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。

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。

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。

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。

带缺陷方钢管混凝土框架柱工作性能浅析

利用有限元结构分析软件ANSYS10.0,建立了一榀钢管混凝土框架的有限元模型,分析了方钢管混凝土柱在各种缺陷下受重力荷载和罕遇地震作用(底部剪力法计算得到的水平荷载)时的受力情况,并与无缺陷模型受力情况进行了对比,得出了一些具有指导意义的结论。

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。

太原湖滨广场综合项目结构超限设计探讨

以太原湖滨广场综合项目为例,对工程采用的钢管混凝土框架—核心筒结构双重抗侧力体系作了研究,介绍了结构选型、计算参数、结构整体设计指标等内容,并对结果进行了分析,对结构体系及构件进行了性能设计,其主要抗侧力构件满足中震弹性或不屈服目标。

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。