介绍了国内会展建筑楼盖结构体系应用现状,给出了该类展厅楼盖经济板跨。结合国内某大型会展中心楼盖设计,综合对比了钢结构桁架方案与预应力混凝土梁方案各自优缺点,预应力混凝土梁方案在经济性方面具有较大优势。比较了不同次梁布置方案的材料利用效率和工程造价,结果表明大跨度、重荷载楼盖体系采用一、二级次梁布置形式是合适的,具有良好的经济性和结构冗余度。可供同类会展建筑或其他类大跨度、重荷载楼盖设计参考。
宁夏万豪大厦位于银川市,银川市地处8度抗震设防区,地震分组为第二组。万豪大厦主体结构是由五星级酒店和四星级酒店竖向叠加而成的一栋50层的复杂超高层建筑,主体高度216m,目前为宁夏自治区标志性建筑。本工程结构存在超高、大底盘、平面和竖向均不规则、高位"人"字柱转换等多项抗震不利因素,属于超限复杂高层建筑结构。结构设计采用多种计算模型和计算程序对其进行反复分析和研究,并采取有针对性的抗震性能化设计及抗震措施。
广州绿地金融中心主塔楼高度为199.850m,框架-核心筒混合结构,框架采用钢管混凝土柱+钢梁,核心筒为局部设置型钢的钢筋混凝土核心筒,楼盖采用压型钢板组合楼盖。对结构体系选型,结构的计算分析,基础设计,主要结构构件设计等内容进行讨论和研究。
长安万科中心建筑高度260m,共59层,结构采用不带加强层的钢筋混凝土框架-核心筒体系,属于高度超限建筑,同时存在局部楼板不连续及局部跨层柱等不规则项。设计采用基于性能的抗震设计方法和合理化的结构布置,充分发挥体系的抗侧效率,底部采用型钢混凝土柱和中高区采用水平加腋梁提高钢筋混凝土结构体系的延性。分析表明:该结构体系各项相关参数满足规范要求,结构整体及构件的抗震性能均可达到预期的性能目标。
绿景纪元大厦结构高度260m(建筑高度272m)、地上61层、地下3层。采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,外框柱下部采用内置圆钢管的混凝土柱,核心筒底部墙边缘构件设钢筋芯柱,楼盖采用钢筋混凝土单向梁布置方案。合理确定外框梁柱断面及核心筒墙布置以避免设加强层,部分楼层外框与筒体间框梁采用水平变断面梁,结构抗侧刚度沿竖向变化较均匀,较好地实现了结构的经济合理性。
深圳腾讯滨海大厦两栋超高层塔楼由三道连体相连,裙房从塔楼主体悬挑而出,两栋塔楼高度不等,为非对称双塔连体结构。主体结构采用型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构,连体和大悬挑结构均采用钢桁架结构。本文首先介绍大厦的工程概况、结构设计的原则及结构选型要点,然后阐述连体桁架和大悬挑桁架设计考虑要点,以及温度应力和施工次序对结构影响分析。
扬州东方国际大酒店位于江苏省扬州市江都区,地上65层,地下4层,建筑高度280.100m,为超限高层。塔楼采用混合框架-伸臂桁架-钢筋混凝土核心筒体系。介绍了结构设计重点和抗震性能目标,根据整体抗震性能目标确定结构中相应构件的性能设计水准,并着重分析了结构中关键构件的性能设计内容。
昆山金鹰高层酒店结构总高度为220.8m,建筑地面以上49层,地面以下2层,结构采用框架-核心筒混合结构体系。在标高129.1m避难层处设置三道伸臂桁架及环带桁架,在标高192.1m避难层处设置二道伸臂桁架。结构存在部分薄弱层,在强烈地震作用下,结构薄弱部位会产生较大的塑性变形,采用动力弹塑性分析手段找出结构薄弱部位,对此部位采取加强或性能设计措施,确保关键构件不破坏,层间弹塑性位移角能满足规范要求。针对超限情况和结构特点,对不同的抗侧力构件提出合理的抗震性能设计目标,满足结构体系安全可行。
苏州轨道交通控制中心大楼为平面及竖向不规则结构。针对主楼中无法落至基础的框架柱,采用斜撑转换,一方面发挥三角斜撑稳定及传力合理的特点,另一方面满足建筑对使用空间的要求。针对工程的不规则情况,通过多软件的比较分析、弹性时程分析、弹塑性静力分析及斜撑转换节点有限元分析,在采取相应抗震措施后的结果表明,结构具有充分的抗震能力。
鄂尔多斯东方大厦为B级高度超限高层建筑,存在扭转不规则和楼板不连续两项不规则。本文介绍了工程的特点和结构设计情况。针对工程的超限情况,采用基于性能目标的抗震设计方法,并采取比规范要求更为严格的抗震措施。采用多种软件对结构进行多模型、多工况的线性和非线性分析。结果表明,采取加强措施后,结构满足抗震设防目标,确保了工程的抗震安全。
湖北广电传媒基地项目办公大楼位于湖北省武汉市,建筑高度为189.3m,为6度地区拟建的超高层建筑。采用混凝土框架-核心筒结构体系,立面呈现腰鼓形,十二层以上框架柱为向内侧倾斜的斜柱。通过两种计算软件,对整体和细部有针对的进行分析。满足了结构的安全要求。
于家堡金融区的03-26地块,由1栋地上39层高层塔楼(檐口高度176.4m,主体高度168m)及一栋7层局部4层的附楼组成(高度33.5m)组成。主塔楼建筑外立面造型独特,结构结合建筑立面,在窗间设置300mm×500mm的矩形钢管密柱,形成钢框架-混凝土核心筒的结构形式。外框柱与内筒间设置了两端铰接的H型钢梁,使混凝土内筒主要承受水平荷载,钢外框柱主要承受竖向重力荷载及部分地震产生的倾覆力矩。
介绍了虎门港企业总部大厦超限高层结构设计。针对塔楼偏置、楼板不连续等超限不规则类型,采用了基于性能的抗震设计,在宏观上把握结构的薄弱部位,有针对性地采取加强措施。分析表明,结构设计满足规范对超限高层建筑的各项指标要求,满足设定的性能设计目标水准。
中国农业银行苏州分行大楼存在标准层平面为"L"形,扭转不规则;局部楼板不连续;局部竖向构件不连续等,属于特别复杂的高层建筑结构,给结构设计带来了一定的困难。结合抗震规范的要求,采用基于性能的抗震设计方法,对主体结构进行了详细的弹性和弹塑性抗震分析。分析结果表明,在地震作用下,主体结构具备较好的承载和变形能力,通过罕遇地震作用下的弹塑性分析计算,找出了结构潜在的抗震薄弱部位和薄弱构件,并提出相应的抗震加强措施,为工程设计提供了参考。
结合奥园时代大厦项目的超限高层建筑结构的设计过程,总结双核心筒且两次钢结构高位转换结构的设计方法。采用基于性能目标的抗震设计方法,讨论了结构不同部位的抗震等级。探讨转换结构的侧向刚度比值的模拟计算,通过大量补充计算分析,确保结构具有良好的抗震性能。
万达中心由坐落于四层裙楼上的南、北两栋高度和结构体系截然不同的两塔楼组成。南塔楼主体结构高度195.6m,北塔楼主体结构高度147.7m。工程结构存在大底盘、多塔楼、平面和竖向不规则等多项抗震不利因素,属于复杂高层建筑结构。结构设计采用多种计算模型和计算软件进行优化分析,以确定最终方案,分塔计算时采取依塔楼刚度分配质量的模型进行分塔计算,给出结构主要材料用量。
苏州锦华苑五期住宅主体高度77.5m,采用现浇钢筋混凝土框支-剪力墙结构体系,在三层11m标高采用厚板进行转换。同时存在扭转不规则,竖向抗侧力构件不连续,楼板局部不连续等不规则。本文通过多种手段进行计算分析,论证该结构方案的可行性,并基于性能化设计的原理,对结构进行静力弹塑性分析,提出相应加强措施,为同类结构提供参考和借鉴。
开封国际金融中心写字楼为36层的超高层建筑,结构体系为钢框架-钢筋混凝土核心筒。主要屋面结构总高度148.7m,核心筒高度157.1m,超过A级混凝土结构最大适用高度限值(130m)18.7m,约14.4%,低于B级高度限值(180m)和混合结构的最大使用高度限值(160m)。采用SATWE和MIDAS BUILDING软件进行了小震整体模型的弹性分析计算,验算了结构在中震下的承载力;采用MIDAS BUILDING软件进行了大震动力弹塑性时程分析。双筒间楼盖跨度达到了16.1m,采用MIDAS GEN软件分析了双筒之间大跨度楼板的舒适度。在大量分析计算的基础上,提出了相应的设计措施,使结构实现了预定的抗震性能化设计目标。目前,工程已顺利通过初步设计和施工图审查。
济南奥体金融中心A栋楼是一座高档金融写字楼,是一座带裙房的超高层建筑。基础设计采用了平板式筏型基础。主体结构采用了框架核心筒结构体系。本文对地基基础设计、主体结构抗震验算及地下超长结构设计等进行了总结,可供相关工程参考。
结合一系列新规范的要求对某超限高层进行设计,根据项目特点进行了整体结构的弹性分析、楼板应力分析、楼板振动舒适度分析、大震弹塑性时程分析及抗连续倒塌分析等,最后提出抗震加强措施。结果表明,结构及构件的抗震性能可以满足设计要求。分析方法可供类似项目参考。
呼市中银大厦是位于高烈度区的超高层建筑,采用框架-核心筒混合结构体系。本文通过对呼市中银大厦结构设计说明,介绍了该工程结构选型,地基基础设计特点及各阶段的抗震分析方法,重点阐述了高位桁架转换和防屈曲支撑设计思路。并详细讨论了型钢混凝土构件设计细节。可供同类结构设计时参考。
太原市某超限高层办公楼高度为209.8m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,外框柱采用型钢混凝土柱,核心筒采用钢筋混凝土(局部设置型钢),梁采用钢筋混凝土。小震采用PKPM、MIDAS系列软件进行弹性计算分析,大震采用MIDAS系列软件进行动力弹塑性时程分析,计算分析结果表明,该结构能满足现行规范规定的各项指标要求及预先制定的的各项性能目标要求,且经济性较好,可供同类工程参考。
某地铁上盖结构,地下1层,地上7层,总建筑面积约11.1万m2,建筑高度43m。建筑平面呈圆环形,地铁区间、车站和机房从其中心穿过,地下室被地铁线路一分为二。上部结构的最大转换跨度为117m。转换区域存在的弯矩、扭矩与剪力使得结构的受力特点极为复杂。主要介绍了两种转换方案的研究与对比。
本文介绍了轨道交通十号线吴中路停车场列检二库及其上盖商业楼、办公楼综合开发项目的基础及上部结构设计。本工程具有毗邻地铁站及原有建筑、结构超长、首层楼板高差较大、首层与二层层高相差悬殊、停车列检库与上盖建筑功能不一致等特点。采取基础分期开挖、设置上柱墩减小开挖深度、控制桩基沉降量等措施避免新建建筑对地铁运营和原有建筑正常使用造成影响。设置膨胀加强带减少温度应力的影响;首层楼板高差处设置梁加腋传递水平地震力;二层调节层高和设置设备夹层改善二层上下层刚度比。最后对转换形式、转换位置、转换层以上结构体系进行了比选。
深圳地铁塘朗车辆段上盖物业D区下部为深圳地铁5号线塘朗车辆段停车列检库,上部为13层住宅,采用框支剪力墙结构,为平面及竖向均不规则的超限高层结构。为保证结构的抗震性能,采用抗震性能设计方法,对不同构件提出合理的抗震性能目标,采用多个软件对结构各抗震设防阶段进行分析。分析结果表明,结构体系安全可行。本工程可为类似工程设计提供参考。
本文简要总结了深圳市福田站地下综合交通枢纽工程配套设施的结构设计,针对地下工程的结构设计特点,内容包括:泄水抗浮方案的应用,围护结构方案的确定,结合盖挖顺作法施工方法采用有限元程序分施工阶段和使用阶段的整体结构有限元计算分析,基于现场实际施工顺序的人工挖孔桩施工对周边地面沉降的影响计算分析。可以为解决此类工程的相关问题提供参考。
南京中胜客运站结构总高度为49.20m,建筑地面以上12层,地下1层,为一连体结构。自38.40m至49.20m,两结构通过连接体连接,为复杂超限高层。介绍了该工程的特点、超限情况、基于性能的抗震设计目标及采取的技术措施。综合分析表明,通过合理的结构布置及加强措施,该结构具有良好的抗震性能。
介绍了济南西客站综合客运枢纽工程客运站结构设计过程,从结构方案到设计输入、输出,从结构计算到到构造措施,针对类似工程特别是带有多层上消防车平台以及大悬挑结构工程在结构设计中遇到的一些难点,提出了相应的解决方法,有一定的借鉴意义。
以成都置信·丽都商业办公楼为研究背景,阐述了框架-核心筒结构的受力及变形特点,并重点讨论加强框架-核心筒结构的抗扭性能的构件布置建议及构造做法。
万正·尚都酒店﹑商务办公综合体主楼和裙楼在地下连为一体,设计时采用地基处理解决主楼的承载力不足及主楼和裙楼间差异沉降的问题。为了满足建筑的大空间使用要求,结构设计采用了30m跨的转换钢桁架。着重介绍了转换桁架的设计与计算。
<正>1工程概况百联崇明综合体项目位于上海市崇明县城桥镇城桥村,东临鼓浪屿路,南靠崇明大道,西面为崇州路,北侧为翠竹路。本工程为综合型商业中心,以"田园都市"理念为指导。工程包括1幢3~4层购物中心(4个单体),总高约为16.90~23.50m;1幢13层综合商业楼,总高约为58.90m;7幢2~3层商业街建筑,总高约为14.60m;其中购物中心和综合商业楼设一层地下室,层高5.80m,购物中部为下沉式广场。
上海虹桥商务区3号地块3号楼为超限高层,立面上宽下窄,外伸11.3m,采用框架-剪力墙结构体系。本文介绍了该结构的斜柱设计方案的选取和结构分析的有关内容,包括方案比较、结构弹性分析、弹塑性分析等内容。
乐清总部经济园一期共有7幢塔楼,其中2#~4#楼顶部设有2座4层高的高空大跨钢连廊。2#~4#楼地面以上均为20层,高83.60m,采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。结构设计难点主要是高空连廊、斜柱转换、大地下室。考虑到连廊跨度和两端塔楼平面布置方式的不同,底部分别采用了2层通高和1层高的转换桁架,余下各层则通过钢立柱形成普通钢框架结构;桁架与塔楼的连接方式也分别采用了柔性连接和刚性连接。并通过静力推覆分析预测连廊两端最大位移差,为支座选型提供依据。针对斜柱转换和大地下室,分别采用了相应构造措施,以确保结构安全可靠。
城市中常见的商业、写字楼和公寓的联合体,往往是下面几层作为大型商场或公共活动场所,面积较大且相互连成一体,上部可能是一栋栋单独的公寓或者写字楼,这样就形成了一种独特的城市综合体建筑。北京朝阳区幸福一村综合楼就是这类综合楼建筑。通过计算机程序建立工程的结构计算模型,对结构计算简图、周期、地震力反应参数等进行分析,为该类型结构设计提供工程设计经验。
本文介绍了国家电网世博园区4#办公楼的结构设计,通过详细的计算分析,对局部框架柱的内力转换进行了方案比选,为竖向构件近距离转换的结构方案提供了参考。
青岛开发区索菲亚大酒店项目为五星级酒店项目,主体结构形式为采用箱型转换的部分框支剪力墙结构,并形成大底盘双塔楼结构。通过应力分析与传统内力计算相互校核设计开洞箱型转换梁,并根据重要性对结构不同部分进行性能化设计。
本文通过对武警老干部活动中心项目的介绍,简述了工程的设计特点。为实现建筑效果及使用需求,存在平面凹凸、楼板开洞、大跨悬挑、楼层缩进等多种结构不规则布置,结构上从合理选型、多模型控制、加强薄弱部位、采取预应力设计等多种措施进行控制。此外,亦从基础设计及结构超长控制等方面进行了阐述。
汕头大学新医学院项目为体型特别复杂的超限结构,存在扭转,凹凸不规则,悬挑,竖向构件不连续承载力突变及复杂连接等超限项。本文介绍了项目的结构形式和结构设计中需要注意的一些问题,供类似项目参考。
本文介绍了苏州市立医院本部门急诊综合楼的基础设计、抗震设计及主要计算结果,详述了对于特别不规则结构和单跨框架结构采取的计算方法及抗震措施,介绍了大跨度型钢混凝土转换结构的设计。指出对于特别不规则结构更应注重抗震概念设计,总体把握结构的抗震性能,加强抗震构造措施。
介绍了无锡医疗中心各单体的结构设计。针对各单体的特点采用了合理的结构形式和设计方案,对类似工程有一定借鉴作用。
吴中区现代文体中心,根据结构体系自身的特点采用多种设计手段和方法。地下室不设缝,基础设计采用变刚度调平设计方法,结合沉降后浇带等措施解决了不均匀沉降。对健身中心大跨度框架,楼层采用花篮型型钢混凝土梁,屋面采用钢梁,满足建筑要求。钢结构连廊采用钢桁架结构,减少自重,桁架型钢柱在地下室顶板转换,不影响车库通车要求。
本工程结合建筑方案的调整进行结构优化设计,总结了天津地区多层框剪结构的优化设计原则,并结合优化前后的经济性指标进行了对比分析。
本文结合天津大学综合实验楼结构设计,对高烈度区、体型复杂的多层建筑结构选型进行探讨,详细介绍了对体型复杂结构薄弱部位所采取的构造措施及设计难点采取的处理方法。同时,对于桩基选型过程中应注意的一些问题进行了详细阐述。希望通过本工程的介绍,能为类似工程提供借鉴经验。
中粮营养健康研究院研发楼为高烈度区下的高层建筑,结构体型为长条型建筑,存在结构超长、长宽比超限、楼板开大洞等问题,针对以上问题,通过结构布置调整,改善结构力学性能及减小温度应力影响。本工程的设计经验可供类似工程参考。
介绍了北京大屯地区2号绿隔产业用地项目的基础设计结构计算和构造措施等。本工程基础埋深较大且抗浮水位高,造成基础筏板局部抗浮验算不满足,设计中采用了局部增加压重以及加大板厚和配筋等措施。上部结构由于顶层影院的大空间造成特别不规则结构,另外位于结构周边的楼梯间剪力墙需要开加压设备洞口,设计时采用了弹性动力时程分析包络以及多种计算方案的比较等措施来应对以上的不利条件。
通过对中关村三小新校区项目的介绍,简述了小学工程的设计特点。从结构选型、大跨度上人屋盖结构、超长地下室结构的无缝设计以及空心楼板的设计等几方面进行了阐述。
淮阳县三馆一中心项目包含2栋7层的建筑-图书馆、文化馆,1栋600座丙等小型剧院和1处共享大厅,其中图书馆、文化馆屋顶60m跨连接造型采用管桁架结构,一端滑动支座;剧院观众厅屋面采用现浇混凝土空腹网架,舞台台口采用现浇混凝土桁架;主入口钢雨篷、剧院局部地下室折板楼梯等均经过计算分析,优化了结构设计。本项目结构设计对同类型结构设计有一定的借鉴意义。
本文结合北京房山广阳家园C、D项目结构设计,对大底盘、多塔楼建筑的结构设计进行了介绍,详细阐述了地下车库基础设计方法、抗拔桩设计要点及超长地下室处理措施,同时对上部结构设计过程中遇到的一些难点进行了详细介绍,给出了大跨度钢结构楼面的一些节点构造。最后介绍了使工程经济指标最合理应注意的一些问题。
工程采用钢筋混凝土部分框架-剪力墙结构。采用基于性能的抗震设计方法,验证不同水准下结构及构件的抗震性能,包括多遇地震弹性计算、弹性时程分析、罕遇地震分析。最后提出了相应的设计措施,使结构能实现预期的性能目标。
结合某地下车库的工程设计实践,探讨了空心楼盖板柱结构运用于地下车库的优势,比较了这类结构不同分析方法的适用性,说明了结构设计中的一些需注意的问题。
本文介绍分析了某候车大楼中轨道层的结构设计,主要包括结构体系、轨道层结构设计的原则、结构整体计算的特点、梁柱节点设计等问题。
两跨连续梁是磁浮交通工程中常见的结构形式,本文建立了两跨连续梁墩体系有限元模型,分析了约束条件对自振特性影响,进行了列车作用下连续梁动力响应分析,研究表明:轨道梁由简支变连续后各阶自振频率都有所降低;两跨连续梁支座约束布置不对称可导致振动形态复杂;随着列车速度提高轨道梁和车辆响应总体呈提高趋势,两跨连续梁无明显共振现象,车辆振动响应在速度超过250km/h后明显提高。
多高层建筑的结构分析基本上都采用结构分析软件进行,结构设计人员必须对软件的计算原理及适用范围有清楚的了解,在计算前确定合理的计算模型和相关参数,计算后对计算结果进行合理性、可靠性的分析和判断,确保计算结果的合理。
随着现代社会经济的发展,高层建筑结构应用越来越广泛。积极探讨高层建筑结构体系的优化设计,具有明显的社会和经济效益。本文运用结构分析软件SATWE,分别从抗侧力体系和竖向承重体系(主要是楼盖体系)方面,针对特定的工程进行了结构优化,同时对优化后结构与原结构的性能与效益进行了比对分析。本文采用的结构优化方法和措施可以产生明显的经济效益。
刚度较弱的建筑结构常常对地震作用和风荷载比较敏感。本文提出了一种基于优化准则方法的结构优化设计方法。该方法以构件尺寸为变量,在结构自振周期约束条件下,求解以最小结构重量为目标的最优解。算例表明,该优化算法有效、可靠,可以快速计算出构建单元的最优截面尺寸。
高层建筑及附属建筑可采用自重抗浮,降水工艺由于周期长且费用较高会在工程进展到一定阶段后停止降水以节省造价,而随着城市地下水的大规模开发,地下水位不断降低可能引起建筑物的加速沉降。对于高层建筑,主裙间差异沉降可能会引起不可预见的开裂,对结构安全和耐久性带来不利影响,运用基于变形的结构设计,承担一部分差异变形引起的内力,并适当延后停止降水的实践,可以大大降低主裙结构连接部位开裂的风险。
上海金桥S3地块别墅为轻型木结构,介绍了该工程在结构设计中的受力分析、截面选择、连接件计算、防火设计等过程。分析结果表明,在地震和风荷载作用下,工程的主体结构具备较好的承载和变形能力,所有指标均满足设计规范和使用的要求,可供同类工程设计建造时参考。
黑龙江省大庆高新开发区大庆(绿地)金融中心在建售楼处,为二层木结构建筑,不仅是可供使用的建筑实体,更成为一座人文景观。木结构建筑的应用,给金融中心起到"画龙点睛"的作用,提升了整个区域的品味层次。
在评估建筑结构方案时,环境因素的考虑越发重要。作为评价建筑环境的指标之一,碳足迹的研究和计算成为近年来环境评估研究的热点。大跨建筑结构广泛应用于商业建筑、公共建筑和文化建筑,其生命周期碳排放对于环境的影响十分显著。隐含碳在大跨建筑结构生命周期碳足迹中占有重要比例。本文对大跨建筑结构隐含碳的分析方法进行了探讨,并提出了以隐含碳为评价指标对大跨建筑结构进行方案选型的方法。
深圳北站站房长度超过400m,属超长大跨结构。采用时程分析方法,考虑行波效应,对站房进行多维多点输入时程地震反应分析,主要分析重要构件内力,加速度响应及扭转位移比等,并与一致输入进行比较,同时考虑了不同波速的影响。最后对行波效应不利影响较为明显的构件,设计采用反应谱效应放大1.3倍予以控制,适当加强,确保了结构良好的抗震性能。
深圳火车北站为人群密集型大跨公共建筑,楼盖梁最大跨度43m。针对大跨度楼盖的振动舒适度问题,建立楼盖整体有限元模型,以IABSE建议的单人步行激励为基础,考虑行人起步相位的随机性,分别考虑了人跳跃、行走等最不利分析工况,通过多点输入时程分析方法求得结构的加速度响应,对深圳北站楼盖进行人行舒适度分析。并采用ATC给出的人行舒适度性能水准作为评价标准。计算结果表明深圳北站站房楼盖具有适宜的刚度和舒适度。所采用的计算方法及控制标准可作为类似工程参考。
佛山高明体育馆大跨度钢结构与混凝土结构完全脱开,正立面由7个并列的拱形门式刚架组成,相邻拱形斜柱相交形成并列M形结构。大跨度钢结构屋盖由并列圆柱壳组成,在相邻圆柱壳相交的部分设置三角形空间桁架。并在侧立面斜柱间设置预应力拉杆支撑。该工程结构形式新颖,受力合理,经济性较好。本文介绍了高明体育馆结构体系的布置特点、荷载取值、稳定性分析及焊接节点的设计等,可为类似工程提供参考。
鄂托克旗体育中心体育馆下部结构为钢筋混凝土框架结构,体育馆比赛大厅上空采用跨度为53m的张弦梁结构,训练厅上空采用跨度为38m跨的实腹H型钢梁,周边悬挑外延均采用钢桁架结构。计算方法上采用整体计算和上下部结构单独计算,对于空间结构采用不同的计算模型进行分析,确保结构安全可靠。
针对某超限大跨钢结构屋盖的结构形式,明确所采用的结构安全控制荷载和控制目标。通过计算分析及概念设计找出结构关键杆件和薄弱部位,通过计算及抗震措施进行加强,确保整个大跨结构的抗震安全。
本文介绍了海洋王照明博物馆异形建筑的结构设计,包括结构设计的目标与难点、结构体系的选择与结构布置、结构的常规分析与稳定性分析、结构BIM模型建立等内容。
赤峰体育中心体育场下部采用钢筋混凝土框架结构,挑篷采用平面管桁架结构。对屋盖大悬挑平面管桁架进行了风洞试验以确定风载计算参数。本文主要介绍了主体混凝土结构设计、屋面挑篷的结构选型和分析设计,阐述了复杂结构建模分析设计、风洞试验、超长结构设计等关键问题。
第十三届冬运会速滑馆整体形状为197m×118m椭球形,高32m,内部主体为钢筋混凝土框架,上部为张弦桁架结构,外围采用异形曲面带肋单层网壳结构。本文首先对屋盖设计中的几种可行结构方案进行比选,并最终确定屋盖结构采用张弦桁架结构体系。然后,重点介绍了屋盖的结构布置、张弦结构的整体受力分析和断索分析等主要内容。此外,本工程中对受力较为复杂的节点采用铸钢节点,并对其进行了实体有限元分析。目前,采用单向张弦桁架结构的椭圆形平面在大跨建筑中较少采用,本工程将为该类建筑选型提供一定的借鉴和参考。
东胜网球馆为体育公共建筑,主体结构由十榀异形直立拱式刚架和两榀分别向外倾斜15°和10°的斜向异形拱式刚架组成。拱式刚架采用实腹式开圆孔H型钢截面,拱式刚架之间布置系杆与交叉支撑,与拱式刚架共同构成稳定的结构体系。主体结构的跨度为47m,大跨度开圆孔H型钢拱式刚架的设计是本工程设计的难点和关键点。对主体结构进行了整体分析和设计,并利用通用商业软件ANSYS对开圆孔拱式刚架的稳定性进行了分析,旨在探明拱式刚架结构的受力特点和设计要点。
本文通过对葫芦岛体育馆结构设计,阐述了地基基础设计特点,着重介绍了该体育馆屋盖结构体系及其非线性设计要点,详细讨论了混凝土结构设计中对结构布置和计算模型的考虑与处理方式。可供同类结构设计时参考。
本文通过对葫芦岛体育场结构设计的说明,介绍了地基基础设计特点,着重介绍了该体育场超长结构设计措施,结构整体分析模型的建立,屋盖结构体系等设计要点,详细讨论了钢管混凝土柱设计及连接节点。可供同类结构设计时参考。
综合体育馆为甲级体育建筑,平面呈椭圆形,屋盖长轴156.8m,短轴126.6m,采用空间钢桁架结构体系。其屋盖为超限大跨空间结构,且其楼板存在局部不连续和扭转不规则,属于超限结构。对不同的结构部位根据其重要程度,采用不同的抗震性能目标,并采取相应的设计、计算、构造措施,以保证结构的安全可靠。
微山体育中心体育馆为一复杂的大型体育建筑,下部混凝土结构采用框架结构,上部钢罩棚采用正放四角锥网架结构,通过内外支座支撑于下部混凝土柱子上,为准确反映钢结构、混凝土结构的实际受力状态,本文将上部钢结构与下部混凝土结构整体模型进行总装分析,并进行了静力、动力性能分析及抗震性能分析。
临沂机场航站楼采用51m跨单腹杆钢桁架做为屋面支撑体系,同时支撑屋面桁架的柱亦采用单腹杆桁架形式,将外幕墙与主结构合二为一。介绍了本工程的设计特点及设计方法,由于采用了类似门式刚架结构形式,合理的解决了柱底弯矩的问题,对小型航站楼及大跨度空间结构是一种借鉴的设计方法。
本文主要介绍了洮南文化艺术中心工程的结构设计。本工程属于平面及竖向均不规则的复杂结构,设计人员通过多模型的计算分析及必要的加强措施优化了结构性能。同时作者对剧院类建筑的结构设计提出了若干建议。
中山大学体育场馆设计中采用空间建模软件SPASCAD建模,PMSAP计算,较真实地反映了结构的受力状况。软土地基处理时根据使用期间的重要程度以及后期维护的难易程度,分区域采取不同的处理措施,取得了较好的技术经济性。体育场超长结构设计中采用梁、板中施加预应力,混凝土中掺加聚丙烯纤维等技术措施,有效保证了结构在温度作用下的受力性能。
济南省会文化艺术中心多功能厅由复杂的混凝土结构和钢结构组成。结构设计采用有限元软件PKPM和ETABS对整体进行了多模型的对比分析。对结构重要部位补充进行了中震弹性计算分析。对大跨度悬挑钢楼梯进行了强度和舒适度分析。考虑了温度变化对整体计算分析的影响。
本工程为地上单层大跨度钢结构。结构体系为钢排架(沿大跨方向)和钢框架(垂直大跨方向)。结构设计过程中解决的主要问题有:1)建筑两主方向结构体系差异及抗侧刚度差异的处理;2)屋面水平桁架向下弯折落地形成竖向构件的相关设计;3)局部钢结构节点设计;4)对于W形断面桁架应用的研究。
石家庄市某活动中心项目为4层钢筋混凝土框剪结构,局部为大空间体育场馆,该部位屋顶短向跨度约47m,长向约55m,屋顶为种植花园,重力荷载较普通轻屋盖增大近10倍。经方案优化比较,确定采用三角锥网架结构,本文归纳整理了其中关于杆件优化、橡胶支座设计、限位装置设置以及边界处理等问题的一些设计经验和做法,可为今后中等跨度重荷载屋盖结构设计提供一定的借鉴和参考。
双向张弦梁结构的索网形状可以由基于一个平衡荷载值的曲面平衡方程确定,由此提出了"平衡荷载态"的概念。接着以ANSYS软件为平台,运用APDL参数化设计语言编写出参数化用户程序,利用非线性有限元方法,基于改进的逆迭代法,创建了包含双向张弦梁结构索网形状优化和结构找形的整体设计应用程序,实现了双向张弦梁结构零状态几何找形和初始预应力找形,并通过算例展现了该优化设计程序的高效和便捷。
FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope)是一个500m直径的巨型大跨度空间结构。通过促动器拖动下拉索来控制主索节点的位置,实现望远镜主动变位,其实质是一种特殊、长期、高应力幅的往复疲劳荷载。在30年的运行期间内,预计总共有至少数十万次的观测,主索网的疲劳应力幅为470MPa。基于以上思想并结合FAST的功能要求和特点,对FAST主动反射面整体支承结构的索网进行了完整系统的疲劳统计分析。
由于优秀的力学性能,建筑美观性和经济性,空间网壳结构在国内受到越来越广泛的关注。本文介绍一种在工程实际中运用的新型网壳结构性能研究。有别于传统的网壳,此结构的三向网格中一个方向的杆件为了与ETFE气枕相连接,竖直抬升了800mm。因此,这个网壳由下层双向交叉杆件,竖向连杆和上层杆件三个部分组成。本文对这种新颖的结构体系的受力性能,抗震性能以及稳定性进行了深入的分析。研究表明此新型网壳的受力性能接近于传统的单层网壳,但上层杆件对结构的刚度有较大的贡献。采用此网壳形式可达到建筑效果和结构性能的高度均衡,是一种值得推广的空间网格结构形式。
归纳总结了建筑工程中常用的拉索幕墙形式、特点及应用范围。以广州亚运综合体育馆拉索玻璃幕墙为例,分析研究了幕墙与主体结构整体建模中,主体结构对拉索幕墙中预应力拉索的内力影响,提出幕墙单独设计中计算预应力的施加存在不足,需考虑主体结构对幕墙结构的影响,并设计出一种应力补偿装置来消除主体结构对幕墙的影响。
通过分析主拱拱轴线、矢跨比、系杆刚度、截面形式等对结构受力的影响,以某厂房的拱形轻钢屋架为例,对屋架内力进行验算,分析了屋架上下弦杆内力变化规律,并提出增设支撑的加固方法。
结合钢丝网架混凝土复合板结构试验研究成果,对新发布的《钢丝网架混凝土复合板结构技术规程》从适用范围、材料、设计规定、构造措施等方面进行分析解读,帮助使用者理解使用该规程。
望京搜候(SOHO)中心位于北京市朝阳区望京地区,总建筑面积521265m2,为地标性大型公共建筑。本文主要包括三栋高层建筑(塔1、塔2、塔3)的屋顶钢结构的设计过程,从方案、建模、结构计算和结果分析等方面进行介绍,并针对设计过程中的一些典型问题进行了专门探讨和分析。
浦东金融广场商业楼采用钢框架-中心支撑结构形式,地上12层,高69m,面积约12万m2,8层以下采用屈曲约束支撑。根据建筑布置需要,楼层南北中庭有两个较大的椭圆形开洞,并造成最大约11m的悬挑。针对大跨度悬挑梁,概念性的提出加强措施,并进行了人行激励荷载下的舒适度分析。同时介绍了弹性和静力弹塑性分析,楼板内力分析,转换柱和跃层柱的设计。
昆明某改建项目主楼为高度169.9m的高层建筑,采用钢管混凝土框架-钢支撑筒结构体系,外围框架柱采用矩形钢管混凝土柱。介绍了该工程的主要特点和结构分析的有关内容,包括结构布置、抗震性能目标、多道抗震防线等内容。采用SATWE,ETABS进行多遇地震作用和风荷载作用下结构的计算分析,采用SATWE进行弹性时程分析,采用PUSH&EPDA进行罕遇地震下的静力弹塑性推覆分析(Pushover)。计算结果表明该结构满足规范的各项要求,并采取了一些构造加强措施,可供同类工程参考。
光华路SOHOII项目为五个高低、大小不等的钢筋混凝土框架-剪力墙结构单塔和钢结构连体组成的大底盘多塔复杂连体超限高层建筑工程,平面和竖向不规则程度均较高,设计难度极大。本工程共设有五个钢结构连接,其与主塔的连接方式有两端刚接、一端刚接一端滑动两种形式。本文重点介绍了该项目钢连体的抗震设计,为类似工程设计提供参考。
钢筋混凝土筒体高位悬挑钢桁架平台是钢-混凝土混合结构中的新型结构,本文采用SAP2000对塔楼进行了罕遇地震作用下的弹塑性时程分析,通过分析结构的弹塑性地震响应得出钢桁架的出铰次序和破坏机理。
本文依据德国荷载设计规范和钢结构设计规范的要求,分析了当地某冷箱结构在风压力、珠光砂侧压力等主要荷载作用下的情况,采用有限元软件对该冷箱结构进行了建模与结构分析计算,为后续的设计提供了依据。
本文通过对浙江某电厂脱硝改造钢支架项目的设计,介绍了开敞式钢支架在复杂工况下结构体系的选择、支撑的布置、荷载的输入等问题,并提出加固工程的相关节点处理方法。同时介绍了利用STAAD PRO软件计算相关结构的优缺点。
本文利用有限元软件ANSYS对一大跨旋转钢楼梯进行了有限元计算,并参考国外规范对钢梯进行了舒适度分析。结果证明不加设柱结构受力和变形也可以满足,但舒适度无法满足要求。加设柱后结构应力和变形均大幅减小,且加速度峰值大幅减小,可以满足舒适度要求。另外,箱梁刚接对结构受力变形和舒适度都有利。
针对超高层框筒结构中圆钢管混凝土柱的计算长度系数,分别采用无侧移框架柱、有侧移框架柱和欧拉公式三种方法进行计算。对比分析结果表明,结构上部框架柱的计算长度系数按照无侧移框架柱计算,结果偏不安全;采用有侧移框架柱计算,结果远大于另外两种方法的计算结果,过于保守。本文建议根据结构屈曲模态和欧拉公式计算钢管柱的等效计算长度,并以该长度的2倍作为钢管柱承载力设计中的计算长度。
钢框架梁柱节点一直是钢结构设计和研究中的重点。本文从高层钢框架中常见的箱型柱工字梁节点的破坏机理入手,推导了极限承载力的公式,并与有限元的模型分析结果进行了比较。
通过对腹板开洞尺寸超过规程限值的H型截面钢梁在不同限定条件下的ABAQUS有限元分析,并综合对比无开洞及有开洞等情况下钢梁承载能力,阐明了被开洞钢梁的力学性能削弱问题,通过不同补强措施的对照,选取最安全合理的加固方案。
本文针对组合钢梁截面高度一般确定方法的局限性进行改进,提出一种较快而实用的确定方法。
插接节点是单管钢塔的一种常见的塔身钢管连接形式。本文通过5个插接节点的足尺模型抗弯静力试验,研究了插接节点轴向压力、截面形状、插接长度、插接段内外钢管贴合率等因素对节点弹性抗弯刚度的影响以及加载至破坏过程中的刚度变化特征,并与有限元计算分析结果进行了对比。结果表明实际的插接节点抗弯刚度弱于连续钢管,应在工程设计中予以考虑。
通过比较分析中美规范关于锚栓在混凝土中抗拉设计的方法,介绍了锚栓在混凝土中的各种破坏形态和对应的承载力计算方法,为了充分利用锚栓的抗拉强度同时又避免混凝土的崩裂破坏而导致锚栓被拉出,本文给出了通过利用基础混凝土短柱中的竖向钢筋或者额外配置受拉钢筋的方法来传递锚栓拉力而避免混凝土崩裂破坏的方法。
冷弯薄壁型钢构件在制作安装过程中将会产生一定的初始缺陷,包括几何初始缺陷和力学初始缺陷。采用ANSYS程序分析了几何初始缺陷、冷弯残余应力及两者综合作用对冷弯薄壁腹板开孔C形钢梁稳定承载性能的影响。根据算例分析得到以下结论和建议:对于破坏形式为跨中截面受弯破坏的开孔梁,局部初始缺陷对其承载力几乎没有影响,可忽略局部初始缺陷的影响;对于破坏形式为局部屈曲破坏的开孔梁,需要考虑局部初始缺陷的影响,可取0.005倍的腹板高度作为初始缺陷峰值进行计算。冷弯残余应力对构件极限承载力影响较小,使构件整体刚度和稳定性略有降低。
为研究螺钉间距对冷弯薄壁型钢自攻螺钉群连接抗剪承载力的影响和自攻螺钉群连接抗剪承载力设计方法,对国内外有关自攻螺钉群连接抗剪性能的试验结果进行回归分析,拟合出螺钉间距影响系数的计算公式,并结合《低层冷弯薄壁型钢房屋建筑技术规程》(JGJ 227—2011)和北美AISI规范单颗自攻螺钉连接抗剪承载力设计方法,提出了同时考虑群体折减效应和螺钉间距影响的自攻螺钉群连接抗剪承载力设计计算方法。
在土木建筑钢结构和道桥建设工程中,控制扭矩法和螺母转角法是目前紧固件安装工程当中使用最多的两种方法。与控制扭矩法不同,螺母转角法是一种位移控制方法,操作和检查都比较简单。本文分析了高强度螺栓在拧紧时的机械性能和不同紧固方法的紧固原理,并针对8.8级和10.9级的M20与M24高强度螺栓的紧固过程进行了试验研究,得出了不同类型的高强度螺栓在紧固过程中的扭-拉关系以及轴力-转角关系。最后总结了达到高强度螺栓要求预拉力所需要的螺母转角值,分析了螺母极限转角能力,为确立高强度螺栓螺母转角法的紧固要求提供了依据和建议。
基于Menegotto&Pinto模型,推导了钢材在循环荷载作用下考虑损伤累积的应力-应变关系。通过引入一个新的关于损伤变量的折线形函数来表示荷载作用下损伤与应力的衰减的关系,同时考虑了卸载效应对应力-应变关系的影响。经与试验对比,该模型与试验结果吻合较好。该方法简单易用,为后续分析地震荷载作用下的滞回反应提供了方便。
大连中石油大厦采用斜交网格筒体结构体系,在竖向网格向斜向网格过渡区域采用了混凝土Y型转换节点。为考察节点设计方案的合理性,研究节点的失效过程和极限荷载,进行了4例Y型节点1∶5缩尺比例试验,并重点考虑了斜柱补强方式、节点区配箍率的影响。结果表明,数值模拟分析与试验结果及现象基本一致,节点的破坏形式主要表现为斜柱内箍筋崩断、纵筋压弯和混凝土压碎。初步方案采用的Y型节点在保证最小配箍率的条件下节点刚度、强度均能满足设计要求,整体结构转换节点区受力特征符合"强节点、弱构件"的设计原则。
超高层建筑结构的设计难点主要集中于其巨型组合构件的设计与选型,针对这个问题,本文提出了基于生命周期经济成本的巨型组合构件设计方法,巨型组合构件生命周期成本费用包含初始费用、维护费用、灾害失效费用以及拆除费用等多项费用,该方法首先计算出巨型组合构件的各项生命周期成本,然后通过汇总比较对其进行方案选型。使用该方法能够在项目初期就对结构构件的不同方案进行全面的分析与比选,实现超高层结构全生命周期的经济利益最大化。同时,本文将引用一个超高层建筑的实例来说明这种方法的有效性与适用性。
内埋型钢巨型组合柱在现代超高层建筑结构体系中得到广泛应用。内埋型钢巨型组合柱混凝土累积的收缩徐变产生的竖向长期变形[1]对于结构竖向荷载的重新分配以及水平构件的应力水平有着重要影响。内埋型钢对湿度扩散的阻碍作用,使得内埋型钢巨型组合柱的湿度扩散不同于普通钢筋混凝土柱,巨型组合柱的长期竖向变形也不同于普通钢筋混凝土柱[2]。然而,目前在实际的内埋型钢巨型组合柱的设计中,并没有真正考虑型钢对于混凝土中湿度的阻碍作用,因此用计算普通混凝土柱的收缩徐变计算模型计算,过高的估计了内埋型钢巨型组合柱的收缩徐变值。本文对构件的湿度扩散进行了分析,并对内埋型钢巨型组合柱和普通混凝土柱湿度扩散进行了对比研究。
通过对3根型钢混凝土梁进行的受弯性能试验,重点描述了箱形型钢混凝土梁的受弯破坏过程,在此基础上依据混凝土、钢筋及型钢在不同位置处的实测应变变化情况,详细分析了箱形型钢混凝土梁整个加载过程的力学性能。对强度叠加法进行了修正,提出了考虑混凝土约束效应的抗弯承载力计算方法,克服了规程计算值过于保守的缺陷,通过对已有文献中45个构件的试验数据对比分析表明,公式计算值与试验结果吻合良好,可为型钢混凝土规范的修订提供参考,同时可用于工程设计中。
在谈论超高层结构时,人们往往更关心竖向体系形式,然而作为横向体系的楼盖体系在超高层建筑中同样起着重要的作用。虽然超高层建筑的楼盖与多高层建筑的楼盖没有本质的区别,但是随着层数的增加,自重和层高无疑成为了超高层更为突出的问题,经实际工程比较,组合楼盖体系应用较广泛。本文简介了超高层的发展、楼盖体系的重要作用及分类,总结了几种超高层建筑中常用的楼盖形式,为类似工程项目提供参考。
通过5个1/2缩尺试件在高轴压比下的低周反复加载试验,研究了型钢混凝土柱-钢梁框架中部节点的破坏形态和受力性能,讨论了节点核心区配箍率低于规范要求配箍率的可行性,并对现行规范公式提出了修改建议。
钢管混凝土格构柱常被用于重载大跨厂房柱、设备构架柱等,本文对超长钢管混凝土四肢格构柱进行偏心受压试验研究,得到了四肢钢管混凝土格构柱的偏压极限承载力和构件的受力全过程曲线,验证了超长钢管混凝土格构柱的优良性能,对钢管混凝土长柱的最终失效模式做出了分析和解释,对试验过程中柱肢钢管的纵向应变、环向应变和部分缀件的纵向应变进行量测,为分析加载过程中构件各部位的受力情况提供数据。同时结合试验现象和测量的相关数据,为钢管混凝土格构长柱偏压性能的理论分析提供试验基础。
在砖柱表面外包钢板形成钢板-砖砌体组合柱,可以大大提高原有砌体的承载力、延性与外包钢板的屈曲性能。本文通过已有钢板-砖砌体组合短柱轴压静载试验及有限元模拟,分析钢板-砖砌体组合短柱的工作机理。基于钢管混凝土及薄板局部屈曲理论,提出钢板-砖砌体组合短柱局部屈曲临界应力的计算方法,并对影响钢板局部屈曲的若干因素进行探讨。
芜湖侨鸿滨江世纪广场A楼采用钢框架-混凝土核心筒结构体系。本文介绍了该工程的结构体系特点、多遇地震及风荷载作用下结构的整体弹性分析、罕遇地震作用下的弹塑性分析等。同时做了些专题研究和分析,包括局部楼板应力分析和施工加载顺序分析,并采取有针对性的抗震性能化设计及抗震措施。
常州凯悦中心12#楼采用现浇钢筋混凝土部分框支剪力墙结构,总高度175.4m,属于超限结构,地震响应复杂。采用基于性能的抗震设计方法,利用多种分析手段验证不同水准下结构的抗震性能,包括小震弹性分析、中震弹性分析以及采用基于纤维模型理论的PERFORM-3D软件对整体结构进行的大震作用下弹塑性时程分析。建立超限高层建筑结构在不同水准地震作用下的抗震性能水准和性能目标,进而对结构的地震响应及承载性能进行评估。弹性与弹塑性抗震分析结果表明,常州凯悦中心12#楼能够满足《建筑抗震设计规范》提出的各项抗震设防要求和既定的各项抗震性能指标。
上海某超高层结构屋面高度224.40m,采用带加强层的型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。结合现行国家规范和规程,介绍了该工程结构选型与布置、基于性能目标的结构抗震设计以及相应的构造加强措施,同时针对同类体系结构的关键设计要点进行探讨,为此类结构设计提供参考。
淄博华润中心五彩城酒店主楼结构高度172.6m,41层。酒店主楼采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,框架柱采用型钢混凝土,内部核心筒为钢筋混凝土,外框架与内筒之间的梁板为现浇钢筋混凝土。本文系统介绍了该工程的结构体系特点、抗震性能设计原则和方法、整体计算分析、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析、斜柱与穿层柱的设计与计算长度系数取值以及地基基础的设计、超限设计的措施及对策。
某超B级高度的超高层建筑,本文主要介绍了经过三阶段分析设计,找到了结构的抗震薄弱环节,采取了相应的抗震加强措施,达到设定的抗震性能目标。
真如副中心A5地块的5,6#楼结构体系为钢筋混凝土框架-剪力墙结构,为平面和立面均不规则的复杂超限高层建筑。通过设防烈度下的弹性静力分析和弹性动力分析以及构造上的措施,能满足现行的建筑结构相关抗震规范、规程的要求。通过整个地下室多塔模型的计算,对顶板开洞处的应力和位移进行分析,确保结构嵌固端假定的成立。通过弹塑性静力分析,能够确保大震下框架柱不发生剪切破坏。
简要介绍丹东某商业综合体中五星酒店的抗震设计。重点介绍基础设计、结构主体设计、超限分析以及应对超限所采取的措施,对以后类似工程提供借鉴。
本文以框筒高层塔楼模型和多层框架裙房模型为研究对象,通过对单体计算结果与大底盘多塔计算结果的比较,研究分析大底盘多塔楼结构地震响应特点及构件内力分布规律。分析表明,在现有技术条件下,大底盘多塔楼的设计是可行的。该种结构形式不仅可以明显改善建筑的使用性能,在一定的条件下还能获得很明显的经济性。本文进一步总结出多塔楼大底盘设计的设计要点,供同类项目参考。
通过对于地震高烈度区"桥-建"组合结构体系高架车站的两种模型的对比分析,讨论了按照现行铁路桥梁规范与建筑结构规范在抗震及构件设计等方面的差异,指出了现行一般设计方法可能存在的问题,同时提出了相关的建议。
高铁是国家重点投资的铁路建设项目,沿线设有大小车站很多个。本文主要结合中间停靠站(小型规模车站),探讨小型铁路车站的基本设计思路;同时结合车站结构形式,对单层空旷房屋的设计进行分析研究。
弹塑性动力时程分析方法是确定结构大震安全性的重要方法,也是性能化抗震设计的必要工具和必然趋势。本文基于超高层建筑结构弹塑性分析中累积的经验,对模拟和分析结果判断所遇到的问题提出一些见解,并结合某超高层结构案例的分析结果作为辅助论证。文中提出对连梁、巨柱等构件的模拟应抓住构件的受力和在结构中的作用等特征来简化计算模型,认为在软件还不能准确反映构件或材料细观破坏行为情况下不建议采用精细化的模型。由于结构进入塑性后周期会变长,故本文认为对弹塑性分析的基底剪力、层间位移角等应结合结构动力特性的变化及时程波的动力特性进行综合评判。基于我国规范的性能目标评判标准还有待完善。
青岛卓越世纪中心1号塔楼是存在多项超限情况的超高层框架-核心筒结构。首先确定了抗震性能目标及设计方法,然后采用Midas Building有限元软件对结构在大震作用下的抗震性能进行了分析,基于结构整体及构件层面,总结了其在大震作用下的性能水准,发现其薄弱部位,为有针对性地采取抗震措施提供参考。
针对宿迁市中豪国际广场酒店主裙楼刚度分布不均匀而产生的扭转变形的问题,采用在裙房边跨设置阻尼器的方法来降低附属结构地震动力响应,控制裙房位移变形,采用ETABS程序分别从结构层间剪力、层间位移角、裙房顶层控制点时程位移、参与裙房工作的阻尼器耗能几个方面,对比了设置阻尼器前后结构的减震性能,表明了该方法在针对宿迁市中豪国际广场酒店主裙楼结构因偏心引起的扭转变形问题上效果显著,不仅对刚度较弱方向的位移变形有良好的控制效果,而且刚度较强方向的位移也明显下降。参与工作的阻尼器均正常发挥效能,从而表明该减震方法可行有效。
结合天津现代城酒店项目,对屈曲约束支撑(BRB)体系中的设计关键问题进行了研究,包括BRB在裙房中的布置,BRB特性,BRB杆件及节点的承载力设计,BRB支撑等效截面刚度,BRB中心芯材材质选择以及BRB产品的试验要求。天津现代城酒店采用了裙房与塔楼不设缝的设计方案,分析表明,在裙房远端设置BRB可以有效控制位移比,BRB支撑比普通支撑有更好的抗震性能。裙房BRB支撑设计不但要满足承载力设计要求,而且BRB中心芯材等效截面刚度需要满足设计要求。BRB支撑等效截面刚度可以由材料力学中提出的串联刚度得出。
通过一个双塔连体结构实例,运用通用有限元软件SAP2000对普通钢支撑模型与屈曲约束支撑模型在罕遇地震作用下进行了动力弹塑性时程分析;并对结果(层剪力、层间位移角、顶点位移时程及整体塑性发展)做出分析比较,得出屈曲约束支撑对刚度突变及层抗剪承载力突变有一定的控制作用,其结论对以后类似工程有一定的参考作用。
对某高层框架-剪力墙结构进行了结构设计和有限元分析计算,工程中对结构采取了消能减震设计并进行了阻尼器性能试验。介绍了结构设计特点,包括结构选型、阻尼器选择与布置,并采用ABAQUS软件对结构进行了多遇及罕遇地震作用下的有限元分析。对比了不同地震波作用下的结构弹塑性分析结果,结果表明消能减震措施提高了结构的抗震性能。
对太原南站综合交通枢纽工程采用UBB进行了消能减震设计,介绍了UBB的布置情况,采用PKPM等软件分析了UBB对多遇地震下结构层间位移角和节点受力的影响,采用ABAQUS软件对采用UBB后的结构进行了罕遇地震作用下的动力时程分析。分析结果表明UBB对控制结构层间位移角、增强结构抗扭能力、改善节点受力有明显作用,采用了UBB的结构在罕遇地震下具有较好抗震性能和耗能能力。
单层厂房柱间交叉支撑在抗震设计时考虑到压杆屈曲一般只计入受拉杆作用,造成计算结果与实际情况存在较大差别,且材料使用并不充分。本文以某工程案例为背景,采用防屈曲支撑替代传统柱间支撑,通过SAP2000建模对比分析了原结构与防屈曲支撑结构的差别,包括模态、反应谱结果、非线性推覆分析和时程分析结果,说明在单厂中使用防屈曲支撑进行支撑替换的可行性。对减震方案合理性也进行了讨论。
分析了新抗震规范颁布实施后中小学加固中框架结构教学楼存在的问题,主要有单跨框架、梁与柱的承载力不足及构造措施不满足要求等。分析了采用消能减震设计解决这些问题的可行性、经济行、时效性。阐述了消能减震结构设计原理。以某教学楼为例,采用粘滞流体阻尼器加固后,地震作用减小30%左右,基本满足了地震设防烈度降低一度的要求,使原结构构造措施满足了规范要求,不需采用其他加固措施。
竖向地震动接近于高频振动,竖向隔震就是通过减小结构竖向刚度使得结构自振周期增大,避开竖向地震动的卓越周期,从而降低地震作用,即建筑结构竖向隔震要求结构竖向刚度存在薄弱层。工业机械中竖向隔振技术已经得到应用,但在建筑结构中,应用竖向隔震技术带来的结构整体稳定问题难以解决。
黏滞阻尼墙是一种主要应用于建筑结构的速度相关型消能器。本文设计了一种新型黏滞阻尼墙,并通过水平动力加载试验,研究新型黏滞阻尼墙在不同振动频率和位移幅值下的阻尼力与位移的关系,探讨了新型黏滞阻尼墙的滞回特性,以及振动频率、位移幅值、速度、循环特性等对新型黏滞阻尼墙动力性能的影响。研究表明,新型黏滞阻尼墙耗能效果较好,其阻尼力与速度有关,而无频率相关性;地震作用下,其耐久性较好。
为研究某多层筒状石墨结构的动力响应规律,对3个不同边界条件的模型进行了地震模拟振动台试验,通过白噪声扫频获得了模型在不同阶段的自振频率;通过人工波激励得到模型的加速度、位移等动力反应。依据试验结果,讨论了模型自振频率的变化规律,讨论了模型加速度放大系数及位移包络曲线的分布规律,研究了不同边界条件对模型动力反应结果的影响。
我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)提出了基于性能的抗震设计思想,设计中对复杂高层建筑和超限工程也多提出中震设计性能目标,以提高重要结构的安全性。通过对不同性能目标时高层结构在小震与中震下的设计内力的详细对比分析发现:对于框架柱,由于小震下的结构内力调整较大,当性能目标确定较低时,小震弹性设计内力超过中震的内力设计值,采用中震设计并未提高重要结构的安全性。
为精确描述混凝土和钢材在地震作用下强度和刚度的退化规律,在混凝土Faria-Oliver模型和钢材K&K模型的基础上,分别引入损伤模型进行修正。运用考虑损伤累积效应的修正Faria-Oliver模型和修正K&K模型,对天津大学新校区综合体育馆中一典型锥形柱进行竖向承载力分析,结果表明考虑材料损伤累积效应,锥形柱的竖向极限承载力和强震作用后的竖向剩余承载力显著降低。
错层结构由于其平面和竖向不规则,属于一种复杂结构。错层结构的抗震性能较差。本文主要采用ABAQUS有限元分析软件,对一多层框架结构在地震作用下的地震响应进行分析。通过研究错层楼层高度、框架柱截面类型、错层处楼板厚度等因素对错层结构地震响应的影响,提出错层结构的优化方案,为错层结构的优化设计提供了有效参考价值。
高层建筑上部结构嵌固端位置的选取是非常重要的,而工程实践中嵌固端的选取是非常复杂的问题。新颁布的10版《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》对于地下室顶板作为上部结构嵌固端的要求有所变化,本文根据这两本规范,参考有关文献,对工作中碰到的上部结构嵌固端的以下问题做了探讨:1)地下室顶板开洞口;2)地下室一侧有地下车库通道;3)地下室顶板不能作为嵌固端时的措施;4)上部结构与地下室是否整体统一计算;5)地下室顶板作嵌固端时与其他专业协调问题。本文对以上问题提出了解决思路和建议,以求达到安全、经济的设计目标,并供设计同行参考。
针对模拟强地震动的工程方法进行了简要总结,阐述了其主要思路和步骤,以及发展的历程和进一步发展的方向。
对普通混凝土剪力墙和高强混凝土剪力墙的研究现状进行了总结归纳,对轴压比的计算进行了重点地分析,并针对具体工程讨论了轴压比限值的取值,提出高强混凝土剪力墙在设计时需要重点考虑的问题。
本文针对连梁设计中令人棘手的连梁超筋问题,先从框架进行理论分析,得出结论,后利用有限元软件分析剪力墙,进而把框架的结论逐步推广到剪力墙结构中。本文给了连梁超筋问题一个合理的解释,系统研究了连梁内力、剪压比与梁墙刚度比的关系,提出了一些连梁的设计建议供设计人员参考。
本文借助大型通用有限元软件ANSYS分析研究了在不同跨高比情况下双连梁的受力性能。文中共设计了五组模型,跨高比分别为2.4、2.7、3.0、3.4、4.0。分析结果表明:随着连梁跨高比的逐渐增大,各模型连梁所承担的总内力均逐渐减小,结构顶点的位移逐渐增大,刚度逐渐减小。同时,在每个模型中,上梁所承担的剪力比下梁小,上梁所承担的轴力(绝对值)比下梁大,上梁与下梁所承担的弯矩基本相同。
介绍了结构设计中常采用的抗剪截面积等效和抗弯刚度等效的多连梁计算方法。按抗剪截面积等效方法计算多连梁的误差较大。按抗弯刚度等效方法计算多连梁相对较合理。本文推导了多连梁抗弯刚度等效的计算公式,在结构计算中可直接对抗弯刚度进行折减。双肢墙结构推覆分析结果表明,双连梁模型的梁两端较早出现塑性铰,而且塑性铰数量更多,出铰更加充分,耗能及延性优于单连梁模型。
结构分析中,梁刚度放大系数可采用不同的方法计算。本文针对梁刚度放大系数的不同计算方法进行比较分析,研究了梁跨、板厚、梁高度对梁刚度放大系数的影响,并分析梁刚度放大系数对结构整体指标和构件内力配筋的影响。同时分析了不同楼板刚度假定下,梁刚度放大的正确应用。
组合式箍筋是预制装配整体式混凝土结构施工关键技术之一。为验证组合式箍筋的上部箍肢是否可有效约束双筋梁上部受压钢筋,制作13根梁进行对比试验研究。试验中受压钢筋达到或接近屈服。结果表明,与常规封闭箍筋相比,采用组合式封闭箍筋的双筋梁受弯和受剪性能与普通封闭式箍筋梁接近。梁受弯破坏时受压纵筋被组合式箍筋有效约束,受压钢筋没有发生失稳现象。
高层建筑设备多、人员密度大,建筑火灾将造成巨大的生命和财产损失。钢筋混凝土结构在高层建筑中应用广泛,研究其抗火性能、抗火设计理论具有重要的现实意义。本文利用ABAQUS有限元分析软件,结合试验数据,对高温下约束混凝土梁的温度场进行了计算和分析,计算结果与试验结果吻合较好。温度场是钢筋混凝土梁的高温力学性能和耐火极限分析和设计的基础,本文温度场的分析方法可为钢筋混凝土梁受火损伤后加固设计提供依据。
拉萨体育场下部看台及上部钢桁架均采用无缝设计方案,超长结构所致的温差效应显著,采用有限元方法对混凝土的收缩和徐变以及整体结构的温度作用效应进行了详细地分析,得到温度应力分布的规律及数值。在分析结果的基础上,对不同部位采取不同的技术措施,有效地解决了温差收缩效应带来的不利影响,对类似超长结构设计有一定的参考价值。
超长结构未设置伸缩缝或设缝间距超出规定限值时,由于温差及混凝土收缩的作用效应积累,会产生较大的约束应力,此时需分析温差效应对结构水平及竖向构件的影响。利用有限元软件MIDAS BUILDING,研究分析温差效应对具体超长结构的影响,为合理设计提供依据。
结合工程实际,介绍超长混凝土结构考虑混凝土收缩、裂缝、徐变等因素的温差计算方法。通过对计算结果进行分析,提出针对混凝土塑性材料特点,应综合考虑应力和变形采用合理的构造措施。通过这些方法和措施,能有效减少混凝土结构中温差造成的影响。
未设置伸缩缝的超长钢筋混凝土墙中过大温差应力将导致结构开裂,直接影响建筑物的正常使用与耐久性。结合环境温度工况及结构物热工参数分析,采用弹性有限元计算了某超长建筑地下室外墙施工与使用阶段的温差效应;基于温差应力大小及其分布特点,提出了合理布置并张拉无粘结预应力筋的温差效应控制方法,使钢筋混凝土外墙的温差拉应力为预压应力所平衡或抵消。可供超长建筑钢筋混凝土墙分析与设计计算参考。
国内对于超长结构的温度应力已做了很多研究,但对于超长开口环形平面结构确很少有实例参考。本文则以实际工程为例,分析开口环形超长结构的温度效应,从变形规律、内力、徐变、温度缝设置等多个角度进行阐述,并找出规律。同时对不同结构进行经济性比较,得出相应结论。对类似工程有较高的参考价值。
已有试验结果表明,预制装配式混凝土楼盖平面内受力性能受连接件的个数及间距、连接件抗弯钢筋强度等因素的影响,但是目前还没有提出具体的影响程度。本文以混凝土强度、连接件的个数及间距、连接件抗弯钢筋强度,边梁纵筋强度,边梁箍筋强度为参数,通过对其平面内水平荷载作用下的数值模拟分析,研究以上参数对预制装配式混凝土楼盖荷载-位移曲线的影响规律,为预制装配式混凝土楼盖的设计和施工提供参考。
混凝土梁板结构是现阶段结构设计中很常用的结构形式,而板作为这种结构形式的重要组成部分,寻求一个比较经济合理的板厚对于整个结构设计和建筑物造价都是相当重要的。本文以肋梁楼盖的单向板为对象,参照现行混凝土和钢筋市场价格行情,通过控制最低造价考虑跨度、钢筋、楼面荷载以及混凝土强度的变化来讨论混凝土楼板板厚的变化规律,最终给出不同荷载、不同跨度、不同强度等级钢筋以及不同混凝土强度下楼板的经济厚度,供在进行楼板设计时借鉴和参考。
<正>0工程概况工程位于深圳市南山区后海中心区,用地性质为商业服务和办公,总建筑面积为61070m2,其中地上四层为商业部分,地上23层为办公区域,建筑高度99.60m。场地内满布五层地下室,地下一层为商业,地下二层~地下五层为停车库和设备用房,地下室设置两个六级的人防防护单元,分别位于地下五层及地下四层局部,详见图1。
本文主要研究现浇混凝土圆管式空心板的正交各向异性特性。通过ABAQUS有限元软件对不同管径和不同肋间距的圆管式空心楼板进行分析,得到了圆管式空心楼板顺管向和横管向两个方向的刚度及刚度比,给出了两个方向的弹性模量,剪切模量和泊松比的计算公式,为现浇混凝土空心板的理论研究和设计提供了依据。
本文从钢筋混凝土板的内力平衡微分方程和下限定理出发,对板的设计原理进行分析,从而指出钢筋混凝土异形板采用基于有限元的内力分析却忽略其扭矩的传统设计方法所存在的问题,并在此基础上提出合理的设计建议,通过对案例进行分析,证实其合理性。本文的异形板有限元分析和设计方法可供相关工程参考。
混凝土楼板的裂缝,是目前较难克服的质量通病之一,楼板裂缝轻者影响美观,重者破坏房屋结构的安全性,降低房屋的抗震能力和房屋的正常使用,文中对裂缝产生的原因及防治措施进行了分析。并通过一个工程实例验证文中所述方法。
针对悬挑结构楼盖的竖向加速度问题,本文通过时程分析方法分析了其影响因素,并将分析结果用于实际工程的设计指导。
对商业项目中步行街连桥进行振动舒适度分析时,规范简化计算方法往往并不适用,需要通过规范推荐的时程分析方法对步行舒适度问题进行仿真分析。同时,舒适度问题工程影响因素较多,本文以典型连桥形式为例,采用时程分析法对各因素进行定量比较分析,给出一般设计建议,供工程技术人员参考。
CRB600H高延性冷轧带肋钢筋是国内近年来研制开发的新型冷轧带肋钢筋,它具有明显的屈服点、塑性好、强度高与混凝土握裹力强等优点。结合工程实例,对配置不同强度等级钢筋的楼板进行了承载力极限状态和正常使用极限状态计算,分析对比了各种强度等级钢筋在楼板中的用量,指出CRB600H高延性冷轧带肋钢筋用于现浇楼板中,具有较高的经济效益和社会效益,建议在工程实践中大力推广应用CRB600H钢筋,促进钢筋的升级换代。
在现代高层建筑设计中,因钢筋混凝土剪力墙结构的整体及抗震性能较好而被广泛运用,钢筋混凝土结构常见的裂缝问题也同样被人们关注。研究裂缝产生的原因,可使我们在高层建筑设计和施工中,尽量避免这一裂缝的发生,提高建筑物的安全性和耐久性。本文以实例综合分析剪力墙裂缝的成因。
结合赵山渡引水枢纽沙门渡槽工程实例,分析渡槽裂缝的分布特点,利用应用软件建立矩形混凝土渡槽的三维有限元模型,对不同工况下渡槽受力状态进行数值模拟。从自然环境、工程建设标准、施工条件和主要结构部位等方面,讨论裂缝形成原因,为裂缝处理提供参考。
最新实行的《建筑结构荷载规范》(GB 50009—2012)针对消防车等效活荷载取值问题进行了细化,规定双向板跨度越小取值越大。对于楼板这种规定符合实际情况也更为合理,但是对于主梁也这样取值不太合理。本文对GB50009—2012规范中对主梁的消防车荷载取值的问题进行了分析,并且提出了相应的设计建议。
通过混凝土保温模卡砌块砌体的抗压、抗剪试验,对砌体在受压、受剪的破坏形态进行分析比较,对规程中的抗压、抗剪计算公式进行验证,同时证明试点工程承重结构的安全性。
将《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中建议的混凝土单轴应力—应变曲线作为骨架曲线与Yassin提出的滞回规则相结合,从而组成了一个能适用于钢筋混凝土结构在地震等反复荷载作用下非线性分析的循环本构模型。以大型通用有限元软件ABAQUS为分析平台,通过软件提供的用户材料子程序二次开发接口VUMAT嵌入到ABAQUS中。验证了模型在多种典型工况下的性能,并对一钢筋混凝土四层平面框架结构在地震作用下的损伤演化过程进行了模拟分析。结果表明:给出的混凝土单轴循环模型适用于钢筋混凝土结构的弹塑性地震响应分析。
混凝土与木混合结构将混凝土框架与轻型木楼盖结合在一起,适合在多层结构中应用。为了研究混合结构中轻型木楼盖与混凝土框架在水平力作用下的协同工作性能,对于一个一层的混凝土框架木楼盖混合结构模型进行了水平单向弹性加载试验和往复加载破坏试验。结果表明:当混合结构在弹性受力范围内,木楼盖体现出了良好的平面内刚度,能够协调各榀混凝土框架柱顶位移、分配各柱水平力;当混合结构达到塑性时,木楼盖具有较高的水平承载力,保证结构整体的延性、耗能能力以及极限承载能力。
主要分析了国家现行建筑标准设计图集11G101-1中顶层梁柱节点及非抗震梁端支座节点的构造详图相关内容,并结合实际工程应用,对其中的钢筋锚固问题提出了几点疑问,并针对性的提出了几点建议。
某项目电梯间位于卫生间上方,电梯如果发生意外坠落可能会对财产和生命安全造成严重影响。采用大型通用有限元程序LS-DYNA对电梯平衡锤坠落进行了非线性有限元仿真分析,考察坠落发生后造成危害程度,并提出安全加强措施。结果显示采取措施后若发生电梯坠落不会危及下方卫生间内人员的生命安全。分析方法和结论可供类似项目参考。
国家图书馆一期工程作为我国八十年代"十大建筑"之首,不仅担负了国家总书库的职能,还记载了老一辈设计师的智慧和勤劳。国家图书馆一期工程是由13个单体组成的建筑群,本次改造工程包括了新建、扩建、维修改造三部分,本文主要介绍其中10个维修改造的单体,希望为类似的改造工程设计提供借鉴经验。
苏州汽车北站改建工程,主体建筑为站务楼,重点设防类建筑。左塔下方为入口门厅,二~三层均在楼面上开大洞27×24m,此范围的楼板有效宽度几乎为0。为提高大洞周边柱的抗震性能,大洞周边柱采用钢管混凝土柱,其上部设转换钢结构屋盖,很好解决了建筑上大跨度、大空间的需要。设计时采取了基于性能的抗震设计和比现行规范要求更为严格的抗震措施。经对结构进行多模型的弹性分析和时程分析,其工作状态和性能均能达到预期性能目标和规范要求。
长泾人民大会堂建于1969年,需要保留并进行改造和功能升级,改造后的建筑外观要求达到"修旧如旧"的目的,实现难度较大。结构类型属单层空旷房屋,结构设计优先采用增强结构整体抗震性能的方案,针对工程特点选择加固方法,并广泛应用钢结构系统进行体外加固,达到了预期的要求。
结合大连人民剧场加固改造设计,对需保护建筑在其拆除及扩建中所涉及到的加固方案的选择、结构加固设计与构造措施等若干问题进行了讨论。针对本工程的特殊性提出了对保留建筑的砌筑墙体、框架和基础的加固方法,充分考虑加固方案对新旧建筑协同工作的影响。
结合某广场建筑的地下加层扩建工程实例,介绍了设计过程中的设计思路、设计难点、确定方案以及节点处理的整个过程,尤其针对地下工程改造中碰到的诸多问题以及解决方案做了具体的阐述。通过改造后的实际使用情况,该设计方案达到了预期的效果,可对同类工程提供参考。
简要介绍某商业综合体加固设计的优化过程。重点介绍商业综合体中常见的地下室机房改造设计和商业入口改造设计,以及相应的成本优化。这对以后类似工程提供借鉴。
为了使原先用作停车库的多层建筑改造成为综合服务设施楼,需要对原建筑结构进行全面的结构安全检测和抗震鉴定。通过对该既有预应力多层框架结构进行使用现状调查、现场检测、结构抗震承载力验算等工作,得出了既有结构的抗震性能鉴定结论。结合具体的改造方案,提出了合理的加固建议,可为同类多层框架结构的检测与鉴定以及抗震加固提供参考。
根据某砌体结构办公楼的现状及鉴定结论,采取外加圈梁-构造柱结合钢筋网砂浆面层的方法对其进行抗震加固和接建设计,并通过结构设计软件PKPM和规范评价方法对其进行了计算分析。结果表明,该方法既提高墙体的抗剪承载力,又增加了结构的整体延性,很好地改善了砌体结构的抗震性能。
在我国中小学校舍中,砖混结构比重最高。对砖混结构中小学校舍抗震鉴定与加固研究十分必要。文章以北京市某中学校舍砖混结构为例,介绍了对该建筑加固前存在的主要问题,加固采取的主要措施,以及加固施工工艺。为后续校舍工程加固改造及其他相关工程提供参考。
Murata工业厂房位于北京市顺义区某工业区,建于1995年。由于生产功能的改变,拟对原结构进行改造。采用现行规范对结构进行整体计算分析,发现在新的使用荷载和地震作用下,原结构承载力及抗变形能力不满足要求。根据分析结果,通过增加混凝土剪力墙及钢剪力撑对原结构整体进行抗震加固,并对承载能力不足的局部构件进行加固补强。
本文以实际工程为例,利用大型通用有限元软件ANSYS,建立三维非线性有限元模型,进行动力弹塑性分析。总结加层改造后结构整体在地震作用下的动力响应规律,为类似工程提供有益参考。
理论结合工程实际,运用厚板托换设计跨越地铁隧道,并利用有限元软件进行计算分析,严谨设计并提出必要的施工措施,为类似工程提供参考。
既有结构的改造加固设计必须考虑结构体系的优化,及结构整体刚度、刚度分布和刚度变化的合理把握;组合构件必须考虑既有结构的旧有构件刚度,使计算更加符合实际情况;结构构件的刚度是逐渐退化的,既有结构的设计计算需考虑刚度退化的影响。
龙溪塔位于宣城市宣州区水阳江东岸,为六边形砖木混合楼阁式塔的典型代表,由于水阳江治理需对龙溪塔平移129m,最大程度的保留龙溪塔的原貌。平移施工前,对塔体及基础进行了加固,制定了整体托换方案,平移过程顺利,为以后古塔平移提供参考。
无粘结钢绞线体外预应力加固法已有部分被编入我国《混凝土结构加固设计规范》的报批稿中。为了更好地推广这项新技术,本文介绍了该项加固技术在四种情况下的工程应用实例。
针对框架结构适应变形能力较好的特点,对某倾斜严重的钢筋混凝土框架结构办公楼采用在承台桩顶逐点顶升的方法进行了纠倾,纠倾后的办公楼上部结构完好,基础倾斜率远小于规范规定的限值,可供同类纠倾工程参考。
针对现在大量仿古建筑的出现,以及汶川地震后很多木结构出现轻微破坏,需要加固维修,木材运用到建筑结构中的情况越来越多。采用AFRP纤维布加固7根短方木柱,探讨短方木柱的破坏形式。考察全包、间隔包裹、纤维层数对木柱性能的影响。试验表明:加固后木柱的承载力、刚度和延性均得到提高,在所有试件中全包2层AFRP试件的承载力及变形性能提高最大。随着纤维层数的增加,承载力提高与包裹层数之间不是正比关系,加固层数增加到3层承载力提高幅度开始下降。并且纤维复合材料加固木柱并不能改变木柱脆性破坏的形式。在所有试件中,由于其中一跟木柱有木结存在,所以其承载力强度降低很大,我们不加入木柱的计算中,后续应该做一些针对木结加固的试验。本文对加固木柱极限承载力进行理论分析,与已有的理论公式比较,建立木柱承载力的公式,并回归系数,与试验结果符合良好,为以后的工程实践提供参考。
本文主要从结构体系和荷载水平、木材材质、结构整体、承重构件和构架、主要节点和连接的工作状态等方面探讨了木结构文物建筑结构检测的技术要点,并结合工程实例分别采用超声波法和应力波法对木材的内部缺陷进行了无损检测,最后提出检测结论,为类似木结构文物建筑的结构检测提供了参考。
<正>哈尔滨工业大学建筑设计研究院哈尔滨工业大学建筑设计研究院是知名的大型国有勘察设计机构,与中国建设事业同步发展壮大;始终扎根北方致力于寒地建筑设计与研究,坚持产学研相结合的技术创新;历经五十余载的发展,综合实力跻身国内同行前列,被授予中国十大设计公司荣誉称号
参数化设计方法在建筑领域的应用已有很长时间,得益于参数化方法,结构工程师不仅能够处理复杂几何模型,更在整个工作流程中提高了设计质量和效率。参数化不仅为建筑师提供了改变建筑外型的工具,同时让结构工程师的专业知识从后期分析阶段提前融入到参数化的过程中。在参数化模型的基础上,借助数学算法的优化设计能够对结构进行拓扑,形状和尺寸优化,从而得到更优的设计方案。这种一体化方法可以把结构分析工作提到前期,在保证进度的情况下,创造了建筑师与结构工程师共同在多种方案中寻求最佳方案的可能性。本文提出了结合参数化和优化的方案阶段设计方法架构,此方法在设计前期融合了BIM,参数化设计,优化和分析,结构工程师能在方案阶段充分发挥作用以得到优化的设计。本文通过介绍这种设计方法在相关项目案例中的应用,展示了本方法的应用价值。
针对结构设计信息的特点,如重复多且琐碎、难以组织、难以利用多态性;难以综合来自条件图、计算结果的信息;图纸组织水平低;协同困难等问题,该研究采用设计重用理论和方法,分析了重复问题的实质,提出了针对结构工程设计的重用数据结构和工作模型。该方法以"块"为基础,重新组织设计数据,实现自动提取、组织、更新重用块等功能,探索了一套基于设计重用的新工作模式。该方式不仅彻底消除了重复操作,成倍提高工作效率;还可提高修改的准确率,明显提高设计质量。
BIM技术的应用可提高建筑结构设计的效率,其前提是结构模型数据的内部一体化。实用的应用流程是当前阶段建筑结构BIM发展的重点。实现BIM结构设计要解决两项关键技术,包括基于AutoCAD开发自动生成施工图软件和开发Revit转换接口软件。本文阐述了这两项技术的要点及软件实现方法。将本文提出的BIM建筑结构设计过程用于结构设计,可大大提高设计效率。
在某多层住宅结构设计中,采用Revit软件进行建模,完成施工图设计和出图,主要介绍了梁、板、剪力墙暗柱等详图的绘制以及管线综合,供同类工程设计参考。
简要介绍MIDAS Gen软件在建筑结构中的高端分析功能及实际应用,内容涵盖了施工阶段模拟分析、弹塑性分析、隔震和消能减震分析、几何和材料非线性分析、考虑不同材料阻尼比的混合结构整体分析、楼板竖向振动舒适度分析、多支座激振分析等。
介绍了MIDAS Building中关于静力弹塑性分析的目的和基本原理,给出了利用程序进行结构抗震性能设计的计算步骤,并用一个框筒结构示例予以说明。表明静力弹塑性分析是一种非常高效的弹塑性分析方法,而且使用MIDAS Building能快速理解和掌握静力弹塑性分析的操作方法。
通过介绍消能减震和隔震的原理,结合工程实例,重点介绍了利用midas Gen做消能减震和隔震的分析方法,并对比了结构加减隔震装置前后在多遇地震作用下的地震响应结果。
本文介绍了板式设备基础按照弹性地基板理论进行设计的常用计算方法,概述了在.NET平台上利用SAP2000 API函数进行参数化建模软件开发的流程,并通过某立式仓库设备基础设计的实例,详细介绍了按照基床系数法进行设备基础有限元分析的方法以及如何通过SAP2000 API函数快速创建设备基础模型并添加土弹簧和荷载。本文对于实现基于SAP2000的参数化结构建模有实际意义,对同类型项目具有借鉴作用。
消能减震结构计算中,附加阻尼比是至关重要的参数。常用的计算方法有复模态方法、强解耦振型分解法和基于变形能的等效阻尼法等,现行建筑抗震设计规范也推荐采用基于变形能的等效阻尼法,但目前尚未有程序能实现该功能。本文采用抗震规范建议的方法,利用SAP2000软件的OAPI工具开发计算附加阻尼比的插件,并对计算结果进行分析。
本文介绍了Perform-3D软件在超限超高层结构动力弹塑性分析中的应用。分析结果表明,该结构满足规范规定层间位移角要求,各构件基本实现预定目标性能水准,能够满足"大震不倒"的抗震要求。Perform-3D软件适合进行动力弹塑性分析。
随着复杂空间钢结构的广泛应用,其结构形式也越来越复杂,基于有效计算长度系数设计方法的局限性越来越大,而直接二阶分析方法能更好地处理空间钢结构的稳定计算问题,因此直接二阶分析方法的应用也越来越广泛,欧美规范已把直接二阶设计方法作为主要设计方法。本文介绍了复杂空间结构的二阶分析方法以及通过SAP2000的二次开发,实现采用SAP2000程序对复杂空间结构进行直接二阶分析设计,并通过相应的算例说明了直接二阶分析方法的可靠性和适用性。
<正>上海通正铝业工程技术有限公司通用——上海通正铝业工程技术有限公司是一家专业从事铝合金结构(穹顶、网壳)设计、制造、施工的高科技公司。TAL在引进国外先进技术的基础上,通过多年研发、实践,已形成一套完整成熟的铝合金结构(穹顶、网壳)产业链
<正>隔而固(青岛)振动控制有限公司隔而固公司于1908年由德国工程师威廉·格尔布(GERB)在柏林创立,100年来,隔而固公司一直在世界各地从事于大中型设备和建筑工程的振动控制。隔而固公司集团在柏林设有总部,从事研究开发和生产及管理处,还在埃森市设有销售部
本文结合三迪·联邦大厦桩筏基础的设计,分别采用倒楼盖法和弹性地基梁法进行计算,比较其优缺点,并在此基础上提出了改进有限元法。通过对三种方法的计算结果比较发现,改进有限元法既能够很好的模拟筏板的受力形态,又能得出更为经济、合理的配筋结果,是进行桩筏基础设计的有效手段。
河南发展大厦建筑平面、立面复杂,东西楼结构体系截然不同且质量差别较大,基础设计复杂,西楼不对称的连体部分的结构设计难度较大。本文着重介绍了基础设计的混凝土灌注桩后压浆技术及桩筏基础的变刚度调平技术应用,创造了明显的经济效益和社会效益。
基于中震或大震分析的性能化抗震设计逐渐增多,而现行规范仅有非抗震和小震工况的桩基竖向承载力验算规定。为此本文分析了现行规范中桩基竖向承载力验算的安全度,讨论了建筑桩基的抗震设防目标,提出了以"安全系数"为目标的中震、大震下桩基竖向承载力验算简化方法,供进一步研究和探讨。
建立了桩锤系统修正模型并推导冲击荷载修正公式,以基于连续介质力学的离散元方法(CDEM)的计算程序为平台,研究了打桩过程中混凝土预制桩的破坏机理,探讨了冲击荷载的特征和混凝土预制桩的非均匀性对应力波传播过程的影响。研究结果表明:在一定载荷条件及材料性质下,冲击荷载峰值对桩体受压或受拉破坏的影响有着规律性的变化;给出了基桩在不同支承条件下受冲击荷载作用时间影响的波动响应曲线;给出了混凝土预制桩的非均匀性(包括材料非均匀性和几何非均匀性)对冲击破坏特性的影响。对实际打桩工程有一定参考价值。
本文以某高层项目为工程实例,该项目地上部分由A座24层写字楼、B座11层写字楼、C座4层商业裙房三部分组成,地下3层,地下部分连成一体。地基基础设计时,沉降差异控制是本工程需要解决的重要问题。本文介绍了地基处理方案、基础形式、沉降分析方法,以及沉降观测结果。以最经济的方式达到控制各主楼之间,及主楼与纯地下室之间的沉降差异,并取得良好效果。
介绍了该工程的底板设计思路,进行了方案对比。承台设计需要"双控",为了简化承台设计,进行了简单推导,供类似工程参考。
随着一大批深大基坑的不断涌现,常规的顺作法与传统的逆作法已经不能同时满足深大基坑在安全、环境保护、工期等各方面的要求。本文借助某一深大基坑的工程实践,引进主体结构与支护结构相结合的新形式"大开口顺逆复合工法"这一全新的设计施工理念,以解决该基坑工程中采用顺作法需要大量的临时支撑和栈桥、支撑刚度相对较小、施工和拆除支撑消耗时间长等缺点,以及逆作法存在施工速度慢、作业环境差、技术要求高、适用性限制等问题。工程实践表明,对于深大基坑,顺逆复合工法可以解决业主对工期方面的要求,能使整个或局部地下室尽快出标高±0.000m;在复合工法基础上,引进了大开口的理念,完全改变了常规的地下施工流程,大大地改善了地下作业的条件,提高了地下施工速度;同时,也满足了周边环境的保护要求。
苏州工业园区某工程地下室由于局部地下一层拆除,形成8m深的现有基坑。其南侧9~14m远深达15.3m的深基坑即将开挖。现有基坑也将继续挖深4m。本文详细介绍了现有基坑的加固,以及现有基坑继续挖深时的基坑支护设计。计算分析及监测结果表明,本设计安全可靠,可供类似工程设计参考。
抗浮锚杆的采用是深基坑地下室底板常用的抗浮措施。锚杆的合理布置、锚杆的抗拉刚度、底板刚度、竖向荷载作用以及底板支座条件等,均对深基坑地下室抗浮计算有影响,需要进行详细的分析,因此,本文结合某个旧城改造的工程实例,探讨了复杂条件下大型地下室采用高强度钢筋抗浮锚杆进行的抗浮设计。
通常因基础(地下室)底板下存在软弱土层,导致抗浮锚杆(索)存在较长的自由长度;现对其受力模型进行分析,根据弹性受力的特点,其截面面积均较小,轴力与变形较明显;锚杆(索)抗浮力与杆体的伸长成正比,与自由长度成反比;主要通过对锚杆抗浮受力特点进行简述,揭示锚杆抗浮力与变形的关系,提出此类建筑抗浮锚杆设计时应注意事项,并提出相应的设计处理方式,避免由于水浮力引起的地下建筑物的破坏。
随着城市的建设和发展,高层建筑物的地下室及地下建筑物不断增多,其抗浮问题也越来越突出。近几年来,抗浮锚杆以其施工方便、操作简单、造价低廉得到了大量的应用。本文应用SAFE、MIDAS软件建立了某项目地下室底板锚杆抗浮计算模型,并进行了计算结果比较分析,结果表明,两种软件的计算结果比较接近,该计算方法能较为准确地模拟锚杆和底板受力变形情况,为设计提供了可靠依据。
借助有限元分析软件FLAC,对受竖向荷载作用下CFG复合地基进行数值模拟,分析桩间距、桩长、垫层刚度、填土高度、桩帽直径变化对路基变形影响,为CFG桩复合地基变形理论研究提供依据。
通过唐山某34层高层住宅复合地基处理的工程实例,介绍了CFG桩复合地基设计过程,强调了设计过程中应注意的几个问题,并进行了不同桩长、桩径情况下的经济性分析,为类似工程提供参考。
通过工程实例,介绍了在较厚回填土的填海场地中采用强夯置换进行地基处理以提高地基承载力及控制沉降的设计及施工方法。强夯置换后对置换墩体、墩间土及复合地基进行了静力载荷试验,并对置换墩体的密实程度及置换墩体的着底情况进行重型动力触探的检测,结果表明强夯置换后场地地基承载力与变形均满足规范要求。工程实例表明,在较厚回填土的填海场地采用此方法安全可靠、节约造价且能缩短工期。
武汉绿地新都会项目为绿地控股集团在武汉开发的第一个住宅项目,位于武汉市汉阳区江城大道与四新南路交汇处。该项目场地土质情况较差,不同的基础形式对其造价产生较大影响。本文以该项目D地块别墅区复合地基基础为例,通过该复合地基与预应力管桩在经济性、施工进度等方面的对比分析,为复合地基在深厚软土地区的应用提供依据。
本文以贵阳伊顿公馆项目为案例,简要的介绍了伊顿公馆项目的项目概况及岩溶地区常见不良地质条件的处理方法,较深入地分析了贵阳伊顿公馆在建设过程中遇到的主要工程地质问题及采用的地基处理方法。
在不破坏地下人防工事的前提下,对本工程场地内存在的2条贯通场区的人防干道及3个人防竖井,分别提出基础跨越,深梁(剪力墙)托柱转换跨越等结构处理方式,取得了较好的效果。
针对扶壁式挡土墙跨过地坑的特殊实际情况,基于对设置卸荷板的扶壁式挡土墙的受力原理的准确分析,采用改进过的扶壁式挡土墙,利用卸荷板有效的减小了挡土墙的土压力,挡土墙截面也相应减小,同时利用卸荷板上的覆土调整了挡土墙倾覆力矩,增大了滑移稳定性和倾覆稳定性,并通过植筋方式把原有地坑作为挡土墙的巨大底板,形成一种特殊的挡土墙结构,安全经济合理。
近年来,随着我国铁路、公路及市政建设事业的高速发展,城市化进程逐步加快,城市地下道路建设如火如荼地进行。由于地质条件的限制及地下空间的综合开发利用,在地下工程中不可避免地遇到软土地基,导致基础底部承载力强度不足,严重威胁地下工程的安全。鉴于软土地基会对新建地下道路造成不利影响,同时也增加了地下工程的施工难度。本文结合某城市地下道路工程设计实例,着重对比分析软土地基加固方案的优劣,探讨软土地基注浆加固时所需注意事项,对其他城市地下道路在软土地基上的施工具有一定的指导意义。
基于离心机试验原理,针对未知滑面边坡,提出了采用在坡体埋置钢管并两端设置配重的方式,在岩土工程多功能试验装置上进行复杂边坡稳定性评价模型试验方法。首先基于数值分析方法,对边坡加入刚性介质后对边坡滑面及稳定性的影响进行了分析,并与不加钢管边坡破坏形态与稳定性进行对比分析,说明了试验方案的可行性。最后,结合工程实例,进行了室内模型试验。试验结果表明:在边坡滑移面位置未知的情况下,采用钢管加配重的试验方案,可以准确模拟边坡的破坏形态,计算原型边坡的安全系数。提出的方法对工程边坡模型试验具有参考价值。
高频测力天平风洞试验是确定风荷载最常用的试验方法之一,这项试验技术可以在方案设计阶段的建筑选型上应用,但常被大多数设计师所忽视。本文介绍了风洞试验在超高层建筑外形气动优化的工程案例,相关方法可供类似风效应显著的项目进行参考。通过早期风洞试验,可以在建筑方案设计阶段定量比较不同建筑外形方案的风荷载,特别是能定量研究各种气动优化措施的效果。风洞试验结果可以为建筑师、业主和结构工程师提供设计及决策参考。
根据风洞试验的结果,确定了高层建筑结构的风荷载时程,对结构进行分析得到了结构在风荷载作用下的响应时程。假定结构物理参数未知情况下建立了反问题模型,根据时程分析结果,运用荷载归一化统计平均方法识别出结构的物理参数并反演出结构的风荷载。在计算过程中假定结构相邻层的风荷载是完全相关的,利用这一假定不断对风荷载反演结果进行修正,并在迭代过程中引入最小二乘迭代格式来估计结构的物理参数,反演出的结构风荷载与实际值吻合很好。
随着经济技术水平的提高,近年来城市超高层建筑越来越多,而由于其高柔特性,其对风荷载十分敏感。如何评估结构在风荷载下舒适性能水平十分重要。而由于结构自身与风场都具有较大的随机性,因此建立基于性能可靠度标准的评价也十分必要。针对此问题,本文首先介绍结构抗风性能水平的划分标准,然后考查结构在随机风荷载作用下的动力特性。同时考察结构自身特性与风荷载的随机特点,利用Monte Carlo法与虚拟激励法相结合,计算结构抗风性能水平的可靠度,并确定结构基于可靠度指标的抗风舒适度性能。最后,本文引用一个超高层建筑的算例来说明这种方法的有效性与适用性。
根据《建筑结构荷载规范》GB 50009—2012提供的风荷载计算方法,结合《建筑结构荷载规范》GB50009—2001(2006版),分别从主要受力结构计算及围护结构计算两方面,探讨了风振系数βz、风荷载体型系数μs、阵风系数βgz、风荷载局部体型系数μs1、风压高度变化系数μz及基本风压ω0等各参数修改对风荷载标准值计算产生的影响,以供工程技术人员运用新荷载规范参考。
结合近几年进行的大跨度钢结构工程的实践,并参考国内外的一些文献,从计算域的尺寸、网格的划分、边界条件、离散格式、湍流模型的选取、收敛性及结果的判定等方面给出了大跨度屋盖表面风荷载的数值模拟建议。并根据这些建议选取了三种典型(平屋盖、球面屋盖、鞍形屋盖)大跨度屋盖形式,与其风洞试验的测量结果进行了对比。最后以武汉天河机场航站楼工程和山东烟台全民健身馆工程为对象,分析了其风压分布规律,并与风洞试验的测量结果进行了验证。
利用风洞试验,对天津海河教育园区体育中心一场两馆的大跨度屋盖在各种风向角下的风压分布情况进行了测试,考察了不同风速不同风向对屋盖表面风压系数的影响及对屋盖风荷载的影响。并根据风洞试验结果进行屋盖结构风振响应分析。提供可供设计参考的风压系数、风振系数等。
轻钢结构工程在施工过程中各构件陆续安装就位,不但体系的力学性能与设计时用以计算和分析的完整体系不同,其风荷载也和使用阶段有较大差异。依托某轻钢光棚工程,采用商用CFD软件FLUENT,分别计算0°和45°两个风向角时各榀刚架上的风压系数分布,探讨施工过程中屋盖上的风荷载取值,为同类结构施工验算提供参考。
近年来钢-混凝土混合结构体系在我国超高层建筑中得到广泛应用。框架-核心筒体系的施工流程需要核心筒超前外框架施工。考虑到施工期间结构体系、材料特性和荷载作用的时变性,需要引入施工阶段基于性能的结构设计(PBSD)方法分析与控制处于不同施工阶段的结构状态,解决超高层建筑施工过程分析与控制的问题。本文提出了核心筒超前外框架施工层数的合理分析方法,并在建立的500m基准超高层建筑模型上进行了验证。研究结果表明,基于性能目标对施工阶段核心筒超前施工进行分析是可行有效的,核心筒超前施工是施工阶段需要控制和评估的重要参数。
施工模拟方法广泛应用于施工阶段差异变形计算、标高补偿和水平度校正等方面。施工模拟主要是对施工阶段结构的材料时变性和体系时变性进行模拟。建立了三层框架结构,用B3模型辅助编程,进行施工模拟计算;比较了考虑施工过程和不考虑施工过程的结构内力,比较了考虑非弹性变形和不考虑非弹性变形的结构内力。结果表明,用B3模型计算非弹性变形是可取的,既考虑非弹性变形又考虑施工过程的编程方法能很好地进行施工模拟。
传统的高层建筑时变分析分析方法是通过结构弹性时变分析得出结构的内力时程进而得出构件的非弹性变形时程,而并未考虑内力时程与变形时程之间的相互关联性。事实上结构在施工过程中从一个施工阶段向后一个施工阶段转化时,内力将不断重新分布,结构在前一个施工阶段的力学性态也必然会对后续的施工阶段的力学性态的产生影响,变形也随之相应发生变化,反过来影响内力的分布,这种时变的耦合作用在现阶段采用的结构非弹性时变分析方法中还未体现。本文提出的非弹性时变分析方法通过对结构在施工过程中由收缩徐变引起的时变作用的预计算,发现耦合效应对竖向构件内力有着不可忽视的影响。
传统的超高层建筑时变分析分析方法是通过结构弹性时变分析得出结构的内力时程进而得出构件的非弹性变形时程,而并未考虑内力时程与变形时程之间的相互关联性。事实上,这种由于内力时程与变形时程之间的相互耦合作用而产生的结构内力以及变形差异在设计过程中是不可忽略的。本文基于超高层建筑结构的非弹性时变作用分析方法,分别对竖向构件的变形以及结构的强度设计进行计算,得出考虑耦合作用的时变分析方法在设计过程中与传统的结构设计方法的差异。
一次加载的结构内力与实际考虑施工顺序加载的结构内力不同。结构设计应考虑施工模拟的实际结构内力。虚拟荷载法提供一种可以采用一次加载法来考虑施工顺序加载的计算方法,是进行施工模拟的一种较简便分析方法,同时可以提供施工顺序加载工况与其他工况进行组合。但虚拟荷载法不能使所有结构内力都与施工模拟的结果相同,只能满足其中关键构件的某一种内力与施工模拟的结果相同。当只考虑结构抗震性能分析时,可只需影响抗震性能评估的关键内力准确即可。本文以两层框架为例,说明施工模拟虚拟荷载法的计算过程及其有效性。
结构初始状态会影响其在大震下的弹塑性反应。而施工过程会影响结构的初始状态,从而影响结构弹塑性反应。结构设计和抗震分析应基于考虑结构施工过程的实际状态。但现有的结构分析方法很难将抗震分析与施工模拟结合起来。本文采用虚拟荷载法模拟施工过程,从而使得动力弹塑性分析可以在考虑施工过程的结构上实现。本文以两层框架为例,采用虚拟荷载法求得较为理想的施工模拟等效荷载。采用El Centro NS地震波对结构进行动力弹塑性分析,对比了考虑和不考虑施工过程的结构在该地震波下的弹塑性表现。结果表明,施工过程影响大震下的结构构件塑性发展,从而影响结构抗震性能。
宁波联盛钢结构连廊工程,由于施工高度高、构件重量较大以及施工场地限制等原因,常规起重设备吊装施工难度大,高空原位散拼及其他方法都无法实施。通过多方案比选,连廊两端钢骨柱采用人字抬灵式桅杆起重机安装,连廊桁架在五层楼面拼装,采用液压同步整体提升的施工方案。此方法克服了狭小场地高空重型钢结构的施工困难,实际的施工结果与方案的方法、验算吻合,效果显著。对施工过程进行非线性有限元分析,实际施工监测与分析结果吻合。对复杂连接节点做了有限元分析,并根据计算结果对节点构造设计进行了完善。本施工方法对类似项目的实施具有较好的参考价值。
大跨度多曲面焊接空间钢管结构是空间结构安装施工的难点。施工过程中,如何合理、有效地预控结构的整体安装质量是确保工程顺利进行的关键。本文介绍了双曲率圆管空中对接、圆管桁架原位三机抬吊、穹顶结构对称高空闭合及方管支撑体系设计等重点和难点,并对构件制作的优化组合、安装过程中精确度监测、焊接收缩量及变形控制等方面进行了简明阐述。
克拉玛依区域数字网络控制中心主体结构形式为带大悬挑的框架结构体系,建筑造型独特,结构体系复杂。针对钢结构体系复杂多样,节点构造复杂、构件加工制作难度大、施工技术要求高等难点,本文对克拉玛依区域数字网络控制中心钢结构关键技术进行了分析研究,重点介绍了桁架结构复杂节点设计和复杂结构施工等关键技术,这些技术措施有效地保证了本工程钢结构的顺利加工和施工,确保了工程质量和施工安全。
为了克服目前张拉索膜结构施工过程中通常采用的分批张拉和反复调整的问题,采用主应力-主应变准则来判别膜材受力状态并利用修改本构矩阵的方法处理褶皱或松弛单元,提出先逆向放松后正向张拉的两阶段施工模拟方法,获得一次张拉成形的施工张拉值。通过对威海体育场看台挑篷索膜结构施工过程的数值模拟,结果表明,此种方法能够获得使结构整体一次张拉成形的施工张拉值,对大型张拉索膜结构具有较大的实用性。
为满足生产工艺要求,在现有的钢混凝土厂房内,通过采用托梁拔柱等改造措施,扩大柱间距,使其满足使用功能,满足生产线工艺的要求。
某钢结构门厅一角钢柱发生较大沉降,影响装修外观。为解决上述问题,提出了各种纠偏方案,最终选取截断钢柱增设钢牛腿进行顶升,并取得了良好的效果。此方法经济快速,施工简单,可作为参考应用于其他单柱纠倾工程。
在中国商飞部装厂房3万m2焊接球屋盖整体提升的施工过程中,运用MIDAS Gen 7.80版本软件对柔性提升方法中的4根钢丝绳进行了受力分析。分析表明4根绳中,有一根绳长有微小的变化都会造成提升系统的较大变化。通过大量的计算与分析得出了合理的绳长变化度和施工的精度结合点。该方法能为同类工程钢结构工程的构件的加工和安装提供指导。
城市邻近地铁的深基坑越来越多,由于地铁隧道及地连墙对周围环境的敏感,对这类深基坑施工过程中对周围环境的影响控制要求也非常高,有时候大大高于一般要求。笔者通过经历的项目来对市区邻近地铁的深基坑施工进行探讨,并为这类基坑施工提供一些值得借鉴的方法与建议。
深圳益田假日广场为地上两层(L1-L2)、地下四层(B1-B4)框架结构。为了满足新的B1层大空间要求,将B1层的原有的2根钢筋混凝土柱拆除,柱间距由4个9m变成2个18m。用钢转换梁(SB1)代替被拆除的钢筋混凝土梁支承B1层以上的钢筋混凝土柱,并用钢柱(SC1)加固B1、B2、B3层与所拆除柱相邻的柱。在关键的切柱施工中,设置4个压力传感器监控千斤顶的顶升力,并对新加的转换钢梁SB1和加固的柱子进行了应力监测,使施工过程始终处于有效的控制之中,确保了施工安全。
通过对玉树地震灾区房屋应急评估和调查,对建筑物的震害进行了整理和分析。根据评估结果分析认为,建筑物主要存在以下缺陷:1)未按规范设置构造柱和圈梁;2)普遍采用预制楼板;3)砌体基本为混凝土空心砌块;4)施工质量差。最后提出了相应的措施和若干建议。
结合目前中小学教学楼一般采用的砌体及框架结构形式,发现设计、施工存在的问题,对其设计中存在的问题进行研究分析。分析表明,现中小学教学楼结构设计基本可以实现"小震不坏,中震可修"的目标,但"大震不倒"的设计目标尚难保证实现。提出框架-砌体抗震墙结构设计方案,合理利用框架间砌体墙,让砌体墙发挥耗能作用,达到"大震不倒"的设计目标。
本文介绍了成都银泰中心酒店塔楼的小震弹性设计、罕遇地震下的弹塑性时程分析以及构件在各水准地震作用下的性能验算。结构弹性设计的各项指标满足规范的条件下,用性能化设计的方法来验证在罕遇地震作用下,结构的弹塑性发展历程和屈服机制是否符合预期,并对结构的抗震性能进行评价。
佛山坊塔体型复杂,存在平面及竖向的多项不规则。针对本工程的特点,制定了相应的性能目标。对结构分别进行了小震和中震作用下的反应谱分析和弹性时程分析,并进行了大震作用下的静力弹塑性分析。为了验证分析结果,对本工程进行了振动台试验。计算分析及模型试验均表明,整个结构具有较好的抗震能力,结构设计达到了预定的性能目标。
上海东方医院新建大楼项目为超限高层建筑。主体建筑为:地上塔楼24层、裙楼8层,均设地下2层,其中塔楼建筑高度接近100m,钢-混凝土混合结构。介绍了本工程结构设计情况,根据现行设计规范对上部结构抗震超限问题进行判别,针对超限问题,在抗震设计中采取了主要抗震措施、计算分析方法。经对结构进行多模型、多软件分析,结果表明,结构的工作状态达到设计规范要求。
办公楼属于平面和竖向均不规则的超限结构,采用SATWE和MIDAS分别建模计算分析,结果满足规范要求。针对超限情况,提出了相应的设计措施。对于楼板缺失严重的楼层,进行应力分析,确保水平荷载的传递。
某超高层办公楼建筑高度为139.80m,属于B级高层建筑,采用框架-剪力墙结构形式。针对该工程的超限情况和结构体系,对结构构件制定一系列的抗震性能目标,同时满足安全性和经济性。根据抗震性能目标,进行多遇地震弹性计算、设防地震弹性和不屈服计算及罕遇地震下的双向Pushover分析,找到薄弱层及薄弱部位进行加强。结果表明本工程能满足拟定的抗震性能目标。
以8度抗震设防,Ⅲ类土地区的工程抗震设计为例,分析以地下室顶板作为上部结构的嵌固部位计算、地下室带入计算且取不同m值的多个模型计算结果,给出了符合工程实际的设计方法。提出用于单幢计算的土水平抗力系数的比例系数m的计算公式。指出因为符合规范关于地下室顶板作为上部结构的嵌固部位规定,m值就随意取值的危险性。可以作为类似工程的参考。
本工程建筑使用功能众多,总建筑面积大约2.8万m2。由于使用功能的多样性也导致了整体性较差的问题。设计中通过加厚薄弱部位楼板并设置拉通钢筋来增强结构的平面刚度;在结构周边布置密柱框架来代替布置剪力墙;在结构梁高受限的情况下使用预应力梁;转角连接部分提高结构构件的抗震措施。通过以上的设计手段有效实现了建筑使用功能,并使结构具备较好的抗震性能。
简要介绍了多层酒店抗震设计方法,可供类似工程设计参考。
西郊庄园大酒店项目属于超限项目,主要表现为平面不规则和立面不规则。采用基于性能的抗震设计方法,验证不同水准下结构及构件的抗震性能,包括多遇地震弹性计算、弹性时程分析、设防烈度地震弹性计算及罕遇地震分析。最后提出了相应的设计措施,使结构能实现预期的性能目标。
济南启德国际金融中心16号地块,位于济南市高新区,是聚集多种功能于一体的金融综合体,包括一栋23层的塔楼,两栋4层和5层的裙房。裙房16-C属于超限建筑,对其主体混凝土框剪结构和钢桁架结构进行了系统分析和设计。通过弹性动力时程分析和静力弹塑性分析,加强了薄弱构件和关键构件。经过抗震设计,结果显示结构抗震性能良好。
通过某34层框支短肢剪力墙结构为工程背景,讨论了框支短肢剪力墙结构体系的结构布置原则。通过建立三维模型及运用MIDAS有限元分析软件,对结构进行了计算分析。为研究框支短肢剪力墙结构在罕遇地震作用下的抗震性能,为工程设计提供参考,分别借助MIDAS软件及ANSYS软件对该结构进行静力弹塑性分析及动力弹塑性时程分析,判断结构是否存在薄弱层,对结构的抗震性能进行评估。
曹妃甸新区市民服务中心项目属于超限项目,超限主要表现为大底盘,多塔,连体。结构设计采用基于性能的抗震设计方法,验证不同水准下结构及构件的抗震性能,包括多遇地震弹性计算,弹性时程分析,设防烈度地震弹性计算及罕遇地震分析。最后提出了相应的设计措施,使结构能实现预期的性能目标。
通过对北川博物馆结构方案的介绍,提出工程中关键部位的性能指标,并采用多种软件进行计算结果的对比与分析,结果吻合较好。结构整体主要技术指标满足多遇地震弹性的要求,所有构件满足设防地震弹性或者不屈服的性能要求,对结构关键构件进行了抗震措施的加强,结构整体设计安全、合理,满足了工程抗震性能的要求。
介绍了地下车站抗震分析的主流计算方法—反应位移法。以某实际工程为例,对反应位移法中各参数、抗震分析模型、计算结果的调整方法进行了详细介绍。并对三座车站的计算结果进行了对比分析,得出7度抗震设防区地震工况不控制板墙构件配筋,但会影响中柱配筋。
以弹塑性时程分析方法为基本手段,对上海国际金融中心三塔楼之间的T字形大跨度连廊结构进行了分析研究,在评价其自身抗震性能的基础上,重点研究了连廊与主塔楼之间在大震下可能出现的相互碰撞以及撞击力的大小;此外,还研究了设置于连廊中的钢板剪力墙的屈曲问题。分析结果表明,罕遇地震下,连廊本身性能满足预期目标,连廊与主塔之间的撞击力小于设计水平,在考虑钢板剪力墙屈曲的不利影响后,连廊仍然能满足安全要求。所采用的分析研究方法对其他类似复杂连廊结构的设计和分析具有较好的借鉴意义。
由于钢筋混凝土异形柱截面几何性质的独特性,需要考虑不同地震作用下结构的反应。运用大型有限元分析软件ANSYS,对一栋12层小高层住宅在0°角和45°角的水平地震作用下进行模态分析、反应谱分析以及设防烈度下的时程分析,研究了钢筋混凝土异形柱-短肢剪力墙结构的动力特性和抗震能力。结果表明,异形柱方向性较强,在不同的地震作用方向下的受力有较大差异,在一定的剪力墙刚度保证下,结构依旧能在设防烈度下处于弹性工作阶段。
汶川县映秀镇渔子溪村241户民居灾后重建项目中采用的方钢管混凝土组合异形柱结构是一种新型结构体系。本文介绍了方钢管混凝土组合异形柱结构在汶川灾后重建工程中的应用情况,采用振型分解反应谱法和Pushover分析法,对异形柱结构在多遇地震和罕遇地震下的承载能力、变形能力及屈服机制进行分析。结果表明,方钢管混凝土组合异形柱结构在多遇地震和罕遇地震下均有较好的抗震性能,作为一种绿色建筑形式,在地震多发区和村镇地区有较好的应用前景。
在汶川大地震中,框架结构和框架-剪力剪结构中钢筋混凝土现浇楼梯出现大量破坏,尤以框架结构中楼梯破坏最为严重。以5层框架教学楼为例,比较了PKPM软件传统模型与考虑楼梯构件参与整体计算模型,以及midas Gen中建立的空间分析模型。同时还对比了楼梯间对框架-剪力墙结构的影响。结果表明,框架结构受到楼梯间的影响显著,楼梯参与整体计算后结构的自振周期减小,振型的出现顺序发生变化。框架-剪力墙结构随着剪力墙数量的增多,底层框架柱承担的地震倾覆力矩减少,相应楼梯间对整体结构的影响也逐渐减小。PKPM软件在PMCAD中布置楼梯后,只有在程序自动复制的子目录LT下接力SATWE计算,才会通过折梁的方式考虑楼梯间的影响。
为研究不同形式现浇板式楼梯对框架结构抗震特性的影响,采用三种不同构造形式的楼梯,通过建立计入和不计入楼梯的四种不同框架结构模型并用GSSAP软件计算分析,得到了框架结构整体动力特性和楼梯及相关构件特性。计算结果表明,不同形式楼梯对框架结构各方面影响程度不同,楼梯自身力学性能也有较大差别,整体与结构相连的楼梯比一端与结构分离的楼梯在对结构整体地震反应及楼梯间构件内力方面影响较大,建议在设计中采用与框架结构分离的楼梯方案。
梯板平面内横梯方向的刚度及横梯方向的地震分量对传统楼梯的受力、安全都有着一定的影响。在钢筋混凝土耐震楼梯设计中,可以在梯板的端部设置可滑动支撑面同时在侧面设置缓冲构造,用以消除横向地震力破坏效应。本文对国家新的楼梯设计标准详图提出了改进意见。
应用斜向地震作用下钢筋混凝土空间节点的相关试验结果,对比分析了不同柱截面尺寸下空间节点的工作机制以及东西、南北向分别加载和斜向加载条件下的节点的抗震性能的异同,协助广大结构工程师领会结构在斜向地震作用下的性能。
采用基于显式积分的弹塑性动力分析方法,对东北传媒文化广场主楼进行了罕遇地震弹塑性时程分析,以了解在罕遇地震下的结构弹塑性行为,同时研究罕遇地震作用下主要构件的损伤和屈服情况,并对损伤程度做出性能评价,以指导结构施工图设计。结果表明,本工程采用的筒中筒结构形式具有较高的抗震承载力和延性,能够满足"大震不倒"的建筑抗震设防目标。
钢框架-钢板剪力墙结构抗震性能优越。以一栋办公楼工程为背景,对这种结构体系进行弹塑性地震反应分析,研究该种结构体系在地震作用下的抗震性能。建立了三维弹塑性分析模型,考虑大变形,进行了动力时程分析,对结构在地震作用下的构件变形和整体位移情况进行了研究,验证了该结构在罕遇地震作用下的安全性。
对某超限高层框架-剪力墙结构进行了静力弹塑性分析,得出了该结构在小震、中震、大震情况下的性能点和各构件的出铰情况。结合国内外规范从不同角度对结构的抗震性能进行了评价,为本工程的抗震性能化设计提供了依据,并为类似工程的分析与设计提供参考。
连梁联肢剪力墙在历次地震中屡遭破坏,使震后不可修复或修复成本过高,因此在其跨中附着或替换耗能阻尼器逐渐成为国内外研究的热点。考虑到结构的特殊性,对该类剪力墙的弹塑性分析仍未有较合适的模拟方法。针对耗能连梁联肢剪力墙弹塑性分析的目的和需求,提出一种基于SAP2000多线性塑性连接单元与非线性分层壳单元的数值模拟方法,该方法能够充分考虑阻尼器细部构造,同时保证计算效率和计算准确性。阐释了该方法的思路,提出了多线性塑性连接单元参数的确定方法及分层壳单元的设置建议,给出了静力弹塑性分析算例。计算结果与实体模型结果吻合良好,验证了该方法的适用性。
介绍了基于ETABS命令流文件和PERFORM-3D二进制文件数据交换的前处理程序开发以及PERFORM-3D模型的转换参数的设置,塑性铰的计算等,使得PERFORM-3D能更方便应用于复杂结构弹塑性分析当中。最后采用开发的前处理程序对某复杂结构进行大震下的动力弹塑性时程分析。
本文通过有限元软件ABAQUS提供的VUMAT用户子程序功能,针对纤维梁单元的混凝土和钢筋单轴材料本构关系模型进行了二次开发;并结合清华大学公开的两根钢筋混凝土独立柱和一榀钢筋混凝土框架在往复荷载作用下的推覆试验数据,建立了有限元模型,通过有限元分析和试验结果的对比,验证了本文开发应用的本构模型和分析方法在结构弹塑性分析应用中的精确性。
伸臂桁架在框架-核心筒结构的抗震设计中主要用于增加结构的抗侧刚度,但由于其竖向刚度的不规则容易成为结构的薄弱环节。屈曲约束支撑结构布置灵活,是一种优良的耗能减震构件。本文结合该类结构在水平荷载下的变形特点将屈曲约束支撑设置于外柱和伸臂桁架之间,利用其滞回耗能及结构体系的变形特点实现耗能减震控制,同时结合工程实例利用平面模型对该减震方案和原方案进行IDA分析和PUSHOVER分析,研究结果表明,该减震方案改善了整体结构抗震性能,利于损伤可控和多道设防目的的实现。
近年来消能减震技术在结构中的应用越来越多,铅剪切型阻尼器作为一种构造简单、耗能效率高的位移型阻尼器在消能减震结构中有广泛应用。本文结合《高层混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)和美国联邦紧急事务管理局颁布的FEMA356标准中的相关规定,对某高层剪力墙结构进行罕遇地震下的抗震性能分析,考察在设防烈度为8度(0.3g)下设计的结构通过安装铅剪切型阻尼器能否经受9度罕遇地震的考验,同时给出了减震前后结构在9度罕遇地震下的性能水准。
斜撑或人字支撑型阻尼减震方案中阻尼器的安装位置和空间常常受限于工业工艺或建筑功能等方面要求,有时不能安装在最优位置处。隅撑式阻尼减震方案对空间的要求要稍小一些,但其变形幅度较小,需要布置较多数量的阻尼器。通过对单层单跨平面框架的理论分析和基于结构控制benchmark模型的数值模拟,对隅撑式阻尼减震方案的有效阻尼比、结构弹塑性地震响应的减震效果等方面进行了分析,结果表明:隅撑式阻尼减震方案在技术上是可行的,通过合理设计,可以获得与斜撑式阻尼减震方案相近的减震效果;其工程造价要高于后者,但受到的建筑空间限制少于后者,可作为后者的备选方案。
高烈度区房屋采用消能减震结构具有较好的技术先进性和经济合理性。介绍三个采用金属屈服型消能减震钢筋混凝土结构案例的结构形式比选、减震措施的选择、应用及效果,总结各减震方案的共性与不同点,为类似工程应用提供参考。
本文针对高烈度区高层建筑的结构设计及减震方法进行了研究。首先,针对高烈度区某高层建筑,在满足建筑要求的条件下,进行了常规结构设计;随后,建立了该结构的整体有限元模型,采用Ritz向量法对结构进行了模态分析,研究了该高层结构的振动特性;最后,利用粘滞流体阻尼器,对该结构进行了减震设计,并采用动力时程分析的方法,研究了不同地震波作用下结构在X向和Y向的动力响应。结果表明,采用粘滞流体阻尼器能有效降低高层结构的地震响应,从而在控制抗侧力构件数量与截面的情况下,经济合理地完成结构设计。本文的工作为类似的高烈度区高层建筑减震设计提供了参考和借鉴。
为满足学校建筑大空间的使用要求,学校建筑通常采用框架结构形式,针对高烈度区学校建筑的设计难点,如梁柱截面尺寸过大、超筋严重等,提出采用防屈曲耗能支撑和剪切型软钢阻尼器组合方案。并通过实际项目案例分析,对比传统方案和消能减震方案的优劣,结果表明消能减震方案既不影响建筑使用功能,又能大大提高结构的抗震性能,同时较传统方案节约成本。
为了探究填充墙以及防屈曲支撑的不同布置方式对结构抗震性能的影响,设计了10个4层6跨的防屈曲支撑钢框架平面模型,其中支撑采用了四种不同的布置方式,并按照考虑填充墙与否将模型分为两组。防屈曲支撑根据等刚度比的方法进行设计,填充墙用三撑杆模型模拟。利用SAP2000对各模型进行了基于8度设防标准的动力时程分析。结果表明:填充墙可以提高原结构的抗震性能,减小结构在地震(尤其是近场地震)作用下的位移反应;地震作用下,支撑的布置方式对框架柱中的轴力会产生不同的影响;考虑填充墙后,柱的轴力方向有时会发生变化,故在设计时应充分考虑填充墙对柱轴力的影响,以确保柱脚螺栓连接的有效性;防屈曲支撑的加入不会对框架柱的稳定造成不利影响。
提出了新型摩擦滑移隔震系统,从理论上建立了层间滑移隔震结构的力学模型和静动转化条件。使用SAP2000有限元软件对框架结构进行抗震及隔震结构的模拟。对比分析其在小、中、大震作用下的减震效果,结果表明层滑移隔震结构隔震效果良好。
近年来强震频发,传统抗震结构在强震下达不到理想的抗震效果,为弥补这一不足,消能减震结构迅速发展。介绍了消能减震结构的特点及优点、消能结构体系的设计、消能器布置设计以及消能减震结构在工程中的应用。研究结果表明消能减震结构不仅能够减轻地震作用,还能降低造价。
将高层隔震不规则结构简化为考虑平-扭振动的多层刚片剪切模型,基于隔震支座的等效刚度和等效粘滞阻尼比建立了非平稳随机地震作用下单轴偏心结构的随机振动方程。采用状态空间法和虚拟激励法对振动方程进行了解耦和求解。对某34层高层隔震结构进行了算例分析,并对相关参数进行了研究。研究表明,在随机地震作用下,隔震层存在偏心对结构地震响应具有显著影响,会影响隔震层扭转反应,但不会削弱结构隔震效果;上部结构存在偏心对高层隔震结构上部结构的影响较大。
砂垫层隔震技术具有材料简单、造价低廉、施工方便的特点,适用于在广大农村普及。对采用封闭式约束砂垫层隔震技术建成的一幢农村建筑进行了现场振动测试分析,结果表明,砂垫层隔震技术能够明显消减地震作用力,具有较好隔震效果。
映秀幼儿园项目为5·12汶川地震后的援建项目,该项目位于在震中映秀镇。本工程采用基础隔震钢筋混凝土框架结构来提高建筑的抗震安全性,利用建筑抗震设计规范规定的简化计算方法与ETABS时程分析方法分别进行了隔震计算,证明结构方案合理,隔震效果明显。
近断层脉冲型地震动的大幅值、长周期速度与位移脉冲会使基础隔震结构的隔震层产生过大变形,导致隔震支座侧向失稳,隔震结构体系破坏。提出隔震层组合限位器软限位保护方案。设计实验模型,输入近断层脉冲型地震动,应用软件SAP2000对36种软限位工况进行分析,结果表明限位效果良好。给出了组合限位器参数对隔震层与上部结构动力响应的影响规律。
为改进现有普通叠层橡胶支座的隔震效果,利用形状记忆合金的超弹性,将SMA绞线加入叠层橡胶支座中,设计出SMA绞线-叠层橡胶复合支座。分析了SMA绞线-叠层橡胶复合支座的工作原理,建立了该支座单质点体系的运动方程及动力分析模型,并进行了应用SMA绞线-叠层橡胶复合支座的单自由度隔震体系在初位移荷载,正弦荷载和地震荷载激励下的动力反应时程分析。结果表明,SMA绞线-叠层橡胶复合支座是一种有效的隔震装置,它有效地减小结构的位移、速度以及加速度时程反应,使结构的地震响应明显降低。
对框架结构的Pushover分析方法进行了可靠度分析。该分析过程中的可靠指标通过FORTRAN语言编程计算,目标位移采用能力谱法(CSM)计算,Pushover曲线通过SAP2000软件分析输出。SAP2000的二次开发技术使得三者有机地联系起来,实现了FORTRAN程序对SAP2000的调用,使SAP2000的Pushover分析参与到了可靠度迭代计算中。最后,利用一个算例具体阐述了本文提出的方法。
汶川大地震后,由于地震带来的巨大经济损失,对抗震性能的优化设计不断研究,使得结构设计在原有承载力设计的基础上更加注重性能的要求,注重建筑结构的安全性和经济性协调。在未来时间中结构遭受不同等级的地震作用时,结构的初始成本和地震损失值之间达到最优化的状态,这就是"投资-效益"准则。基于这一准则,利用可靠度分析理论,对结构抗震性能进行优化设计。
震后可修复性在现代基于性能的抗震设计方法研究中占有重要地位,而残余位移是评价结构可修复性的重要指标,但是传统RC结构由于其固有的缺点并不能完全满足可修复性要求。本文介绍了国内外关于残余位移的研究现状,并且介绍了几种常见的提升结构可修复性技术,其中重点介绍了正在研究的利用FRP材料提升新建建筑和已有建筑可修复性技术。
以日本防灾科学技术研究所(NIED)K-NET,KiK-net强震数据库的宽频数字记录为基础,基于记录的地震数据分为钻孔基岩和地表土层,分别进行了V/H加速度峰值比以及反应谱比的统计分析。通过研究得出以下结论:竖向地震动分量和水平分量的峰值比和反应谱比不仅与场地条件有关,还与震中距、震级等因素有关;基岩和土层V/H加速度峰值比及反应谱比区别很大,由于竖向地震分量与水平分量的频率特性不同,地表土层效应对水平地震分量与竖向分量产生了不同的影响。
为了满足地下工程抗震抗爆结构设计的需要,对下列需要关注的几个方面进行了系统全面地论述:加强地下工程结构性能设计,全面提高结构整体稳固性;明确既有地下结构抗震抗爆设计的基本原则;加强和完善地下工程结构耐久性设计;采用高强高性能材料,实现地下工程结构的可持续发展;加强地下工程结构整体抗震性能,保证地下工程基本功能的正常发挥;完善地下工程结构设计计算方法,保证地下工程单个结构构件和整体结构的安全;提升结构概念设计的重要性,完善和改进地下工程抗震抗爆结构设计的基本构造要求等。
为了提出完全适用于检验特高压变电设备抗震能力的抗震振动台试验方法,本文利用理论分析、数值分析和试验研究三种手段,对抗震振动台试验方法中包含的抗震设防标准、抗震设计标准反应谱、支架动力放大系数、试验输入激振方向选择、输入时程波数量和强震段持续时间、输入输出响应谱容差、荷载组合以及抗震能力的判定参数等方面展开研究,研究结果表明:本研究所提出的抗震振动台试验方法对特高压变电设备抗震能力进行试验检测是更为合理,可为今后的特高压工程设计和工程应用提供有价值的参考。
运用ADINA有限元分析软件建立160000m3大型LNG储罐模型。考虑液固耦合效应,对储罐内外罐的自振特性进行分析并与理论公式计算值比较。结果表明有限元方法能够准确模拟计算LNG储罐的外罐模态以及内罐的耦联、晃动模态。在此基础上对LNG储罐进行地震响应分析,得到了储罐加速度及位移峰值沿罐壁高度变化曲线,罐壁的应力分布,以及储罐基底剪力、倾覆弯矩,储液晃动波高、动液压等重要指标。初步揭示了LNG储罐的破坏机理,并为储罐的抗震设计提供重要的参考依据。
以实际工程为背景,对16万m3大型LNG储罐内罐进行平行设计,并根据设计参数应用ADINA软件建立两种三维有限元模型(有加强圈和无加强圈),同时建立储液模型,考虑液固耦合作用,对带加强圈的LNG储罐进行水平地震激励,对比不考虑加强圈以及不同尺寸加强圈时的地震响应,分析和研究了加强圈的防晃作用以及对地震响应的影响。结果表明在地震作用下,加强圈对储罐基底剪力、倾覆弯矩等指标的影响可以忽略不计,但对储液晃动波高有着明显的降低作用,防晃效果显著;加强圈尺寸在600~800mm时,防晃效率最高,并且加强圈数量越多,布置位置越高,防晃效果越好。
地震作用下带转换层的高层建筑结构受力复杂,容易形成薄弱层。针对某一带转换层的高层建筑结构,采用合理的转换层结构布置,通过两种三维有限元程序进行整体对比分析及弹性时程分析、转换构件的应力有限元分析,并加强构造措施,使得结构整体和各构件的抗震性能达到设计的预期目标。本文通过工程实例阐述了此类结构设计的要点和应注意的一些问题,供类似工程参考借鉴。
介绍了陶家宅旧改项目结构设计,主要单体为两幢高层住宅公寓及一幢商务办公楼。高层公寓采用钢筋混凝土剪力墙结构体系,1号楼局部采用部分框支剪力墙结构体系,本工程1号楼及2号楼均存在三项或以上不规则布置情况,属于超限高层;通过采用多种结构设计软件、多种计算方法验证,配合相应的构造措施,在完美阐述建筑外观及功能的前提下,较好的满足了国家和上海结构规范的要求。可供类似项目参考。
分析深圳市某高层框支剪力墙结构墙体斜向转换的特殊性,进行可行的方案论证,对可行方案进行力学分析,并进行合理性验算。选用有限元设计软件ETABS,对转换梁上下部墙体进行拉压分析,同时对转换梁进行抗剪截面验算、轴向受拉验算。
以深圳市某超高层综合体为分析对象,采用ETABS模型对核心筒斜墙部分进行受力分析,通过应力分布、构件内力对比分析、特殊构件手动配筋验算等方式对斜墙部分进行分析,同时对此方案出现的问题提出相应的解决方案,并构造上对此区域的加强措施。
带地下室高层结构的计算中,为简化常取带2~3跨地下室模型,并取其计算结果设计上部塔楼。此时,地下室顶板要满足规范关于嵌固端的要求。本文通过分析论证:当上部塔楼和地下室均建入模型准确计算时,地下室带两跨加四周土弹簧的模型和地下室全部建入模型加四周土弹簧的模型,两者的计算结果在上部无明显区别,均真实地模拟了结构的力学特性。此时,与结构力学行为的嵌固端不同,地下室顶板嵌固端为名义嵌固端,仅用于确定加强区配筋构造及设定抗震等级。
对某工业主题展厅进行了三维空间结构分析,在此基础上进行结构方案的比选,讨论同一建筑同时采用两种结构体系时的可能性,利用小震下结构动力特性和结构反应寻找结构薄弱点,并确定最终的结构方案。根据中震下地震反应谱分析的结构,对结构的关键部位采取了一些抗震构造措施。
天水商贸城会展中心结构属于超长复杂高层建筑。结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙,设计中将钢筋混凝土、钢骨混凝土、钢结构等多种结构形式融为一体。为实现建筑造型及平面使用功能,采用不同的结构形式。进行抗震性能分析与设计;大跨度钢结构设计,长悬臂结构设计;超长结构楼板温度应力分析及针对性设计;采取合理的构造措施对结构设计的正确合理起到关键的作用。
本工程是山东省东营市的一个地标性展馆建筑,对该项目的钢结构部分进行了深入分析,研究了该混合结构中钢结构部分对主体结构的影响,并对其主要幕墙构架及悬挂球幕钢架结构进行了针对性的计算。
重庆两江鱼嘴汽车博物馆采用钢框架形式。本工程特点是平面开洞面积较大,存在跃层构件,屋面为大跨度结构。对该结构的一些技术难点进行分析,采用两个不同计算模型对该结构进行对比分析,梁柱连接节点采用板壳有限元对节点进行详细分析,对结构的可靠性做出判断。
辽宁省科技馆是多功能的大型展览馆,钢-混凝土混合框架结构,体型复杂。采用CFX软件对其进行数值风洞模拟,得到了球体、大挑檐、幕墙的平均风压;采用SATWE和MIDAS软件进行整体分析,应用屈曲约束支撑调整结构整体扭转性能,对大开洞部分进行楼板应力分析。分析结果表明,主体结构抗震性能良好,有很好的延性。
介绍了临港新城皇冠假日酒店结构设计,其大堂结构采用单层钢结构网壳,客房采用异形钢框架支撑结构,通过采用多种结构设计软件、多种计算方法验证,配合相应的构造措施,在完美表达建筑外观的前提下,较好地满足了国家和上海结构规范的要求。
江苏建筑职业技术学院图书馆混凝土结构体系外露,特有的八面柱、井字梁与斜柱勾勒出清晰的混凝土框架结构体系。为配合建筑效果,结构平面局部外挑尺寸较大,外围局部结构采用倾斜角度不等的型钢混凝土柱进行转换,采用ANSYS进行节点分析,多种软件复核保证设计安全。本工程属超长结构且平面较复杂,采用ETABS进行楼板温度应力分析,设计时采取了相应的措施减小了温度效应对结构的影响。采用BIM三维可视化技术进行设计,预演了三维管线排布,并利用碰撞检测精确搜索排查错误,提前规避了大部分设计变更与修改,为施工阶段节省投资。
铜陵东部城区综合活动中心西塔楼为具有大跨度连体的高层钢结构,连体跨度54m。应用ETABS和SATWE两种软件对结构进行多遇和偶遇地震弹性反应谱分析,了解结构的动力特性和整体性能。针对结构特点,对重点关注的问题,包括静力弹塑性分析、温度作用分析、楼盖舒适度分析、关键节点分析等方面进行了细致的分析计算,确保结构安全。
某办公楼由防震缝分成办公和会议中心两部分,办公部分为13层框架-剪力墙结构,设2层地下室,入口大厅跨度15.2m,此部分框架采用型钢混凝土结构,地下1层楼板及1层楼板采用现浇混凝土空心楼盖,基础为混凝土钻孔嵌岩灌注桩,采用灌注桩后注浆工艺提高单桩承载力。详细阐述了结构体系及布置、结构设计特点及难点;分析并优化了结构计算指标;对现浇混凝土空心楼盖结构设计和混凝土钻孔嵌岩灌注桩设计及灌注桩后注浆工艺进行了讨论。
在汶川渔子溪村灾后重建工程中,采用了方钢管混凝土组合异形柱结构体系。利用MIDAS/Gen软件对其进行建模分析,分析了结构在各种工况下的静力特性,从结构的自振周期、异形柱连接板应力、柱底反力、外肋环板节点承载力等方面初步验证了设计的合理性。对结构的建造方法进行了简单介绍,说明异形柱和外肋环板节点施工快捷方便。
针对汶川地震中倒塌的预制装配式结构,分析了其倒塌破坏机理以及指出了这种结构存在的问题,并提出了采用新型预制装配整体式结构。新型预制装配整体式结构技术包括叠合梁技术、叠合板技术、新型节点构造技术等,新型的构造技术极大地提高了预制装配整体式结构的整体性能、抗震性能,同时又带有预制装配的特点,具有施工效率快的优点。对这些新型技术的叙述,旨在推动这种结构的发展,并加快实现住宅产业化的进程。
本文阐述了震区既有建筑抗震评估、鉴定和加固的重要性及迫切性,并对我国建筑现有抗震评估与鉴定系统作了简要介绍。另外,给出了结构后役期内的设防烈度再评估的方法以及建筑房屋加固方法的特点及适用性。
南京建邺大厦建造于20世纪九十年代。因后期结构改造的需要,为确保其抗震性能和安全使用要求,按现行国家标准《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009)的要求对其进行了现场检测及抗震鉴定,本文介绍了该建筑物结构检测与抗震鉴定的详细过程。现场结构检测部分包括现有结构体系及平面布置的核查、材料强度的检测、结构损伤情况的检查以及与耐久性内容相关的检测。同时,根据现行相关国家规范的要求,对该建筑物进行了抗震构造措施的核查和抗震承载能力的验算与分析。最后,对该建筑物的结构抗震性能做出了综合评定,并提出该工程的后期处理建议,为结构的正常安全使用提供依据,也为同类结构的工程鉴定与加固提供借鉴。
目前,我国土地资源已越来越少,已有建筑物加固改造项目越来越多。主要针对一个已竣工项目进行抗震加固设计及分析研究,严格判断需加固的构件,力争做到安全、节约。
近年来,随着加固加层改造建筑日趋增多,国内专家学者对该领域的研究也逐渐增多。本工程建成后即遭遇汶川地震,本文利用有限元软件Midas Gen,对这一高层加固加层改造项目(5层+15层)在遭遇兰州波、汶川波等地震波时进行了大震作用下的计算分析,验证了本工程在大震地震波作用下良好的抗震性能。
对既有建筑采用消能减震加固是近年来结构工程重要研究方向之一,针对某公共建筑增设粘滞阻尼器消能减震加固时可能仅实现薄弱楼层增设阻尼器的情况,设计模型试验。并对模型的位移响应及自振频率衰减情况进行对比研究。试验结果表明,在薄弱层增设粘滞阻尼器可有效地降低该建筑结构结构的地震反应、延缓结构破坏。
本文主要探讨邯郸市第26中学东教学楼采用软钢消能器来进行校舍安全工程的抗震加固。利用消能减震技术提高结构的抗震性能并适当降低抗震措施,在多遇地震下采用等值线性分析方法来计算结构的附加阻尼比,并进行在罕遇地震下的静力非线性分析。由分析结果可知:该校舍采用软钢消能器进行抗震加固后,可满足校舍安全工程的抗震要求,不但可大大提升建筑物的抗震能力,并可适当降低抗震措施,以减少加固费用和降低施工的复杂度。
比较了某三层框架结构的两种加固方式:扩大梁、柱截面法及局部增加剪力墙法,分析了两种加固方式的计算结果,得出在此类情况下更适合的加固方式。
南京下关码头候船厅具有精美的建筑造型和丰富的建筑细部处理,是优秀的南京近代建筑代表作。该楼结构形式为纵墙承重结构体系,横墙布置很少,内部为双排柱,虽8O年代进行过抗震加固,但不满足7度抗震设防构造要求,本文介绍其墙体和屋盖结构加固改造设计情况,供相关建筑物加固改造工程参考。
北京某饭店始建于1987年,应业主要求进行加固改造设计。目前加固行业出现了多种加固材料、加固方法,但是每种方法都有其适用的前提条件。根据北京某饭店的加固改造设计,重点介绍该结构方案设计所遇到的问题以及细部处理方法,供其他工程借鉴采用。
某工业园区内的一栋多层通用厂房,建于2009年,钢筋混凝土框架结构。2010年进行结构改造,在楼层和屋面增加了大量实验设备,使用活荷载超过了原设计值。本文详细介绍了该改造工程设计中,框架柱、梁的加固方法和构造措施。该改造方法通过调整设备布置,减小对原有结构的影响,从而达到缩短施工周期、降低工程造价的目的,为类似工程提供参考。
北京市某既有建筑建于2006年,原设计抗震设防分类为丙类,8度抗震设防。本文依据国家建筑工程质量检测中心出具的抗震鉴定报告结果,提出了相应的加固方案,加固后的结构抗震性能达到了相应规范要求,后续使用年限为30年。
借鉴对地上砌体结构的检测评定技术和方法,从砌筑用砖强度等级、砌筑用砂浆强度等级、顶板混凝土强度、顶板配筋情况和结构外观五个方面对一典型电力电缆隧道的安全性进行检测和分析,并详细介绍鉴定计算方法,有效解决了砌体结构电力电缆隧道检测中的关键问题。本文所介绍的砌体结构电力电缆隧道结构安全性检测的检测项目、步骤及鉴定方法具备普遍适用性,可在同类工程中推广使用。
结合对某砖混结构办公楼整体鉴定与加固工程实例,重点阐述了砌体结构承重墙的加固技术和要点,并且讲述了如何运用抗震能力指数定量地评估整个房屋的抗震能力。此外,还对整体结构中个别薄弱构件以及框架部分的加固进行了阐述。
结合北京某多层砖混结构房屋抗震加固工程,介绍了砖混墙体采用后张预应力抗震加固新技术的工程应用。并进行了八片试验墙体在水平低周反复荷载下的试验研究,对比分析了未加固墙体与加固墙体的破坏形态和受力特点。研究结果表明,后张预应力加固砖砌体墙体可以显著提高墙体的延性和抗剪承载力,改善破坏形态。
对某砖混建筑外纵墙裂缝损伤进行了简要论述,分析了其产生的原因;检测了砖与砂浆的强度;从形体规则性、结构体系、局部易倒易损部位、结构整体性连接和抗震承载力等方面对抗震性能进行了分析,并提出了鉴定意见与处理建议。
在体外预应力加固技术中,用高性能的碳纤维板代替传统预应力钢绞线(或预应力钢材)是可行的、有益的,因此预应力碳纤维板加固技术是很有应用前景的一种加固技术。为了适应桥梁加固对大吨位预应力加固的需要,研制了能一次夹持双层碳纤维板的波形锚BXM502D,通过锚固组装件的静力破断试验,验证了该型号波形锚的锚固能力能达到600kN以上。将波形锚BXM502D用于大比例T形梁进行双层预应力碳纤维板的加固试验,双层碳纤维板的预拉力达到300kN;试验结果表明双层预应力碳纤维板能与被加固的混凝土梁共同工作,非常显著地提高了原结构的开裂、屈服荷载,也大幅提高了原结构的极限承载力。
通过6根矩形截面钢筋混凝土梁静力试验,考察了不同玄武岩纤维布粘贴层数下,加固梁的承载能力及破坏模式,试验表明在钢筋混凝土梁受拉区粘贴玄武岩纤维布可有效提高既有损伤钢筋混凝土梁的抗弯性能。采用ANSYS软件对BFRP布加固既有损伤钢筋混凝土梁进行数值模拟,并与试验结果进行对比,验证了应用ANSYS有限元软件对BFRP布加固既有损伤钢筋混凝土梁进行数值模拟的有效性。
钢框架-填充墙体系是钢结构住宅中最为重要的受力体系之一。而结构设计时并未考虑填充墙对结构整体抗侧性能的贡献。本文通过ABAQUS有限元软件模拟钢框架-填充复合板结构在低周往复荷载作用下的情形,并与已有试验数据对比,验证模型的正确性。通过有限元结果和试验数据分析,得到复合板对结构整体抗侧性能的贡献,进而模拟出钢框架-填充墙结构简化计算模型,得到钢框架-填充墙结构的抗侧刚度简化计算公式,为理论分析及结构设计提供依据。
提出了带有端板连接的可替换式耗能梁段的新型偏心支撑结构体系,并且基于ABAQUS有限元分析软件建立了一个带有端板连接的可替换式耗能梁段的单层偏心支撑钢框架有限元模型,研究了这种可替换式偏心支撑钢框架在循环荷载作用下的抗震性能与耗能能力,结果表明可替换式耗能梁段偏心支撑钢框架结构具有较好的耗能能力。
传统钢框架支撑体系中支撑的大部分强度和刚度都被竖向荷载消耗掉了,没有充分发挥其抵抗水平荷载的作用,本文通过对支撑和梁连接节点的改进,实现了支撑和框架在竖向传力分离,使支撑不承受竖向荷载。基于ANSYS建立了不承受竖向荷载八字形框架支撑体系(简称新体系)的三维有限元模型,分析了其受力机理。得到了竖向荷载主要由框架承担,支撑受力基本为零;水平荷载由框架和支撑共同承担的结论。
以某钢结构办公楼为例,对采用压型钢板混凝土组合楼盖与采用木楼盖两种楼盖方案,从结构设计方法、工程量、施工进度等方面做了一系列的比较。结果表明:采用木楼盖有效降低了结构自重,从而大大减小了结构水平地震力作用;降低基础受力,减小基础造价;减小梁、柱截面,降低用钢量;轻型木楼盖满足装配化施工,摆脱了湿作业,大大提高了施工速度。
钢管混凝土构件置换混凝土,往往需要在管壁上开孔,以清除达不到设计承载力的混凝土,并为重新浇筑混凝土提供通道。首先通过与已有试验结果对比,以确保有限元分析结果的正确性。通过对薄壁开孔圆钢管的稳定分析,得出了管壁开孔对圆钢管稳定有很大影响等结论,为以后钢管混凝土加固工程提供理论依据。
为研究带垫板的双肢背靠背C型钢轴压短柱的极限承载力,通过试验和有限元分析两种方法对7个该截面类型的短柱进行承载力分析,了解组合柱的破坏形态,得到C型钢型号、垫板厚度和垫板间距等参数对组合短柱的受力性能的影响程度,为该类型构件在实际工程中的应用提供一定的依据。
数值分析与建模是进行钢筋混凝土结构抗震性能研究的重要手段。为了保证钢筋混凝土结构数值建模的可靠性,本文以钢筋混凝土柱的拟静力试验为基础,在ABAQUS中对其进行基于纤维杆件单元非线性有限元模拟。考虑材料本构模型对结构数值模拟结果的影响,对两个拟静力试验柱分别建立了6个数值分析模型,计算结果表明:在选用合理混凝土与钢筋本构模型的条件下,纤维单元模型能够有效的模拟钢筋混凝土的滞回性能;在数值建模过程中可以忽略混凝土的抗拉强度;Kent-Scott-Park约束本构模型与Mander约束本构模型均能有效的模拟箍筋对混凝土的约束效应;相比于混凝土的本构模型,钢筋本构模型对模拟结果的影响更大,有必要对现有钢筋的本构模型进行更为细致全面的研究。
为了推广应用预制轻质混凝土承重墙,本文以一幢2层预制混凝土结构实际工程为背景,通过足尺预制轻质混凝土承重墙开展了单调静力荷载试验,对墙体裂缝分布、破坏形态等进行了较系统的研究。试验结果表明预制轻质混凝土墙的破坏主要集中于墙体与地梁之间的连接处,墙体自身的破坏并不显著;最终破坏时,墙内纵向钢筋未屈服,表明应该加强预制墙体与地梁之间的连接。
为了推广应用轻质混凝土楼板,本文以一幢2层预制混凝土结构实际工程为背景,通过足尺轻质混凝土楼板开展了单调静力荷载试验,对楼板的裂缝分布、破坏形态、位移延性等进行了较系统的研究。试验结果表明轻质混凝土楼板的破坏过程与普通混凝土梁的是一致的,具体表现为受拉钢筋屈服后翼缘板顶部混凝土压碎,呈弯曲破坏模式;轻质混凝土楼板表现出较好的延性,其延性系数不小于8.5。研究成果可为轻质混凝土楼板的推广应用提供技术依据。
研究了不同玄武岩纤维掺量对C50防水混凝土抗压和抗折性能影响,并将试验结果与相同条件下聚丙烯纤维防水混凝土力学性能进行对比。试验研究表明:掺入玄武岩纤维和聚丙烯纤维后防水混凝土均表现出塑性破坏特征,试件抗压与抗折强度均有较大幅度提高。两种纤维对防水混凝土力学性能的影响规律基本一致。
结合了无粘结技术施工简便和有粘结技术安全可靠特点的缓粘结预应力技术得到了较大的关注,并开始在实际工程中获得应用。考虑到预应力技术多应用于重要基础设施,其结构事故将给人民生命和财产带来灾难性后果,因此对预应力筋的预应力状态进行监测是十分必要的。但是由于传感器本身问题和布设工艺的限制,现有监测用传感器仍无法满足实际工程的需要。本文从缓粘结预应力混凝土结构和光纤传感技术的特点出发,设计制作了可实现对自身预应力状态监测的新型缓粘结智能钢绞线,并通过系列试验考察其力学和传感性能。结果表明:新型自监测缓粘结智能钢绞线具有满足实际工程长期监测需要的力学和传感性能:其极限抗拉强度大于1660MPa,约为普通钢绞线的88%;弹性模量为170GPa左右;传感测试总精度约为2.67%。
钢筋与混凝土的高温粘结性能是确定结构构件高温下极限承载力、高温后残余承载力以及构件修复加固设计的基础。通过设计钢筋中心拔出试验,研究了经历不同温度后钢筋和混凝土粘结性能的变异,分析和讨论了钢筋直径、锚固长度、温度等因素对混凝土与钢筋粘结性能的影响。得到的相关结论对结构构件抗火设计和火灾后的加固研究具有一定的指导意义。
城市土地抗震适宜性评价可以通过土地发生地震灾害的概率大小来划分等级,而土地地震灾害的发生与否,是典型的二分类变量问题,运用Logistic回归模型处理这类(0,1)区间的概率问题,可以得到较理想的拟合效果,为城市土地抗震适宜性评价提供较合理的量化指标。而进行Logistic回归分析需要较大的样本数据,原始资料数据显然不能满足分析要求,这就需要利用GIS的空间分析功能进行空间插值,得到足够的样本数据,运用SPSS数值运算软件,进行二分Logistic回归分析。通过得到的城市土地抗震适宜性的量化评价方法,以南京市为例,分析南京市具体地质情况,得到评价体系,并对评价指标赋值,通过运用Logistic模型得到评价指标权重和城市土地地震灾害概率公式,利用计算得到的地震灾害概率,实现定量化评价土地抗震适宜性的目的。
某高层结构地上36层,建筑总高度接近150m,主楼与纯地下室连成一体,置于同一个基础筏板上。主楼核心筒与其外围框架、主楼与纯地下室之间荷载差异大,地基基础须同时满足承载力和地基变形控制要求。本文从地基基础选型入手,着重介绍了后注浆钻孔灌注桩设计、桩筏基础与地基土相互作用分析、试验桩数据分析、沉降变形计算分析与观测数据等,为较高的高层建筑基础设计积累了经验,对类似工程设计有参考意义。
通过对刚性桩复合地基桩侧阻力模型的假定,利用弹性力学的求解方法,推导不同侧阻力模型下刚性桩复合地的桩土应力比公式,并与现场试验数据对比,结果与实测数据吻合较好。由此表明在合适的边界条件下,采用弹性力学方法求解刚性复合地基的桩土应力比,具有一定的工程实际意义。
<正>2006年6月,首届全国建筑结构技术交流会在北京隆重召开。会议以2008年北京奥运会场馆等重大工程设计报告为重点,吸引了行业内来自设计、科研、管理、施工等单位的近500名代表参加了会议。原建设部黄卫副部长也到会并在开幕式上讲话。