基于性能的钢管混凝土空间筒体结构抗震设计

钢管混凝土空间筒体结构是将钢管混凝土柱通过环状桁架拉结形成中空筒状的高耸特种结构,在化肥厂的建造中得到了广泛的应用,但其抗震性能的研究目前仍属空白。以应用比较广泛的110m高,17m直径的典型造粒塔为工程背景,对此类结构进行了基于性能的抗震设计研究。采用三维弹塑性有限元模型对结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,同时用Push-over方法进行静力弹塑性分析,得到了罕遇地震作用下梁柱塑性区的主要分布。结果表明,楼梯间钢柱和环状桁架对其抗震性能影响较大,此类结构抗震性能一般较好。最后根据结果提出了相应的抗震设计对策,可为同类构筑物设计提供参考。

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构的减震研究

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构很好地解决了传统双重抗侧体系由于节点焊接而带来的系列问题,但不可避免地对结构抗震性能产生影响,因此,亟需针对此类结构的消能减震研究。本文以30层梁端铰接的钢管混凝土柱-混凝土核心筒结构为研究对象,通过引入不同构造形式的消能黏滞阻尼伸臂形成减震层,利用OpenSees有限元软件对结构进行弹塑性时程分析,优选出最佳构造形式,并据此对比设置一道及两道减震层时,结构在罕遇地震下减震性能及黏滞阻尼器的阻尼系数和速度指数变化对设置一道减震层结构抗震性能的影响分析。研究结果表明:竖向斜撑型减震层对结构顶点位移、层间位移角、基底剪力的控制效果及自身的耗能效果最佳,而两道减震层结构的综合性能要略优于一道减震层结构,但一道减震层结构对减震层位置变化更敏感,且当减震层位于结构1/3 H层高时减震效果最佳;阻尼系数与速度指数过大或过小均会对结构产生不利影响,而速度指数能有效降低结构的层间位移角,但应注意所带来的位移突变和基底剪力增大问题。

钢框架-混凝土筒体结构加固改造方案优选方法探究

文章致力于优化钢框架-混凝土筒体结构的加固改造方案,以增强其安全性能,提升加固工程的质量。文章首先通过结构功能函数评估加固的必要性,然后选取永定楼消防与结构安全修缮工程作为案例,进行了全面的结构现状调查。基于调查结果,构建了加固效费比模型,并发展了一套评价指标体系。利用TOPSIS方法对不同加固方案进行了综合评价,最终确定了最优的加固改造方案。该方案不仅在经济性、施工周期和后期维护费用方面具有明显优势,而且通过有限元分析验证了其在提升结构安全性和整体质量方面的显著效果。研究结果证实,本研究构建的评价和优选方法能够快速有效地选择出最优加固方案,降低施工成本,缩短工期,并确保加固工程的有效性和安全性。展望未来,应将继续探索更多新型加固技术和更先进的优化方法,以满足日益增长的工程需求,进一步提升加固改造工程的科学性和实用性。

风电混合塔筒中空夹层钢管混凝土转接结构轴压性能试验研究

在风电机组预应力钢-混凝土混合结构塔筒中,转接结构是用于连接上部钢塔段与下部混凝土塔段的过渡结构,其受力复杂,采用传统的钢筋混凝土结构形式容易产生裂缝甚至发生破坏。提出了一种中空夹层钢管混凝土转接结构,并进行了4个中空夹层钢管混凝土转接结构试件及1个钢筋混凝土转接结构对比试件的轴压试验。结合有限元及理论分析揭示了中空夹层钢管混凝土转接结构的承载能力及隔板、栓钉等因素对其受力性能的影响。结果表明:在相同用钢量下,中空夹层钢管混凝土结构形式显著提高了转接结构的承载能力及变形能力;隔板和栓钉的设置增强了钢与混凝土的连接,限制了内外钢板的局部屈曲、延缓了混凝土的压溃,进一步提升了结构的轴压受力性能;其中,栓钉对于增强结构整体性更为有利,使结构延性增加更为显著。

钢管混凝土斜交网格筒结构地震能量反应分析

结合所建立的钢管混凝土柱的轴向恢复力模型对斜交网格筒结构进行了弹塑性时程分析,研究了结构中各能量项的分配规律,从结构-构件-楼层3个层面,依次分析了滞回耗能的分配规律,并探讨了结构动力特性和地震动参数对滞回耗能分布的影响。研究表明:结构主要依靠阻尼耗能和滞回耗能平衡地震输入的能量;斜柱和连梁是斜交网格筒结构的主要耗能构件;斜柱的滞回耗能随楼层增高递减且在模块相接处有明显突变,设计时此处应避免出现较大的刚度突变。研究从能量的角度揭示了斜交网格筒结构的损伤模式和耗能机制,为建立此类结构的地震损伤评估方法提供了参考。

钢管混凝土组合筒体结构抗震性能试验研究

进行了1个钢管混凝土组合筒体结构模型的抗震性能试验。模型为比例1∶10的13层钢管混凝土组合筒体结构,外筒为钢管混凝土框支框筒结构,内筒为钢筋混凝土核心筒结构。将模型等效为两自由度体系,分别进行了地震波峰值加速度为0.22 g,0.40 g,0.62 g和1.0 g共4种工况的抗震性能动力试验。研究表明,钢管混凝土组合筒体结构是一种具有良好抗震性能的结构体系。

钢筋混凝土空间网格盒式多筒结构体系性能分析

介绍了钢筋混凝土空间网格盒式多筒结构这样一种新的结构体系,并且以某地拟建工程为例和常规框架-核心筒结构体系进行对比分析,分析了周期比、位移角和位移比、楼层位移和经济技术指标之间的不同,得出了空间网格盒式多筒结构在力学性能和经济效益方面都优于常规框架-核心筒结构,并且一个筒作为一户,充分做到"大开间、灵活划分居室"。为今后设计采用该结构体系提供参考。

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构的整体稳定性分析

采用结构分析软件SAP2000对某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构进行线性和非线性整体稳定分析。分析结果表明,该超高层结构具有较好的整体稳定性能。基于整体稳定分析结果,对结构中底部跨层柱的计算长度系数进行计算。

钢管混凝土框架-核心筒结构体系优化设计

在超高层建筑中,钢管混凝土框架-核心筒结构体系成为钢管混凝土结构和框筒结构合理结合的建筑主流结构体系形式.此结构体系是由钢管混凝土柱通过梁与核心筒结构组合形成整体受力体系,体系中最主要的两大部分为钢管混凝土柱和钢管混凝土宽扁梁部分.本文以实际工程为例,借助GSSAP对钢管混凝土框架-核心筒结构体系进行有限元计算和建筑结构分析,进行结构体系的优化设计,得出最优设计方案.

高层钢管混凝土空间桁架内筒结构计算模型

采用子结构法和等效悬臂梁法对地震作用下钢管混凝土空间桁架内筒结构进行非线性分析.认为钢管和混凝土这种复合材料的共同工作是可靠的,并考虑了抗压模量与抗弯模量对刚度的影响.

空间多变异形曲面钢筋混凝土筒体结构群综合施工技术

以上海证大喜马拉雅艺术中心工程为例,介绍了流体施工的工艺原理,详细介绍了流体施工的技术难点,主要包括测量放样,模板的选材、制作、成型及复杂的支撑体系,钢筋的成型、绑扎,混凝土浇筑和施工组织管理等方面。针对这些难题,采取了由样板模拟到实际施工的技术工作路线,借助应用软件进行二次开发指导施工,将积分和微分原理应用到空间曲面的设计中。这些关键技术的应用,成功解决了工程难题,取得了良好的效果。

仿生空间多变异形曲面钢筋混凝土筒体结构群施工技术

以上海证大喜马拉雅艺术中心工程为例,介绍了流体施工的特点和难点及工艺原理。主要从平面(空间)定位、水平剖面定位模板及内外曲面模板选择、内外模支架系统选择、钢筋混凝土施工等方面介绍了仿生空间多变异形曲面钢筋混凝土筒体结构的施工技术。将微分和积分原理应用到空间曲面的组成设计当中,解决了曲面模板的成型难题。

钢管混凝土斜交网格筒结构抗震性能研究

采用PERFORM-3D对钢管混凝土斜交网格筒结构进行静力弹塑性和动力弹塑性时程分析。分析该结构的屈服路径、侧向位移及层间位移角、剪力滞后效应、斜柱损伤及损伤分布模式。结果表明:钢管混凝土斜交网格筒结构传力途径明确,具有较大的抗侧刚度和较好的空间工作性能,且主次节点可以有效地平衡各斜柱内力差,使节点层变形小于其它非节点层;斜交网格筒结构的剪力滞比沿楼层高度由正剪力滞比转变为负剪力滞比,且随着结构的塑性发展,结构首次出现负剪力滞后的位置有所下降;不同类型地震波及不同加速度幅值对斜柱层损伤值影响较大,而对斜柱层损分布模式影响较小。

高层组合框架-混凝土筒体混合结构静力数值分析

为研究高层组合框架-混凝土筒体混合结构的静力特性,以30层高组合框架-混凝土筒体混合结构为分析对象,建立整体空间有限元分析模型,研究外框架与筒体之间连接方式、楼板厚度对结构变形与内力的影响,发现外框架中存在一定剪力滞后现象;外框架与筒体之间铰接时,框架承担的层间剪力将增加,而由框架柱轴力形成的抗倾覆弯矩减小;楼板厚度的增加使结构内力沿结构高度具有不同变化规律等结论,可为高层混合结构设计提供参考。

双向倒塌爆破拆除四联体钢筋混凝土结构筒仓

待拆四联体钢筋混凝土结构筒仓群,高宽比接近1。爆破前通过对筒仓群进行预切缝,使其成为相对独立结构;采用秒差多段延期爆破方案,使两两独立的筒仓分别向南、北方向倒塌。文中论述了爆破设计方案、爆破参数和切口高度的确定以及起爆网路的设计与施工等。

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构设计计算

某超高层钢管混凝土框架-核心筒结构建筑总高度为215m,核心筒高宽比为11.2,结构位于风荷载较大、地震作用也较大的地区,针对建筑的功能要求和所处地区的特点,介绍了结构体系选型、整体弹性计算、整体稳定性分析、分阶段施工模拟、混凝土收缩和徐变的影响分析,以及结构动力弹塑性分析等多方面的计算内容和相关分析成果。本文有关计算方法可供相关工程设计参考。

钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构振动台试验研究

某超高层钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构因指标超限在设计中采用了耗能减震技术,为了检验该减震结构的抗震性能,制作了1/35的缩尺模型,通过在钢管混凝土框架设置阻尼器或不设置阻尼器,进行模拟地震振动台对比试验,研究了模型结构的动力特性和不同烈度地震作用下的加速度、位移和应变响应。研究结果表明:地震作用下,该钢管混凝土框架-混凝土核心筒减震结构与钢管混凝土框架-混凝土核心筒结构相比,位移、加速度和应变响应均有一定程度的降低;罕遇地震作用下,通过设置耗能减震构件,层间位移角最大值从超过规范要求的1/84减低至满足规范要求的1/130,表明该减震结构具有更优良的抗震性能。

体外预应力钢管混凝土组合结构探讨

根据钢管混凝土的受力特点,运用体外预应力技术,提出了一种新的组合结构——体外预应力钢管混凝土组合结构,并对体外预应力钢管混凝土工作阶段的受力进行了理论分析。可以看出,体外预应力钢管混凝土的受力性能得到很大改善,扩展了钢管混凝土的应用范围。

钢筋混凝土壳体结构分析的曲杆空间刚架法

从钢筋混凝土壳体结构的实际应用出发,对壳体结构内力分析提出了一种新型实用的数值分析方法———曲杆空间刚架法.该方法通过将壳体结构离散成相互垂直或斜交的曲杆梁系组成的空间刚架结构,进而分析曲杆空间刚架结构的内力,达到壳体内力分析的目的.计算结果和其他原理计算结果吻合.

钢管混凝土空间桁架组合梁式结构

介绍了钢管砼空间桁架组合梁式结构型式,通过分析它的受力特点,大胆预测了这种新型结构型式的广阔发展前景。