性能化新材料工艺对传统建筑的转译——以江苏园博园梅亭为例

新材料与数字建造技术相结合拓展了建筑设计方法及建造方式,也为我国传统样式建筑的表达方式提供了新的想象空间。“传统”建筑蕴含的人文观念与材料物性共同发展。江苏园博园梅亭项目继承了传统亭子的形象与功能,但采用了定制化针织物玻璃钢、异型胶合木等新材料工艺;实验了一种新旧交融的建构方法,形式与结构设计追求“薄细轻”的梅花形象,营造了可以透过阳光的半透明顶盖;建造工艺则深度挖掘了新材料工艺、力学优化和数字制造技术。梅亭项目表明传统样式建筑可以重构物质材料与文化意象之间的统一。

行为性能化的空间实现--上海徐汇西岸三港线游客集散中心

上海徐汇西岸三港线游客集散中心是同济大学建筑设计研究院和创盟国际建筑设计有限公司的设计作品,总建筑面积为12110 m^(2),其中地上两层4310 m^(2),地下一层7800 m^(2)。该项目是对老渡口建筑品质的提升与重建。老渡口位于徐汇西岸进木港南侧,据称进木港因做木材水上运输而得名,连结着对岸的浦东三林,故而人们称该航线为“三港线”。

基于能量平衡的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法研究

由于规范标准对结构抗震设计要求的不断提高以及结构在长期服役过程中性能的逐渐劣化,既有建筑结构的抗震性能不再满足设计要求,开展其抗震加固设计研究势在必行。然而,目前的加固设计方法往往需要大量的非线性动力计算反复迭代,增加了设计的难度,降低了其适用性。基于能量平衡概念,提出适用于增设消能减震装置的既有建筑结构抗震加固性能化设计方法。该方法考虑了多地震水准性能目标,设计过程中无需开展非线性动力计算,且迭代次数少。采用所提方法对Benchmark钢框架结构进行加固设计,通过非线性动力分析评估了加固前和加固后结构的抗震性能。研究结果表明:加固后,所有楼层的位移角均明显降低,小震、中震和大震时的平均降幅约为20%,可见加固后结构抗震性能得到了显著改善;加固结构在小震、中震和大震下的层间位移角均与设计值吻合,实现了预期的层间位移角和屋顶位移角目标,验证了所提方法的有效性;所提方法设计的阻尼器在小震时整体保持弹性状态,在中震和大震时进入屈服耗能状态,实现了预期的耗能机制,且阻尼器延性需求沿楼层的分布较为均匀,进一步表明了设计方法的合理性。研究成果可为既有建筑结构的抗震性能加固设计提供参考。

混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法研究

基于性能化设计理念,提出了混合联肢PEC墙结构基于合理失效模式的性能化设计方法:以结构达目标位移时实现合理失效模式作为性能目标,基于能量平衡原理确定结构设计基底剪力,并给出符合失效模式的侧向力分布;依据给定目标塑性耦连比分别求解钢连梁和PEC墙肢底部加强区内力需求;采用塑性设计方法设计钢连梁和PEC墙肢底部加强区截面,采用弹性设计方法设计PEC墙肢非加强区截面,保证结构实现预期性能目标。依据提出的基于合理失效模式的性能化设计方法,设计了12层混合联肢PEC墙算例结构,对其进行Pushover分析和弹塑性动力时程分析,验证了该方法的可行性。基于合理失效模式的性能化设计方法设计的混合联肢PEC墙结构抗震性能良好,地震作用下,各层钢连梁首先剪切屈服耗散能量,然后PEC墙肢底部形成弯曲塑性铰,塑性铰分布及发展过程符合预期,实现了“两阶段耗能体系”设计目标。

某多塔连体高层结构抗震性能化分析

某多塔连体高层建筑由3栋高度不同的高层建筑和高位钢结构连接体组成,连接体与主体结构之间设置摩擦摆隔震支座,支座位移较大的位置设置黏滞阻尼器。对整体结构进行了考虑支座非线性的整体建模分析,并与单塔独立模型的模拟结果进行对比。结果表明:设计所选用的弱连接有效减小了连接体对主体结构的影响,设置摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器减小了各塔楼的地震响应。最后,对整体结构进行了动力弹塑性时程分析,研究了结构的位移和层剪力、摩擦摆隔震支座和阻尼器的响应以及构件的损伤变化过程。结果表明:整体结构、摩擦摆隔震支座和黏滞阻尼器、结构构件均满足预定的抗震性能设计目标,该多塔结构在罕遇地震作用下的弹塑性反应及破坏机制,符合结构工程抗震概念设计的要求。

杭州星创城综合体项目塔楼A超高层结构抗震性能化设计

杭州星创城综合体项目塔楼A地上45层、地下2层,结构高194.3m,结构形式为圆形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构同时存在扭转不规则、楼板开洞等情况。为了实现结构预定的抗震性能目标,首先对可选的两种结构体系方案进行了优化比选,并通过设缝、优化层高解决了结构的平面、立面规则性问题。然后,采用YJK和MIDAS Gen两种计算软件对塔楼A进行了多遇地震作用下的弹性比较计算和时程分析,并通过性能设计和罕遇地震动力弹塑性时程分析,对结构在设防地震和罕遇地震作用下的响应进行了进一步的研究。最后,根据上述分析计算结果对结构的关键部位及薄弱部位采取了有针对性的加强措施。分析结果表明:整体结构及结构构件有良好的抗震性能,能满足设定的抗震性能化设计目标,结构安全可靠。

性能化设计在超高层建筑结构设计中的应用

在进行超高层建筑结构设计时,采用性能化设计对于增强结构的抗震性、抗风荷载性能以及提升楼板的振动控制性能具有重要意义。以XY超高层建筑设计项目为例,探讨性能化设计的应用,深入分析了结构的抗震性、风荷载反应以及楼板的振动控制情况。研究结果表明,性能化设计有效提升了超高层建筑的整体性能,实现了对极端荷载的优越响应,确保了建筑的安全性和使用的舒适性。

悬挑转换结构住宅抗震性能化设计及验算

某悬挑转换结构住宅属于多项不规则的多层钢筋混凝土剪力墙结构,需要满足较高的抗震要求。在设定具体抗震性能目标的基础上,通过一系列弹性计算及弹塑性分析,掌握结构在不同超越概率的地震工况下的弹性或弹塑性指标及构件的损伤情况并反复修正设计,最终达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震性能化设计目的。验算结果表明:该结构住宅在7度罕遇地震下满足预设的性能目标,抗震性能良好。

某重点设防类幼儿园建筑抗震性能化设计与对比分析

为保障幼儿园、中小学等公共建筑的建筑安全,我国对于重点设防类建筑的抗震要求不断提高。文章通过对安徽省合肥市肥西县某新建重点设防类幼儿园设计模型进行分析,比较抗震性能化设计前后的设计模型,得出一般结论,以期为此类重点设防类建筑的设计和施工提供依据和参考。

性能化设计在超高层建筑结构设计中的应用

科技进展与城市化浪潮中,超高层建筑崭露头角,成为城市地标。但这些巍峨的摩天大楼的结构设计仍有许多艰难,性能化设计因应而生,显得尤其要紧。这种设计理念源于建筑与结构工程,他们主张把建筑的实际功用和性能放在设计的核心位置,然后引领全部设计过程。本篇研究从设计超高层建筑的需求、定下的原则、使用的工具,以及他们的设计范例出发,进一步探讨在超高层建筑中如何运用性能化设计。性能化设计不仅能提升超高层建筑的结构性能,还能在满足美学、安全、实用性等方面的需求的同时,极大的提高了建筑的效率和经济效益。而在超高层建筑的结构设计中,性能化设计对极限状态和业务状态的需求分析、结构系统选择、结构细部设计等方面均有重要指导意义。本研究成果对于超高层建筑的设计方案的优化选择以及设计过程的完善具有很大的参考价值和启发意义。

建筑结构设计中抗震性能化设计要点探讨

抗震性能化设计是结构设计中必不可少的一个环节,在地球地壳的不断运动中,产生的地震作用对人类生产生活的建筑产生了不同程度的破坏,影响人类生命和财产的安全。建筑设计是为了满足人民的生产和生活的需求,建筑的结构设计则是进一步的保障建筑的安全,随着社会的发展和科学技术不断的进步完善,同时为应对随时有可能发生的地震灾害,减少地震引起的经济损失和人员伤害。建筑抵御地震的综合能力在结构设计中成为了重要的指标。在现有的工程结构设计当中,由于建筑的体型、功能、效果、环境等多种因素的控制,与建筑相匹配的结构也会有不同的合理方案。建筑结构的设计人员应根据具体工程的实际情况,针对建筑的功能特点,灵活变通,多方考虑,化繁为简,选择科学合理的结构方案。由于建筑特殊的要求,使得结构也会存在一定的不规则性,也必须提出与建筑匹配的方案,通过抗震性能化分析设计,保障结构的安全性,经济性与稳定性,论文简单阐述了建筑结构抗震设计的基本特点,以及建筑结构设计中抗震性能化设计的基本要点。

高效制冷机房性能化设计研究

建筑设计阶段的空调系统选型一般按照设计工况进行,但在建筑运行阶段,空调系统大部分时间处于部分负荷工况运行状态,设计工况与运行工况的脱节会导致能源、材料的浪费。近年来,随着国家“双碳”政策的加速推进,如何提高能源利用效率,实现建筑节能减排显得尤为重要。归纳总结了高效制冷机房性能化设计方法,结合实际案例对高效制冷机房的性能化设计方法进行简要评价,为其设计提供理论依据。

基于预选屈服机制的钢框架中心支撑结构抗震性能化设计

以1栋9层钢框架中心支撑结构为背景,采用YJK软件建立有限元模型并进行了弹塑性分析,对塑性铰分布、可能出现的塑性耗能区和拟设定的塑性耗能区进行对比研究。结果表明:塑性铰的开展机制和预设吻合较好。设计时构件的实际性能系数满足最小性能系数,能够满足塑性耗能区应具有的延性。钢框架中心支撑结构体系整体在高烈度区滞回曲线不饱满,底层支撑破坏后,刚度退化较大,导致底层柱的损伤累计效应较大,破坏较严重。

绿色建筑性能化数字化设计方法综述

随着建筑节能减排需求的日益增长,性能化设计成为当前绿色建筑重要的研究方法与途径。通过近年来国内外大量文献研究,着眼于性能驱动优化在绿色建筑设计中的应用与理论研究进展,探求性能化设计方法如何在保证建筑基本功能与空间需求的同时,实现建筑全生命周期中碳排放的减少。通过系统整理和分析,在回顾近年来绿色建筑性能化数字化理论发展脉络的基础上,从绿色建筑的围护结构、空间形态与组群关系三个层级出发,梳理各项研究针对的建筑类型,借助的软件平台以及采用的优化算法,分析当前研究的成果与发展趋势,为性能驱动优化的绿色建筑设计提供有效参考。

基于可持续运营目标的体育馆性能化研究

耗费巨资建设的体育建筑是城市的重要公共建筑。它们将体育、文化、演艺、娱乐等功能融为一体,是城市复兴和发展的核心组成部分。随着场馆运营空间的多元化拓展和使用率的提升,如何在持续降低运营能耗的前提下,保证人的舒适度逐渐成为全球众多研究的重要内容。因此,可持续运营成为体育场馆设计和建设的核心目标之一。为了评估场馆的室内外环境,验证建筑设计方案,采取针对性更强的技术措施来降低能耗、提高环境舒适度,选取青岛市某体育馆作为典型案例开展性能化分析,并基于参数化模型进行了室内外物理环境模拟。结果表明:直观的分析图和量化的数据具有很高的指导和参考价值,能够帮助工程师开展精细化的建筑设计工作和具体的技术选择及验证。

基于性能化设计方法的某超限高层建筑结构设计

为解决建筑所在区域发生地震灾害时,顶点位移与最大层间位移角较大的问题,以性能化设计为基础,进行高层超限建筑的设计研究。首先,设计超限高层建筑结构初步方案;其次,进行高层建筑超限结构的构造和结构分析;最后,基于性能化设计,实现结构设计与目标验算。通过实例证明,新的设计方案应用能够在发生地震灾害时缩小顶点位移与最大层间位移角,提高建筑整体安全性。

基于性能化防火设计的大型商综防火设计探究

进入21世纪我国经济实力迅速发展,物质财富、精神文明不断提高,城市建设的规模与速度也在与日俱增。伴随着各种类型的公共建筑在城市中的悄然兴起,商业建筑作为主导人们商业活动的建筑类型,已经由原来“市”,发展到了商业街、百货店、大规模的购物中心等。商业建筑的形式也打破了传统的商业建设模式,出现了规模化、复合化,一体化的大型商业购物综合体。与此同时,大型商业建筑给防火设计也带来了诸多挑战。在总结大型商业综合体在防火设计中面临诸多问题的基础上,结合太原万达广场探讨商业建筑防火设计规范在实际工程中的运用以及在不能满足现行防火规范下的性能化防火设计,得出了一些有价值的结论。

高层建筑钢结构工程中抗震性能化设计的应用

为了提高建筑结构的抗震性能,减少高层建筑在地震中的损失,本文通过介绍高层建筑钢结构工程的特点,分析高层建筑钢结构工程中抗震性能化设计的意义,总结高层建筑钢结构工程中抗震性能化设计的具体应用,结果表明:通过采用合理、科学的抗震性能化设计,能够更好地实现建筑结构在地震作用下的变形能力、耗能能力以及延性性能等,确保建筑物结构能够满足抗震设防要求,保证建筑结构具有较高的安全性和稳定性。

基于性能化设计方法的某超高层建筑结构设计

针对超高层建筑设计的安全性问题,结合实际工程项目,分析基于性能化的高层建筑结构设计方法。根据功能要求和受力情况,竖向承重结构采用框架剪力墙体系,水平承重结构地上部分采用肋梁楼盖,地下车库采用无梁楼盖。对建筑结构设计进行性能化分析,小震作用下最小剪力系数为0.0083,最大层间位移角为1/1585;中震作用下最小剪力系数为0.0247,各层未出现应力超出混凝土抗拉极限的情况;大震作用下最小剪力系数为0.0568,最大层间位移角为1/275,均符合设计要求,结构设计合理。

某高层住宅项目弱连接楼盖的抗震性能化分析和设计

弱连接楼盖作为协调各分肢与核心筒内力和变形的关键构件,结合某十字形弱连接的超限高层建筑,分析了弱连接区域楼板剪力得出来的几种方式;在设防地震作用下,对核心筒周边弱连接区域的楼盖进行抗剪截面及受剪承载力分析,对弱连接区域的边梁的拉应力的配筋进行复核;对罕遇地震下的弱连接楼盖进行不屈服验算。分析结果表明:弱连接区域的楼板作为传力的关键构件相对其他区域要加厚,并加强其配筋,其弱连接区域的边梁应该加强其腰筋的配筋,以满足其中震受剪弹性、大震受剪不屈服的性能目标。