钢支撑-混凝土框架结构在大型火电厂应用探讨

针对火力发电厂主厂房三列柱布置,结合工程实例,讨论主厂房可采用的结构型式,同时遵照国家标准GB50011—2010《建筑抗震设计规范》,对钢支撑-混凝土框架结构在主厂房结构的应用做以探讨,得出了主厂房采用钢支撑-混凝土框架结构与钢结构比较具有一定的经济优势,在技术上可行的结论。

钢支撑-混凝土框架结构设计案例及常见问题分析

钢筋混凝土框架结构由于其灵活的建筑空间布置和用材的经济性,有着比较广泛的应用。但是,在地震高烈度区,层数较高的钢筋混凝土框架结构,结构变形和位移等计算指标较难满足规范要求,使用受到一定限制。而钢支撑-混凝土框架结构,较好地改善了框架结构的受力和变形,在抗震设计中形成了双重防线,是一种抗震性能较好的结构形式。钢支撑-混凝土框架结构作为一种较新的结构形式,还缺少充分的研究和经验。本文首先总结阐述了钢支撑-框架结构的设计要求,然后结合实际案例,从基本要求、结构布置、计算、节点设计四个方面分析了钢支撑-框架结构的设计中应注意的典型问题,并总结了运用规范和解决问题的方法,对类似工程的设计有一定的参考价值。

钢框架-钢板墙和钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能对比分析

为满足建筑工业化的迫切需求,进一步拓展钢框架-钢板墙结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构2种典型结构体系在高烈度区的应用,以某高烈度地区保障性住房建设项目为结构方案原型,分别对其进行多遇地震下的反应谱抗震设计,并补充了弹性动力时程分析验算,同时对比分析了罕遇地震下2种结构的弹塑性抗震性能。结果表明,钢框架-钢板墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,塑性铰主要出现在钢板墙附近的梁端和柱端,而钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系侧移模式呈剪切型,塑性铰主要出现在结构中间层的梁端。2种结构体系均能够满足预期的抗震设计要求,适用于高烈度区的多高层民用建筑。

包覆钢技术在框架结构项目中的应用

以南京市某住宅小区社区配套商业服务中心项目为例,拟采用装配式钢混组合框架结构。结构采用PEC柱、PEC梁、钢梁及钢筋桁架楼承板,通过将装配的属性赋予钢混组合结构。通过本项目验证装配式钢混组合框架结构既能保证结构的安全性,满足建筑使用功能,又能缩短工期,节省材料,满足国家绿色低碳智能建造的要求。通过本项目,在新型工业化建筑设计与建造方向做出积极探索,为以后同类项目提供借鉴。

大型火电厂主厂房钢支撑-框架结构振动台试验模型

为了在振动台上实现大型复杂钢支撑-框架结构的模拟地震试验,以某现役大型火电厂主厂房结构为原型,根据结构静、动力性能等效原则,设计制作了大缩比振动台试验整体模型。采用钢板模拟钢-混凝土组合楼板,工形钢梁模拟钢桁架,小螺栓节点连接模拟高强螺栓连接等尽可能反映结构实际情况的制作方案和措施,探索了细部构造对整体模型影响的途径,为中国首次实现同类结构的抗震性能试验研究奠定了基础。

钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构非线性地震反应分析

钢-纤维复合筋是一种耐腐蚀、具有稳定二次刚度等特性的新型结构材料。开展了钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构的非线性地震反应研究工作,由复合筋的应力-应变本构关系出发,利用修正Gauss-Radau积分法推导了杆件单元柔度矩阵,并用于框架结构非线性时程响应分析。参考现行规范设计了一个8度区的普通钢筋混凝土多层框架结构和一个对比钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构,比较了两个结构在相同地震输入下结构自振周期变化率、非线性时程响应和杆端出铰时间和位置等抗震性能指标。结果表明:在多遇和罕遇地震动输入下,配置钢-玄武岩纤维复合筋混凝土框架结构的最大弹塑性位移与层间转角等指标比普通钢筋的框架结构有所减小;在罕遇水准的地面运动输入下结构自振周期变化率小于RC框架结构,结构刚度退化和损伤程度更小;杆端出铰时间相对更晚、数量更少且更易形成梁铰塑性耗能机制。钢-玄武岩纤维复合筋可充分利用材料的强度,通过合理配置钢筋与玄武岩纤维的比例能够有效控制框架结构的塑性变形、减小结构残余位移,从而减小重力二阶效应对柱的不利影响,改善结构在大震下的性能,确保大震不倒的安全性能目标。

钢-混凝土组合框架结构的地震弹塑性时程分析

利用非线性有限元软件ABAQUS,对由钢柱和钢-混凝土组合梁构成的组合框架结构进行三维动力特性和地震作用下的弹塑性时程分析。通过研究该类结构在地震反应全过程中各个时刻的位移、速度、加速度反应及内力,从而确定结构屈服的时间和顺序,发现应力和塑性变形集中的部位,判明结构的屈服机制、薄弱环节以及可能的破坏类型。将分析结果与同刚度的钢筋混凝土框架结构的计算结果进行对比分析,结果表明,钢-混凝土组合框架结构具有良好的抗震性能。

钢支撑-混凝土框架结构的新型节点抗震性能分析研究

钢支撑-混凝土框架节点大部分均采用预埋件作为钢支撑与混凝土构件之间的连接件。提出一种连接板直接嵌入节点的新型锚固方式,通过对新型连接节点抗震性能进行有限元分析得到节点位移、节点板应力、混凝土主应力及塑性损伤因子。该新型连接节点传力路径清晰、现场施工方便,可以直接应用于钢支撑-混凝土结构中的支撑连接节点,在确保结构安全可靠的同时可以较快提高施工速度,具有推广应用价值。

钢支撑-混凝土框架结构连接节点形式的探讨

对国内众多学者提出的多种钢支撑-混凝土框架结构连接节点研究进行探讨,归纳各类型节点的设计方法和应用情况。参考现有的节点形式,对节点进行优化改进,提出一种连接板直接嵌入节点的新型锚固方式。

预应力钢斜撑-外包钢加固混凝土框架结构

结合某钢厂烧结厂房的加固,介绍预加应力钢斜撑在混凝土框架结构加固中的应用。通过高强螺栓对该斜撑施加预加应力,可在厂房设备正常运转时对待加固的混凝土框架梁进行部分卸载,并减小其计算跨度,达到较好的加固效果。通过预加应力钢斜撑的顶升卸载可缩小总体加固范围,取得良好的经济效益。

钢筋混凝土框架结构抗震加固方法应用研究

基于大量钢筋混凝土框架结构建筑物接近设计使用年限,或者部分建筑在遭受地震后出现不同程度的损坏、或者国内部分地区抗震设防要求提高等原因,许多建筑物需要按照现行规范进行抗震加固。本文以某钢筋混凝土框架结构公寓楼抗震加固工程为例,分别应用增设剪力墙、增设钢支撑、扩大柱截面三种方法进行加固设计,然后采用ANSYS软件对加固后结构的弹性位移角、结构构件内力、结构弹塑性位移角进行对比分析,同时结合实际施工要求进一步分析了每种方法的可行性,归纳出三种方法的优劣,为该加固工程选择合适的加固方法提供依据。通过本文的研究,期望为类似工程的抗震加固提供一定的参考。

带偏心支撑钢框架-混凝土核心筒结构抗震性能研究

在高层钢框架-混凝土核心筒结构的外钢框架部分加设多列式并连偏心支撑、多列帽腰连偏心支撑,采用结构分析与设计的通用有限元分析软件对未设支撑、设置偏心支撑、改变偏心支撑的位置和数量的高层钢框架-混凝土核心筒结构的地震反应特性进行了分析.利用振型分解反应谱法对该结构的自振周期、结构侧移、层间位移角、倾覆力矩比、各层总剪力、各层总弯矩、钢框架承担的剪力及剪力调整系数等指标进行了研究.根据分析结果提出了高层钢框架-混凝土核心筒结构抗震设计的偏心支撑分布方式和帽腰支撑设置的原则,为实际工程设计提供了理论参考.

装配式钢框架结构与钢框架-钢板剪力墙支撑结构设计对比分析

装配式钢结构体系具有轻、快、好、省的特点。体系型式主要有钢框架体系、钢框架支撑体系、钢框架核心筒体系、钢框架剪力墙体系。本文用试点工程,重点对比分析了装配式钢框架结构与钢框架-钢板剪力墙支撑结构。

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。

水电站主厂房钢—混凝土组合框架结构的可行性研究

水电站厂房的特点是跨度和高度大、吊车起吊重量大,吊车立柱的基础为机组的钢筋混凝土支承结构,机组振动对厂房结构影响明显。通过对钢—混凝土组合结构在吊车刹车力、震动等动荷载作用下柱顶与轨顶位移,以及吊车梁强度和竖向位移的复核验算,探讨此种结构形式在水电站厂房中应用的可行性。

屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的工程应用

某艺术中心工程拟建的音乐厅为混凝土框架结构,中部为楼板缺失的大跨度空间,此大跨度空间采用钢网架结构。由于建筑功能以及美观要求,最终确定采取屈曲约束支撑-混凝土框架结构体系。在多遇地震下,采用SATWE软件进行计算,发现无屈曲约束支撑时,结构的抗侧刚度较弱,层间位移角不能满足规范要求;加入屈曲约束支撑后,结构抗侧力得到显著改善,各项指标均满足规范要求。在罕遇地震下,采用MIDAS软件进行计算,屈曲约束支撑可视为金属阻尼器,率先屈服耗能,成为结构的第1道防线,符合抗震性能化设计多道设防的设计理念。

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。

某核电厂钢-混组合结构实施楼板建造技术

本文以某核电厂乏燃料厂房乏燃料水池上方钢-混组合结构超厚楼板施工为例,从型钢免拆模板材料、型钢免拆模板体系设计、钢-混组合结构楼板施工技术、质量控制要求及质量效果评价方面介绍了钢-混组合结构实施楼板建造技术,其应用节约了施工成本、提高了施工效率、节省了工期,为后续工程提供技术参考,其推广应用对提高我国核电工程工业化水平具有重大意义。

既有混凝土框架结构加固方案的对比分析

在对某混凝土框架结构加层加固改造过程中,提出了直接加固法,增设支撑加固法与增设阻尼器加固法三种加固方案。采用中国建筑科学院PKPM(V5.2版)对原框架结构与增设支撑、增设阻尼器后的结构分别进行"小震"工况下受力分析,对比了原建筑物在不同的结构体系下抗震性能。通过参数对比,说明了增设阻尼器加固法在"小震"工况下能够为原框架结构提供附加阻尼,降低原结构构件内力,减少加层后的加固量,明确了采用增设阻尼器加固法的经济性及有效性。采用结构动力弹塑性计算软件SAUSAGE对增设阻尼器后的框架结构进行罕遇地震作用下弹塑性时程分析,选取7条地震波双向加载,对其层间位移角最大值的平均值进行评估,经复核满足规范要求,明确了采用增设阻尼器加固法的可行性。最终,通过经济性及可靠性性的对比分析,最终选用了增设阻尼器的加固方案。