Experimental Study on Seismic Performance of Tall Building with Steel Transfer Trusses Located at a Higher Level

Based on a shaking table experiment of 1 :25 scale frame-shearwall structure model with steel transfer trusses,the dynamic characteristics,seismic responses in elastic and elastic-plastic phases with de- structive forms of the structure were studied.It was observed that cracks were developed with earthquake wave acceleration increasing,but no severe crack was developed in the structure during the experiment.In the seismic responses caused by artificial wave,site wave and E1 Centro wave,that caused by the artificial wave is the most intense one.Displacement angle between steel transfer trusses is large,which means the transfer stories might be weak.However,the seismic performance of the steel transfer trusses is good and the overall structure can satisfy seismic fortification requirements in the region of intensity 6.

大跨度公铁合建斜拉桥钢混板-桁组合梁关键节点空间受力特性

针对大跨度公铁合建斜拉桥—主跨808 m洪奇沥特大桥新型钢混板-桁组合梁的关键节点—辅助墩顶钢混节点,采用ANSYS软件建立钢桁-混凝土板组合梁部分节段细化的全桥多尺度有限元模型,分析边跨组合梁节点在受力最不利工况下的受力规律及传力特性,并讨论下弦杆等杆件截面等结构参数变化对节点受力、传力的影响规律。结果表明:最不利组合工况下,边跨组合梁辅助墩顶钢混节点处钢结构最不利Mises应力为265.9 MPa,混凝土局部最大名义拉应力为9.2 MPa,导致局部开裂而受力转移至钢结构;在辅助墩顶局部负弯矩影响下,内外节点板处应力总体呈“倒V”形分布,混凝土顶面及底面分别呈“鞍形”及“倒鞍”形分布;节点处下弦杆(含管内混凝土)、竖杆分别传递77.86%和40.15%荷载,为纵向、竖向主要传力构件;混凝土桥面厚度变化对自身应力影响明显,其厚度和下弦杆截面面积对纵向传力比影响大,竖杆截面面积对自身竖向传力影响相对明显;混凝土厚度及下弦杆、斜腹杆、竖杆截面为节点受力、传力的主要影响因素,其系数在0.8~1.1时,组合梁关键节点各构件应力及传力比均较为合理。

某带空腹桁架的科研楼结构设计

该结构采用框架-剪力墙结构体系,该项目存在竖向抗侧力构件不连续、楼板局部不连续、扭转不规则特点。针对项目扭转不规则,设置了屈曲约束支撑,取得了较好的抗扭转效果。针对竖向抗侧力构件不连续,同时为实现通高大堂,在4层设置了空腹桁架;基于“强化转换层及其下部,相对弱化转换层上部”的设计思想,定量给出了空腹桁架控制指标和内力调整措施。空腹桁架下弦杆采用了预应力型钢混凝土梁的设计,给出了该梁的抗弯、抗剪计算公式。

钢筋混凝土类桁架式转换结构的设计与研究

提出了一种新型钢筋混凝土类桁架式转换结构。以番禺天河城为例,阐述了类桁架式转换与传统梁式转换、钢桁架转换的优缺点,并对比分析了这三种转换方案的整体指标和材料用量。除验算其中震安全性、揭示其受力机理外,还对类桁架转换层构件在大震、超大震下的弹塑性损伤做了评估,揭示其屈服机制。通过类桁架转换节点的三维有限元分析,验证其连接可靠性,并提出相应的节点施工措施。研究结果表明:钢筋混凝土类桁架式转换结构具有良好的受力性能,能拓展建筑使用空间,节省工程造价,方便施工,可实现高层框支结构的合理转换。

大中庭弱连接超限高层复杂结构设计研究

北京某特别不规则的超限高层结构为集办公、会议、交易、展览展示、科技等功能于一体的现代化企业总部,地上结构采用钢梁钢管柱(局部巨柱)框架-巨型桁架转换-钢筋混凝土筒混合结构体系。因建筑功能存在通高的中庭,部分竖向承重构件无法落地,利用外侧转换桁架和核心筒间转换桁架进行转换。为增强结构的整体性和抗扭能力,在两个避难层及屋顶层设加强桁架和伸臂桁架。对整体结构的各项性能进行验算,对各关键构件进行加强,结果表明:各项指标满足设计要求,结构性能安全可靠。

基于抗连续倒塌分析的某连体结构方案比选

通过预设连体部位结构抗震性能目标,关注连体结构方案的抗连续倒塌性能,详细论述了某大跨连体结构分别采用大跨度楼面钢梁、大跨度钢梁转换、大跨度空腹桁架转换以及大跨度实腹桁架转换等4个方案的技术、经济可行性。分析结果表明,大跨实腹桁架转换方案在材料用量及满足建筑需求等方面综合较优;大跨钢梁转换方案抗连续倒塌能力较弱,大跨度楼面钢梁方案次之,大跨度桁架转换方案具有较好的抗连续倒塌能力,通过在各榀转换主桁架之间设置横向联系次桁架,可进一步加强连体部位转换桁架的抗连续倒塌能力;连体部位结构采用多榀结构布置方案,符合“结构分区”抗连续倒塌概念设计要求,可有效控制连续倒塌范围。由于偶然作用的随机性、不确定性,抗连续倒塌拆除构件法的“构件”由重要竖向构件扩展到重要水平构件是必要的;对类似桁架等平面及空间结构类型,拆除构件法的“构件”进一步扩展到受力单元“构件组”更加合理。

某粮库钢结构转接塔及栈桥设计

本文结合某粮食仓储项目栈桥及转接系统设计,从材料选型、荷载考虑分析与选取、结构形式及其受力特点等方面,较完整地阐述了某粮库转接塔架及栈桥的设计过程及注意事项,总结设计经验,为同类项目设计提供参考。

佛山国际体育文化演艺馆结构设计

佛山国际体育文化演艺馆为NBA级别的大型综合性甲级体育文化场馆。体育馆主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,大跨度屋盖采用带转换桁架的钢桁架结构。对地基基础、主体结构、预制混凝土看台、大跨度转换梁以及钢结构屋盖和转换桁架、结构超长等设计重点和难点进行了全面的论述。利用YJK、ETABS和SAP2000对整体结构以及钢结构屋盖进行了计算分析和包络设计,分析结果表明:整体结构和构件在各种工况下的指标均能满足规范要求,结构选型合理,受力体系明确,且有一定的安全冗余度。

高烈度区大底盘框支-剪力墙隔震结构地震响应分析

对经济性要求较高的高烈度区高层住宅剪力墙结构,采用隔震措施可以有效地降低上部结构的水平地震作用,从而减小结构的设计截面尺寸和配筋;而且隔震结构有非常优良的减震耗能效果,能提升结构的安全冗余度。本文以8度区大底盘框支-剪力墙高层结构为研究对象,根据新《隔震设计标准》进行隔震设计研究,选取5条天然波和2条人工波进行了时程分析计算,得到隔震结构的减震设计效果。采取隔震措施,可以有效的降低上部结构的地震作用。对转换桁架进行了设防地震下的响应分析,得到转换桁架可满足抗震设计要求。

复杂多层建筑叠箱-底框结构体系模块化设计

某中学新建综合楼采用了箱式钢结构模块化建筑和叠箱-底部框架结构体系,其中涉及大跨度转换桁架和多种不规则项。为确保结构的安全性和稳定性,文章遵循抗震性能化设计原则,为结构体系和构件设定了合理的性能目标。通过小震弹性分析和大震弹塑性分析,验证了综合楼结构的抗震性能。此外,还对中震下的关键构件—转换桁架进行了弹性分析。综合分析结果表明,综合楼采用的叠箱-底部框架结构体系能达到既定的抗震性能目标。

大跨度反向芬克式桁架人行桥总体设计

某跨京杭大运河人行桥采用反向芬克式桁架桥,桥梁全长198 m,跨径布置为(15.9+150+15.9)m。桥体造型以运河帆影为设计灵感,梁、塔、索造型以运河上的漕运船为蓝本。主梁采用封闭式单箱三室钢箱梁,桥塔塔柱及撑杆均采用钢制梭形结构,布置在主梁中央,并与主梁固结。拉索采用双叉耳热挤压高密度聚乙烯高应力幅钢绞线拉索与冷铸镦头的组合体系,塔顶处为固定端,梁端为张拉端。反向芬克式桁架桥的整体刚度由拉索的张拉力提供,合理初索力的确定是反向芬克式桁架桥设计的关键。边跨成桥索力大,且锚固位置受选址红线限制,为保证传力路径可靠,在边索与主梁交接处设整体式传力板。经人致振动分析,采取在距主跨跨中两侧28 m处各安装1对TMD的减振措施,以满足人行舒适度要求。

两塔动力特性差异较大的连体结构设计研究

厦门某产业园一期项目2号楼C塔主体为框架-剪力墙连体结构,存在扭转不规则、偏心布置、凹凸不规则、尺寸突变、连体等多项不规则,两塔平面主轴方向动力特征差异较大,通过7层至屋面层钢结构桁架的强连接方式形成整体。连体结构的跨度30 m,基于抗震性能设计,通过计算、分析,设置合理的抗震性能目标,结合罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,对薄弱部位及关键部位构件采取相应的加强措施;通过对转换桁架的受力分析、施工顺序模拟和舒适度验算,达到安全和使用舒适的目标。

厦门裕景中心1号酒店塔楼超限结构设计研究

厦门裕景中心项目主体为框架—剪力墙结构,平面呈S形,上部结构的5~7层中间部分设置转换桁架用于支撑上方11层钢结构,存在细腰、扭转不规则、偏心布置、托柱转换、底盘高度超限等多项不规则情况。该项目为续建工程,上部荷载较原来有所增加,需重新复核基础承载力,并基于抗震性能设计,设置合理的抗震性能目标,通过罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,找出薄弱部位,从而提出可行加强措施。最后,分析交叉桁架节点应力及小震中震下转换桁架的传力途径,确保达到中震性能目标。

西安某小学1#教学楼结构设计分析

西安某小学地上5层,房屋高度20.5m。出入口位置因消防通道原因,存在两层架空,角部位置因建筑造型原因存在大悬挑,采用型钢构件组成的桁架结构进行架空转换和出挑。本文主要介绍该建筑的大跨度架空转换层和大跨度悬挑的结构设计过程,从结构规则性、架空转换层、悬挑桁架三个方面进行阐述与分析。结果表明,该结构安全合理,抗震性能良好。

广州某剧院结构转换层设计

广州某剧院高度为82.1 m,存在7项不规则项,裙房为1200座大剧场,塔楼主要为办公室,转换层位于六层楼面。运用结构概念设计思维,采用下部钢筋混凝土空腹桁架+上部带二次托柱转换的框架-剪力墙结构体系,叠层空腹桁架作为二次转换的安全储备,提高了结构的安全冗余度;进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性分析及转换层楼板应力分析,通过提高底部加强区剪力墙配筋率、在转换构件中增设型钢、加强转换层楼板厚度及配筋等措施,可达到设计预期目标。

三亚国际免税城酒店项目复杂混合超限结构设计要点

三亚国际免税城酒店项目为复杂混合结构,主体结构仅5个核心筒落至基础,核心筒间由多个体块组成,各体块相互交错、上下断开,端部的筒体两侧存在较大的悬挑结构。结合建筑平面功能和立面布置,在各体块顶部或底部的设备层设置转换桁架和悬挑桁架,酒店客房柱为吊柱或托柱,支撑在转换桁架或悬挑桁架之上。通过多方案对比,采用钢筋混凝土筒体+转换桁架混合结构形式。主要介绍了结构超限情况及超限措施,典型悬挑桁架的整体受力分析和关键节点有限元分析。采用Paco-SAP软件对结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。结果表明,结构布置合理,结构体系安全可靠。

贝雷架悬挑平台模板支撑体系施工技术研究

以烟台某健康产业园超高叠层悬挑结构为背景,采用现场实测及有限元模拟相结合的方式,对采用贝雷架作为叠层悬挑结构支撑层时,悬挑支撑体系内力分配规律、悬挑平台对支撑架体的影响及悬挑平台优化进行研究。结果表明:倾斜主体屋盖浇筑完成时可与悬挑结构协同受力,建议优先浇筑主体结构;将混凝土弹性模量设置为变量来模拟混凝土的养护过程可行;通过调整悬挑平台支撑点位置及数量进行优化研究,优化后支撑体系最大轴力值较原设计降低26.5%,荷载分配更为均匀。

马鞍山公铁两用长江大桥大节段钢桁梁滩地长距转运、存放关键技术

马鞍山公铁两用长江大桥主航道桥为(112+392+2×1120+392+112)m三塔钢桁梁斜拉桥,钢桁梁采用全焊节段设计、制造,标准节段长28 m,节段最大重量约1800 t。边跨及辅助跨钢桁梁采用顶推架设,主跨钢桁梁节段采用架梁吊机原位起吊悬臂架设。为解决该桥岸上和滩地范围钢桁梁节段无法船运至起吊位置架设的难题,提出在Z4号墩附近设提升站,提升站与Z3号墩间设运梁栈桥(平行于施工栈桥),提升站提升钢桁梁节段至运梁栈桥上,再运输至起吊位置或存放于运梁栈桥上的方案。提升站采用立柱+纵梁+横梁的门式结构,通过横梁顶设置的4套提升系统和纵梁顶设置的2套纵移系统,实现了钢桁梁节段的同步提升、纵移和下放。运梁栈桥采用钢管桩+双层分配梁+焊接工字形主纵梁+钢轨的结构形式,对齐钢桁梁边桁双幅布置,标准跨度15 m,降低了防洪影响。钢桁梁节段转运时采用4台轮轨式运梁台车运输,通过液压油缸保持各支点反力恒定,保证了运输中钢桁梁和运梁栈桥受力安全。钢桁梁节段运输到存放位置后,运梁台车油缸卸落,通过钢桁梁节段支点处的垫梁支撑在运梁栈桥主纵梁两侧的存梁立柱上,台车驶离,实现了钢桁梁节段存放。

西安火车站东配楼地铁上盖结构设计

西安火车站东配楼为新建项目,已运行地铁隧道及规划地铁通道从东侧下穿,场地北侧分布有一条f3地裂缝。为了保证地铁运营安全,使主体结构传力明确、可靠,地铁隧道上方采用转换的结构形式,转换桁架斜杆采用十字交叉布置,对控制变形最有利,结构效率最高。施工期间采取基坑分区开挖卸载和坑内加固的措施加强对地铁隧道的保护。基础采取主动避让地裂缝的方式,受影响的框架柱在地下室采用钢筋混凝土斜柱转换。项目施工期间,地铁运行平稳、可靠。

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。