装配式钢-混凝土混合结构体系防火防腐防水系统施工技术研究

文中探讨了装配式钢混混凝土结构系统的防火、防腐、防水系统的建设工艺,提出了通过大型有限元分析软件建模的优化设计方法和实际工程项目的受力性能分析。测试研究包括针对结构安全性和功能性进行优化研究的破坏分析和外围护系统性能测试的设计试件。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系抗震性能研究

将短剪切型耗能段和Y形偏心钢支撑引入全装配式混凝土框架结构中,并结合装配整体式混凝土框架结构,可得到一种装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系,以更好适应当前抗震要求。为将损伤集中在耗能段和装配式混凝土梁上,提出并研究一种基于弯剪分离的全装配式混凝土梁-耗能段组合节点、一种全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点。设计某12层装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构体系,并采用弹塑性时程分析方法研究其抗震性能。结果表明,在保证各关键节点性能的前提下,该结构在不同地震下均能满足要求,且耗能段率先剪切屈服耗能,随后不带Y形偏心钢支撑的框架梁发生弯曲屈服,与预期抗震性能相符。另外,带Y形偏心支撑的框架梁-梁间采用铰接连接,可有效降低全装配式混凝土梁柱-钢支撑连接节点的受力,防止框架梁产生塑性铰,使结构具有抗震性能好和震后功能可恢复等特点。

部分包覆钢-混凝土组合结构设计方法及实践

介绍了一栋全预制装配式钢-混凝土组合结构多层办公楼的结构设计,主体结构采用了部分包覆钢-混凝土组合框架柱(PEC柱)与钢蜂窝梁组成的组合框架结构,楼板采用预制的局部叠合板。部分包覆钢-混凝土组合结构是一种性能优越的全装配式结构,体系新颖、性能良好、连接可靠、拼接方便、经济合理。PEC柱能充分发挥钢材和混凝土的优势,与纯钢结构相比,可以节省资金约30%,有良好的经济效益和社会效应。蜂窝梁通过实腹钢梁经二次加工组合而成,提高了刚度,在第一个孔周边加强后,能节约钢材用量20%以上,有良好的经济效益,且蜂窝孔洞中适宜设备管线穿越,可提高净空,便于设备管线安装、集成,实现设备管线与主体结构的脱离,符合装配式设备的要求。文章阐述了该结构体系特点、设计方法、注意事项等,可为国家相应标准的编制提供依据,也可为类似结构的设计提供参考。

一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点的抗震性能研究

提出一种新型全装配式混凝土梁柱-钢支撑组合节点,是实现装配式混凝土框架-Y形偏心钢支撑结构预期抗震性能的关键问题之一。采用校正的有限元方法对5种考虑不同因素的腹板开洞型抗剪连接键进行研究,以得到其受剪承载力和损伤模式。随后对基于合理分析模型、材料参数、单元接触、边界条件与加载方式等分析方法的新型节点研究表明,在不同地震水平往复力作用下,组合节点的滞回曲线表现为弹性,即未进入塑性和耗能。另外,在达到最大负向、正向位移时,抗剪连接键、对穿螺杆和支撑连接板仍处于弹性状态,混凝土损伤值和损伤区域均较小,即该新型组合节点具有高承载力、可全装配、功能可恢复等特点,可满足相应结构对该组合节点的要求。

装配式混合连接钢-混凝土组合梁抗弯性能试验研究

为了实现小跨径钢-混凝土组合梁桥的快速装配化,在传统装配式钢-混凝土组合梁中引入胶结连接件。为了研究小跨径装配式混合连接钢-混凝土组合梁的力学性能及连接可靠性,设计并制作了2榀10 m跨径组合梁足尺试件,并进行了抗弯性能静力试验。通过对组合梁整体及界面的破坏模式观察,及加载过程中试件的承载力、下挠程度、界面滑移与应变值的测定,得到了荷载-挠度曲线、荷载-界面滑移曲线、应变沿截面高度分布曲线,分析了试件的抗弯承载力、刚度、界面滑移性能和平截面假定的符合性。结果表明,装配式混合连接组合梁具有较好的塑性变形能力,其刚度和强度均满足规范要求,具有较高的安全储备;钢梁与混凝土板连接界面的滑移很小,计算时可不考虑连接界面的滑移影响;在3倍工作荷载内跨中和1/4跨的截面应变符合平截面假定。最后,结合钢-混凝土组合桥梁设计规范(GB 50917—2013)与国外相关文献中的公式,给出了该装配式混合连接组合梁的抗弯承载力计算方法,并通过理论计算与试验结果的对比,验证了该计算方法的合理性。

装配式钢结构建筑全寿命周期成本分析

对装配式钢结构建筑和混凝土建筑进行了全寿命周期经济性分析。以济阳县第二实验小学教学楼项目工程为例,选取钢框架和混凝土框架两种结构体系搭配不同的外墙、楼板和内墙板等围护体系共计十种比较方案进行经济性研究,运用全寿命周期成本评价体系分别计算每种方案的初始成本、建设成本、维护成本、拆除成本和残值,发现装配式钢框架结构体系的全寿命周期成本均低于其他方案,装配式钢结构建筑具有更好的经济性与推广应用价值。

竖向不规则钢-混凝土混合框架静力非线性分析

根据高阶振型对结构位移的贡献,提出基于多振型侧向力分布形式用于竖向不规则结构的静力非线性分析。通过静力非线性分析和动力时程分析结果的对比,验证了侧向力分布形式的准确性。为研究不规则程度对混合结构非线性行为和破坏模式的影响,改变混凝土框架的刚度和强度形成6个竖向不规则混合结构。通过对不规则混合结构层间能力系数的计算,初步判断混合结构刚度和强度的竖向不规则分布特征,评估可能存在的薄弱层和结构破坏模式。采用所提出的侧向力分布形式分别对结构模型进行静力非线性分析,得到混合结构模型的塑性铰开展特征和层间位移角分布,结果表明:混合结构刚度和强度的不规则程度直接影响结构非线性行为和破坏模式,较均匀的层间能力系数分布能够避免结构中出现明显的薄弱层,使结构破坏模式更加合理。

钢-混凝土预制混合梁受弯性能有限元分析

基于两端固定边界条件下钢-混凝土预制混合梁的受弯性能试验,采用ABAQUS软件对其受弯性能进行非线性有限元分析.通过与试验结果对比,验证了材料本构模型、单元类型、接触关系和边界条件等建模方法的可靠性.利用验证的有限元模型研究了钢梁长度以及钢梁与混凝土梁设计受弯承载力比对受弯性能的影响.结果表明:该有限元模型能有效地模拟钢-混凝土预制混合梁在静力集中荷载作用下的受弯性能;初始刚度随钢梁长度的增加呈线性降低;随着钢梁长度的增加,极限荷载先增后减,当钢梁长度超过400,mm后,极限荷载降低缓慢,钢梁所受最大弯矩基本保持不变.当钢梁长度为200~400,mm、钢梁与混凝土梁设计受弯承载力比为1.0~1.2时,钢梁强度可得到充分利用,且钢材用量相对较少.

某高层办公楼装配式结构方案选型分析

针对目前装配式建筑普遍存在的钢筋碰撞严重、现场满堂支撑等引起的施工效率低的问题,提出了全装配式钢-混凝土混合框架结构体系。该体系采用预制混凝土柱、预制梁柱节点和钢梁,预制柱和预制节点采用套筒灌浆和灌浆金属波纹管连接,预制节点内预埋钢骨,通过钢牛腿与钢梁连接,楼板采用钢筋桁架楼承板,实现了免模少撑全装配式施工。以某高层办公楼为例,重点对装配整体式混凝土框架结构(PC)、装配式钢框架结构(PS)和全装配式钢—混凝土混合框架结构(PCS)三种方案进行结构分析和经济成本分析。分析结果表明,三种体系在结构计算整体指标相当的情况下,PCS体系与PC体系相比施工工期节省65天,成本相当;与PS体系相比成本缩减40%左右,施工工期相当。相比之下,PCS体系施工快捷、经济合理、工业化程度高,适合在装配式公共建筑的大面积推广。

工业建筑结构形式的选择与结构设计探析

工业建筑在现代社会发展过程中对结构形式选择与结构设计提出更多要求。文章围绕工业建筑结构展开讨论,分析工业建筑结构的特点,分享具体设计案例。文章系统论述工业建筑结构的体系与各自特点,结合项目案例简要论述设计过程中的一些要点,提出钢-混凝土混合框架结构体系的设计理念。结合实际设计案例,以期给工业建筑的设计提供可靠的参考意见。

PEC结构体系在装配式建筑工程中的应用分析

以湖州市第二中学的食堂重建工程为例,对部分包覆钢-混凝土组合框架结构体系在装配式建筑工程中的应用进行探讨,重点对材料选择、主体结构设计、连接节点设计进行了详细分析,并对该项目进行了评价。结果表明:本工程的总体装配率为76.3%,同时满足了《湖州市绿色建筑和绿色建材政府采购基本要求(试行)》与《装配式建筑评价标准》中的相关技术要求,项目评价结果为AA级装配式建筑;BIM技术的应用显著提升了项目的建设质量和综合管理水平。

《高层钢结构住宅设计规范(DB33/T 1133—2017)》编制说明

简要介绍了浙江省工程建设标准《高层钢结构住宅设计规范(DB33/T 1133—2017)》的编制背景、编制依据和适用范围,重点阐述了墙体设计、结构设计基本规定、钢框架-混凝土剪力墙混合结构设计、楼盖设计和钢结构防护设计等章节的重要条文以及应用中应注意的问题,有助于工程技术人员准确理解、掌握和应用该规范,服务浙江省装配式建筑的发展。

丽水南城运动综合体体育馆结构设计

拟建综合体育馆内设游泳馆、篮球馆、轮滑馆和网球馆,形成空间叠合的若干大跨度区域。结构采用钢-混凝土混合框架体系,大跨度区域采用预应力混凝土大梁或钢结构桁架体系。本文介绍了体育馆结构设计要点和难点,具体阐述了基础及地下室设计、上部结构选型、结构抗震设计、大跨度楼盖/屋盖的设计,可供类似工程参考。

高层建筑钢结构的技术经济探讨

本文就高层建筑采用钢结构的合理应用范围进行了论述,钢结构有其独特的优点,即使在经济尚不很发达的国家,由于科技的进步,高层建筑钢结构仍有发展的可能。如采用轻质高强材料,减轻结构自重,使地震力相应减少,使基础处理费用相应降低;采用混凝土核心筒钢框架结构、框筒结构和钢-混凝土混合结构等合理的结构体系,可降低钢结构的用钢量,并可缩短建设周期,提高综合的经济效益。文章建议,高度在130m 以上的高层建筑可以考虑采用钢结构。

澄江大桥主桥结构总体设计

澄江大桥作为即将落成的跨江建筑,承载了交通通道的运输功能,也是赣江乃至整个泰和县景观的一部分。设计选用空间索面自锚式悬索桥方案,通过主桥结构体系比选,选取了最合理的全漂浮体系;通过对主梁钢箱梁、组合梁不同材质下的结构受力分析,钢箱梁受力好,施工速度快,本次采用钢箱梁结构。主桥采用钢筋混凝土异型索塔,顺桥向呈稻谷造型,主墩对比了直径2.0 m和2.2 m两种桩径下群桩基础布置方案,综合基础受力与经济性,确定主墩桩基布置采用16根直径2.2 m群桩基础。

预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点抗震性能试验研究

为充分发挥装配式混凝土结构施工便捷的特性及钢结构中狗骨式钢梁的抗震性能优势,提出了预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点。该混合框架节点由预制钢筋混凝土柱和预制钢-混凝土混合梁通过高强螺栓连接而成,其中混合梁由屈曲约束狗骨式钢梁段与混凝土梁段采用高强螺栓连接。完成了2个框架中节点及2个框架边节点的低周往复加载试验。通过对节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及变形能力、承载力及刚度退化的研究,对节点类型及梁内是否布置预应力筋对该节点抗震性能的影响进行了分析。研究结果表明:该节点的拼装方式采用全螺栓连接,施工便捷;节点的破坏主要集中于钢梁段,达到了塑性铰外移的目的;节点梁内布置预应力筋能明显提高混凝土梁段的抗裂性能及节点整体抗震能力;提出了该节点中梁端受弯承载力计算方法,试验值与计算值吻合较好。

超高层建筑结构方案的比较及研究

随着超高层建筑的增多,选择安全、实用、经济的结构形式是结构设计的关键,文中通过琶洲会展中心三期综合楼的多个方案比较,论述了钢-混凝土混合结构、型钢混凝土结构、钢筋混凝土结构的优缺点。