西安城市展示中心长悬挑、大跨度钢结构设计

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗震性能目标,对于多杆件复杂交汇钢节点进行有限元分析。针对南馆、连桥屋楼盖振动舒适度不足,设计布置了调谐质量阻尼器(TMD),实测减振效果显著。对连桥提升过程进行施工模拟,结果表明该过程增加了连桥挠度,需要考虑提前起拱。对超长连体结构温度和地震行波效应进行分析,根据结果对连桥楼板配筋和局部框架柱进行了加强。大震弹塑性分析与防连续倒塌分析结果表明,结构满足“大震不倒”的性能目标,结构冗余度较高,具有良好的防连续倒塌能力。

西安领事馆区丝路国际文化艺术中心剧院结构设计

西安领事馆区丝路国际文化艺术中心剧院结构由钢筋混凝土框架-剪力墙主体与异形空间钢结构外罩组合而成,是具有体型复杂、内部空旷、跨度大等特点的混合结构。主体结构存在楼板不连续、局部不规则两项不规则项。针对不规则项及关键问题,提出加强措施及抗震性能目标。经过计算分析,找出薄弱部分进行加强,验证主体结构满足预设性能目标的要求。通过多模型比较研究发现,钢结构外罩对主体结构的影响不可忽略。对大跨、长悬挑处楼板进行了振动舒适度验算,对大跨转换钢桁架进行了竖向地震工况的补充计算,进行了楼板在温度与地震工况下受力分析。结果表明主体结构满足承载力和正常使用极限状态的要求。

苏州某大型复杂商业连体结构设计

苏州某大型商业综合体项目位于7度抗震设防烈度区,为体型重叠建筑。通过5道防震缝将建筑整体划分为购物中心A区、购物中心B区、停车楼、商业街A区、商业街B区五个独立结构单元。购物中心A区为复杂连体高层建筑,1~5层采用框架-剪力墙结构,两个单体在3~5层中区由钢桁架相连,顶部(6层)钢桁架结构与两个单体通过成品球铰支座连接,形成强连体结构。充分考虑了周期比、位移比双指标平衡后对购物中心A区剪力墙布置进行了优化;屋顶钢桁架结构支座采用变刚度设计,局部设置滑动支座解决恒载下杆件应力比较高的问题。通过性能化设计,该复杂结构连体部位可以满足中震弹性、大震不屈服的性能目标要求。性能化设计及专项分析表明,影院钢结构具有良好的抗震性能、楼盖舒适度及防倒塌性能。

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。

连体高层大跨钢连廊设计关键技术分析

以实际工程项目为背景,针对多塔连体高层大跨钢连廊设计中存在的关键技术问题,对多塔弱连接体结构进行了整体弹性和弹塑性分析,研究了大跨钢连廊对塔楼受力和抗震性能的影响以及连廊自身振动特性和振动控制方案。结果表明,采用弱连接方案来降低大跨钢连廊对各塔楼的影响是合理可行的解决方案;对与连廊采用滑动支座连接一端的塔楼,其独立塔楼和整体模型的动力特性和地震响应基本一致,塔楼可按独立塔楼模型计算结果进行设计;对与连廊采用固定铰支座连接一端的塔楼,其独立塔楼和整体模型的动力特征和地震响应有较大差异,应考虑连廊对抗震性能的影响,按整体模型和独立塔楼模型计算结果进行包络设计;连廊支座布置方案和选取的抗震支座实现了预期弱连接设计理念,满足大震下变形需求;采用TMD减振控制的大跨钢连廊在人群荷载激励下的竖向振动加速度响应减小显著,减振率达到70%,减振后竖向振动加速度满足规范要求。

襄阳大厦超限高层结构设计

襄阳大厦结构高度249.6m,地上共58层,塔楼采用框架-核心筒结构体系,存在分段折柱、核心筒单侧收进、高位转换、连梁支承楼盖梁等特点。针对结构设计过程中的重难点,通过合理的计算分析与加强措施,确保与分段折柱相连的水平构件、核心筒墙体、转换构件的安全问题,并采用新型分段式连梁解决楼盖梁支承在连梁上的设计问题。弹性及弹塑性验算结果表明,结构满足预期抗震性能目标,各项结构措施合理可靠,结构设计安全合理。

深圳朗峻广场项目复杂高层结构设计

朗峻广场项目是多个整体建筑体块错落叠合而成的复杂建筑,其造型独特,具有45m跨度刚性连接连体、斜撑转换、竖向构件收进和大悬挑等特征,结构采用框架-多筒体剪力墙体系。阐述了刚性连体构成、转换结构的设计选型与思路,重点介绍了筒体剪力墙墙肢的关键设计要点。此外,根据项目特点确定结构的性能目标,提出了小震设计参数结果的合理提取方法和中震的设计原则,复核结构在大震下的抗震性能并根据结果采取适宜的抗震措施。结果表明本工程结构具有较好的抗震性能,采用的设计方法可行。

北京某山地项目结构设计与分析综述

北京某山地项目总建筑面积约92万m2,主体建筑由19栋叠拼别墅及5栋洋房组成,均为地上5层、主体高度150m,地下2层或3层。别墅和洋房均采用装配整体式剪力墙结构体系;各单体通过7个1层或2层地下车库连接。首先,根据工程概况及国家政策要求确定结构体系,并根据山地建筑特点对工程建设场地地质灾害进行评估;其次,结合场地实际情况对竖向设计方案进行相关论述;同时,对抗震设防烈度8度(020g)区土质边坡主体结构基础设计、边坡支护设计过程中的重难点及其解决方法进行具体陈述。研究及设计结果表明:结合台地高差通过选用合理的结构布置及计算措施,各子项计算指标可以较好地满足相关规范要求,结构设计安全、可靠。

安徽大学学生活动中心结构加固改造设计

某加固改造工程原始设计资料缺失严重。综合考虑多重因素,采取保留外围护砌体墙+内部结构拆除重建的方案。在既有建筑拆除和内部新建结构施工的全过程,对保留围护墙体实施变形监测,若发生异常及时采取措施进行干预,避免安全事故的发生。

某250m超高层建筑的塔楼结构设计分析

某超高层建筑高度为249.9m高度,位于6度设防地震烈度区,是采用叠合柱、型钢剪力墙并带有斜柱转换的框架-核心筒(双筒)结构体系。分析了整体结构在地震作用下的变化,并采用有限元软件着重分析了斜柱、型钢剪力墙和楼层楼板等构件的受力特点。结果表明,结构可满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的预期抗震性能目标要求,承载能力、变形能力、层间弹塑性位移、层间位移角可满足抗震性能目标C的各项抗震性能水准要求。

隔震双支座的不同模拟结果对比分析

隔震建筑中往往出现单支墩下有双支座的情况,隔震分析时,设计人员将2个支座的刚度合并,等效为1个支座输入。文章基于平面力系平衡方程,结合规范要求及工程案例验证,在单支墩下真实布置双支座(双支座输入)和按单支座模拟(单支座等效输入)的两种输入方式下对比支座拉压应力的结果差异。分析结果表明:单支墩下设置双支座时,采用单支座等效输入的方式无法得到支座的真实拉压应力,特别是双支座布置方向上支墩仅单侧有梁的位置,在长期面压和大震拉应力验算时支座的真实拉压应力可能超过规范限值,此时应采用符合实际受力状态的双支座输入模型进行隔震分析。

临沂金水湾二期超高层结构设计

临沂金水湾二期超高层项目结构高度153.3m,属于高震区超高层超限结构,地上结构采用钢管混凝土框架⁃钢筋混凝土核心筒混合结构,塔楼外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。采用YJK和ETABS两种软件对主塔楼结构进行了弹性分析,并采用PERFORM⁃3D软件进行了动力弹塑性分析。从结构体系、性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述,并对梭形超高层建筑的斜柱设计要点、环带桁架、底层分叉柱以及结构动力弹塑性四个方面进行了详细分析、介绍,最后给出了上述要点的计算结论和构造建议。

三亚亚沙会体育中心体育馆结构设计

三亚亚沙会体育中心体育馆为倒锥体形态的特殊体型超限高层建筑,外围周边柱子均为外倾斜柱(折柱),受力情况复杂。首先对体育馆下部混凝土部分、屋盖钢结构部分和大跨度上人楼盖部分的结构体系进行详细介绍;在此基础上,对体育馆结构设计时的荷载取值、多软件对比分析、钢屋盖及其支座设计等一系列内容做了进一步详细阐述,并重点介绍了周圈外倾斜柱(折柱)的计算长度系数、极限承载能力和节点分析,以及大跨度上人楼盖的舒适度分析和主体结构的大震动力弹塑性分析等。分析结果表明,该体育馆结构具有良好的安全性能。

连梁阻尼器在高地震烈度区剪力墙结构中的应用研究

结合某高地震烈度区的实际工程项目,研究连梁阻尼器在剪力墙结构中的受力特点、设计方法,采用ETABS程序进行结构减震性能分析和弹塑性性能评估。连梁阻尼器在地震作用下不但可以成为剪力墙结构可靠的耗能构件,减小地震响应,还可有效地控制结构损伤模式,防止混凝土连梁的剪切破坏,减少混凝土构件的损伤,实现耗能构件震后的可更换性。建议采用设防烈度评估消能减震结构的性能,以“损伤控制”的概念进行设计。设置连梁阻尼器的剪力墙结构更容易实现结构构件中震少修的损伤控制目标。

地铁车辆段上盖的全框支剪力墙结构设计探讨

根据地铁车辆段上盖全框支剪力墙结构设计实践,提出该结构按现行规范设计存在的问题,包括重力二阶效应验算,周期折减系数影响,框支柱剪力调整和厚板设计验算等问题。针对上述问题,建议重力二阶效应验算采用屈曲因子不小于20作为不考虑条件;少砌体墙的(框支)框架层考虑周期折减系数的影响,对(框支)框架层楼层剪力作折减;对于特一级或一级的框支柱的弯矩或剪力调整系数下调,避免调整后剪力远大于中震剪力的不合理情况;盖上剪力墙对厚板的冲切验算用作图法验算。

某高铁站房屋盖钢网架结构设计

某高速铁路站房屋面采用大跨度钢网架结构体系,网架平面投影形状呈“凸”字型,最大跨度约51.6 m,高低屋面高差约4 m。针对该项目大跨度钢网架结构进行概念设计、弹性分析、抗震性能优化设计和抗连续倒塌分析,确保了该屋面结构具备足够的安全度,可为类似钢网架结构的设计提供参考。

刚果(布)新议会大厦关键钢结构设计的探讨

以援外项目刚果(布)新议会大厦为背景,介绍了该项目的结构设计关键点,利用PMSAP及MIDAS GEN对项目进行空间建模,从多角度对比分析不同结构方案的优劣,以此确定最终方案选型。随后对选定的方案进行优化设计,通过调整支座节点位置,减轻对竖向构件的不利荷载作用;通过缩进杆件截面,使节点构造更简洁合理;通过ABAQUS对重点支座节点进行有限元分析,对薄弱部位加强构造措施,用计算数据来说明加劲肋对节点的加强效果,保证结构的安全性。

上海世博温室外表皮玻璃幕墙与主体结构一体化设计

对传统幕墙的设计方法和特点进行了分析,发现传统幕墙的设计方法已不能适用于不断发展的特殊建筑效果需求。基于上海世博温室新型幕墙体系分析了一体化设计的技术难点,提出将主体结构与外表皮幕墙进行一体化设计,并给出主体结构与幕墙一体化设计方法、一体化有限元建模方法以及相互连接边界条件的假定方法,进一步对上海世博温室一体化整体模型进行详细计算分析,得到每块玻璃和连接件的变形和应力。为了验证一体化计算的可靠性,将一个单元的主体结构变形反加至对应玻璃上进行单独有限元分析。结果表明:一体化分析方法可行有效,该设计方法可优化幕墙连接框材料用量,可优化传统幕墙设计构造缝宽,提升了建筑整体效果。

资阳市人民医院急诊急救能力建设项目结构设计与分析

某项目位于四川省资阳市,采用框架结构体系,建筑总高度47.5 m。结构存在局部楼层大开洞、16.2 m高跃层柱、32 m大跨度上人屋面、局部楼层竖向收进等薄弱环节。进行了中震下楼板应力分析、跃层柱线性屈曲分析、性能化设计、大跨度屋面楼板舒适度分析,并结合计算分析结果,针对性提出结构加强措施,确保结构抗震安全性。

结构概念设计在结构布置中的应用

结合工作经验,对结构概念设计提出了自己的理解,并从四个方面介绍了结构概念设计在结构布置中的应用:楼板的作用、结构两个主轴方向的动力特性宜相近、通过分析荷载传递路径优化结构布置、计算假定与实际受力情况相一致。了解结构概念设计知识,可以提高结构工程师对结构的理解,拓宽结构工程师在进行结构布置时的思路。