工业与建筑固废高效利用混凝土及其工程结构防灾研究

我国工业固废与建筑拆除固废存量巨大,且固废产生量逐年增加,固废堆存造成的滑坡灾害、环境污染灾害和占用大范围场地给可持续发展带来了挑战。此外,历次大地震造成房屋倒塌也产生大量的建筑固废,如何将这些建筑固废在灾后重建中高效利用,引发国内外学者的广泛关注。目前利用这些固废制备混凝土是具有重要价值和前景的方案,采用工业固废、建筑固废、工业和建筑固废制备的混凝土被统称为固废混凝土,其中利用后两者制备的混凝土也被称为再生混凝土。固废高效利用混凝土有3层含义,即固废胶凝材料和固废骨料性能提升、高固废掺量混凝土、固废混凝土在工程结构中根据受力需求合理利用。综述了不同建筑固废和工业固废的物化特性,概述了不同固废材料对混凝土力学性能和耐久性能的影响,在归纳固废混凝土构件及结构抗震性能、抗火性能研究结果的基础上,对固废混凝土结构防灾技术研究的发展进行了展望。

某烧结厂房改扩建设计与分析

某烧结厂房原为炼钢厂烧结主厂房,始建于1958年,经过多次改造,本次改造后的功能为商业和办公。旧厂房原结构为框架结构,结构检测鉴定结论显示综合安全性等级为C_(eu)级。本次改造在采用多种常规加固方法的同时,结合建筑使用功能和结构需求,在适当位置布设屈曲约束支撑(BRB),使结构成为双重抗侧力体系。BRB在多遇地震时为主体结构提供抗侧刚度,在设防地震及罕遇地震时BRB进入塑性,起到消能减震作用,使得整体结构抗震性能得以提高。此加固方案减少了传统加固措施的工程量,降低了施工难度,同时最大限度地满足了建筑保留原有工业遗存风貌的需求。

浪潮青岛大数据产业园结构设计

浪潮青岛大数据产业园建筑灵感源于“莫比乌斯环”,其平面呈8字形,从18.1m至44.5m标高形成连续收进整体坡屋面。结构存在扭转不规则、偏心布置、细腰形、楼板不连续、尺寸突变、转换层、错层、连体,为多重复杂超限高层。结构采用带转换桁架的钢框架-混凝土剪力墙体系,转换桁架集中设置于地上4层,采用上托下挂的形式实现建筑立面大切角、首层大堂拔柱的需求。详细介绍了结构体系的对比选取,转换桁架、细腰连体及整体坡屋面的设计策略等,针对结构不规则及关键部位采取有效的加强措施,通过基于性能化的抗震设计及专项分析研究,在保证结构安全可行的前提下很好地实现了建筑效果和使用功能。

“波力城潜”重庆旗舰馆结构设计

“波力城潜”重庆旗舰馆项目由地下直径达7m双蓝洞挑战区、地上边长达20m方形潜池、悬空泳池及相应配套功能区组成,其最大水深33m,为全球首创的双蓝洞城市潜水馆。介绍了“波力城潜”重庆旗舰馆结构设计中的关键问题,如潜水池侧向水压力的分配、传递以及平衡,潜水池水体地震作用如何考虑,预应力技术,悬空泳池的设计,悬空泳池与主体结构如何可靠连接等。采用MIDAS Gen软件对潜池侧壁、水平箍板、悬空泳池V形柱及柱底节点等重点受力部位进行专项分析,并介绍了配筋设计的简化计算模型。通过SAUSAGE软件进行罕遇地震作用下弹塑性动力分析,计算结果表明潜池大部分无损坏,局部轻微损坏,结构构件均满足预定的性能目标。

王府井外文书店复杂错层结构设计分析

王府井外文书店项目为大跨度双跨结构,楼层存在双向错层,中部设有外径19.5m、高27m的共享空间,是抗震复杂的超限高层项目。典型单榀错层钢结构研究分析结果显示,交叉型错层柱在地震作用下不会进入剪切屈服,错层双梁、错层串联支撑可有效提高结构抗侧承载能力、减小大震作用下结构塑性损伤程度。结构采用钢框架-支撑体系,设计中针对错层结构设计分析方法、层间位移角及扭转位移比统计、楼层刚度比及受剪承载力比计算、偏心布置判定等若干问题进行了探讨,并提出了通过调整结构抗侧构件布置、优化水平传力路径从而减轻不利影响的设计思路。通过多程序、多模型计算分析,抗震性能化设计及特殊部位的专项研究等,很好地实现了建筑效果及结构的安全性、合理性。

缓粘结预应力技术在北京市新少年宫工程中的应用

介绍了北京市新少年宫1号楼异形板柱剪力墙结构中缓粘结预应力筋设计方法;按照空心板的主受力方向并考虑施工方便,确定出空心管的布置方向以及普通筋和预应力筋布置方向;用密肋梁模拟了空心板的受力,并用密肋梁的内力计算结果确定了顺肋方向的配筋;根据结构抗震性特点,在抗震敏感区域采用缓粘结预应力技术来提高结构的抗震性能。

大跨度特殊延性桁架式框架抗震性能分析

特殊延性桁架式框架(STMF)是美国规范采纳的一种高延性钢结构体系。首先分析其在国内鲜有应用的限制因素,推导出考虑轴力及次弯矩影响的消能段极限抗剪承载力,然后根据预设性能目标、极限状态下非消能段满足弹性验算的要求推导消能段长度L;选取的有效范围,最后根据我国抗震设计准则,对大跨度STMF案例进行弹性设计及静力推覆分析,探讨STMF体系应用于国内工程的设计方法,论证现有研究成果在超大跨度(L>20m)工程中的适用性。研究结果表明:根据推导结果可以快速确定合理的消能段长度,实现极限状态下塑性变形集中在消能段,而非消能段桁架和框架柱仍处于弹性状态的设计理念;美国规范规定消能段范围不得有显著竖向荷载布置、跨度L≤20m、上下弦应取相同截面,充分考虑消能段弦杆承受的轴力及次弯矩影响时,STMF结构可以适当突破上述限制,且其抗震性能依旧良好。

北京市新少年宫结构设计中的新思路

北京市新少年宫位于崇文区龙潭湖百果园3号,在北京教学植物园院内东南角,西侧是北京教学植物园的草本区、北侧是北京教学植物园的乔木区,东侧现状是四层和六层的居民楼。

北京冬季奥运村人才公租房项目结构抗震性能分析

为研究采用钢框架-防屈曲钢板墙结构的北京冬季奥运村人才公租房项目的抗震性能,建立了反映两边连接防屈曲钢板墙受力特点的简化模型——等效交叉支撑模型,介绍了等效交叉支撑模型中初始刚度、单根支撑的等效截面面积、支撑屈服强度等关键参数的计算方法。选取典型户型结构,建立钢框架-防屈曲钢板墙结构整体精细化有限元计算模型,研究该双重抗侧力体系的变形特点、构件失效顺序、塑性发展模式、内力分配关系以及结构刚度退化过程;对防屈曲钢板墙在结构中的消能减震能力进行评价。通过该类结构抗震性能的研究分析表明,结构满足“大震不倒”的抗震设防目标。

许昌建安文化广场结构设计

许昌建安文化广场造型奇特、雄伟,其地上部分通过结构缝分为西南大底盘双塔、东南影厅和北面多层三部分,其中西南大底盘双塔和东南影厅均属于特别不规则的超限高层,存在多个设计关键点和难点。首先对西南大底盘双塔的结构体系及其存在的凹凸不规则、楼板不连续等不规则状况,和东南影厅顶层规则大空间设计等情况做了较为详细的介绍,并在概念设计上采取了一系列针对性措施和处理方法;在此基础上,详细阐述了西南双塔抗震等级的确定,并进一步简要陈述了常规小震弹性对比分析、小震弹性时程分析、关键构件的性能化设计以及整体结构的动力弹塑性分析等一系列设计分析内容。分析结果表明,该项目结构具有良好的抗震性能。

宁夏图书馆新馆

以整体规划为设计前提,巧妙运用自然光线既具有民族风格又展现出现代气质本工程位于银川市人民广场东侧用地中,与宁夏博物馆南北相对。建筑整体形态为正方体,庄重大方,符合图书馆的个性特征;本方案规矩方正,采用现代和传统结合的形式,稳重大方,既具有民族风格又展现出现代的气质。

中央美术学院设计学院和建筑学院教学楼

通过对历史上教育建筑的类型研究创造了现代的学院空间中央美术学院设计学院和建筑教学楼在设计时通过对历史上寺院、修道院等教育建筑类型的研究,提炼出学院空间的类型形式,创造了现代形式的学院建筑。

中国第一商城二期工程

在拥有众多超大尺度建筑的北京CBD地区通过建筑整体化的策略取得尺度的平衡在北京的CBD地区,中央电视台新址、北京电视台新址、北京财富中心、国贸三期等一批超高层建筑迅速崛起,加上周围林林总总的各式建筑,成为“中国的曼哈顿”。

河北省体育中心

体育、商业、景观紧密结合的全新设计理念创造城市的体育文化中心河北体育中心位于石家庄市,主要内容包括体育场、体育馆、游泳馆、综合训练馆以及河北体育学院。

北京市新少年宫

以充满动感和艺术美感的造型激发孩子们的创造热情在绿树成荫、环境优美教学植物园的东南角,北京市新少年宫将以充满动感和艺术美感的造型,激发出孩子们的创造热情。

北京CBD核心区地下公共空间市政交通基础设施项目结构设计

北京CBD核心区地下公共空间市政交通基础设施项目为集多种功能为一体的大型地下空间工程,结构形式为钢筋混凝土框架-剪力墙。针对结构设计中的抗震设计、大跨度管廊结构设计、超长结构设计、基础抗浮设计、与相邻结构的一体化设计做了详细介绍,为类似工程设计提供了参考。

大兴新城威可多商业办公综合体结构设计

大兴新城威可多商业办公综合体建筑是大面积裙房和多栋塔楼连接在一起的新建大型公共建筑,体量较大,体型较不规则,存在大跨度、大悬挑、大开洞等诸多结构设计不利因素。本文首先对该工程的空间关系和结构体系做了详细介绍,主要包括竖向不对齐结构缝的合理设置、裙房薄弱部位的构造加强以及塔楼采用双内筒体系等;其次,简要阐述了该工程的荷载取值、设计标准以及分析设计时针对各裙房单元的特点而采取的计算加强措施,并对塔楼角部双向大跨度板计算时是否需要考虑竖向地震作用做了对比分析,得出本工程塔楼设计应考虑竖向地震作用的结论;最后对本工程的基础设计做了整体简要叙述。本文工作对同类工程实践具有一定的借鉴和参考意义。

石家庄省会体育中心体育场结构设计

针对石家庄省会体育中心体育场结构方案,取三种计算模型进行分析比较:下部混凝土结构分缝单独计算、上部钢结构罩棚单独计算模型;下部混凝土结构分缝与上部钢结构罩棚不设缝整体计算模型;下部混凝土结构分缝与上部钢结构罩棚分缝分段整体计算模型。同时考虑抗震性能化设计,针对结构构件重要程度的不同区别对待。而且体育场的平面尺寸较大,由于罩棚和看台均处于露天环境,温度应力需要引起足够重视。