金阳河特大桥超高桥墩设计关键技术

金阳河特大桥主桥为(106+2×200+115+40)m连续刚构桥,位于高山峡谷地带,桥址处50年超越概率10%地震烈度7.7度,5~7号主墩分别高113、196、182 m。针对横桥向抗震响应突出且墩高差异大的特点,主墩采用钢管混凝土组合墩,对墩高较大的6号、7号主墩横桥向双侧放坡,各主墩顺桥向尺寸保持恒定以方便施工,梁端设置粘滞阻尼器以实现顺桥向耗能减震;各主墩刚度经匹配设计,控制截面的地震响应达到合理比例。主墩为外包混凝土的四肢钢管混凝土柱及柱间腹板形成的箱形构造,竖向每间隔12 m设置1道钢筋混凝土横隔板;墩梁固结采用钢管混凝土柱置于主梁0号块腹板外侧的连接构造,钢管混凝土柱与承台连接采用承压板+PBL剪力键的构造。大桥整体结构计算结果表明:持久状况和E2地震作用下,钢管混凝土组合墩满足承载能力极限状态要求,主墩墩顶水平位移小于规范规定的变形容许值。主墩施工先安装钢管骨架,再采用液压爬模工艺施工钢管外包层和柱间腹板,研发了多点同步重型提升系统代替大型塔吊,以降低高空作业安全风险,节省施工费用。

不同承台结构形式对大跨刚构桥抗震性能的影响分析

为探究高烈度区不同承台结构形式对大跨预应力混凝土连续刚构桥梁抗震性能的影响,以某座108 m+188 m+108 m双幅双肢薄壁墩连续刚构桥为工程背景,采用时程分析方法对该桥进行三向激励,对比研究纵联横离式、纵联横联式、纵离横离式、纵离横联式共4种承台结构形式对两幅桥墩柱和桩基内力、位移动力响应的影响。结果表明:采用纵离的承台形式在纵向地震下,桩基内力需求降低了30%~70%,墩柱内力需求降低了26%~33%,且与纵联的承台形式相比,桩身拉力减少较多;采用横联的承台形式在横向地震下,桩身轴力需求降低11%,且基本不存在拉力,桩基和墩柱的内力响应虽分别增大30%和16%,但与纵向减小量的相比,增加幅度较小。因此,为提高特大桥全寿命周期的安全性和经济性,对于以地震响应为控制设计核心要素的高烈度区大跨连续刚构桥梁,建议采用纵离横联式的承台结构形式。

轻钢结构住宅支撑体系抗震性能研究

目的为了分析轻钢结构支撑体系对结构在不同地震烈度和场地土条件下的抗震性能影响,并通过布置不同形式的支撑以提高结构的抗侧移刚度.方法利用同济大学MTS多高层设计软件,采用楼盘平面布置中的一个单元,建立H型钢框架支撑体系模型,计算出结构的最大层间位移和上部结构的平均用钢量.结果在7度第1、2、3、4类场地土条件及8度1、2类场地土下适合布置柱间中心支撑以提高结构的抗侧移刚度控制结构的侧向变形;8度3、4类场地土条件下不适合布置中心支撑宜采用偏心结构支撑以提高结构的耗能吸能能力.结论在多层住宅应布置支撑以提高结构的抗侧移刚度,并当横梁刚度不大时支撑采用十字交叉支撑,当刚度很大时,宜采用人字型支撑.

重组竹框架结构的设计

通过对纵横向跨度均为9 m的两层重组竹框架结构的设计方法进行研究,提出了运用国内经过论证的PKPM软件对重组竹框架结构进行设计的一种方法。经过两年建成使用的实践论证,该设计方法安全可靠,能满足房屋对建筑结构的功能要求。该设计方法的提出将对重组竹的推广应用有一定的促进作用,从而起到保护森林环境,开发利用绿色、生态、环保、低碳的新型建筑结构材料的效果。

关于钢结构抗震存在的问题及建议

本文探讨了目前钢结构抗震设计中存在的两个主要问题:其一是钢结构的地震作用,由于多高层钢结构房屋被列入“建筑抗震设计规范”(GB50011-2001)中时没有考虑钢结构延性好和弹性阶段阻尼比较小的特点,使得钢结构地震作用偏大,用钢量偏高;其二是钢结构承载力抗震调整系数对梁和焊缝的规定与焊缝强度高于母材强度的实际情况不符,造成设计困难。本文对现行抗震规范、“建筑工程抗震性态设计通则”和美国UBC规范的地震作用进行了分析比较,提出按照耗能能力将钢结构体系分为四类,在此基础上引入结构体系调整系数,对每类结构的地震作用取值给出建议。针对梁柱刚性连接,从抗震设计原则出发,对7、8和9度区分别建议了适合采用的连接形式,并给出了小震和大震下的设计验算公式。

钢管节点性能化设计的研究现状与关键问题

钢管结构对大跨度公共建筑与中高层建筑来说是一种具有较强性能优势和广泛应用前景的结构形式。虽然钢管节点的静力与疲劳性能研究已经取得较多成果,但与大型结构工程实践提出的要求相比,仍存在许多不足。以性能化设计这一当代结构设计理念的发展趋势为背景,对国内外有关钢管节点力学性能的研究成果进行评述,指出目前主要的不足在于节点刚度评价准则的不完备、节点抗震与抗火性能研究的缺乏。在阐明基于结构整体行为的节点性能化设计概念的基础上,提出钢管节点性能化设计研究应该包括节点性能指标的确定和计算、节点分类准则的建立和考虑结构整体与局部相关性的设计方法的建立等内容。并进一步指出和探讨该研究领域需解决的若干关键技术问题。

兰州小砂沟大桥设计

兰州小砂沟大桥主桥为(57+2×100+57)m连续刚构桥。主梁采用波形钢腹板-混凝土组合箱梁,双幅单箱单室断面。波形钢腹板采用1600型波形钢板,与顶、底板分别采用双PBL剪力键和L200角钢连接键连接。纵向预应力筋分为体内束和体外束2种。下部结构采用由左右幅桥墩柱、承台及系梁组成的框架式结构,钻孔桩基础。主桥边跨简支端及引桥设置高阻尼橡胶支座,桥台处设置粘滞阻尼器,交接墩上设置速度锁定器。主桥采用悬臂现浇施工方案,并将边跨不对称段及合龙段处的波形钢腹板改造成临时吊篮,合龙顺序为先中跨后边跨。采用MIDAS Civil 2011进行静力及抗震计算,结果表明该桥各项指标均满足规范要求。

钢结构房屋中框架梁柱刚性连接节点的设计

钢结构房屋中的梁柱刚性连接节点有全焊接刚性连接节点和栓焊刚性连接节点两种,地震区的刚性连接节点设计要满足多遇地震下弹性状态的承载力要求和罕遇地震下弹塑性状态的承载力和变形要求。大震下刚性连接节点的脆性破坏除了质量缺陷外,还有焊接工艺、焊接方法、节点形式和焊接材料等方面的原因。设计应选取合适的节点类型,严格控制不同部位的焊缝质量等级以保证焊接连接的质量。

大连某超高层框架-核心筒-伸臂结构整体设计

大连某超高层建筑塔楼大屋面高249.4m,建筑顶高度为267.6m,采用框架-核心筒-伸臂结构,外框柱为钢管混凝土柱。通过分析该结构的基础设计、体系特点、抗震性能化设计原则、整体弹性计算结果、罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,着重阐述了设计中的关键问题:桩筏基础的设计要点,内埋型钢的混凝土核心筒加强原则、加强层的设计以及矩形钢管混凝土外框柱设计。

西安环球贸易中心1#楼结构设计与分析

西安环球贸易中心1#楼,建筑总高度299.75m,采用框架-核心筒-带加强层组合结构体系,是具有扭转不规则、楼板局部不连续、竖向刚度突变等不规则项的超B级高度的高层建筑。为了提高结构刚度,沿建筑物高度均匀设置了3道伸臂桁架加强层,未配套采用环桁架。根据规范要求,采用两种不同力学模型软件SATWE和MIDAS Building,进行了小震弹性对比分析;采用MIDAS Building进行了小震弹性时程分析。并根据设定的抗震性能目标,对主体结构主要部位和关键构件进行了性能化设计。根据本项目的特殊性,结合规范要求,进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。计算和分析结果表明,各项指标均符合设计要求,结构及构件均能够达到预设性能目标,结构体系合理,安全可靠。

设置变刚度加强层的框架-核心筒结构抗震性能研究

针对框架-核心筒并设置加强层结构的特点,提出变刚度加强层的结构形式,并对设置等刚度加强层和变刚度加强层2种伸臂形式的结构进行弹性地震反应分析及静力弹塑性分析,对设置加强层结构的侧移、主要受力构件内力、结构塑性铰出现的位置和次序进行了分析。结果表明,变刚度加强层可以缓解高层建筑设置加强层后产生刚度突变带来的一些问题,并可以保证结构在罕遇地震下,加强层首先屈服,即满足"强筒体弱伸臂"的抗震设计要求。

深圳大百汇主塔楼结构设计与分析

深圳大百汇主塔楼高度为375m,超高层主塔楼是集办公、酒店、公寓和商业为一体的综合体,结构体系采用带伸臂桁架与腰桁架的钢管混凝土柱-钢梁框架-核心筒混合结构体系。塔楼建筑立面呈纺锤形,外框柱沿曲线布置而形成一系列的斜柱。介绍了主塔楼结构方案的确定方法及结构设计重点,描述了曲线布置的斜柱体系对抗侧刚度的提高效应、伸臂桁架的选取及优化、斜柱引起钢梁水平轴力的计算方法,基于性能抗震思想对结构及构件进行大震性能评估。结果表明塔楼整体刚度与构件满足抗风与抗震的性能要求。

首旅大厦结构设计

首旅大厦是集首旅总部办公及5A级高档写字楼、3星级饭店为一体的综合性建筑,建筑平面、立面较为复杂,结构体系为型钢混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构总高度114.49m。本文主要介绍首旅大厦上部结构、地基基础设计要点,一方面介绍超限结构设计的主要问题和解决方法,以及抗震性能化设计;另一方面介绍核心筒和外围框架柱之间,以及高层建筑与相邻裙房之间沉降差异的控制等问题。

温州鹿城广场低烈度台风区超高层塔楼结构设计

温州鹿城广场超高层塔楼位于沿海低烈度台风高发区,采用框架-核心筒-伸臂桁架(环带桁架)结构体系,外框架为型钢混凝土柱和钢梁、混凝土梁,与钢筋混凝土核心筒组成双重抗侧力体系;塔楼采用嵌岩超长桩与非嵌岩短桩组成的长短桩基础。针对项目特点和超限情况,介绍了结构选型及布置,并进行了抗风设计、小震弹性分析、大震弹塑性分析、施工模拟分析及关键节点有限元分析等。分析结果表明,核心筒采用斜墙方式收进,可增加使用面积提高经济效益,并避免结构刚度突变引起的内力集中;在沿海低烈度台风多发区,必须重视针对风荷载的建筑体型优化;风荷载起控制作用时,可将设防烈度提高1度进行罕遇地震弹塑性分析,以寻找结构薄弱部位及可能的破坏类型并予以加强。

郑州国际金贸港三塔连体超限高层抗震设计

郑州国际金贸港为三塔连体超限高层,根据各塔平面布置非轴对称的特点,确定两个连接体分别采用刚性连接和柔性连接的方案;针对结构的超限内容,设定合理的抗震性能设计目标;采用两种软件对结构进行多遇地震弹性计算及弹性时程分析;对结构的关键构件进行设防地震、罕遇地震等效弹性分析;对三塔连体结构进行罕遇地震动力弹塑性时程分析,揭示结构薄弱部位,评价结构整体的承载力能力和变形能力;对连接体关键节点进行应力分析;对连接体的楼板进行罕遇地震下抗剪承载力验算;根据计算结果提出相应的抗震加强措施。

楼板假定对于平面凹进框剪结构抗震计算的影响

为研究刚性楼板假定对框架剪力墙结构抗震计算结果的影响,本文采用midas gen软件对某高层商用公寓楼进行抗震分析,分别采用刚性楼板假定和弹性楼板假定模型。计算结果表明,在小震弹性工况下,两种假定下计算结果差异不大,但在罕遇地震下,刚性假定分析结果偏向于不安全,高估结构在弹塑性阶段的抗侧刚度,应慎用刚性楼板假定。

对结构体型收进建筑的分析和设计探讨

分析了结构体型收进与侧向刚度不规则的关系,介绍了结构体型收进的几种类型,并探讨了结构体型收进对建筑设计的影响,指出建筑工程中应针对不同的体型收进特征进行抗震设计,以有效减小地震灾害。

中庭结构的抗震设计

本文结合工程实例 ,对中庭结构的受力特点进行分析。采用了三维空间杆系分析程序和壳元板元的空间有限元分析程序 ,经过比较 ,得出了壳元模拟弹性楼板计算方案 ,对中庭结构体系的分析更为合理的结论。本文为大型商业建筑中庭的结构布置及其计算程序的选用提供参考。

浅谈多层砖混结构房屋的抗震设计

从合理选择建筑物平、立面形状,合理布置纵墙和横墙,有效设置房屋圈梁和构造柱等方面论述了多层砖混结构房屋的抗震设计要点,并提出相关质量保证措施,从而保证建筑质量,以最大限度地减少灾害给人类造成的损失。

多跨连续V型刚构桥桥墩设计分析

以潍河大桥为例,介绍了V型连续刚构桥桥墩的设计构思及特点,重点分析了在地震作用下V型桥墩叉角角度变化和桥墩墩身形式变化对结构内力分配的变化。