叠加空腹桁架的钢-钢骨混凝土组合转换桁架设计分析与监测

针对某上弦为钢骨构件、腹杆及下弦为型钢的钢-钢骨混凝土组合转换桁架结构,采用PKPM软件对组合转换桁架和其上空腹桁架进行了多个整体模型的弹性对比分析及静力推覆分析。结果表明,施工模拟方式、楼面板刚度模拟方式、混凝土空腹桁架构件徐变、中大震下出铰情况对转换桁架和空腹桁架分担的转换荷载计算值均有较大影响,相关因素应予包络、准确地考虑。对多个子结构组合而成的结构体系,应明晰各子结构在整体中发挥的作用,以及各子结构在相关因素变动情况下的定量变化情况,以保证各子结构性能稳定性和整体结构的安全。工程施工阶段监测表明,叠加空腹桁架的组合转换桁架结构变形及构件应变基本与设计预期相符,转换结构安全合理。

某带空腹桁架的科研楼结构设计

该结构采用框架-剪力墙结构体系,该项目存在竖向抗侧力构件不连续、楼板局部不连续、扭转不规则特点。针对项目扭转不规则,设置了屈曲约束支撑,取得了较好的抗扭转效果。针对竖向抗侧力构件不连续,同时为实现通高大堂,在4层设置了空腹桁架;基于“强化转换层及其下部,相对弱化转换层上部”的设计思想,定量给出了空腹桁架控制指标和内力调整措施。空腹桁架下弦杆采用了预应力型钢混凝土梁的设计,给出了该梁的抗弯、抗剪计算公式。

基于响应面法的钢空腹桁架结构优化设计

为了提高钢空腹桁架结构的优化设计效率,提出采用基于响应面法的结构优化设计方法对钢空腹桁架进行优化设计。优化前根据虚功原理推导了空腹桁架的等效惯性矩和等效剪切刚度,采用等代实腹梁刚度法验证了有限元模型精度。通过Box-Behnken试验设计,获得66组有限元模拟的试验样本,建立Kriging响应面从而得到近似响应点。以结构质量最小化为目标,以规范允许的最大组合应力、最大挠度和构件宽厚比为约束条件,采用MOGA遗传算法对空腹桁架进行优化设计,得到Pareto最优候选解。结果表明:在各级荷载下,有限元计算值与等代实腹梁刚度法计算值的最大相对误差仅为5.6%,验证了用于优化设计的有限元模型的精度;优化设计后3组候选解中最优用钢量为6195.4 kg,与优化前相比节省用钢量约18%;对最优解的相关几何参数进行了有限元数值试验验证,优化后的构件宽厚比、最大组合应力、最大挠度和结构质量与数值试验结果吻合较好,偏差均在3%以内,表明基于响应面法的结构优化设计方法适用于钢空腹桁架结构多参数优化设计。

双竖杆空腹桁架的刚度及经济性分析

为了满足空腹桁架实际工程需要,改善空腹桁架结构刚度及经济性,提出了一种双竖杆空腹桁架结构。推导了双竖杆空腹桁架等效惯性矩和等效剪切刚度的计算公式,通过刚度分析确定了双竖杆间距的合理取值。通过有限元参数化分析,验证了等效刚度计算公式的可靠性。在用钢量相同的条件下与传统空腹桁架进行静力性能对比分析,结果表明:双竖杆空腹桁架的等效剪切刚度提高0%~40%,上下弦弯矩和剪力分别减小35.3%和7.2%;腹杆弯矩和剪力减小39%。采用基于响应面法的结构优化设计方法对传统空腹桁架与双竖杆空腹桁架进行优化后对比分析,结果表明:在挠度、最大应力和型钢宽厚比满足规范的条件下,双竖杆空腹桁架少用钢材1.1 t,节省用钢量17.5%;双竖杆空腹桁架结构高度更低,空腹部分及楼层有效空间更大;双竖杆空腹桁架的整体结构刚度、内力分布和技术经济性均优于传统空腹桁架,具有很好的工程应用前景。

预应力空腹桁架渡槽施工技术

青海引大济湟工程39号渡槽位于拦隆口镇卡阳景区,全长178 m,共5跨,该工程采用空腹桁架整体浇筑逐跨张拉完成后进行槽身施工的方案。其中4跨单跨长度为40 m的槽身位于桁架下弦杆上方,共5跨。从工程下承式空腹桁架式渡槽所需材料设备、模板和脚手架安装方式、混凝土施工方案、预应力施加过程等几方面进行了阐述,同时对模板施工的稳定性进行了安全演算,并对工程可行性进行了论证。

空腹桁架转换结构在高层建筑中的应用

随着城市化进程的推进,高层建筑在城市建筑群中的数量越来越多,其结构也越发复杂,但由于楼层越高,对建筑的抗震性、实用性、安全性也提出了更高的要求。因此,空腹桁架转换结构在高层建筑中得到了广泛应用。而基于当前高层建筑的发展趋势和建筑要求,深入了解空腹桁架转换结构及其在高层建筑中常用的形式、结构受力特点、设计和布置原则以及实际应用情况十分必要。基于此,本文旨在介绍空腹桁架转换结构的常见形式和应用范围、结构特点以及设计和布置原则,并以实际应用案例为基础对空腹桁架转换结构在高层建筑中的应用进行了分析。

空腹桁架拱钢桥设计

大连福佳大化大型芳烃联合装置码头工程为8万吨栈桥式码头,其栈桥由两跨空腹桁架拱式钢桥组成,在竖向荷载作用下这种结构受力兼有拱结构和桁架结构的受力特性。采用大型有限元软件建立了空间梁单元模型对该种结构的受力性能进行了分析,研究结果表明该桥型结构受力合理,用料节省,能够满足工程需要,可为同类结构设计参考。

迭层空腹桁架转换层结构的静力性能分析

迭层空腹桁架是一种新型的转换层结构型式 .本文分析了弦杆截面尺寸、腹杆布置对结构受力性能的影响 ,从而给出了其设计建议 .

新型钢筋混凝土空腹桁架的结构分析

介绍了几种钢筋混凝土空腹桁架的新型结构型式，分析了这类结构型式的若干静力性能。

空腹桁架结构受力机理研究分析

空腹桁架是转换结构的一种基本型式。以往对空腹桁架中构件截面的优化方案是通过采用不同截面尺寸的多个方案进行分析对比而得到。采用适当假定,通过理论分析,得到了空腹桁架结构在竖向荷载作用下的理论解,清楚地解释了空腹桁架的受力机理,为空腹桁架的设计和方案比较提供了理论依据。同时对设计中应注意的问题提供了理论解释。

预应力混凝土空腹桁架转换结构低周反复荷载试验研究

针对预应力混凝土空腹桁架转换结构"强化转换层及其下层,弱化转换层上部结构"的抗震设计思想,提出重点加强框支柱及桁架下弦作为结构最后一道防线,以及适当加强桁架相邻上层框架柱底等细化设计原则。基于我国规范和上述设计原则,对由原型子结构按1∶4相似系数缩尺后的试验模型进行直接配筋设计,并通过水平低周反复荷载作用下的拟静力试验对其抗震性能进行验证。试验模型实现了将薄弱层控制在转换结构上部框架的设计目标,并在上部框架达成梁铰机制或混合机制的理想耗能模式。试验结果表明,结构具有较大的抗震承载力安全储备,以及良好的延性性能和耗能能力。此外,虽然试验模型框支柱及桁架下弦仍难以避免出铰,但其塑性铰转动量有限,对结构抗震性能影响小。

迭层空腹桁架转换层结构拟动力地震反应试验研究

结合一实际工程进行了预应力部分型钢混凝土迭层空腹桁架转换层结构的拟动力地震反应试验研究 ,并对其进行了弹塑性动力分析 ,与实测曲线作了比较 ,二者符合良好。

用连续代入法分析空腹桁架的内力

推导了考虑水平和垂直位移时空腹桁架连续代入法的计算公式.同时,结合本文的算例和分析,对空腹桁架的设计提出了一些合理建议.

某在役钢筋混凝土空腹桁架拱渡槽的耐久性评定

对某在役渡槽—钢筋混凝土空腹桁架拱进行了包括外观、裂缝、强度、锈蚀、碳化及应变、挠度等在内的综合检测,并对其初始设计状态、目前的现役状态及目标使用年限后的预估状态进行了较为精细的有限元分析;利用检测及有限元分析结果对该桁架拱结构进行了耐久性专项评定;最后在评定结果的基础上提出了加固处理意见。

大跨度叠层空腹桁架整体转换结构体系工程实践

山东省世界贸易中心二期工程成功采用了一种大跨度叠层空腹桁架整体转换结构体系 ,该体系利用双向正交共五榀叠层空腹桁架的整体共同工作 ,既实现了 3 1m× 2 7 3m的大空间结构转换 ,又保证了两层转换结构的建筑使用空间与功能 ,是一种结构新体系的成功探索与实践 ,本文介绍了该转换结构体系的特点和建造过程中现场实测的方案与结果 。

对大跨度叠层空腹桁架整体转换结构几个力学问题的讨论

就一种大跨度叠层空腹桁架整体转换结构的杆件受力性质 ,施加预应力引起的转换结构杆件轴向压缩对结构的影响 ,参与整体转换的结构层数变化对其内力及变形的影响 ,转换结构水平与竖向杆件间的刚度关系以及抗震设计基本原则诸项问题进行了分析讨论 ,探讨了该种转换结构设计中的几个基本概念问题并提出相应设计建议 ,进而可为相关工程设计提供参考。

某高层型钢混凝土空腹桁架转换结构方案对比

针对上海市某高层建筑中的空腹转换桁架,进行了两种方案的对比。研究间隔空腹桁架和叠层空腹桁架两种结构形式的传力路径、内力分布、位移等差异。分别采用两种方案,对整体结构进行抗震性能计算分析,研究其可行性,并给出设计建议。

空腹桁架转换结构在多高层建筑中的研究与应用

简述了多、高层建筑中空腹桁架转换结构的型式及空腹桁架转换结构在多、高层建筑中的应用现状.结合一些采用空腹桁架作为转换结构的实际工程分析了空腹桁架的结构特点和受力性能.提出了空腹桁架转换结构的设计原则,为同类转换结构的推广应用提供参考.

竖向荷载作用下单层空腹桁架内力的简化计算

空腹桁架在欧美国家已广泛使用 ,本文探讨了单层空腹桁架在竖向荷载下内力的简化计算方法 。