巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系力学性能探究

在巨型结构体系的基础上提出巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系。基于实际超高层混凝土住宅工程背景建立高度为156 m的计算模型,对其进行弹性反应分析及弹塑性时程分析以评估结构力学性能。通过对比主次结构不同的连接假定,探究主次结构连接方式对于结构整体性能及关键结构构件的影响。基于ABAQUS软件分析了次结构与双钢板组合剪力墙之间采用不同连接方式对剪力墙各部件的影响。最后对该结构体系进行经济性分析。研究结果表明:该结构体系能满足建筑户型无柱大空间设计要求且具有优良的力学性能和经济性指标,在设计中主、次结构连接推荐采用铰接连接。研究结果可为巨型钢框架-双钢板组合剪力墙结构的设计提供参考。

巨型钢框架结构时程分析的影响因素

超高层钢结构宜采用时程分析法进行抗震性能分析,时程分析中一些参数的选择会对分析结果产生较大的影响。为了合理地考虑这些影响因素,本文以具有实际工程意义的192m高的巨型钢框架结构为研究对象,系统分析了地震波输入维数、二阶效应和阻尼比对巨型钢框架结构时程分析的影响,并根据分析结果提出了相应的建议。

巨型钢框架结构自振特性分析

对巨型钢框架这种新颖的结构体系进行自振特性的研究 ,不仅可以判断结构质量和刚度是否匹配 ,刚度是否合理 ,还可以对结构在承受诸如风、地震等动力作用时的基本受力性能有全面的了解。针对日本神户TC大厦的工程实例 ,通过不同的计算模式对其进行计算 ,并详细、深入地比较了五种计算模式假定下的计算结果。为进一步研究不同的设计参数取值对计算结果的影响 ,系统分析了巨型梁、柱构件截面、巨型梁布置位置和布置个数等参数发生变化时各阶振型、频率的变化趋势 。

巨型钢框架结构的二阶实用分析

采用连续化概念和刚度等效原则 ,建立巨型钢框架结构的等效模型 ;考虑结构的二阶效应用一列假想竖向受载刚性杆与其并联 ,从而得到二阶简化计算模型。该模型可用于该类结构的非迭代二阶分析计算。

次框架开洞的巨型钢框架结构性能分析

巨型钢框架结构相对其他结构体系而言,最显著的优点是可以满足大开洞的建筑功能要求。以结构的内力、变形为指标,进行了次框架开洞的巨型钢框架结构在风荷载作用下的静力性能和地震作用下的抗震性能分析,并对开洞结构的设计提出了一些建议。

巨型钢框架节点基于性能的研究

基于性能的设计方法是当前结构设计的发展趋势,在基于性能的结构设计方法中,节点的行为参数确认与性能评估是重要的组成部分,而节点的相关判断准则不能脱离结构而存在.巨型钢框架节点受力较复杂,为了得到基于整体结构的巨型钢框架节点的性能指标:①建立了巨型钢框架有限元分析模型,选择了6个具有代表性的节点,采用ANSYS中的实体单元SOLID45建模,其余杆件采用梁单元BEAM188建模;②对整体结构采用位移加载的方式,以巨型钢框架结构的位移性能为控制指标,分析巨型钢框架节点在不同位移性能指标下的力学性能,从而建立了基于整体结构的巨型钢框架节点的性能指标.

巨型钢框架在强风作用下的非线性时程分析

以风速场模拟理论为基础 ,应用一种快速高效的 ,适合于超高层建筑的风速场模拟方法来实现脉动风波的计算机生成 ,并对模拟风场的统计性质进行了讨论和验证。在实现风速场成功模拟的前提下 。

巨型钢框架结构动力分析的简化计算模型探讨

为了减小动力分析时结构的自由度数量,本文对常用的某结构形式的巨型钢框架结构体系,首先推导巨型构件的等效抗弯刚度和等效剪切刚度而得到其等效模型,并通过自振特性分析和地震作用时程分析,对等效模型和精确杆件模型的计算结果进行分析和比较.计算结果表明,等效模型具有较好的计算精度,可满足工程实际初步设计的要求.

巨型钢框架—预应力支撑体系预拉力取值准则试验

目的研究巨型钢框架—预应力支撑体系的工作机理,获得其预拉力取值准则.方法进行室内模型试验,在不同的初始预拉力下,对模型进行横向加载到额定荷载,记录加载过程中受压索传感器示数为零时对应的外荷载和此时受拉索的剩余索力,以及相应的顶点侧移.结果巨型钢框架—预应力支撑可以减小结构的整体侧移,提高结构抗侧刚度;初始阶段,结构抗侧刚度随拉索预应力增大而增大,当拉索预应力增加到一定程度时,结构抗侧刚度几乎不变;预拉力以在外部作用下受压预应力支撑剩余拉力接近零为准则.结论验证了竖向预应力钢结构体系拉索预拉力取值一般准则的正确性:使得结构在外荷载作用下,受压最大的拉索剩余拉力接近于零.

巨型钢框架结构的三维非线性分析模型

总结了巨型钢框架结构三维非线性分析模型的发展现状,介绍了塑性铰模型、简化塑性区模型和有限分割塑性区模型在巨型钢框架结构中的应用,指出了它们的优缺点。为了实现高精度和高计算效率分析模型在巨型钢框架结构非线性分析中应用,讨论了纤维模型和三维壳单元模型,并简单概述了作者将这两种模型应用于巨型钢框架结构三维非线性分析的尝试性工作。

若干典型巨型钢框架结构的罕遇地震反应分析

针对若干有代表性的巨型钢框架结构进行了在强震作用下考虑几何非线性的弹塑性时程反应分析,得到了结构的位移、速度、加速度时程响应,给出了结构各层位移包络值、层间位移包络值和塑性铰出现的位置,并讨论了巨型梁柱、地震波等因素对巨型钢框架结构抗震性能的影响。

考虑P-Δ效应的巨型钢框架结构实用分析

为了探讨巨型钢框架结构二阶分析的实用方法 ,在分析巨型钢结构性能及其受力特点的基础上 ,利用刚度等效原则给出巨型钢框架结构等效模型 ,进而获得巨型钢框架结构的二阶简化分析模型 ,并用一个工程实例验证了本模型的可靠性和实用性。此法无需迭代即可获得结构的几何非线性分析结果 ,大大节省计算机时 ,提高工程设计效率。

二阶效应对巨型钢框架结构时程分析的影响

巨型钢框架结构一般用于超高层建筑中,二阶效应是很重要的影响因素。本文以结构的变形为指标,三维输入地震波,按照考虑几何非线性和不考虑几何非线性分析了二阶效应对巨型钢框架结构在多遇地震下弹性时程分析的影响和罕遇地震下弹塑性时程分析的影响。计算结果表明,弹性时程分析时可以不考虑二阶效应的影响,但弹塑性时程分析时二阶效应是必须考虑的因素。

巨型钢框架结构等效模型研究

对人字型支撑和十字交叉型支撑的巨型钢框架结构的等效方法进行了研究。采用连续化的数学模型,将巨型柱、巨型梁视为空间连续体,研究了其等效刚度的计算方法,并进一步建立了与原杆系模型相对应的等效模型。应用等效模型和原杆系模型进行了弹性静、动力的分析与对比,结果表明两者吻合较好。

巨型钢框架结构性能分析及二阶效应的影响

分析了巨型钢框架结构的静力性能 ,深入研究了结构在竖向荷载和水平风荷载作用下的传力机理、力学特性和变形特点 ,并以结构的变形为指标 ,三维输入地震波 ,按照考虑几何非线性和不考虑几何非线性分析了二阶效应对巨型钢框架结构时程分析的影响。

巨型钢框架结构稳定分析

采用连续化的数学模型和角变位移法对巨型钢框架的稳定问题进行研究 ,给出了巨型柱计算长度系数的表达式 ,并举例说明其应用 ,供设计时参考。

巨型钢框架—拉索支撑体系在水平荷载作用下的破坏性能

为了解巨型钢框架—拉索支撑体系在水平荷载作用下的破坏性能,采用倒三角和均匀分布两种水平加载模式对经抗风抗震优化后的巨型钢框架—拉索支撑结构进行Pushover分析,研究在不同水平加载模式下的出铰顺序,并考察其抗侧刚度及拉索受力特征.研究表明,在倒三角和均匀分布两种加载模式下,结构的出铰顺序基本一致,构件破坏先后顺序为巨型柱肢间支撑、巨型梁腹杆、楼层梁、柱肢.均布加载得到的抗侧刚度大于倒三角分布;拉索退出工作的时间越早,则同一层中另一侧索拉力增加得越快.

巨型钢框架-拉索支撑结构中拉索的抗侧机理

研究巨型钢框架--拉索支撑结构中预应力拉索的抗侧机理,为确定拉索参数提供理论依据.基于预应力的作用形态及力学原理分析得到预应力拉索的抗侧机理,推导了预应力拉索抗侧刚度理论公式.从模型试验的角度进一步研究,将模型试验的结果与理论推导及数值分析的结果进行对比分析,最终验证了预应力拉索的抗侧机理:预应力为柔性拉索建立轴向刚度和稳定性,使预紧过的拉索既可承受拉力,也可承受压力,从而为结构提供弹性约束支撑.

巨型钢框架高层钢结构住宅体系的简化计算原则

本文在已有的成熟体系下提出了一种新的高层钢结构住宅体系—巨型钢框架高层钢结构住宅体系。本文以现有混凝土高层住宅项目为依据,建立了巨型钢框架高层钢结构住宅体系的标准模型。通过对巨型钢框架高层钢结构标准模型的整体分析和主次结构的单独分析比较,从而得到巨型钢框架高层住宅体系的计算简化原则,为进一步深入研究巨型钢框架结构提供分析基础。

巨型钢框架高层钢结构住宅的pushover分析及经济性比较

本文通过MIDAS/GEN有限元分析软件对巨型钢框架高层钢结构住宅模型进行静力弹塑性分析。其分析结果显示该结构体系在大震作用下可以满足建筑结构的抗震性能要求。同时文中对该结构模型进行了优化设计,并综合比较了该结构的经济指标。