138-张宏、田春雨等-天津117大厦振动台试验研究
117大厦混凝土底板温度场与应力场数值模拟
117大厦混凝土底板温度场与应力场数值模拟
李勇;管昌生;程骥;都全红
【期刊名称】《混凝土》
【年(卷),期】2012(000)008
【摘要】根据天津117大厦塔楼D区底板C50大体积混凝土试验方案,基于混凝土水化热放热模型与计算理论,应用有限元分析软件ANSYS,对浇筑混凝土的温度场与应力场进行了数值模拟分析.分析出水化热的温度场和应力场的空间分布.计算表明:混凝土中心温度变化较大,温度应力最大值出现在大体积混凝土底部和四周与土壤交接部位,但远小于混凝土的抗拉强度设计值,不会导致温度裂缝.
【总页数】3页(P122-124)
【作者】李勇;管昌生;程骥;都全红
【作者单位】武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;黄淮学院建筑工程学院,河南驻马店463000;武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070;武汉理工大学土木工程与建筑学院,湖北武汉430070
【正文语种】中文
【中图分类】TU528.01
【相关文献】
1.天津高银117大厦多腔体异形钢管混凝土巨型柱C70大体积自密实混凝土温度场试验研究 [J], 艾心荧;侯玉杰;余地华;闫震;叶建;冯源
2.天津高银117大厦底板内置钢筋网混凝土温度场及应力场的仿真分析 [J], 李勇;管昌生;王辉;余地华;都全红
3.天津高银117大厦底板温度场数值模拟与现场监测 [J], 庞二波;王艳;罗作球;吴俊龙;袁启涛
4.船坞底板大体积混凝土温度场及应力场仿真分析 [J], 吴丹;田振华;马文丽
5.大型泵站混凝土底板水化热温度场数值模拟研究 [J], 王腾焱;马建丰;夏利剑;饶舜
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振动台试验中小缩尺比模型材料试验研究
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杨等通过抗折强度和劈裂强度试验对微粒混凝土受 拉性能进行了研究*0+ % 沈 德 建 等 在 试 验 研究 的 基 础上建立考虑应变率和初始静载影响的微粒混凝土 抗压强度和弹性模量计算方法*S+ % 然而"在小缩尺 比的地下结构振动台模型试验中"需采用低弹性模 量微粒混凝土模拟原型结构中的混凝土"且两者的 力学性能之间应满足一定的相似条件% 因此"有必 要对低弹性模量微粒混凝土的性能进行研究%
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南京金融城二期塔楼模型振动台试验设计
天津117大厦高承载力超大长径比试验桩施工技术
24
施工技术
第 40 卷
浇注法， 结合工程桩技术要求， 按耐久年限 100 年的 C55 自密实混凝 土 进 行 配 合 比 设 计， 工作性能应适 应孔深 120. 6m 灌 注 要 求 。 此 外， 还需关注与控制 狭小空间内超长混凝土导管施工质量风险 。 5 ） 后注 浆 深 化 设 计 与 质 量 控 制 类似场地超 长桩后注浆缺乏成熟 、 可靠的经验， 需进行针对性的 确认具体参数 、 工艺并严格实施 。 技术难 深化设计， 点包括：桩侧注浆 阀 布 置， 注 浆 管、 注浆阀连接与固 定， 水泥浆性能确定及配制， 施工过程成品保护等 。 6 ） 上部 非 摩 擦 段 侧 摩 阻 力 消 除 试桩静载检 上 部 25. 1m 为 非 有 效 桩 长 测考虑在自然地面进 行， 范围 。 鉴于采取预埋钢筋应力计测试换算等传统方 法结果不够直观 、 可靠， 因此从消除上部非有效桩长 段侧摩阻力角度， 结合场地条件研究新方法 。 3 3. 1 3. 1. 1 主要研究内容及成果 深厚砂土超深钻孔泥浆控制技术 泥浆研制 围绕护壁效 果 好 、 泥 皮 薄、 沉 渣 少 等 主 要 目 标， 经研究分析， 试 桩 钻 孔 泥 浆 采 用 反 循 环 工 艺， 选用 PHP 低 固 相 膨 润 土 泥 浆 。 基 浆 由 膨 润 土 、 纯碱 （ NaCO 3 ） 和水拌制而成， 其配合比根据水质 、 膨润土 性质试验确定 。 在此基础上加入一定量的由聚丙烯 酰胺（ PAM ） 在 NaOH 中水解形成的 PHP 胶体， 即为 新浆（ 见表 1 ） 。 泥浆通过循环系统重复利用并调节 性能指标， 可满足不同土层钻进及清孔需求 。
Abstract ： Combining with test piles of Tianjin 117 Mansion ，key construction technologies are analyzed and researched from ultra-deep drilling mud control at deep sand layers ， piles verticality control with fabrication and installation of super large and heavy reinforcement super-large length-diameter ratio ， cages ， high performance self-compacting concrete under the water to pour ， annular pouring at the vertical high density points ， as well was the design and construction of super-length double casing． The ultrasonic testing ， static load test and monitoring of the test piles show that the main quality control indexes meet design requirements． Key words ： bored pile ； length-diameter ratio ； self-compacting concrete ； super-length double casing 为提高单桩承载力 、 控制沉降变形， 在超高层建 筑和大跨度桥梁结构中， 经常采用超长 、 大直径钻孔 灌注桩， 桩长径比一般 ≤ 80 ， 直 径 1m 的 单 桩 极 限 承 载力一般 ≤ 30 000kN 。 由 于 设 计 施 工 的 复 杂 性， 超 大长径比钻孔灌注桩应 用 极 少 。 本 文 依 托 天 津 117 大厦试验桩施工， 系统研究和总结了滨海地区长径 比达 120. 6 的钻孔灌注桩的关键技术及措施 。 1 工程概况 117 大厦位 于 天 津 市 滨 海 高 新 区 中 央 商 务 区， 拟建地下 3 层 、 地 上 117 层， 建 筑 高 约 600m 。 工 程 其中 2 根试桩桩长 第 1 批 4 根 试 桩 直 径 均 为 1m ， 120. 6m 、 有效桩长 95. 5m ；另 2 根试桩桩长 100m 、 有 效桩长 76m 。 混凝土设计强度等级 C50 ， 桩底 、 桩侧 均采用后注 浆 。 试 桩 单 桩 极 限 承 载 力 为 42 000kN ，
水下振动台竖向动水附加质量特征与机理试验研究
水下振动台竖向动水附加质量特征与机理试验研究
郑人逢;牛志伟
【期刊名称】《水力发电学报》
【年(卷),期】2024(43)1
【摘要】工程结构与水体耦合抗震研究需求越来越大,推动了水下振动台的建设与发展,水下振动台竖向动水附加质量及特征直接影响其设计和自身性能。
本文通过试验方法,共设计135个工况,台面负载20 t惯性质量块,分别考虑不同激励量级、不同频率、不同水深,研究水下振动台竖向动水附加质量特征,并试探从机理层面进行解释。
试验结果表明:激励量级与动水附加质量之间相关性较为复杂,不同频率之间存在分组现象,水深比(水深/台面直径)可作为水下振动台设计重要参数,不同水下振动台动水附加质量最小值频率拐点不同。
试验研究为水下振动台设计以及模型试验可靠性等提供参考。
【总页数】9页(P134-142)
【作者】郑人逢;牛志伟
【作者单位】河海大学水利水电学院;河海大学实验中心
【正文语种】中文
【中图分类】TV312
【相关文献】
1.水下附加质量及阻尼的试验研究
2.考虑结构损伤的深水桥墩动水效应等效附加质量研究
3.水-振动台相互作用竖向动力试验研究
4.桥墩地震动水效应的水下振动台试验研究
5.石碑塬低角度黄土地层液化滑移特征与机理振动台试验研究
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超高层建筑振动台试验模型波动效应分析——以北京国贸三期3A主楼为例
第43卷第1期2021年2月Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting工程抗震与加固改途Vol. 43,No. 1 Feb. 2021[文章编号]1002-8412 (2021) 01-0027-04D 01：10. 16226/j.issn. 1002-8412. 2021. 01. 004超高层建筑振动台试验模型波动效应分析—以北京国贸三期3A 主楼为例周晓夫，康艳博，张荣强，王巍，袁鹏，陈小正，王慧智（中国建筑科学研究院有限公司，北京100013)[提要]为了研究和探索超高层建筑结构在地震地面运动激励下的波动响应机理和波动现象规律，本文以北京国贸三期3A 主楼超高层建筑振动台模型为研究对象，对试验测试数据进行统计与分析，揭示其波动规律。
[关键词]超高层建筑;振动台；波动响应[中图分类号]TU317+.1[文献标识码]AAnalysis of wave effect of seismic shaking table test model for super high-rise buildingsexamples of 3A main building of Beijing International Trade Center Phase I I IZhou Xiao-fu, Kang Yan-bo，Zhang Rong-qiang，Wang Wei, Yuan Peng, Chen Xiao-zheng, Wang Hui-zhi(C hina Academy of Building R esearch,Beijing 100013,China)Abstract ：To study and explore the wave response mechanism and the law of wave phenomenon of super high-rise building structureunder the excitation of earthquake ground m otion, the shaking table model of super high-rise buildings such as the 3A main building of Beijing International Trade Center Phase III is taken as the research object, the statistics and analysis of experimental test data are carried out, its fluctuation law is derived.Keywords ：super high-rise building ； shaking tab le ； wave response E-mail :zhoucabr@ 随着生产力水平的提高，近些年来我国出现 了许多的超高层建筑，这些超高层建筑为城市工 作生活提供便利的同时，也不得不考虑其在地震 灾害下的结构响应，地震对建筑的作用主要是地 震波在建筑中传递的作用，地震作用会带来无法 估计的损失，所以对超高层建筑地震波动效应的 研究非常必要。
2015年华夏建设科学技术奖获奖项目名单-
展 磊、 岳 鹏、 杨仕超、 李峥嵘、 孟庆林、 郭 景、 江 淳、 张 华、 王 伶、 陶勤练、 王旭晟、 寇玉德、 邱 琴、 许 鹏、 李 翠
一等
14
基于“云 ”群体系 的城市交 通网络在 线仿真决 策支持系 统
深圳榕亨 实业集团 有限公司 （深圳市 交通控制 与仿真工 程中心） 、同济大 学交通运 输工程学 院、清华 大学深圳 研究生院 、深圳市 林润实业 有限公司 、深圳市 智慧交通 研究院有 限公司、 深圳市鹏 城交通网 络股份有 限公司 中国建筑 科学研究 院、清华 大学、中 国科学院 电工研究 所、日本 北海道大 学
陈必壮、 董志国、 蒋晗芬、 陆锡明、 陈 欢、 沈云樟、 王 媛、 王 磊、 吴 钰、 程 杰、 江文平 郑思齐、 吴 璟、 张英杰、 孙 聪、 张 博、 卢华翔、 王 忠、 刘洪玉、 孙伟增、 徐杨菲、 张索迪、 王 璞 楼跃清、 胡振中、 王 亮、 尹 奎、 王兴坡、 陈祥祥、 李永峰、 姜龙华、 江 涛、 伍永祥、 李 达、 杨明磊
二等
二等
24
上海市城 上海综合 乡建设和 交通模型 交通发展 体系 研究院
25
城市居住 用地和公 共服务设 施空间配 置定量支 持技术与 集成应用
清华大学 、中国城 市规划设 计研究院 、合肥市 规划设计 研究院
26
基于自主 BIM平台 的建筑机 电安装工 程模块化 生产、集 成交付及 运维技术
中建三局 第一建设 工程有限 责任公司 、清华大 学
一等
9
大掺量矿 物掺合料 在大体积 混凝土中 的作用机 理及其工 程应用
中建一局 集团建设 发展有限 公司、清 华大学、 中国建筑 一局(集 团)有限 公司
10
中央大道 海河沉管 隧道关键 技术问题 研究
天津高银117大厦施工期工况模拟及计算分析
天津高银117大厦施工期工况模拟及计算分析论文
近年来，天津高银117大厦的建设工程给该市带来了新的发展机遇和展示价值。
本文旨在利用有限元法，对天津高银117大厦施工期的工况进行模拟和计算分析，以便更好地为该大厦的建设提供可靠的数据和技术支持。
首先，通过对天津高银117大厦施工期相关资料的研究，确定其施工期合理的梁单元模型，包括梁的截面尺寸、型号及几何形状、材料、结构系统以及荷载等相关参数。
然后，在有限元分析软件ADINA中建立该梁单元模型，并设定相应的静力荷
载和动力荷载参数，进行梁单元模型的主动结构动态分析，得出梁单元模型在不同荷载下的变形、振动特性，以及在不同装载情况下的总体反应等。
接着，根据前一步得出的模型结果，采用单元划分方法，将梁单元模型进一步划分为若干节段模型，并再次对划分后的节段进行主动结构动态分析，求出节段的变形、振动特性。
最后，根据节段模型的结构计算结果，计算结构和结构件在施工期受到的各类荷载及其变形、振动响应，以及结构本身的变化情况，从而评估天津高银117大厦施工期的工况安全性。
本文从梁单元模型和节段模型的设计开始，利用有限元法模拟和分析了天津高银117大厦施工期的工况，取得了可靠的数据和技术支持，这将为更加安全、经济、快捷的施工提供有效的参考。
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天津高银117大厦模型振动台试验研究张宏，田春雨，肖从真曹进哲郝伟李建赢（中国建筑科学研究院,北京，100013）提要：天津高银117 大厦地上共117 层，建筑高度597m，塔楼结构由钢筋混凝土核心筒，带有巨型支撑、巨型框架构成的周边结构，构成了多重抗侧力体系。
为确认结构在地震作用下的安全性，对地上塔楼结构进行了模拟地震振动台试验。
试验模型比例为1：40，主要采用微粒混凝土及黄铜制作。
试验结果表明，结构可以满足规范的抗震设防要求，基本达到了设计要求的抗震性能目标，试验结果与原型结构的计算结果基本符合。
在试验及分析结果基础上，对结构设计提出了改进意见与措施，进一步保证了结构的抗震安全性。
试验为国内外类似的超高层建筑的结构抗震设计提供了参考。
关键词：超高层结构；振动台试验；抗震设计；天津高银117大厦1工程概况天津高银 117 大厦是一幢以甲级写字楼为主，并且附有六星级豪华商务酒店及相关设施的大型超高层建筑，总建筑面积约 37 万平方米。
塔楼高 597 米，大大超过中国高层建筑设计规范限值，为超 B级高度的建筑。
塔楼地面以上 117 层，地面以下 3 层。
结构平面布局呈正方形，其尺寸沿竖向逐渐内收，办公层平面边长由65 米逐渐收进至 50 米，酒店则由 50 米收进至 45 米。
结构平面长宽比为 1：1，钢筋混凝土核心筒位于结构正中，整体结构布置规则、对称，无凹进。
本工程塔楼采用了多重结构抗侧力体系，该体系由钢筋混凝土核心筒、带有巨型支撑的巨型框架构成多道设防的结构体系，提供必要的侧向刚度，共同抵抗水平地震及风荷载。
其中，巨型支撑筒和核心筒占主要作用。
塔楼结构存在高度超限、加强层等超限内容，且抗震设防类别为乙类，为了确保塔楼结构在地震作用下满足规范要求，了解其结构特性和地震效应，对地上塔楼结构进行模拟地震振动台试验。
图1 建筑效果图图2 计算模型图3 振动台试验模型2模型设计2．1模型材料试验选择弹性模量及强度均较适合的材料来制作模型。
采用砂浆模拟混凝土，铅丝模拟钢筋，用黄铜模拟钢结构和型钢混凝土结构中的钢材。
主要材料砂浆和黄铜的材料属性如表1所示，表中混凝土强度为抗压强度标准值，钢材强度为屈服值，砂浆和黄铜强度及弹性模量为试验值。
与原型材料相比，模型材料的强度和刚度均基本满足相似比关系。
2．2试验相似关系试验模型长度相似比（缩尺比例）为1/40，根据模型材料性能，确定材料弹模相似比S E 为1/3；根据振动台承载能力，确定质量密度相似比为5.13。
通过以上三个相似比，推导得到模型的其他相似关系如表2。
2.3模型设计及简化塔楼结构嵌固部位为地下一层夹层（B1M ），试验模型中包含地下一层，地下一层竖向构件嵌固于模型底板上；模型地上部分包括塔楼及与塔楼相连的的裙房（T1-1~T1-10轴范围）。
根据原型结构体系的特点，在满足试验目的的前提下，对模型结构进行一定简化，以加快模型加工进度，减少加工误差，简化主要有以下措施：1）结构中的主要抗侧力构件包括核心筒、巨型柱、周边支撑及水平杆件、环形桁架，均根据原型结构严格按照相似关系缩尺制作。
2）结构体系中，周边次框架由边梁及小柱构成，约每 15 层为一段，将竖向荷载通过转换桁架传递至四角巨型角柱。
周边次框架主要传递重力，对结构抗侧力能力影响较小，模型试验中对其进行适当简化，以突出主要结构，加快模型试验进度。
进行简化时，外围钢柱及钢梁保留；在非加强层，每隔一层去掉一层楼面体系（见图4）。
将抽掉楼层的重力荷载代表值均分到上下楼层相应位置上，使荷载沿竖向的分布与原结构基本相同，只是更加集中一些。
此种简化方法已在类似的巨型框架超高层结构模型试验中采用。
3）将由组合楼板、H 型钢梁及栓钉组成的楼板体系简化为钢板－微粒混凝土组合板，保证简化后楼面体系与原型结构的面内和面外刚度基本满足相似关系，并有效地将楼面配重传递到周边钢梁和巨柱上。
4）关键节点构造按照原型结构的做法进行适当简化和加强，保证其刚接、铰接关系，避免模型试验中节点过早破坏引起结构失效，影响对结构整体抗震性能的研究。
节点以焊接为主。
5）配重主要布置在核心筒及外围巨柱之间楼面上。
模型设计过程中，通过计算分析，保证以上简化证基本不影响结构整体的动力特性和地震反应。
简化模型与原型计算结果的比较见表3及图5。
振动台试验模型的加工与结构实际施工过程相似，也是采用逐层施工的方法。
型钢构件均采用黄铜板焊接而成。
每层先安装钢构件（钢柱是若干层一次安装的），绑扎竖向构件钢筋，浇筑竖向构件，然后施工水平构件。
模板采用聚苯材料。
表2 模型相似关系（缩尺模型/原型）物理量 相似关系 物理量 相似关系 长度 1/40 质量密度 5.128 弹性模量 1/3.0 时间 0.0981 频率10.20加速度2.6表1原型及模型材料属性对比材料 弹模（GPa ） 强度（MPa ） 原型 砼C50~C60 3.25~3.6 26.8~38.5 模型 砂浆 1.014 11.62 原型 钢材Q345 210 345 模型黄铜83.861313试验装置及工况试验在中国建筑科学研究院模拟地震振动台上进行。
该振动台台面为6×6m ，载重量60吨，可进行空间6自由度振动。
在结构模型底板布置三向加速度传感器，测试实际的地震输入。
关键楼层布置加速度计测点，用来得到结构各层的水平平动、竖向及扭转反应。
在结构受力的关键部位粘贴应变片，测量在地震作用下关键部位构件的受力情况。
主要布置在核心筒根部、巨型柱根部、巨型斜撑、转换桁架等关键部位构件上。
本工程所在地区抗震设防烈度为7.5度，采用与设计计算相同的地震波包括五组天然地震波及两组人工波进行试验；输入方向采用X 、Y 单向、X ＋0.85Y+0.65Z 三向。
分别进行了7.5度小震（峰值加速度55cm/s 2）、7.5度中震（峰值加速度150cm/s 2）、7.5度大震（峰值加速度310cm/s 2）和8度大震（峰值加速度400cm/s 2）下的试验。
图 4 模型抽层简化示意图194294394494594高度mY向误差X向误差1942943944945944 试验结果4．1结构自振特性试验模型经历从小震到大震的作用过程中，模型的自振特性发生了相应变化。
通过白噪声激励，测得试验开始前及各级地震作用后模型的自振特性。
在历经各次振动后，模型X向及Y向一、二阶动力特性的变化见表4。
随着地震输入强度的逐步加大，结构模型的自振周期变长，阻尼比增大，说明结构随地震波输入增大，模型开始出现损伤并不断发展，导致结构整体刚度逐渐下降。
表4白噪声激励试验工况下模型自振特性及阻尼比的变化工况X向Y向一阶二阶阻尼比一阶二阶阻尼比频率Hz 周期S 频率Hz 周期S ％频率Hz 周期S 频率Hz 周期S ％试验前 1.08 0.93 3.58 0.28 1.10 1.09 0.92 3.71 0.27 1.207.5度小震后 1.03 0.97 3.41 0.29 1.20 1.04 0.96 3.70 0.27 1.207.5度中震后 1.03 0.97 3.30 0.30 1.30 1.04 0.96 3.50 0.29 2.007.5度大震后0.97 1.03 3.17 0.32 2.40 0.99 1.01 3.40 0.29 2.108度大震后0.95 1.05 3.08 0.32 2.70 0.96 1.04 3.21 0.31 4.504．2试验过程及主要现象试验模型经历了相当于从7.5度小震到8度大震的地震波输入过程。
7.5度小震过程中，结构整体振动幅度小，模型结构其他反应亦不明显，未听到构件破坏响声。
输入结束后，模型各方向频率略降，通过试验后观察和影片结果，可说明小震作用下结构整体完好，达到了小震不坏的要求。
7.5度中震过程中，模型结构振动幅度有所增大，但整体动力响应不剧烈，有轻微响声。
结构上部在单向地震作用下，出现了双向平动现象（顶部转圈平动），但仍未出现明显扭转。
7.5度中震结束后未观察到外部结构构件损伤，模型X、Y方向一阶频率均未进一步下降，说明结构损伤轻微，关键构件完好。
7.5度大震过程中，模型结构振动明显增强，仍以整体平动为主，扭转效应不明显。
7.5度大震结束后核心筒连梁端部出现少量裂缝，结构角部巨柱、巨型斜撑及转换桁架未发现损伤，模型结构自振频率有所下降，其中X向一阶降低10.19%、Y向一阶降低9.17%。
说明整体结构构件出现损伤，但结构仍保持良好的整体性，这说明有较结构具有良好的延性和耗能能力。
8度大震过程中，模型结构振动剧烈，伴随较大焊缝开裂声，位移以整体平动为主，扭转效应不明显。
模型结构自振频率继续下降，其中X向一阶降低12.04% 、Y向一阶降低11.93%。
在8度大震的作用后，模型结构虽出现一定损伤，但仍保持了整体性未倒塌，这说明结构有一定的抗震储备能力。
试验后卸除配重，对模型损伤进行了观察和记录。
角部巨柱、巨型斜撑、转换桁架未发现损伤；少量连梁端部出现裂缝，上部及下部剪力墙出现较多损伤，其中53层相对严重，典型损伤情况如下图所示。
图5墙体典型受压损伤图6 墙体典型受拉及受剪损伤图7 墙体损伤相对严重的53层4．3加速度及位移反应模型X向动力系数包络值沿楼层的变化关系曲线见下图。
曲线表明111层以下各层动力放大系数变化不大，除个别点外动力系数介于1~1.5之间。
结构顶部111层以上动力放大系数迅速增大，这是由于鞭梢效应造成的,随地震输入的增大，动力系数呈下降趋势，这是结构损伤造成的。
Y向动力相应与X向相近。
7.5度小震动7.5度中震 7.5度及8度大震图8 模型X向动力系数沿楼层分布模型X向相对台面位移最大值与楼层的关系曲线见下图，结构各层位移反应整体沿层高变化较平缓，各层位移的最大值沿高度基本上呈线性形分布，无明显突变，这说明结构体系设计合理，侧向刚度沿竖向分布较均匀。
随着地震波输入峰值的增大，各测点位移反应也不断增大。
三向地震波输入作用下结构位移反应与单向输入相近，这是说明结构平面较规则，扭转反应不明显。
Y向位移反应与X向相近。
7.5度小震动7.5度中震 7.5度及8度大震图9 X向楼层位移沿楼层分布模型两方向层间位移角均在顶部较大， X向层间位移角最大值与楼层关系曲线见下图（Y向相近略）。
7.5度小震作用下，X向7组波均值最大层间位移角为1/510（顶层）；单组波最大层间位移角为1/474（天然波1，顶层）；Y向7组波均值最大层间位移角为1/610（顶层）单组波最大层间位移角为1/472（天然波1，顶层）。
小震作用下的层间位移角符合设计小于1/500的性能指标要求。
7.5度大震作用下，X方向最大层间位移角出现在顶层为1/105；Y方向最大层间位移角出现在顶层为1/106。