Slotted Hole Effect on Damage Mechanism of Gymnasium Building with RC Frame and Steel Roof

On the 2011 off the Pacific Coast of Tohoku Earthquake, gymnasium buildings exhibited the unexpected structural damages, which prevented a use as evacuation shelters in during- and post-disaster periods. The major failure occurring on the connection between the RC column top and steel roof as well as the cracks in the RC column base was observed during the emergent inspection. According to the earlier studies, it was implied that the presence of the slotted hole possibly deteriorates the seismic capacity;however, the length of slotted hole was fixed at a certain value. Facing this concern, this research attempts to clarify the influence of the slotted hole length through a comprehensive parametric study by pushover and seismic response analyses. In conclusion, it has been discovered that the slotted hole deteriorates the seismic capacity for the connection failure up to almost 50% of that without slotted hole. Moreover, the discrepancy of characteristics obtained by the static and dynamic analyses is originated by means of the presence of slotted hole. This slotted hole effect should be noted by structural engineers and researchers to provide the adequate seismic diagnosis and strengthening.

高烈度地区体育馆类公共建筑结构设计探讨

风雨操场作为体育馆类公共建筑,通常造型独特且体型复杂;而作为乙类建筑,存在大跨度、水平和竖向刚度分布不均等结构分析中较难处理的问题,因此其计算分析较为严格,而宁夏银川作为8度区,其抗震要求则更为严格且计算分析亦更为复杂。以银川一中风雨操场为例,对体育馆类结构中存在的问题及其处理方法进行了分析和探讨,为同类建筑的结构设计提供参考。

轮辐式索承网格屋盖钢结构单道胎架施工技术

泰安体育场作为山东省泰安市的新地标,其钢结构屋盖采用轮辐式索承网格结构,通过68榀径向索和1道中央环索形成张拉结构体系,最大悬挑跨度为45 m。通过数值分析对施工过程进行了精细化稳定性分析,针对不规则构件吊装的工程技术难点,进行了吊装方案的设计与优化;考虑到成本控制与施工周期,极具创新性地采用了径向单道胎架作为屋盖施工过程中的临时支撑,结合工程实际情况设计了胎架转换结构,并对单道胎架整体在多种可能的荷载组合作用下进行验算与校核。通过对体育场屋盖施工全过程的模拟以及对安装过程中的重难点进行优化分析,为现场施工的安全顺利开展提供了技术保障,可为其他类似采用单道胎架施工方法的工程提供施工方案设计的新思路。

广州南沙国际金融论坛永久会址主体结构设计

广州南沙国际金融论坛永久会址属于大型复杂会议类建筑,具有大底盘双塔、钢屋盖连体、大开洞、竖向质心偏移、大跨结构等多项不规则项。介绍了结构重力体系和抗侧体系的选型思路,主体结构选用混凝土框架+屈曲约束支撑体系,外表皮采用空间钢结构。重点分析了单塔与整体结构的差异以及钢屋盖对下部双塔的影响。通过弹塑性分析,对大震作用下各个时程点的损伤水平进行评估,对大开洞的楼板进行了地震及温度作用下的楼板应力分析;对大跨桁架进行了抗连续倒塌分析。结果表明结构可满足大震不倒的要求,支撑承载力能充分发挥,大底盘结构具有良好的基座支撑特性。

大跨度钢桁架屋顶单机分段吊装施工技术研究

大型钢结构的吊装作业日渐成为钢结构工业化建筑施工的重要环节,因受作业场地条件限制,大型钢结构构件的一次吊装施工安全成为大跨度钢结构应用的掣肘缘由之一。以38 m大跨度钢桁架屋顶吊装施工方式为例进行分析,选用单机分段吊装进行施工,有效提高了施工效率且保证了施工安全性,为今后相关项目提供参考。

大跨度管桁架屋盖整体提升对下部混凝土结构的影响研究

为研究张家口奥体中心游泳馆大跨度管桁架屋盖在提升过程中对下部混凝土结构的影响,分析了不同数量、不同布置方式的提升架对混凝土楼板和框架梁挠度影响。设计5种不同提升架模型,研究其受力特性。研究结果表明,提升架模型d在风荷载作用下的水平位移为其他模型的2倍,模型e 4个吊点在相同竖向荷载作用下传递至支座的轴力相差较大。提升架吊索失效不利于提升架受力,应予防治。当提升架支座反力作用于梁板时,只对受力点影响较大,对其余部位影响较小,且多受力点共同作用对梁板的影响为多个单受力点对梁板影响的线性叠加。薄弱区框架梁承受提升架支座反力时,可在梁下部加设临时钢柱支撑,加设支撑后梁最大挠度减小约50%。

某工业厂房结构设计探析

为实现厂房功能,满足工艺要求,文中以某厂房为例,对设计中遇到的结构布置、柱网方案、上部结构设计等方面的问题进行分析。结果表明,结构布置要根据荷载、规则性、结构类型等因素确定,柱网布置要结合上部结构、基础总造价确定。得出结论,生产车间上部结构设计流程为先确定框架梁布置方案,再进行钢结构屋顶、夹层设计、最后进行结构整体计算。

大型场馆钢结构屋盖施工技术的创新

针对大型场馆类建筑建造过程中,土建施工会先于钢结构实施而造成的钢结构屋盖施工困难,结合工程实际,对施工技术进行了创新。通过综合利用提升、滑移、落架等工艺,充分发挥各种工艺的优势,解决了城市中心区域施工场地等复杂条件影响下大型钢结构的安装难题,总结出了可供类似工程参考的施工工艺。

西北某高校体育馆大跨钢屋盖结构方案比选与设计

针对西北某高校体育馆钢屋盖结构方案比选,对比分析了两种屋盖方案布置的合理性和用钢量指标。采用3D3S软件对钢结构屋盖进行单独分析与设计,并采用YJK设计软件对比赛场馆上部钢结构与下部混凝土结构进行整体建模分析。最终选用双层(局部3层)正放四角锥螺栓球网架结构体系,支座四周采用3层网架变截面轻盈出挑,以实现建筑造型要求。对关键支座节点采用midas FEA进行了有限元分析验算。结果表明:采用网架变截面悬挑体系能更好地实现建筑造型,节点受力更合理且用钢量更低;支座选用双向抗震球铰钢支座,能有效减小温度应力的不利影响;关键节点采用有限元辅助分析是有必要的。

长安书院异形曲面钢屋盖施工过程模拟分析

由于异形曲面网架结构具有柱间梁跨度大、结构整体扭转和凹凸不规则等特点,在施工过程中会带来应力、挠度突变。以长安书院整体结构施工为背景,提出了先施工网架结构屋盖的逆作法和后施工网架结构屋盖的逐层法2种施工方案,并对采用2种施工方案在施工过程中产生的临时胎架顶部轴力及侧向位移、框架柱柱顶轴力及侧向位移、网架结构挠度及应力、框架梁应力和挠度及楼板应力进行比较。研究结果表明,采用逐层法方案时,框架梁最大拉应力较大、临时胎架和框架柱柱顶轴力相差不大,除此之外,施工过程中采用逆作法施工方案时结构应力和挠度均小于采用逐层法施工方案。

古滇王国大剧院结构设计概述

介绍了古滇王国大剧院结构设计的主要内容,包括结构选型及布置、上部结构设计、基础设计、幕墙设计。本剧院具有体型复杂、内部大空间、大跨度、大悬挑的特点,结合上述特点叙述了本剧院的结构设计要点及方法。分析方法及结论可供类似工程参考。

双向正交鱼腹式钢桁架拼装施工技术

北京奥林匹克篮球馆屋架的钢桁架在工厂按划分单元制作,现场地面拼装成桁架段,吊至高空拼装平台组装成滑移单元。施工中采用预拼装控制、起拱控制、温度影响控制、焊接收缩影响控制、地面和高空拼装控制等综合控制技术,最终保证了整个双向正交鱼腹式钢桁架顺利拼装完成。

工业厂房实腹梁与网架屋盖设计对比及参数化工具开发

对12m柱距下工业厂房的实腹梁屋盖、网架屋盖进行了不同参数情况下的设计和对比,并运用Grasshopper平台对厂房屋盖结构的设计优化进行了参数化开发,实现了基于遗传算法优化、数据库截面优选的自动优化功能。结果表明:1)实腹梁屋盖、网架屋盖的用钢量在研究的跨度区间内差异不大,单位面积用钢量大致随跨度增加而增加,网架屋盖的单位面积钢材总价低于实腹梁屋盖;2)实腹梁单坡分段数增加后,屋盖构件单位面积用钢量减少;3)实腹梁屋盖的用钢量随吊车荷载、厂房高度的增加而增加,网架屋盖的用钢量随厂房高度的增加而增加;4)开发插件的优化结果与常用设计软件结果接近,能够满足辅助需求。屋盖优化设计结果及辅助插件开发可为同类工程提供参考。

门式刚架轻型钢结构中支撑优化设计探讨

重点介绍了门式刚架轻型钢结构支撑系统中考虑纵向系杆的传力作用的屋盖横向支撑的设计原理,通过实例设计了不同形式的支撑,并针对各种形式的柱间支撑分析了其受力情况和经济性,为门式刚架轻钢结构支撑的设计积累了经验。

渭南鸿基大厦钢结构悬挑屋盖设计

陕西渭南鸿基大厦下部结构为框架-剪力墙结构,支承上部"官帽"为钢结构悬挑屋盖。两个设计方案分别为管桁架结构和钢框架结构,中间大跨度部分采用了空间桁架体系,考虑了51种荷载组合,应用空间整体模型的分析方法,采用Midas gen软件对结构的周期、振型、强度、刚度等性能进行了计算分析,结果表明,管桁架结构能够满足规范设计要求。

高空大体量钢架屋面拆除施工技术

某大学校园内高空钢架屋面造型高约25 m、长约100 m、宽约16 m,为内部钢架外包铝塑板结构。经多年风吹雨淋,钢架内部锈蚀严重,局部造型多次脱落,拆除排险过程中,受高空作业、场地狭小、内部结构不明等因素制约,施工难度较大。经现场多次研判,从节约成本、保持结构稳定性、美观性等方面考虑,给出了最终的方案总结要点,可为类似工程提供借鉴。

某风冷钢平台结构动力特性分析

火电厂中的空冷系统,是近年来火电系统中的新技术,但对该系统中钢平台在设备运转过程中的结构性态,目前研究的很少。文中对一风冷钢平台结构的动力特性进行了研究,以选择合理的结构体系使平台结构的自振周期与风机运转周期避开,为设计提供理论依据。并用有限元模型,对两种钢平台结构模型进行了分析对比。计算结果表明,采用合理的结构形式不但会使结构动力特性得到改善,避免共振问题,还能减轻结构重量。

特大型交通枢纽的主体框架与屋面钢结构的施工组织

南昌西站是集铁路、出租车、地铁为一体的特大型综合交通枢纽,工程面临工期紧、投入大、成本高等难题。为此,综合分析了建筑主体框架与屋面钢结构特征,进行了多种施工组织方案的比较和论证,确定了结构逆序、框架预留、钢构优先、结构后合拢的施工组织方案,最终低成本、快速地完成了工程施工。

钢骨架轻型屋面板受力性能试验研究

为研究钢骨架轻型屋面板的受力性能,本文对钢骨架轻型屋面板进行静载试验,测试钢骨架轻型屋面板的受弯性能、跨中竖向最大位移及最大裂缝宽度,对比分析荷载-位移曲线、位移变化曲线及裂缝分布情况析。试验结果表明,各项参数指标均满足现有规范要求,可以代表该批次预制钢骨架轻型屋面板的施工质量,且能够满足正常使用要求,试验数据可为实际工程应用提供理论指导。

城奥大厦结构设计

城奥大厦结构主体采用钢框架-混凝土核心筒结构体系,屋面采用双层钢网壳结构,与内部升到顶层的核心筒连接为一个整体;项目还包括东南侧边庭结构、地下2层~地上2层的蛇形坡道等。本项目钢结构具有空间造型复杂、跨度大、荷载重等特点,采用SATWE和MIDAS Gen软件建立整体计算模型,对整体结构进行多遇地震下的反应谱分析;采用MIDAS Gen软件对钢屋盖结构、边庭结构和蛇形坡道进行补充分析。计算结果表明,结构具有良好的抗震性能,钢结构安全性和冗余性可以保证。