高层钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构破坏过程的数值模拟

利用ABAQUS通用有限元程序对钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的破坏过程进行了数值模拟。研究结果表明:该类结构在弹性阶段,芯筒承担绝大部分的水平力,一旦芯筒开裂,钢框架开始承担大部分水平力,且随着地震作用的加强,承担比例不断加大,钢框架起到了抗震第2道防线的作用;芯筒在地震往复作用下首先在底部开裂;随着损伤的不断积累,底层几乎全部开裂,中部沿楼板四周也开裂;框架在中震与大震作用下均处于弹性阶段;在特大震作用下,先底柱后中部梁出现塑性绞;楼板在地震作用下产生了较大变形,在与芯筒和钢框架梁相连部位均产生了大量裂缝;该类结构在地震作用下是双重抗震体系。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构非经典阻尼地震响应分析

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构地震响应属于非经典阻尼体系动力分析。为了应用基于振型叠加的CQC法分析地震响应,目前有四类方法可供选择:整体计算方法、模态阻尼比法、强迫解耦法、复模态分析法。这四类地震响应分析方法各有利弊,哪一个方法更为有效,工程师往往不好判断。对于钢框架-钢筋混凝土核心筒结构阻尼比如何取值,本文进行了分析研究,首先综述了上述四类地震响应分析方法的理论背景,根据不同构件单元变形能的大小,提出采用变形能加权平均的方法,计算组合结构的综合阻尼比。通过实例分析,计算结果取得了较好的精度,该方法可以用于工程的抗震分析。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在地震作用下的协同工作性能及减小结构在竖向荷载作用下的变形差异,可采取以下措施:在钢框架上加设大型斜撑;在钢框架和核心筒之间增设伸臂桁架以及同时增设大型斜撑和伸臂桁架。利用有限元软件ETABS,对比分析了这几种结构形式的协同工作性能。分析结果表明:在钢框架上加设大型斜撑可明显提高结构的刚度,框架的剪力分配率更易满足规范要求,框架柱的材料利用效率更高;增设伸臂桁架对整体结构的刚度影响不大,但可有效减小钢框架和核心筒之间的竖向变形差;同时增设大型斜撑和伸臂桁架可显著提高钢框架-钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能。

钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下的性能分析

选用15条地震记录,采用有限元软件ABAQUS,对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震作用下破坏直至失效的过程进行研究。分析结构在强震作用下的变形、破坏顺序和破坏机理,并采用增量动力分析方法对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构在强震下的性能进行评价。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

钢筋混凝土框架——钢支撑结构体系在大型商业建筑中的应用

从结构选型角度出发,对一幢大型商业建筑进行了方案比较,最终采用了钢筋混凝土框架-钢支撑结构体系。利用SATWE软件研究了该体系的结构受力特性,并进行静力弹塑性分析,提出了相应的设计原则及措施,供类似工程参考。

钢框架—钢筋混凝土核心筒结构的协同工作性能分析

近年来,随着建筑工程领域的快速发展,钢框架-钢筋混凝土核心筒在很多建筑结构中得到了广泛的应用。为了提高钢框架-钢筋混凝土核心筒在地震作用下的协同工作性能,以此来降低竖向荷载作用,需要通过在框架结构上安装斜撑框架和增加大型斜撑设备等措施,达到稳定结构的作用。本次研究中主要利用有限元软件分析方法,对钢框架-钢筋混凝土核心筒在地震作用下的性能进行简单的分析,在此基础上对钢框架-钢筋混凝土核心筒的协同工作能力进行研究,最后讨论了竖向荷载作用下的变形作用,最后做出总结。

钢框架-混凝土筒体混合结构抗震性能振动台试验研究

钢框架钢筋混凝土筒体结构在高烈度区的抗震性能和地震剪力在钢框架和混凝土筒体之间的分配比例是这种体系抗震性能研究的重点。模型的振动台试验表明,该结构体系的破坏集中于混凝土筒体,钢框架没有出现明显的破坏现象,结构整体的延性较好;而混凝土筒体结构承担了绝大部分的地震剪力。建议在混凝土筒体内预埋尺寸较小的构造用钢柱、钢梁,以改善筒体延性。

钢筋混凝土框排架结构在实际工程中的应用

北京地铁某联合检修库采用了钢筋混凝土框排架结构体系。通过对实际工程进行理论分析和不同的模型对比计算,阐述了钢筋混凝土框排架结构体系设计过程,总结了框排架结构的抗震设计要点。

津滨轻轨先铰接后刚接的钢-混凝土混合框架墩设计

结合跨疏港公路立交桥下部结构采用钢横梁钢筋混凝土墩柱组合框架墩结构 ,主要介绍框架墩的构造形式、计算模式。

钢-混凝土组合梁在框架加固改造中的应用

钢－混凝土组合梁在框架加固改造中的应用胡伟（山东建筑工程学院２５００１４）１工程概况山东潍坊纯碱厂某车间为多层钢筋混凝土框架结构，柱距４．５ｍ，跨度６ｍ，结构如图１所示。为扩大生产，需在△２６．４８ｍ处的楼面增加设备，经现场检测和结构验算，新增设备后...

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。

螺栓连接钢-混凝土组合结构的开发

1994年的Northridge地震和1996年的Kobe地震带给人们的最为惨痛的教训之一就是现代钢结构焊接抗弯节点的开裂和脆性破坏。由此引发的研究所获得的成果导致了设计方法的改进。研究表明,为了改善地震多发地区刚性框架房屋的设计和施工,可以采用钢-混组合抗弯框架体系。由于钢筋混凝土的存在和组合抗弯框架刚度高的特点,内置有型钢的组合节点的变形需求比起纯钢抗弯框架节点来要小得多。而且组合梁-柱节点有着更为顺畅的传力机制和较小的应力集中。因此,组合刚框架的开发可为结构设计和施工提供了许多新的优良的结构体系。为了在保证优良的抗震性能的同时改善可施工性,本文作者设想了几种创新性的组合节点构造,并将对这几种节点构造展开研究。本文描述了作者提出的设计方法以及对试件的分析结果。

日照对钢框架-筒体体系施工阶段的影响分析

研究了钢框架-钢筋混凝土筒体体系(S+RC)施工阶段在日照作用下,核芯筒和外框架的侧向与竖向变形问题.在分析S+RC结构施工特点和日照辐射作用的基础上,设计出日照温差计算工况,给出了4种日照温差作用温度计算工况参数.以大连世界贸易大厦结构为例建立了分段施工的计算模型,并利用有限元程序SAP2000,对模型在2种施工方案下的不同施工阶段的日照作用进行了分析,得出核芯筒和外框架在各施工段侧向跟竖向的最大变形曲线.分析结果表明,不同施工阶段筒体顶部侧向变形值在6～30 mm之间,竖向最大变形近7 mm;外钢框架侧向和竖向变形分别在2～20 mm与4～27 mm之间,由此可见日照对S+RC结构体系施工阶段的影响不容忽视.

钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的计算

本文研究了钢框架-钢筋混凝土核心简体系在重力荷载下,框架柱与混凝土简体的竖向变形差异问题,在分析中考 虑了混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差的影响。采用在整体结构计算模型上分层施加竖向荷载的叠加方法,利 用有限元程序SAP2000进行计算。分析表明,在仅考虑重力荷载和筒体混凝土的收缩和徐变时,高度在150m以上的钢框 架.钢筋混凝土核心简体系平均每3个楼层需要找平2mm以上。此外,混凝土的收缩和徐变以及建筑物室内外温差对框 架柱的轴力有相当大的影响,三者影响的总和占重力荷载作用下钢柱轴力的3％-20％之间。连系梁与框架柱刚接或铰 接,对柱筒竖向变形差异的影响较小,但是对节点的内力影响较大。采用钢管混凝土柱将大大减小柱筒之间的竖向变形差 异。

某钢筋混凝土框架-钢支撑结构设计

新浪总部办公楼采用钢筋混凝土框架-钢支撑结构体系,结合建筑立面形态和平面布局,部分框架柱采用了斜柱,其中中庭开洞周边存在部分单跨框架,平面超长外围尺寸199.2m×91.2m。介绍了该项目的结构布置、方案选型、技术难点和超限情况,并提出了一系列的结构设计措施。分析结果表明,结构能够达到预期的设计目标。

高层钢—混凝土混合结构破坏过程的数值模拟分析

本文利用ABAQUS通用有限元程序对钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构的破坏过程进行数值模拟分析。此类结构在弹性阶段，芯筒承担绝大部分的水平力，一旦芯筒开裂，钢框架开始承担大部分水平力，且随着地震作用的加强，承担比例不断加大，钢框架起到了抗震第二道防线的作用。芯筒在地震往复作用下首先在底部开裂，随着损伤不断积累，底层几乎全部开裂，中部沿楼板四周也开裂。框架在中震与大震作用下均外于弹性阶段；特大震作用下，先底柱后中部梁出现塑性绞。楼板在地震作用下产生了较大变形，在与芯筒和钢框架梁相连部位均产生了大量裂缝。

基于钢接头的装配式组合框架节点研究

综合分析了传统的柱贯通型和梁贯通型两类钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构(RCS)节点及几种改进型RCS节点的构造特点及试验研究成果,归纳总结了其破坏形态与整体性能。在此基础上,将RCS理念与装配式建筑技术相结合,提出了一种基于钢接头的装配式组合框架结构节点,并进行了与RCS节点性能的有限元分析对比。分析结果表明,该节点表现出较高的承载力及延性变形能力,具有良好的抗侧性能,钢接头能有效保证节点的整体性,具有进一步研究与应用价值。

不同R-μ-T关系对比研究及其在高层混合结构位移需求估计中的应用

本文结合弹塑性反应谱的研究,给出了求解钢框架-钢筋混凝土核心筒混合结构位移需求的基本步骤,并采用不同的R-μ-T关系计算了某15层混合结构的位移需求。结果表明:选取不同模型计算所得的位移需求有一定的偏差,偏差大致在25%以内,其中Newm ark&Hall模型会较大幅高估结构的位移需求。通过比较,本文最终选取吕西林、周定松模型,其估计的位移需求与弹塑性时程分析结果的偏差基本控制在30%以内,可以为工程界接受。对比分析不仅表明了选取该模型的合理性,同时说明弹塑性反应谱法是一种比较有效的估计此类结构位移需求的方法,在混合结构基于性态的抗震设计中具有应用价值。

60~180m钢框架-混凝土核心筒结构与钢框架-中心支撑结构性能及经济性分析

各相关规范对钢框架-钢筋混凝土核心筒结构及钢框架-中心支撑结构的外框架剪力调整方法不同,且对钢结构及混合结构的层间位移角限值有所不同。本文对60~180m钢框架-钢筋混凝土核心筒结构及钢框架-中心支撑结构分别按照不同结构规范设计方法进行计算,对比分析结构设计指标、经济性指标以及抗震性能。分析结果表明,按照各规范设计的模型外框架均能满足"二道防线"的作用,结构均能满足"小震不坏,大震不倒"的抗震设计原则。而在钢框架-中心支撑结构的设计过程中发现,现行常用设计软件无法仅对钢框架-中心支撑结构的外框架钢柱进行剪力调整,据此,本文给出了相应的设计建议,并对后期软件更新提出了改进意见。