核芯型钢混凝土(CSRC)结构应用前景及抗震性能分析

核芯型钢混凝土(CSRC)结构体系是型钢混凝土(SRC)结构和核芯钢管混凝土结构的发展,相对普通钢筋混凝土框架结构体系具有较好的抗震性能,并可与短肢剪力墙结构和异形柱结构体系相结合,形成核芯型钢混凝土短肢剪力墙和核芯型钢异形柱结构体系。核芯型钢混凝土(CSRC)结构体系能有效实现小高层住宅和办公楼的建筑、结构、经济三者的合理协调,在小高层住宅结构和办公楼结构中体现出较好的性能优势和经济效益,具有较好的应用推广前景。文章对核芯型钢混凝土结构体系的应用前景、性能特点、目前国内外的应用和研究现状以及该结构体系目前存在的主要问题进行了综合分析,并结合工程设计实例提出了核芯型钢混凝土结构体系抗震设计的设计思路,文章可为核芯型钢混凝土结构应用推广和研究开展提供有益参考。

核芯型钢混凝土柱承载力的计算与分析

研究核芯型钢混凝土(CSRC)柱和含钢量相同的钢筋混凝土(RC)柱在承载能力方面的异同。计算了四个不同钢骨含钢率核芯型钢混凝土柱在不同轴压比下的正截面承载力;绘制了N—M相关曲线,并与含钢量相同的钢筋混凝土柱承载力进行对比分析。结果表明:轴压比n较大时,0.45≤n≤nb(nb为界限轴压比),核芯型钢混凝土柱的正截面承载力高于用钢量相同的钢筋混凝土柱;轴压比较小时,n<0.45,核芯型钢混凝土柱的正截面承载力低于用钢量相同的钢筋混凝土柱。

核芯混凝土索塔锚固结构试验

超大跨度斜拉桥因承担功能、跨越能力增加,斜拉索索力增大,对索塔锚固结构承载能力和抗裂性能需求提升。常泰长江大桥采用新型的核芯混凝土索塔锚固结构,斜拉索交错锚固于外包钢壁板的核芯混凝土,充分利用混凝土抗压能力和钢材抗拉能力,提升结构承载能力,钢壁板外包于核芯混凝土,降低结构开裂风险。设计了10个核芯混凝土锚固结构缩尺试件,通过试验研究其在交错索力下的开裂模式、承载能力及破坏机理等结构行为,探究了横向抗弯钢筋、水平分布钢筋和剪跨比对结构性能的影响规律。结果表明:①核芯混凝土索塔锚固结构具有良好的承载力,同时不产生表观裂缝,可满足超大索力的锚固需求;②在交错荷载作用下,锚固结构呈现出与经典拉压杆相同的受剪破坏模式,外包钢壁板屈服,斜压杆区核芯混凝土受压破坏,由于钢板和水平分布钢筋对斜压杆的约束作用,破坏过程呈现一定延性;③水平分布钢筋对斜压杆的约束作用,可以提升结构的承载力,且在小剪跨比试件中提升更为明显;④由于钢板的存在,横向抗弯钢筋对于承载力的贡献率不高,在设计时可以适量减小;⑤根据拉压杆模型,提出了核芯混凝土索塔锚固结构的抗剪承载力计算公式,计算结果与试验吻合良好,并通过设计参数敏感性分析,给出了设计建议。研究结果可为该锚固结构的实际工程应用提供依据和参考。

广州新电视塔超高异型核芯筒施工技术

广州新电视塔的核芯筒结构具有超高、椭圆型、空间狭小、层高大、内置劲性柱等结构特点,同时混凝土标号采用了C80-C45,使得结构模板的设计、施工设施的设置、混凝土的制备和泵送都面临很多的施工技术的挑战。通过采用弧形钢模板、整体提升钢平台等技术措施有效地解决了上述问题。

华润中心结构设计中的关键技术

深圳华润中心结构复杂,存在大量的转换构件,且结构长度远远超过规范要求分缝的限值。结合工程本身的特性,设计采取了分层钢管芯混凝土组合柱、半空心型钢混凝土转换梁、格构式空腹箱形钢梁、抗剪型钢混凝土转换梁等多种结构体系相结合的措施。结构体系的刚度、延性和稳定性良好,确保了工程的安全性和经济性,满足了建筑方案对空间的要求。主要介绍工程结构关键技术的设计和应用特点,并对工程中应用的33m跨格构式空腹箱形钢梁组作为中庭转换梁的设计及构造作出分析。

钢筋混凝土框架梁柱节点的抗剪强度

针对目前高层建筑设计中普遍存在的梁柱混凝土强度不同的情况,介绍了在一定条件下节点核芯区混凝土的表现强度的几种表达式。结合国内外节点核芯区抗剪试验研究成果,研究分析了节点核芯区的抗剪机理和抗剪能力。

超高层建筑核心筒整体平台不停层跨越桁架层施工关键技术

针对整体提升钢平台体系在钢-混凝土组合复杂结构体系超高层施工过程中的特点和存在的问题进行阐述、对比、分析,提出了解决方案。首创不停层直接跨越桁架层的新技术,取得了显著的经济效益。

带转换层的高层住宅结构设计

本文以世界山庄工程的结构设计为例,讨论其转换层结构的方案选择、结构布置、结构分析与构造处理。重点阐述了核芯型钢混凝土(CSRC)结构在转换层结构中的应用及其产生良好经济效益,以供类似工程设计参考。

常泰长江大桥主航道桥索塔锚固构造研究

常泰长江大桥主航道桥为(142+490+1176+490+142)m公铁合建双塔斜拉桥,采用钢-混混合结构空间钻石型桥塔,索塔锚固区采用钢箱-核芯混凝土组合结构,S4~S39号斜拉索锚固于核芯混凝土上。为实现索塔锚固区斜拉索竖向分力的有效传递,提出方案A(钢齿块+剪力钉)、方案B[钢齿块(加肋)+剪力钉]、方案C(混凝土齿块)、方案D(钢锚箱+PBL剪力键)以及方案E(钢锚箱+承压板+剪力钉)共5种索塔锚固构造方案,从结构受力及施工工艺对5种方案进行比选,并采用模型试验及有限元分析对所选锚固构造方案进行验证。结果表明:方案E剪力钉受力分布均匀,剪力大小适中,且施工便捷,对于S7~S39号斜拉索,推荐采用方案E;对于斜拉索竖向角度较大的S4~S6号斜拉索,钢锚箱在构造和张拉空间上存在冲突,推荐采用方案C。方案E模型试验和有限元分析表明:结构应力、剪力钉受力及钢锚箱构造各板件应力均有安全储备,锚固构造处于线弹性状态,能满足规范及使用要求。

安徽省城乡规划建设大厦绿色建筑结构方案优化

为使安徽省城乡规划建设大厦工程达到绿色建筑三星的要求,从结构形式、基础方案、楼盖方案、框架柱方案以及地下室顶板梁钢筋方案方面对原结构方案进行优化,对比优化前后的结构整体性指标(层间位移角、扭转位移比、刚度比等)、节材指标等,论证优化方案的可行性。

混凝土构件局部受压承载能力实用计算

本文根据《砼结构设计规范》(GBJl0—89),对混凝土构件局部受压承载能力计算提出实用计算公式,供设计采用。本文方法方便实用。

江苏常泰长江大桥实现第三项“世界首创”

10月5日,随着上塔柱T9节段核芯混凝土浇筑完成,中交二航局承建的常泰长江大桥北主塔封顶,标志大桥成功攻克“钢箱-核芯混凝土”组合索塔锚固结构设计、施工各项技术难题,顺利实现双塔全部封顶。至此,常泰长江大桥“四个世界首创”中的台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、核芯混凝土索塔锚固结构三个项目均已实现。

常泰长江大桥主航道桥桥塔方案研究

常泰长江大桥主航道桥为主跨1176 m的公铁合建双塔斜拉桥,由于跨度和主梁自重均较大,该桥桥塔具有塔高、体量大、索力大、塔端锚固构造及施工较为复杂的特点。根据桥塔结构特点,开展桥塔方案、索塔锚固方案等一系列研究,创造性地提出采用钢混混合空间钻石型桥塔(简称SCDT)和钢箱核芯混凝土组合索塔锚固结构(简称SCAS)。空间钻石型桥塔将平面钻石形桥塔方案的中、下塔柱沿纵向分解形成框架结构,能大幅提高桥塔纵向刚度及斜拉索利用效率、极大地减小桥塔在施工和使用期可能出现的非受力方向开裂风险。钢箱核芯混凝土组合索塔锚固结构将核芯混凝土布置在截面中性轴位置,主要用于承受上塔柱的轴向压力,外围钢箱结构承受弯矩,该锚固结构能充分发挥钢和混凝土材料的结构力学性能,且景观效果好、传力途径明确、受力合理。

常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思

常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用主跨1176 m的斜拉桥跨越长江主航道。主跨1176 m的超大跨度斜拉桥建造充满技术挑战,设计中对斜拉桥结构体系、新型基础型式、新型桥塔结构及索塔锚固结构、恒载横向不对称结构行为等开展了系统研究,提出了温度自适应体系、台阶型沉井基础、空间钻石型桥塔、钢箱-核芯混凝土组合结构,较好地解决了超大跨度桥梁的建设难题。

常泰长江大桥主航道桥桥塔设计

常泰长江大桥主航道桥为主跨1 176 m的钢桁梁斜拉桥,采用钢-混混合空间钻石型桥塔。桥塔设计总高352 m,分为上塔柱、中塔柱、下塔柱3个区段。上塔柱采用钢箱-核芯混凝土组合索塔锚固结构,八边形截面。核芯混凝土布置在截面中性轴位置,自上而下厚度均为3.4 m,符合拉-压杆受力模式,压杆由核芯混凝土和受压钢筋构成,拉杆由受拉钢筋和核芯混凝土外壁钢板构成。中、上塔柱交界位置设置榫卯形钢-混结合段,荷载通过核芯混凝土和钢塔外壁板传递至混凝土塔柱。中、下塔柱采用钢筋混凝土结构,正八边形截面。中、下塔柱交界位置设置2道横梁和2道纵梁,横梁和纵梁均为预应力混凝土结构,横梁主要承受横向力、支反力以及碳纤维增强复合材料(CFRP)锚固齿块的作用,纵梁承受纵向力作用。对桥塔进行静、动力及稳定性分析,结果表明其设计指标均满足要求,结构安全可靠。