復(fù)雜周邊環(huán)境下超高層建筑的強(qiáng)風(fēng)動(dòng)力響應(yīng)特性

在較高湍流度流場(chǎng)用高頻測(cè)力天平方法對(duì)金茂大廈模型進(jìn)行了風(fēng)洞試驗(yàn),分析了周圍建筑以及待建的環(huán)球金融中心對(duì)金茂大廈的基礎(chǔ)平均風(fēng)荷載、氣動(dòng)風(fēng)荷載和風(fēng)振響應(yīng)的影響和干擾效應(yīng)。結(jié)果表明:湍流度對(duì)靜風(fēng)荷載影響甚少,但對(duì)動(dòng)力風(fēng)荷載以及風(fēng)振響應(yīng)影響很大;總的來(lái)說(shuō),d類流場(chǎng)下的結(jié)構(gòu)抖振效應(yīng)要明顯高于b類地貌情況。環(huán)球金融中心對(duì)金茂大廈有很大的靜力遮擋影響,同時(shí)也增大了其風(fēng)振響應(yīng)和總的風(fēng)振荷載,其中對(duì)總風(fēng)振荷載的干擾效應(yīng)隨著湍流度的增加而降低,但在d類地貌下且梯度風(fēng)高度處的湍流度為15.8%時(shí)的干擾因子依然較為明顯,干擾效應(yīng)并沒(méi)有消失。

以深圳市南山區(qū)蛇口人民醫(yī)院新大樓作為項(xiàng)目實(shí)例,介紹了復(fù)雜周邊環(huán)境基坑支護(hù)方案的選擇,檢測(cè)數(shù)據(jù)說(shuō)明合理選擇支護(hù)形式對(duì)建筑工程安全性與經(jīng)濟(jì)性有很大的影響。

針對(duì)廣州珠江新城核心區(qū)利通大廈核心筒混凝土整體變形監(jiān)測(cè)體系,分析了超高層風(fēng)環(huán)境下結(jié)構(gòu)的風(fēng)振動(dòng)及其動(dòng)力特性,建立了監(jiān)測(cè)變形體的模型,并根據(jù)理論模型設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)并計(jì)算其理論數(shù)據(jù)和理論監(jiān)測(cè)周期。通過(guò)記錄翔實(shí)的科學(xué)數(shù)據(jù),為設(shè)計(jì)、施工提供真實(shí)、準(zhǔn)確的信息,創(chuàng)造良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

文章以某超高層建筑為工程背景,利用etabs9.7軟件模擬了該層結(jié)構(gòu)所受的脈動(dòng)風(fēng)速過(guò)程,進(jìn)行了不同風(fēng)壓影響下的風(fēng)振響應(yīng)分析,模擬了5種非線性黏滯阻尼器的振動(dòng)控制方案,并對(duì)不同方案的減振效果做出了對(duì)比分析。研究結(jié)果表明,該工程減振方案所用的黏滯流體阻尼器性能穩(wěn)定,可以有效降低結(jié)構(gòu)風(fēng)致振動(dòng)響應(yīng),結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移和加速度響應(yīng)的降幅最大達(dá)35.25%和37.50%。

筆者根據(jù)超高層巨型建筑結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)造特點(diǎn),論述了將結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制原理融入巨型結(jié)構(gòu)本身構(gòu)造之中的構(gòu)造新結(jié)構(gòu)體系的方法,并采用這一方法提出了巨子型有控結(jié)構(gòu)體系mscss(mega-subcontrolledstructuralsystem),分析了mscss的構(gòu)造原則及控制理論背景,研究了mscss在罕遇地震及超罕遇地震(加速度峰值達(dá)到1000g)時(shí)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)控制特性、塑性鉸發(fā)生規(guī)律及結(jié)構(gòu)災(zāi)變情況。通過(guò)與巨型框架結(jié)構(gòu)的災(zāi)變情況相比,表明了mscss抵御地震作用的高可靠性及良好的經(jīng)濟(jì)性,也表明了將結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制原理融入結(jié)構(gòu)自身的構(gòu)造之中、通過(guò)結(jié)構(gòu)自身的功能單元實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)響應(yīng)控制的方法是合適的,是研究超高層建筑結(jié)構(gòu)新體系的有效途徑之一。

通過(guò)對(duì)某具體工程中基坑支護(hù)方案的設(shè)計(jì)分析,得出對(duì)于范圍較大、周邊環(huán)境復(fù)雜的基坑,針對(duì)其不同部位、不同安全等級(jí)和邊坡情況選擇不同的支護(hù)方式,可以在保證邊坡安全前提下合理降低支護(hù)成本,做到既安全又經(jīng)濟(jì)適用.

1、引言近年來(lái),我國(guó)建筑業(yè)快速發(fā)展,設(shè)計(jì)和興建了大量的高層建筑、電視塔和大跨度橋梁等高聳結(jié)構(gòu)物。例如廣州中信廣場(chǎng)高391m,上海環(huán)球金融中心高492m,廣州國(guó)際金融中心(廣州西塔)建筑高度437.5m,上海中心大廈高度632m等。隨著超高層建筑的不斷涌現(xiàn),建筑結(jié)構(gòu)向超高、跨度更大的方向發(fā)展,施工進(jìn)度不斷加快,給施工安全與結(jié)構(gòu)成型帶來(lái)新課題。

在周邊高樓林立、車流量大、人員密集的環(huán)境下進(jìn)行地基與地下大空間爆破開(kāi)挖施工,不可避免地會(huì)對(duì)鄰近房屋產(chǎn)生振動(dòng)影響.針對(duì)爆破施工對(duì)鄰近建筑的影響判斷,本文首先對(duì)爆破施工周邊某高層建筑在爆破施工前、后進(jìn)行動(dòng)力特性測(cè)試,并對(duì)所采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,研究該建筑爆破前、后自振頻率是否有異常;同時(shí)研究爆破時(shí)建筑物所在地基礎(chǔ)峰值振動(dòng)速度是否在安全允許范圍以內(nèi);對(duì)爆破施工進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,分析該建筑是否在爆破安全距離以外,并對(duì)測(cè)試建筑在爆破施工前、后裂縫情況進(jìn)行普查對(duì)比,分析爆破施工是否對(duì)房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件產(chǎn)生影響.研究結(jié)果表明:該建筑結(jié)構(gòu)自振頻率在爆破施工前、后無(wú)明顯變化;爆破時(shí)建筑物所在地基礎(chǔ)峰值振動(dòng)速度在安全允許范圍內(nèi);該建筑在爆破施工振動(dòng)安全距離以外;爆破施工對(duì)該建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫未產(chǎn)生明顯影響.

以重慶賓館為工程背景,制作了縮尺比為1∶300的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并進(jìn)行了剛性模型同步測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn),采集了重慶賓館建筑表面的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程。風(fēng)洞試驗(yàn)包括有周邊建筑和無(wú)周邊建筑兩類工況。采用風(fēng)洞試驗(yàn)的脈動(dòng)風(fēng)壓時(shí)程數(shù)據(jù),考慮該高層建筑2個(gè)主軸方向的前4階彎曲模態(tài),進(jìn)行了其風(fēng)致響應(yīng)研究,得到了建筑頂部的位移響應(yīng)和加速度響應(yīng),并進(jìn)行了人體舒適度驗(yàn)算。采用慣性風(fēng)荷載法,研究了建筑主軸方向的等效靜力風(fēng)荷載。結(jié)果表明:對(duì)于高度為300m的混凝土高層建筑,僅考慮1階模態(tài)進(jìn)行風(fēng)致響應(yīng)分析,位移響應(yīng)能滿足工程精度的要求,但加速度響應(yīng)誤差較大,至少應(yīng)考慮前4階模態(tài);重慶賓館10年重現(xiàn)期下建筑頂部的峰值加速度為0.144m/s2,滿足舒適度限制要求;橫風(fēng)向平均風(fēng)荷載較小,但慣性風(fēng)荷載較大。

高層建筑及復(fù)雜和超高層建筑的基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 摘要：為保證高層建筑使用過(guò)程的安全性，延長(zhǎng)使用壽命，提出加強(qiáng)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建議。本文首 先淺談高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的特征，其次探討了嵌巖樁、平板式筏形、樁筏等基礎(chǔ)形式的特征及施工工藝等， 最后分析了建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的相關(guān)注意事項(xiàng)。希望與同行共同分享施工經(jīng)驗(yàn)，共同優(yōu)化高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)效 果，推動(dòng)建筑行業(yè)健穩(wěn)、持久發(fā)展進(jìn)程。在當(dāng)代生活中，高層建筑與超高層建筑逐漸興起，與傳統(tǒng)建筑不 同的是，高層建筑與超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上均有著不同程度的復(fù)雜性。人們的居住需求和審美需求，同 時(shí)對(duì)復(fù)雜高層和超高層建筑提出了相當(dāng)高的要求。本文主要針對(duì)復(fù)雜高層和超高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分 析。 關(guān)鍵詞：高層建筑；基礎(chǔ)設(shè)計(jì)；基礎(chǔ)形式；施工工藝；復(fù)雜高層；超高層建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1高層建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)特征 在對(duì)任何建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)之前，一定要獲得足夠的材料，這些材料包括兩大部分

近年來(lái)大量超高層建筑結(jié)構(gòu)與風(fēng)荷載相關(guān)的研究工作相繼開(kāi)展,取得了很多有意義的成果。文章以某超高層建筑為例進(jìn)行了研究,在隨機(jī)風(fēng)致振動(dòng)影響下,敘述了風(fēng)荷載特性與脈動(dòng)風(fēng)荷載的數(shù)值模擬方法。采用matlab軟件分析了結(jié)構(gòu)在x、y兩個(gè)不同方向在脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的時(shí)程響應(yīng),為提高結(jié)構(gòu)的安全舒適使用性能以及為該結(jié)構(gòu)的風(fēng)振控制設(shè)計(jì)提供了依據(jù)和參考。

城市中心地區(qū)大型綜合開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的深基坑工程,在周邊環(huán)境十分復(fù)雜、地質(zhì)條件惡劣.本文結(jié)合工程實(shí)例,探索研究大型復(fù)雜環(huán)境下深基坑工程分坑順作,合理分塊開(kāi)挖、隨挖隨撐,并研究對(duì)周邊環(huán)境的影響.

大型超高層建筑結(jié)構(gòu)具有自由度數(shù)龐大、小阻尼及振型密集等特點(diǎn),針對(duì)傳統(tǒng)方法在處理大型復(fù)雜實(shí)際結(jié)構(gòu)受多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)中存在計(jì)算效率比較低或精確性不高等不足,提出了基于虛擬激勵(lì)法的復(fù)雜超高聳結(jié)構(gòu)的隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)分析方法.運(yùn)用虛擬激勵(lì)法將脈動(dòng)風(fēng)荷載作用下的多點(diǎn)激勵(lì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)諧虛擬激勵(lì)向量,并根據(jù)平穩(wěn)隨機(jī)理論推導(dǎo)出相應(yīng)風(fēng)振響應(yīng)的表達(dá)式,自動(dòng)計(jì)入了多點(diǎn)風(fēng)激勵(lì)的空間相關(guān)性和振型間的相關(guān)性.以目前在建的深圳第一高樓——深圳金基大廈為算例,分析結(jié)果驗(yàn)證了方法的有效性和準(zhǔn)確性,可以提高多點(diǎn)隨機(jī)激勵(lì)響應(yīng)的計(jì)算效率和精確度,在大型高層實(shí)際工程風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算分析中有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值.

超高層建筑的風(fēng)振響應(yīng)及等效靜風(fēng)荷載研究——為避免中國(guó)現(xiàn)行《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(gb50009-2001)中所采用的風(fēng)振系數(shù)僅考慮結(jié)構(gòu)的1階振型，而不考慮周圍環(huán)境影響對(duì)體型不規(guī)則超高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)造成的不合理性，采用風(fēng)洞試驗(yàn)與風(fēng)振動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算分析相結(jié)合的...

在同濟(jì)大學(xué)tj2邊界層風(fēng)洞中進(jìn)行了上海環(huán)球金融中心氣動(dòng)彈性模型的風(fēng)洞試驗(yàn),分析了距離較遠(yuǎn)且高度約為環(huán)球金融中心一半的周邊建筑以及距離較近且高度與環(huán)球金融中心相當(dāng)?shù)慕鹈髲B對(duì)環(huán)球金融中心頂部平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)平均位移、均方根位移和絕對(duì)最大加速度的干擾效應(yīng).結(jié)果表明:當(dāng)高層密集建筑群(不考慮金茂大廈)集中在上游或上游偏一側(cè)時(shí),會(huì)對(duì)平均值和均方根有一定的影響,特別是扭轉(zhuǎn)響應(yīng),當(dāng)高層密集建筑群集中在下游時(shí),影響很小;當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心的上游或上游稍偏一側(cè)時(shí),會(huì)減小環(huán)球金融中心的平動(dòng)平均位移響應(yīng),表現(xiàn)為擋風(fēng)效應(yīng),其尾流會(huì)增大環(huán)球金融中心的平動(dòng)均方根位移響應(yīng),而當(dāng)遮擋效應(yīng)使得平均或脈動(dòng)壓力在形心軸兩側(cè)分布不均時(shí)會(huì)增大轉(zhuǎn)動(dòng)平均或均方根位移響應(yīng).與以往研究不同的是,當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心下游或下游偏一側(cè)時(shí),會(huì)改變環(huán)球金融中心的漩渦脫落頻率,當(dāng)漩渦脫落頻率和結(jié)構(gòu)第一階固有頻率接近時(shí),會(huì)在該頻率振動(dòng)方向產(chǎn)生顯著的渦激共振現(xiàn)象.當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心一側(cè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生狹道效應(yīng)(穿堂風(fēng)),可能會(huì)對(duì)水平和扭轉(zhuǎn)的平均和均方根位移響應(yīng)產(chǎn)生影響,視狹道方位和壓力分布狀況而定.

以蘭州某基坑工程為研究背景,對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析。基坑采用咬合樁＋預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式,考慮土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合adina三維有限元分析進(jìn)行對(duì)比和分析。結(jié)果表明：基坑開(kāi)挖對(duì)周圍建筑物沉降影響的主要因素是建筑物的基礎(chǔ)形式,建筑物的最大變形位置不隨基坑開(kāi)挖施工工況的變化而變化,建筑物最大變形位置等于支護(hù)樁后0.5～0.7倍基坑開(kāi)挖深度;基坑開(kāi)挖導(dǎo)致錨索軸力逐層增加,同一剖面不同標(biāo)高的錨索施工對(duì)其他錨索軸力的影響較大;由于有限元建模是一個(gè)整體過(guò)程,考慮施工時(shí)間較短并且考慮環(huán)境及施工的影響因素較少,而在實(shí)際過(guò)程中由于基坑施工及巖土環(huán)境等因素導(dǎo)致在數(shù)值模擬中靠近基坑處出現(xiàn)了地表隆起而在實(shí)際工程中沒(méi)有出現(xiàn)。

以蘭州某基坑工程為研究背景,對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析。基坑采用咬合樁＋預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式,考慮土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合adina三維有限元分析進(jìn)行對(duì)比和分析。結(jié)果表明：基坑開(kāi)挖對(duì)周圍建筑物沉降影響的主要因素是建筑物的基礎(chǔ)形式,建筑物的最大變形位置不隨基坑開(kāi)挖施工工況的變化而變化,建筑物最大變形位置等于支護(hù)樁后0.5～0.7倍基坑開(kāi)挖深度;基坑開(kāi)挖導(dǎo)致錨索軸力逐層增加,同一剖面不同標(biāo)高的錨索施工對(duì)其他錨索軸力的影響較大;由于有限元建模是一個(gè)整體過(guò)程,考慮施工時(shí)間較短并且考慮環(huán)境及施工的影響因素較少,而在實(shí)際過(guò)程中由于基坑施工及巖土環(huán)境等因素導(dǎo)致在數(shù)值模擬中靠近基坑處出現(xiàn)了地表隆起而在實(shí)際工程中沒(méi)有出現(xiàn)。

以蘭州某基坑工程為研究背景,對(duì)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)以及周圍環(huán)境進(jìn)行全面分析.基坑采用咬合樁+預(yù)應(yīng)力錨索支護(hù)形式,考慮土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的相互作用,在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)周圍環(huán)境的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上結(jié)合adina三維有限元分析進(jìn)行對(duì)比和分析.結(jié)果表明:基坑開(kāi)挖對(duì)周圍建筑物沉降影響的主要因素是建筑物的基礎(chǔ)形式,建筑物的最大變形位置不隨基坑開(kāi)挖施工工況的變化而變化,建筑物最大變形位置等于支護(hù)樁后0.5~0.7倍基坑開(kāi)挖深度;基坑開(kāi)挖導(dǎo)致錨索軸力逐層增加,同一剖面不同標(biāo)高的錨索施工對(duì)其他錨索軸力的影響較大;由于有限元建模是一個(gè)整體過(guò)程,考慮施工時(shí)間較短并且考慮環(huán)境及施工的影響因素較少,而在實(shí)際過(guò)程中由于基坑施工及巖土環(huán)境等因素導(dǎo)致在數(shù)值模擬中靠近基坑處出現(xiàn)了地表隆起而在實(shí)際工程中沒(méi)有出現(xiàn).

以上海陸家嘴地區(qū)的環(huán)球金融中心為研究對(duì)象,根據(jù)剛性模型測(cè)壓風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果,研究在周邊建筑干擾下,超高層建筑的表面風(fēng)壓系數(shù)和各層風(fēng)力系數(shù)的幅值特征。研究發(fā)現(xiàn):當(dāng)密集建筑群位于環(huán)球金融中心上游時(shí),會(huì)使其下部被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負(fù)壓力,而對(duì)壓力根方差的影響比較復(fù)雜,有可能使其增大2～3倍,也有可能使其減小;當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心上游時(shí),會(huì)使其被遮擋面的正壓力均值減小,甚至可能變成負(fù)壓力(絕對(duì)值有可能會(huì)增大1倍),也可能使其被遮擋面的壓力根方差增大1～2倍;當(dāng)金茂大廈和周邊密集建筑群位于環(huán)球金融中心的下游時(shí),風(fēng)壓幅值的干擾效果不太明顯;當(dāng)金茂大廈位于環(huán)球金融中心上游時(shí),對(duì)其中下部各層風(fēng)力系數(shù)幅值影響較大,而在上游金茂大廈和密集建筑群的共同干擾下,環(huán)球金融中心下部的風(fēng)力系數(shù)幅值非常紊亂。研究為超高層建筑在周邊建筑干擾下的玻璃幕墻和結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)等提供參考。

基坑施工的好壞直接影響到工程的工期和安全質(zhì)量,對(duì)整個(gè)工程起著決定性的影響。本工程基坑開(kāi)挖深度較深,且所處地下水位較高,周邊環(huán)境也相當(dāng)復(fù)雜。在這種特殊的情況下,控制周邊建筑物和基坑的位移尤為重要。本工程通過(guò)制定科學(xué)合理的土方開(kāi)挖方案、并采取有效的支護(hù)方法和對(duì)其施工過(guò)程實(shí)施有效監(jiān)控,確保了深基坑施工和毗鄰建筑物的安全,使臨近城市設(shè)施不會(huì)遭受破壞,同時(shí)保證了深基坑施工的進(jìn)度、安全及質(zhì)量要求。

深基坑工程設(shè)計(jì)施工方案的好壞直接影響到工程的工期和安全質(zhì)量，對(duì)整個(gè)工程起著決定性的影響．本工程基坑開(kāi)挖深度較深．且所處地下水位較高，周邊環(huán)境也相當(dāng)復(fù)雜。在這種特殊的情況下，控制周邊建筑物和基坑的位移尤為重要。本工程通過(guò)制定科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案．確保了深基坑施工和毗鄰建筑物的安全．使臨近城市設(shè)施不會(huì)遭受破壞，同時(shí)保證了深基坑施工的進(jìn)度、安全及質(zhì)量要求。

樁基礎(chǔ)是超高層建筑最主要的基礎(chǔ)形式,樁基工程的合理施工不僅是保證設(shè)計(jì)意圖實(shí)現(xiàn)及成本控制的關(guān)鍵步驟,而且是超高層建筑安全使用的重要保障。由于超高層建筑的特殊性,往往設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)較長(zhǎng),穿越土層較多,使用單一施工方法將對(duì)工期及成本產(chǎn)生不良影響,甚至出現(xiàn)無(wú)法施工的情況。通過(guò)西安歐亞經(jīng)濟(jì)論壇三期酒店項(xiàng)目,探討了在復(fù)雜地質(zhì)條件下,采用多種成樁工藝對(duì)超高層建筑樁基工程進(jìn)行配合施工的可行性。該方法在某些復(fù)雜地質(zhì)條件下,能夠縮短工期,降低工程成本,具有一定的利用價(jià)值。