隔震（振）技術的工程應用；總結。
開篇介紹了研究背景和意義。中國地鐵全面建設，40多個城市開始修建地鐵， 未來十年中國軌道交通市場將建
導讀：近日，哈爾濱市松北區利民學苑B棟有租戶在3樓裝修時砸掉了承重墻，導致大樓從下往上出現裂縫，樓內200余戶居民被緊急撤離，臨時安置到酒店。從網傳視頻看，該房間中鋼筋混凝土的承重墻大面積被砸掉，只剩下鋼筋，房間中還留有鉤機、推土機等大型設備。據小區業主表示，當晚這棟共31層高的大樓，就開裂到了15層，第二天下午裂到21層，導致樓房無法正常使用。
涉事樓層裝修時砸掉的墻體
