低烈度区某超高层塔楼优化分析

超高层建筑由于单塔体量较大,结构经济指标备受关注,寻找最合理结构体系是超高层建筑不断自我迭代更新的主题。高烈度区和低烈度区塔楼控制方向完全不同,着重介绍优化过程以寻找低烈度区超高层塔楼的最优结构。以某位于低烈度6度区的建筑高度250m超高层塔楼为例,根据塔楼初步方案确定控制指标为刚重比和剪重比,以控制指标为目标进行附加质量和自重的迭代优化。其次是提高结构刚度,核心筒尺寸根据竖向交通及设备管井已确定,在建筑允许条件下通过柱的不同排布实现了更好的框架刚度贡献;纯混凝土柱重量贡献大于刚度贡献,通过对比叠合柱和型钢柱,选取了更合理的叠合柱截面形式;在低烈度区结构竖向承载满足基本需求而水平刚度不满足规范要求的情况下,通过增加伸臂桁架提高整体刚度;通过分析不同伸臂桁架形式,选取了最有效的伸臂形式。通过降低结构冗余重量和有效提高结构刚度选出最高效结构,且建筑品质优、造价合理。

唐山紫荆学校隔震结构分析与设计

唐山紫荆学校是高烈度设防地区的学校项目,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构+基础隔震体系。以该项目为例对3种隔震设计方法进行了对比分析研究,梳理了抗规减震系数法、抗规整体设计法、隔标整体设计法的设计流程、计算参数,对比了3种设计方法对基础隔震结构的关键技术指标的影响。隔震层分别落在人防地下室顶、普通地下室顶和基础顶,存在楼、电梯穿隔震层,局部大跨度结构隔震等问题;采用错层隔震法解决了楼、电梯托挂结合穿隔震层的难题。对比分析了柱底铰接模型与带支座整体模型对大跨度结构隔震支墩内力的影响,归纳了大跨度隔震层设计要点。

某续建改造项目裙房结构设计难点分析

建筑方案的修改导致本工程有以下设计难点:南侧既有地下室结构在±0.00标高处,柱未甩筋或甩筋不足,部分柱位未对齐;商业裙房地上部分存在扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、楼板不连续、局部不规则等不规则项。为解决这些难点,对上部结构体系与柱脚连接问题统一考虑,以期得到裙房的结构体系。为确定结构的抗震性能目标,采取了合理的概念性设计、计算分析和构造措施,并对关键构件进行了计算分析论证。结果表明:裙房采用钢框架-支撑(屈曲约束支撑(BRB)+局部防屈曲钢板墙(BRW))结构体系最为合理,BRB的设置大幅减小了首层柱脚位置的内力,优化了裙房构件尺寸,保障了整体结构的安全性和经济性。

天汉大剧院结构设计要点与分析

天汉大剧院由北楼大剧院、南楼青少年活动中心和外围钢结构三部分组成,为典型的复杂连体双塔楼结构。以天汉大剧院为例,采用多种计算软件对多模型进行对比分析和包络设计,并针对关键构件和节点进行性能化设计。对于位置关系复杂的连接节点,采用BIM技术优化型钢梁柱节点钢筋与钢骨之间的连接关系。采用大震弹塑性分析软件ABAQUS研究不同角度罕遇地震作用下两个单体结构之间的水平位移差产生的结构内力对外围钢结构的影响。地基基础形式采用天然地基+筏板基础,大剧院主舞台台仓深度为17.5m,台仓范围采用筏板基础+抗拔桩,设计中合理控制相邻基础沉降差。结果表明:该项目结构选型及荷载布置合理,结构满足抗震性能要求,关键节点安全可靠,罕遇地震作用下两个单体结构之间的位移差产生的结构内力对钢结构构件影响较小。

中关村广场结构加固改造设计

针对中关村广场结构加固改造,对比不同的加固方法之后,确定了在原有楼层不拆除的情况下,先在拟增加楼板位置施工梁、板结构,后拆除原有结构梁、板的加固方法;同时,介绍了新增梁与原结构柱连接构造做法,减小了施工难度。通过对比分析改造前后房屋的抗震设防标准及抗震等级,采取了改变结构体系加固方法,并根据现状建筑大部分位于地下室的特点,采取了抗震性能化设计方法,避免了大范围加固框架柱,节约了加固成本。在保持现状顶板覆土不移除的情况下,通过托换技术,采用扩大截面法对梁下部进行加固,达到了建筑功能需求。最后对比了抗浮锚杆抗浮加固方案、增加底板刚度抗浮加固方案、回填压重材料加固方案的经济性,并最终选择了抗浮锚杆抗浮加固方案,解决了该项目抗浮问题。

蒸压加气混凝土板组装单元体性能研究

蒸压加气混凝土板组装单元体是将多块AAC条板采用预应力紧固技术和销连接技术组装而成的集成大板,具有整体性好、质量可控、工业化程度高、施工效率高等优势,其作为外围护系统单元应用于装配式建筑具有广阔的发展前景。以AAC板组装单元体为研究对象,分无窗洞口、有窗洞口2种情况,剖析AAC板组装单元体的构造方式、作用机理、运动机制及设计方法,经理论分析、数值模拟、平面推覆试验、振动台试验,系统研究AAC板组装单元体的整体刚度、变形机制、随动变形特性及连接节点性能,为AAC板组装单元体技术应用于100m高层建筑外墙提供了技术支撑,促进了围护系统装配式技术进步。

加气混凝土墙板摇摆节点抗震性能试验研究

为改进传统勾头螺栓连接节点加气混凝土(ALC)墙体的抗震性能,设计两种新型"摇摆式"连接节点,通过12面ALC填充墙体的拟静力试验,分析不同节点形式的墙体破坏特征和ALC填充墙体对钢框架抗侧力性能的影响,并在理论分析的基础上,总结得出拼接板材抗侧刚度的简化计算公式。

装配式钢结构高层住宅设计实践与思考

在国家相关政策的引导和支持下,全国各地涌现出大量装配式钢结构住宅项目。钢结构住宅以其装配率优势和轻质、高强的特点为住宅设计带来了新的思路。然而,新事物的出现和高速发展必定伴随着许多质疑和盲点,制约了装配式钢结构住宅的发展和应用。以装配式钢结构高层住宅设计中的一些实践和设计要点为基础,从设计角度,结合实际项目中遇到的典型问题,对装配式钢结构高层住宅的设计和应用进行了研究和探索,以期为相关领域从业人员提供参考。

高烈度区地铁上盖结构层间隔震设计研究

以西安某地铁上盖项目为工程背景,对高烈度地区采用下部框架+隔震层+上部剪力墙体系的地铁上盖结构设计的关键技术要点进行介绍。本项目主体结构存在大底盘多塔、刚度突变、扭转不规则、承载力突变等多项超限;同时存在首层为软弱层和薄弱层、隔震层下一层框架刚度难以满足对隔震层上一层剪力墙结构的嵌固要求、楼面超长、裙房框架和地基基础的抗震设计要求高等众多设计难点。针对以上结构超限项和设计难点,在合理调整结构体系、采用层间隔震技术减小上部结构地震作用的基础上,对盖上盖下各部分结构构件进行抗震性能化包络设计,并结合罕遇地震动力弹塑性分析结果对结构的抗震性能进行了详细的分析与评价。结果表明,在高烈度地区应用上述结构体系的地铁上盖项目技术可行,采用隔震技术结合构件性能化设计等技术措施可有效保证结构的抗震性能。

体育馆加固工程消能减震技术应用的若干问题探讨

讨论了体育馆结构抗震加固工程中使用消能装置的若干问题。这些问题包括体育馆结构抗震加固的常用方法的优缺点、液体粘滞阻尼器的参数选择、布置方式、与周边构件的连接方法等。对抗震加固中采用消能减震装置提出了有益的建议。

高效挤密混凝土承载桩在地基处理中的应用

根据高效挤密混凝土承载桩在华北地区的试用情况，简析其工作机理及其应用推广价值。

框架-核心筒外周框架不封闭探讨

《高规》[1]中规定框架-核心筒结构的周边柱间必须设置框架梁,条文说明解释为由于框架-核心筒结构的柱距较大,为了保证其整体性,外周框架柱间必须要设置框架梁,形成周边框架。建筑师在设计时总有为了追求外观使得周框架柱间有时设置不了框架梁的情况,如果出现此种情况,此结构体系是否只能定义为框架-剪力墙结构,缺少了框架梁后结构整体性缺失多少,为此针对一个具体项目对其外周框架柱不能完全封闭进行研究其体系定义问题,并给出外周不封闭的解决措施。

考虑剪切变形及连接刚度的半刚域杆单元及应用

建立了同时考虑剪切变形及梁柱连接刚度的半刚域压杆刚度方程，将该刚度方程应用于多高层钢框架结构的动静力二阶分析，更准确地模拟了钢框架结构的实际受力、变形、构造和几何特征，在不增大计算工作量的前提下，可以得到更合理、更精确的结果．

圆管T形相贯刚接节点在结构中的应用与设计

某体育馆是由网架结构和落地提篮形桁架组成的杂交结构,圆管相交采用T形相贯刚接节点。介绍了工程结构的设计、分析过程。利用半经验半理论公式,介绍了圆管结构T形相贯刚接节点的计算方法和节点柔性对整个结构体系分析的影响。分析结果表明,在一定几何条件下,T形相贯节点可以看作刚接节点,但应考虑一定的节点柔性对整体结构变形的影响。

中欧规范蒸压加气混凝土板设计对比研究

蒸压加气混凝土板作为一种轻质高强、保温隔热的构件,被广泛应用于多高层建筑围护结构中,研究此类板材的受力性能能够有效确保其结构的安全性。通过正截面承载力、斜截面承载力、抗弯刚度以及开裂荷载四个方面对中欧蒸压加气混凝土规范进行对比分析,结果表明:按照中国规范JGJ/T 17—2020的正截面承载力和斜截面承载力设计值与试验值相比,其误差比欧洲标准EN 12602∶2016低,斜截面承载力主要与混凝土自身强度有关;正常使用极限状态下,中国规范中挠度和开裂荷载设计值存在1.5~2倍的安全储备,而欧洲标准考虑了钢筋的黏结性能、蒸压加气混凝土蠕变和收缩的影响,其理论值与试验值比值分别在0.71~1.02和0.78~1.06之间,拟合度较高,可作为该板材结构设计的依据。

中关村国防科技园A栋综合楼超限结构设计

中关村国防科技园A栋综合楼是一栋特点鲜明的平面细腰形高层建筑,采用传统框架-剪力墙结构扭转效应明显,建筑四角框架成为第一道抗震防线,结构体系存在安全隐患。通过计算对比分析,确定采用局部屈曲约束支撑框架与位于平面细腰部位的混凝土筒体组成的框架-剪力墙结构体系。设计过程中对屈曲约束支撑的布置原则、抗震性能改善效果及连接节点的抗震性能进行了详细的分析,对一些关键构件明确了加强措施。分析结果表明,屈曲约束支撑减震技术与传统混凝土结构体系有机结合,有效地改善了结构性态,提高了整体结构的抗扭、抗震性能。

包商银行商务大厦超限结构设计

包商银行商务大厦为最大高度135m的大底盘多塔超限高层建筑,3栋塔楼质量、刚度差异较大,5层裙房楼面开洞率高、连接薄弱,裙房上部A塔、B塔之间设平面尺寸为40m×40m的负高斯曲面单层钢网壳,合理地处理B级高度高层结构、多塔结构、裙房楼板严重不连续等多项超限特征是本工程的设计难点。基于性能化抗震设计,根据构件的重要性分别提出不同的性能目标,采取相应抗震加强措施,通过不同程序分别进行了中震弹性、中震不屈服设计及大震弹塑性验证分析。分析结果表明,所提出的各项性能化目标均得到实现,性能化抗震设计和采取的抗震措施能满足结构"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防要求。

黄河口模型试验厅新型张弦网壳组合结构设计

黄河口模型试验厅工程是一座水利模型试验建筑,设计中采用了148m跨度的新型张弦网壳组合结构,较好地实现了建筑功能及造型的需求。基于工程实践,全面介绍了工程结构设计中的关键技术问题,涉及结构选型、张拉应力的合理控制、特殊支座的处理、设计施工一体化计算分析、抗风设计、大震弹塑性设计、防连续倒塌设计。在设计过程中,利用Rhinoceros软件建立了大跨度张弦网壳结构的三维空间几何模型,进行了风洞试验和风致振动分析,基于整体结构的三维地震作用、重力荷载作用、雪荷载作用、等效风荷载作用及温度作用下的结构响应分析,验证了该结构的可靠性、安全性、合理性。

丽泽金融商务区D10综合楼超限结构设计

丽泽金融商务区D10综合楼是呈反对称布置的一对弱连接框剪结构双塔高层建筑,与门式钢架门厅组成建筑群。高塔99m,比较规则;低塔70m,带长悬挑桁架;裙房3层,有长悬挑板,门厅带悬挂走廊。设计过程中针对弱连接裙房双塔结构的布置原则、长悬挑结构的加强方式及防连续倒塌设计、门式钢架门厅的舒适度控制,进行了细致分析,对一些关键构件明确了加强措施。此外,弱连接双塔底盘的计算地震剪力明显小于双塔底层的地震剪力之和,为保证安全度,采用SRSS方法对双塔底盘地震剪力进行加强性调整;长悬挑结构导致部分楼层框架承担的剪力超过25%,规范调整方法不再适用,采取针对性调整方法;软件对带V形支撑斜杆楼层的抗剪承载力计算方法有误,薄弱层判断失真,采取针对性计算方法。

《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》(13J104)应用解析

介绍了《蒸压加气混凝土砌块、板材构造》(13J104)编制的背景资料,明确了加气混凝土承重墙的适用高度及加气混凝土产品应用于钢结构体系的适用条件,解析了加气混凝土墙体开裂的原因及防止措施,提出了加气混凝土板材的配筋改进方式及其适用于高层建筑外墙的新型连接节点做法。针对加气混凝土板进行了多组试验,试验成果为图集的编制提供了技术数据支撑。