随州公共活动中心结构设计

随州公共活动中心是体型复杂的多馆合一式综合性城市公共建筑,具有平面单向超长、质量分布明显不对称、大跨度、大悬挑、顶板大开洞等特点。在对该结构体系进行了重难点分析的基础上,采用现浇预应力钢筋混凝土框架+屈曲约束支撑的减震结构体系,利用屈曲约束支撑解决平面单向超长造成的扭转,同时使结构形成多道抗震防线;大跨度楼盖采用预应力密肋楼盖控制结构高度;针对顶板大开洞的嵌固端问题提出了具体的加强措施。提出了针对该类结构的BRB布置及减震参数设计,通过有限元数值仿真分析论证了BRB的减震效果。针对超限情况提出了抗震性能目标及抗震措施。

全装配式钢结构楼板动力性能及舒适度有限元分析

针对全装配式楼板刚度偏低、舒适度不足的问题,优化设计一种已有的新型全装配式钢结构楼板;基于承载力和自振频率对该楼板的承重结构进行选型,并建立考虑构造体的全装配式钢结构楼板精细化有限元模型,采用有限元方法分析该楼板的动力性能,研究全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度和楼板跨度对楼板自振频率及加速度响应的影响。结果表明:优选的全装配式钢结构楼板特型波纹板具有较大承载力并可以满足楼板自振频率要求;增大全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度、高度,减小楼板跨度,可以增大楼板的自振频率,减小峰值加速度,有效改善楼板的舒适度;全装配式钢结构楼板特型波纹板厚度宜选为1.5 mm,并得到常用全装配式钢结构楼板特型波纹板高度的适用楼板跨度范围。

RC框架梁端负弯矩纵筋部分置于梁侧楼板对性能的影响及构造问题分析

为适应建筑多功能、大跨度、重荷载、高抗震的发展要求,框架梁端部负弯矩纵筋配筋率通常较高,节点区钢筋过于密集,混凝土施工质量不易保证,对结构综合性能有不利影响。先对梁端负弯矩纵筋部分设置于梁侧楼板内(简称APNRFS)的布筋方式进行阐述,然后基于试验结果分析探讨了该配筋方式对结构性能带来的变化及相关构造问题。研究表明:梁端采用APNRFS布筋方式一般不会降低框架梁的承载力;梁端的弯曲变形能力和结构抗震性能有一定提高;移至板内的梁负筋布置宽度宜小于有效翼缘宽度范围;移至板内的梁端负筋宜同时兼作楼板负筋;横向分布筋参与受力,设计中应适当增配。

基于振动分析的钢筋桁架混凝土楼板等效计算模型研究

利用数值模拟对钢筋桁架混凝土楼板进行振动特性分析时,建立实体模型较为繁琐,特别是针对大跨度楼盖结构,实体模型单元数目众多,给有限元分析带来困难。为了简化建模过程,采用刚度等效的原则提出了建立等效简易模型的新方法,分别建立了钢筋桁架混凝土单向板的各向同性等效模型和双向板的各向同性等效模型,将有限元模拟结果和楼板试验结果对比分析,验证等效模型的可行性。结果表明:两种模型求得的结果具有很好的一致性,各向同性等效模型能完全满足精度需求;使用各向同性等效模型求解所需的计算时间仅为三维实体模型的1%左右,大大节省计算资源和提高建模效率。

双向密肋楼盖的计算及设计探讨

在双向密肋楼盖的设计中采用弹性板对楼板进行计算分析,但与实际密肋楼盖结构相比,常用软件的计算模型在柱帽区域的计算假定存在重复考虑柱帽厚板与框梁重叠区域、板柱连接区与梁柱连接区重叠区域的问题。针对该问题,对密肋楼盖柱帽区域建立了多种不同计算假定的计算模型,分析了各模型对楼盖构件内力的影响,结果表明:考虑这些计算假定上的差异后,会导致与柱帽区域相连接的构件内力计算结果产生极大的变化。设计中应充分关注这些差异带来的影响,避免出现结构安全问题。此外,对密肋楼盖采用将柱帽格构化为等代梁的分析方法,能够避免过高估计柱帽承载能力,计算结果合理,且能方便对柱帽进行配筋设计。

装配式蒸压加气混凝土底板叠合楼板力学性能研究

提出了一种装配式蒸压加气混凝土(AAC)底板叠合楼板,该叠合楼板采用带凹槽的预制AAC板作为底板,在凹槽中布设肋梁钢筋,再现浇混凝土形成。通过静力试验和数值模拟研究了该叠合楼板的破坏机理、裂缝分布、承载能力、变形能力和整体工作性能,分析了跨度、配筋率和构造形式等因素对楼板力学性能的影响。对该叠合楼板进行数值分析,验证了有限元模型的合理性。结果表明:叠合楼板试件的破坏形态分为受压混凝土压碎和底板裂缝超限;预制AAC板侧开槽的构造形式能提高楼板的整体工作性能;试件的延性均值在2.5左右,具有较好的变形能力,且试件开裂后刚度变化不大;预制底板配筋率对叠合楼板的极限承载力和刚度影响显著,提高底板的配筋率可以明显提高叠合楼板的承载力和刚度。最后提出了装配式AAC叠合楼板的设计方法。

结构空间约束对钢筋混凝土梁受弯性能的影响

为探究结构空间约束对框架结构屈服机制的影响,借助多尺度数值方法,建立了具有不同边界条件的钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)梁模型.定量分析了端部约束及添加现浇楼板对RC框架梁刚度和受弯承载力,即试件所能承受的最大弯矩的影响,揭示了端部约束及现浇楼板对RC梁弯曲机制的影响机理.此外,对各国规范计算的受弯承载力进行对比分析.结果表明,结构空间约束会影响RC框架梁的破坏形态.固支梁的刚度和受弯承载力显著高于简支梁,固支梁的受弯承载力和刚度最高可达简支梁的3.06倍和4.10倍.添加现浇楼板可显著提高梁的受弯承载力与刚度.各国规范可准确地计算简支梁的受弯承载力.然而,计算的固支梁及楼盖梁的受弯承载力极其保守,剪跨比为5.0的固支加板梁的受弯承载力模拟值分别是中国、美国和加拿大规范值的6.25倍、6.76倍和6.06倍.

新型高延性混凝土-压型钢板组合楼板承载力试验研究

为推动新型农村建设装配式体系研发,提出一种外包高延性混凝土夹芯压型钢板的全预制新型组合楼板,并推导相应受弯承载力和挠度的理论计算方法。设计3种不同跨度的新型组合楼板,并将试验结果与理论计算进行对比。结果表明:计算结果与实测结果拟合良好;在正常使用阶段,新型组合楼板的变形表现为理想的弹性效果;新型组合楼板具有良好整体性和组合效应并具有较高承载力,且满足规范要求。可为进一步理论研究提供可靠依据。

220 kV全装配式混凝土户内变电站配电装置楼结构抗震设计

在国家电网“两型一化”发展战略引领下,提出了一种新型全装配式钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)户内变电站结构,该结构由全装配式RC框架结构和分布式连接全装配RC楼盖(discretely connected precast RC floor,DCPCF)组成。介绍了新型全装配式RC户内变电站结构数值分析方法,分析了某220 kV全装配式RC变电站配电装置楼地震响应规律,并与同型现浇结构进行了对比分析。结果表明:全装配式变电站满足抗震设计规范要求,结构安全可靠;全装配式变电站受由楼盖参与的高阶振型影响较大,设计时需考虑更多振型的参与;与同型现浇结构相比,在双向水平地震作用下,全装配式RC变电站整体结构的楼盖发生了较大的平面内变形,进而使得二者的地震响应存在较大差异;对结构大开洞楼层进行了楼板应力补充分析,发现DCPCF的应力小于现浇楼盖,结构的不规则布置使部分连接件所在区域出现应力集中,建议对楼板应力集中区域采取加强措施。研究结果可为全装配式变电站建筑结构的研究和应用提供参考。

苏州太仓阿尔卑斯雪世界超限高层结构设计

苏州太仓阿尔卑斯雪世界结构形式为钢筋混凝土框架结构,屋盖采用平面桁架体系。存在扭转不规则、楼板不连续、偏心率大于0.15、错层等不规则项,为超限高层建筑。对基础形式、结构体系、荷载取值、性能目标等进行了介绍,并采用YJK、PMSAP、MIDAS Gen三种软件进行了弹性计算,应用Paco-Sap软件进行动力弹塑性分析;阐述了雪场结构设计中的关键问题,如层间位移角、长短柱、桁架关键节点、温度荷载等。计算结果表明,结构的周期比、层间位移角等指标均满足规范要求。采用性能化设计和动力弹塑性分析方法实现结构和构件在中震和大震作用下的既定性能目标,并对结构关键部位和构件采取了针对性的加强措施。

包头奥运冰雪中心结构设计

包头奥运冰雪中心属于超限高层建筑,下部混凝土部分为框架结构体系,局部大跨度楼盖采用双向交叉平面桁架体系,屋盖采用立体桁架。各层空间关系较为复杂,具有扭转不规则、楼板不连续、结构超长、错层等特点。结构设计采用基于性能的抗震设计方法,采用YJK、PMSAP和MIDAS Gen进行弹性分析和比较,应用Paco-spa软件进行动力弹塑性分析。此外,对大跨度楼盖的舒适度、钢结构楼屋盖的整体稳定性、关键节点、楼屋盖的防倒塌能力以及超长结构的温度应力、薄弱楼板应力进行了专门分析。并根据分析结果对结构的关键部位和构件采取针对性的加强措施。计算结果表明,结构的各项指标满足规范和既定抗震性能目标要求,结构设计合理、安全可行。

单人行走激励下楼板振动响应分析与舒适度评价

竖向振动峰值加速度是评价楼板结构振动舒适度的重要指标之一,基于瑞典钢结构协会规程中以冲量形式表示单人行走激励为基础,将楼板结构近似简化为单自由度体系,仅考虑瞬态反应时单人行走激励下楼板一阶竖向振动峰值加速度计算方法。以云南省昭通市某立体停车场为工程算例,采用现场实测和有限元分析得到2块典型楼板在单人行走激励下的竖向振动峰值加速度,同时运用理论计算公式得到竖向振动峰值加速度。对比实测值、有限元分析值及理论计算值,并采用我国规范相关规定对2块楼板进行舒适度评价。研究结果表明,该立体停车场2块楼板在单人行走激励下实测竖向振动峰值加速度分别为0.059,0.051m/s^(2),均不满足舒适度要求;由单自由度体系简化方法得到的楼板竖向振动峰值加速度与实测值和有限元分析值均吻合良好,且得到的舒适度评价结果一致。

带楼板装配式钢混组合节点抗震性能分析

为了研究楼板组合效应对模块化钢混组合十字形节点抗震性能的影响,在已有试验研究基础上,通过ABAQUS软件建立了模块化钢混组合十字形节点的三维实体模型并进行可靠性验证。在此基础上,分析了轴压比、楼板宽度、楼板厚度和配筋率对节点抗震性能的影响。结果表明,轴压比对节点抗震性能影响显著,轴压比大于0.4时,节点塑性转动性能随轴压比的增大而降低。当楼板宽度增大为1200 mm时,承载力和初始刚度分别降低约25.3%和28.5%,但其对节点的延性和承载力退化影响较小。楼板厚度和配筋率对节点抗震性能影响均较小,可忽略不计。

基于分层壳单元的楼板面内受力性能研究

为研究楼板在地震作用下的受力性能,采用非线性有限元软件ABAQUS分层壳单元对剪力墙试验结果进行模拟对比,确定所采用混凝土与钢材本构以及计算参数的可靠性。针对典型混凝土楼板在复杂受力状态下的受力性能进行有限元分析,考察简化计算方法对评估楼板面内拉、压、剪承载力的适用性。分析结果表明,采用简化方法确定混凝土楼板在设防烈度下的承载力时,与有限元计算结果较为一致。根据工程中混凝土楼板在地震作用下的损伤判别标准,提出楼板抗震性能加强措施。

装配式轻钢框架组合楼盖平面外受力性能研究

提出一种新型装配式轻钢框架组合楼盖,为研究其平面外受力性能,制作1个装配式足尺轻钢框架组合楼盖试件。对足尺试件进行平面外加载试验,研究轻钢框架组合楼盖破坏特征,分析试件承载力、刚度、变形能力及应变。建立装配式轻钢框架组合楼盖精细化有限元模型,进行平面外性能数值模拟及参数分析。结果表明:组合楼盖达到承载力极限状态时,板底受拉裂缝充分发展,钢梁沿弱轴发生扭转变形,底部钢筋断裂。当预制楼板配筋率由0.16%增大至0.42%,0.65%时,组合楼盖承载力分别提高了37.3%,65.2%;当栓钉间距由200mm增大至400,600mm时,楼盖承载力分别降低了8.2%,19.0%。取消楼板与H型钢梁间的抗剪栓钉后,楼盖承载力和刚度分别下降了26.4%,46.0%。数值模拟结果与试验结果吻合较好,通过参数分析优化了楼盖构造,可为工程设计提供参考。

北京艺术中心座椅设计与安装管理要点

对与座椅具体使用哪种安装顺序需要结合工程实际情况而定,音乐厅、戏剧院座椅固定在结构楼板上,与正式安装座椅之间还有装饰底板的施工,适用于装饰底板施工较为简单或工期较短的情况,如此对于预埋件的影响较小;而歌剧院的座椅由于前期在结构楼板上开孔,后期二次开孔,位置偏差难以保证,适用于整体结构较为规则,装饰装修作法较为简单的工程。

异形双曲面楼承板节点构造及施工方法

为解决异形双曲面钢筋桁架组合楼板施工的难题,对某工程异形双曲面楼承板施工过程中的几种技术措施进行分析和总结,形成较为完整的施工工艺。总结的单元化、以直代曲等技术可为滑雪场、商业楼等异形双曲面钢筋桁架组合楼板施工提供借鉴。

居民自建房混凝土现浇楼板裂缝检测分析及处理建议

居民自建房楼板开裂成因复杂多样,文中以某楼板开裂的居民自建房为例,介绍了现场检测过程,并通过原位荷载试验分析了荷载作用与裂缝类型的影响关系。结果表明,居民自建房在使用过程中,注意不改变房屋的使用用途,楼板面不进行局部堆载和特殊荷载作用。

混凝土叠合楼板施工技术及应用研究

研究以某住宅楼工程为例,首先介绍叠合板承载力和楼层支撑间距的计算方法,再阐述混凝土叠合板施工流程,并对流程中的预制叠合板生产和叠浇层施工展开探讨。重点研究了混凝土的配料、拌制、振捣,预制板的吊装及叠合层浇筑。最后,从叠合板尺寸和混凝土浇筑前钢筋及其他部件检查等方面表述了施工过程中的质量控制。

简支型钢筋桁架楼承板无支撑架施工研究——以装配式钢结构住宅楼承板施工为例

依托济南C-3-1地块项目,根据装配式钢结构住宅建筑的结构特点,研究合理深化设计简支结构钢筋桁架楼承板的技术要点,运用有限元分析软件对简支型钢筋桁架楼承板安装和混凝土浇筑施工进行验算分析,通过设置装配式加固系统和调整桁架钢筋设计、安装结构,最大限度地发挥钢筋桁架楼承板的整体支撑刚度优势,实现将原设计的有支撑简支楼承板转化为无支撑架施工,总结楼承板桁架钢筋深化设计参数,为桁架配筋提供依据。