Determination Method on Initial Pretension of Cables in Steel Mega Frame and Prestressed Composite Bracing Structure

Determining initial pretension values of pre-stressed cables is one of the key problems for a steel mega frame and pre-stressed composite bracing structure.Through the mechanical analysis of the composite bracing under vertical loading,the critical factors deciding the initial pretention value were found.According to these factors,a rule for the initial pretension value was put forward.The determination equations were acquired based on the principle of force equilibrium at nodes.The numerical results indicate that the internal force disequilibrium in composite bracings resulted from symmetrical load can be eliminated only in a symmetrical way,so that initial pretention values are decided only by vertical loads.The influencing coefficient leveling method,taking into account interactions between story and story,is accurate and feasible.

装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。

框支密肋复合墙结构地震易损性研究

地震易损性分析通过概率计算建立地震强度和结构损伤之间的关系,可以实现结构地震风险预测和评估。为了对框支密肋复合墙结构在不同地震强度下的抗震能力进行评估,该文采用OpenSEES有限元软件,选用密肋复合墙的刚架-等效斜撑简化模型,建立结构整体分析模型,基于增量动力时程分析(IDA)和易损性分析,研究不同参数的变化对结构抗震性能的影响。结果表明:转换层刚度比的变化对结构性能影响显著,结构竖向布置均匀对抗震有利,建议8度区框支密肋复合墙结构的刚度比取值为1.0~2.5;肋柱数量、砌块强度的变化可对结构的抗震性能产生影响,应合理选择;混凝土强度等级对结构的抗震性能影响较大,在实际应用中应在满足规范要求的前提下选择较大的混凝土强度等级。

装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构抗震性能研究

将屈曲约束支撑应用于装配式钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构(简称装配式RCS组合框架结构)中,若处理不当将会产生开合效应并导致相邻梁柱破坏。为有效减轻框架开合效应造成的破坏,提出基于梁端铰接的装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构。在保证关键连接节点力学性能的前提下,设计某9层装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构,采用基于OpenSees软件的动力弹塑性时程分析方法研究结构的抗震性能。结果表明,钢梁腹板开洞的装配式RCS节点、装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑组合节点具有高承载、可装配和震后损伤小等特点,装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构满足抗震规范要求,具有优良的抗震性能;梁-梁间的铰接连接不会影响屈曲约束支撑的耗能效果,且可以改变梁柱屈服机制,保证整体结构高效装配的同时减轻结构塑性损伤,有助于实现结构的功能可恢复。

西安某空间曲面混合框架结构设计与分析

西咸空港综合保税区事务服务办理中心结构高度29m,为不规则空间曲面混合框架结构。采用一系列沿球面经线放射状布置的箱形曲线钢管承重钢肋,实现了建筑空间曲面造型;利用屈曲约束支撑灵活布置的特点,解决了南北建筑不规则平面的刚度不均匀问题;采用金属摩擦摆全向滑动支座,解决了南北建筑独立单元地震作用下相互影响问题。采用YJK和MIDAS Gen软件分别对结构进行小震弹性及中震弹性、中震不屈服分析。结果表明,结构受力性能满足要求,可以达到抗震性能的设计目标。

新型装配式钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁框撑体系振动台试验研究

结合装配式建筑和钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架结构的优点,提出新型装配式方钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框撑体系。为研究该类新型体系的整体抗震性能,设计制作了缩尺比为1/3的6层整体模型,对该模型输入了《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)所建议的多种烈度下的地震激励,获得了其在相应地震激励作用下的结构响应及破坏形态,分析研究了其整体抗震性能、结构失效路径以及连接节点的可靠性。研究表明:1该类结构体系具有"强钢管混凝土柱-弱钢筋混凝土梁"及"强节点-弱构件"的理想失效路径;2梁的破坏点位于工字型钢接头梁段与钢筋混凝土梁段交界位置,距梁柱节点核心区域有一定距离,从而保证了节点核心区域的完整性;3结构部分楼层在强震下会因斜撑失效而形成薄弱层,造成结构响应的放大。

巨型钢框架预应力复合支撑体系性能初探

为研究悬挂式巨型钢框架-预应力复合支撑体系的结构性能,基于工程实际,建立该体系的三维空间模型,运用非线性有限元方法对该结构进行了竖载静力分析、风载静力分析、模态分析以及地震动时程分析,结果表明,新型复合支撑有效改善了巨型梁的竖载受力性能;水平荷载作用下体系侧移曲线总体呈弯曲型,层间侧移曲线则呈现周期性变化;体系存在密集模态成组及特征相似模态成对现象;附加阻尼有效降低了体系地震动反应,还有效克服了悬挂端位移太大的问题。

水泥土复合式支挡结构的机理分析

水泥土复合式支挡结构是一种在水泥土搅拌桩墙体中插入钻孔灌注桩并架设内支撑的新型支挡形式.本文在分析其支挡特点及有限元程序设计的基础上,通过方案设计与其它支挡形式进行了比较,并将之应用到了实际工程中去;理论和实践证明,水泥土复合式支挡结构在控制墙体位移、坑底隆起、周围地面沉降及内支撑拆除后这些指标的变化等方面有其明显的优越性,其造价适中,建议在软土地区基坑工程中进一步推广.

硬化土模型在桩锚与桩撑组合支护深基坑工程中的应用

基于硬化土模型(hardening soil模型),针对一位于昆明市中心复杂周边环境桩锚与桩撑组合支护的城市深基坑工程实例,通过基坑场地土样固结排水三轴压缩试验和固结试验选取了硬化土模型中的参数;采用MADIS/GTS对该基坑工程的开挖支护过程进行三维有限元分析,并将分析结果与m法计算结果、工程实测结果进行了对比。分析结果与m法计算结果、实测数据的对比表明:硬化土模型可用于桩锚与桩撑组合支护深基坑工程的数值分析;利用硬化土模型可得较符合实际的基坑开挖变形规律。

预应力技术在钢结构抗侧体系中的创新与研究

预应力技术具有很强的创新潜力,目前预应力技术已广泛应用于横向结构体系,但在竖向抗侧体系中的研究和应用较少.文中介绍了几种预应力技术在钢结构抗侧体系中的应用.着重介绍巨型钢框架-预应力复合支撑体系,该体系中刚性支撑与预应力拉索组合形成封闭、自平衡的复合支撑系统;对其进行三维有限元模型数值分析,包括竖载、水平风载静力分析及地震动时程分析,结果表明复合支撑有效增加了巨型框架的抗侧刚度,缓解了巨型桁架节点、构件受力集中现象.同时介绍了预应力巨型支撑-钢框架结构、预应力门式刚架及预应力梁柱连接.

中关村金融中心超高层钢结构设计中的关键技术

中关村金融中心超高层钢结构建筑的平面、立面布置复杂。在设计中采用钢框架-支撑结构体系,合理设置钢-混凝土组合结构过渡层。在高层建筑结构设计中首次采用按冶金建筑标准生产的Q345GJ钢材。在避难层采用桁架将竖向支撑连为一体,有效地增大了结构的侧向刚度,减小侧向位移。采用4层高的折线形柱实现建筑立面的变化,相应设置楼层水平桁架以改善折线柱水平分力的传递。采用大位移滑动支座,解决连廊与主楼的变形差异问题。将桩基础改为天然地基基础,方便施工,有效地缩短了工期、降低了造价。

组合钢板耗能器——一种新型耗能减震装置

本文在吸收普通钢板耗能器和Ｐａｌ摩擦耗能器优点的基础上提出了组合钢板耗能器，建立了相应的力学分析和计算模器；通过地震反应分析检验了其减振效果，并与普通钢板耗能器进行了对比。研究结果表明，组合钢板耗能器是一种构造简单、耐久性好、减振效果和经济效果俱佳的抗震装置，具有广阔的应用前景。

双层壳舷间复合阻波托板结构声学设计

为降低双层壳动力舱辐射噪声,对双层壳舷间托板进行阻波设计。基于Poisson-Kirchhoff薄板假设,采用波动理论分析含粘弹性夹层阻振质量板复合阻波特性;将复合阻波技术引入到双层壳托板结构声学设计中,提出了一种高传递损失的复合阻波托板结构。利用有限元、边界元法数值分析新型托板结构连接形式下的减振降噪性能,讨论设计参数变化对双层壳声辐射性能的影响。结果表明:含粘弹性夹层的阻振质量板对振动波具有较强的阻抑作用,采用复合阻波托板能显著降低外壳振动均方速度和辐射声功率,是一种较好的减振降噪方法。

广州合景大厦圆钢管混凝土柱与钢支撑框架组合结构设计

介绍了广州合景大厦所采用的结构体系,计算分析,设计难点,特殊构件分析,逆作法方案设计,基础选型以及经济性分析等关键问题。对结构进行了计算分析,结果表明,各项指标符合规范要求,结构设计合理。

改进的杆系有限元法在预应力锚杆复合土钉支护中的应用

为合理计算分层支护结构的内力及位移,以预应力锚杆复合土钉墙为研究对象,考虑分步开挖的施工过程及预应力施加对支护结构内力及变形的影响,将规范中的杆系有限元法进行改进,使其适用于柔性结构,提出一个考虑结构与土体相互作用的土压力计算模型,并编写了计算程序。将计算结果与工程实测数据进行了对比,证明采用该方法计算柔性支护的水平位移及构件轴力较为合理。

型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)施工技术

于家堡金融区起步区项目03-15地块工程附楼存在大量型钢混凝土组合结构空间分叉柱(撑)形式。施工中,对该结构进行了合理分段,采用计算机辅助设计软件进行了深化设计,以及在测量、钢筋、模板、混凝土等关键工序运用了科学的施工技术,保证了施工质量与安全,达到了设计预期目的。

巨型钢框架复合支撑体系的拉索预拉力预估理论

如何确定拉索预拉力是巨型钢框架-预应力复合支撑体系的关键问题。首先基于拉索作用建立拉索预拉力的确定准则,然后依据简化的弹簧模型,详细推导了竖向荷载和预拉力作用下,复合支撑内力增量方程,最后基于预拉力确定准则和结构变形叠加原理建立了拉索预拉力的确定理论。研究表明,拉索预拉力应确保竖向荷载作用下复合支撑内力增量平衡,并确保最不利工况下拉索具有剩余拉力;拉索预拉力必须从顶部大层往下逐层求解;建立的预拉力确定理论可为巨型钢框架-预应力复合支撑体系的初步设计及定性评判奠定理论基础。

吴江绿地中心超高层塔楼结构设计

吴江绿地中心超高层项目塔楼建筑高度为358m,核心筒从33层酒店中庭开始起分为独立的两个部分,结构体系创新独特,给结构设计带来新的挑战。对该超高层塔楼的主要结构特点进行了详细阐述,介绍了其结构设计的主要过程以及相关抗震设计方法,重点关注了抗震设计过程中的概念设计,解决了加强层设计、交叉支撑设计以及塔冠结构设计等重点问题。分析结果表明,该超高层塔楼结构可满足预定的抗震性能目标,各项结构分析指标均能满足现行规范要求,加强层及交叉支撑等特殊构件受力合理,具有一定的安全储备。

巨型钢框架复合支撑体系拉索直径确定方法

拉索直径的确定是巨型钢框架预应力复合支撑体系的关键问题之一。通过分析水平荷载下预应力复合支撑的力学机理,找出了拉索直径的决定因素,基于此提出其取值准则,并通过理论推导最终建立拉索直径的确定方法,进一步通过基于工程实际的数值算例进行了验证。反对称荷载下的不平衡,只能采用反对称手段调平,巨型钢框架预应力复合支撑体系拉索直径由水平荷载决定,以复合支撑内力平衡为取值准则。建立的影响系数迭代调平方法确定拉索直径能够考虑上下层之间的相互影响,具有良好的精度和可操作性。

高强钢组合K形偏心支撑结构的结构影响系数和位移放大系数研究

高强钢组合K形偏心支撑结构是指耗能梁段采用普通钢材(如Q345钢),而框架梁、柱采用高强度钢材(如Q460钢)的结构。耗能梁段在大震作用下剪切屈服耗散能量,而梁柱构件基本处于弹性受力状态,保证地震作用下的塑性变形仅集中于耗能梁段。结构影响系数R是基于性能的抗震设计方法中至关重要的部分,R取值合理是结构抗震性能设计的关键。我国2016版《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中隐藏了结构影响系数的概念,且对所有的结构体系取统一值,显然不尽合理。通过基于性能的抗震设计方法分别设计了结构层数(5层、10层、15层、20层)与耗能梁段长度(900 mm、1000 mm、1100 mm、1200 mm)各不相同的高强钢组合K形偏心支撑结构,分别采用静力非线性推覆分析法(Pushover分析法)和增量动力分析方法(IDA方法)模拟出不同结构模型的底部剪力-顶点位移曲线,将性能曲线转化为可与设防地震需求谱和罕遇地震需求谱相交的能力谱曲线,进而计算出结构影响系数R和位移放大系数Cd,分析结构层数与耗能梁段长度对性能系数的影响。最后,对比所有模型结构使用两种计算方法所得的性能系数值,提出各性能系数的建议取值,为高强钢组合K形偏心支撑结构的抗震设计提供建议。