Research on the structural design and the shock-resistant performance of the steel beam-concrete column frame structure

The steel beam-concrete column(RCS)frame structure is composed of the reinforced concrete columns and the steel beams,which is a composite structure with the superior performances.This kind of the frame structure has been rapidly developed and widely used in the field of the civil engineering because of its high building applicability,the fast construction speed,the low cost of the foundation and the good mechanical properties.Various kinds of the large-span,heavy-load and high-rise buildings emerge in endlessly,and the requirement for the structural performance is becoming higher and higher.The reinforced concrete column-steel beam composite frame structure is a high-performance structural system with the broad development prospects in China because of its good mechanical performance,durability,fire resistance and the building use space.

铰接方钢管组合异形柱框架抗震性能研究

为解决村镇住宅体系存在的装配式程度及标准化程度较低、现场焊接工作繁多、室内建筑面积浪费等问题,提出了一种铰接方钢管组合异形柱框架体系。该体系中异形柱采用3根空钢管通过钢板与加劲肋组合而成的L形柱,梁柱节点为腹板螺栓连接的铰接节点。通过拟静力试验对该体系的抗震性能进行研究。研究结果表明:相比于铰接钢管混凝土组合异形柱,铰接空钢管组合异形柱框架体系先于梁端出现转角,最后破坏模式为柱脚破坏,具有更优良的抗震耗能和更缓慢的强度与刚度退化,并通过对比刚接节点和铰接节点的骨架曲线,发现节点刚接程度对结构整体的抗侧刚度影响较大。

窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系的抗震性能

针对钢结构住宅凸梁、凸柱和抗侧刚度不足的问题,提出一种新型窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系;通过与传统H形钢柱-平钢板剪力墙体系进行对比,确定内嵌波纹钢板布置方式,采用ABAQUS软件建立所提出体系的有限元模型,对所提出体系的抗震性能进行分析,探讨外部框架截面形式与布置方式、波纹钢板厚度与剪跨比等对所提出体系的抗侧承载力、耗能能力和塑性变形能力的影响。结果表明:所提出的体系具有较大的抗侧承载力和较强的耗能能力、塑性变形能力,极限抗侧承载力为设计值的1.73倍,具备一定的安全储备;横向布置的波纹钢板能有效减小其作用于框架梁柱的荷载;采用十字形异形柱使所提出的体系有更强的塑性变形能力;所提出体系中的异形柱偏肢宜沿剪力墙面内方向布置,内嵌波纹钢板厚度宜取为3~5 mm,剪跨比宜控制在1.25左右。

超高层异形爬架综合施工技术研究

杭州西站TOD项目超高层建筑外立面轮廓线先外扩再内收,为此采用了异形爬架,通过两阶段垂直爬升和内收俯爬进行作业。本研究介绍了异形爬架的主要特点,明确爬架断面分区、机位布置,分析解决爬升流程技术要点和难点。给出爬架附着支座在悬挑板上的计算校核;结合爬架外扩内收的结构变形,通过定型化防护网搭接解决扇形空隙防护区域,并设置防倾构造保障架体安全,可为同类工程施工提供参考。

“两墙合一”深基坑工程设计与技术创新

北京CBD核心区某项目基坑深度36m,因受场地空间限制,采用“两墙合一”+内支撑支护体系,在实现基坑挡土、止水功能的同时完成了地下结构外墙施工。为提高工程质量和施工效率,针对地连墙与主体结构的连接、槽段接头处理方式、有限空间导墙结合近接建筑物预换撑等方面进行了技术创新,取得了较好的工程效果,可供类似工程参考。

异形塔混合结构斜拉桥设计参数对成桥状态的影响研究

为研究异形塔混合结构斜拉桥相关设计参数对成桥状态的影响,进而支撑该类桥梁优化设计及施工质量控制,以某跨径组合为(2×30+2×60+2×30)m的异形塔混合结构斜拉桥为依托,建立空间有限元模型,研究主梁容重、主梁刚度、环塔刚度、拉索弹性模量、拉索初拉力、温度等参数对主梁线形、环塔线形、成桥索力的影响规律。结果表明:主梁容重、温度、拉索初拉力对成桥主梁线形的影响明显,其中,主梁容重对成桥主梁线形影响最大,其次为温度、拉索初拉力;温度、环塔刚度、拉索初拉力对环塔线形的影响明显,温度的影响最大,环塔刚度、拉索初拉力次之;拉索初拉力、温度对成桥索力的影响最为明显。

常德高铁站房结构设计

常德高铁站是常益长正线线路上的重要站点,站房分为下部混凝土结构和上部钢屋盖。屋盖采用Γ形刚架作为主要支撑结构,一方面斜柱有效地增加了结构的抗侧刚度,另一方面也与桃花盛开的建筑意象相契合,其结构形式经历了立体三角形桁架、箱桁结合实腹梁、箱形实腹梁3轮方案的推敲演变。针对天窗区域连系桁架拱形下弦的矢高取值,采用Grasshopper+SAP2000联动程序进行自动化参数找形,得到结构受力性能和建筑空间效果均优的平衡点。通过ABAQUS壳单元模型与SAP2000杆单元模型的对比分析,验证了利用SAP2000截面设计器对变截面的异形截面构件分析的准确性,同时对Γ形刚架进行了弹塑性极限承载力分析,结果满足要求。Γ形刚架形态舒张有力,结构受力合理,实现了建筑与结构的完美结合。

深圳京基东滨时代大厦超限高层塔楼结构设计

深圳京基东滨时代大厦塔楼为框架-核心筒结构,结构高度194.35m,属于超B级高度的超限高层建筑,四角及南北两侧均设有L形墙或一字形墙与框架梁平面外相接。为满足建筑功能需求,2层取消了大量楼板和外框架与核心筒相连的框架梁,形成跃层柱。41层东西两侧外框柱均往内收进,需设置托柱转换梁。以上难点增加了结构设计难度。采用性能化设计,有针对性地对关键部位采取相应的加强措施,并对特殊部位进行专项分析,如L形墙或一字形墙等特殊墙体、跃层柱、托柱转换梁等。通过弹塑性动力时程分析考察整体结构的抗震性能。计算结果表明:该结构抗震性能均能达到设计的预期目标。

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。

龙凤山气田火山岩地层个性化PDC钻头设计与应用

长岭断陷龙凤山气田主力储层主要分布在火山岩发育的营城组和火石岭组。储层岩石石英含量高、研磨性强,导致机械钻速低、单只钻头进尺短,大幅增加了起下钻换钻头等非生产时间,严重制约钻井提速。本文通过开展岩石力学实验研究,利用测井资料建立并修正岩石力学剖面,开展了异型PDC齿研发和钻头切削结构设计优化,研发出一种适合该区块火山岩地层的6刀翼异形齿PDC钻头,现场应用3井次,较其他普通PDC钻头平均进尺提高42.2%,平均机械钻速提高36%,提速降本效果显著。

南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

异形钢结构屋面参数化设计方法研究

参数化设计作为BIM建模应用阶段必须考虑的一个环节,能够大幅提升模型生成和修改速度,从而提高建模效率和工作质量。其中,异形钢结构屋面BIM参数化设计作为一类典型的BIM参数化技术应用案例,尤为突显异形建筑形体建模的难度。本文以某体育场作为工程案例,基于Grasshopper可视化编程环境建立一种异形钢结构屋面快速建模方法,实现了参数化设计在实际项目中的应用可行性。结果表明:通过Grasshopper可视化程序编写薄壁圆管截面和H型钢截面构件生成程序经组合后,在该程序内直接拾取不同图层的节间线段进行构件位置定位以及生成拉伸路径,能够快速生成异形钢结构屋面模型,降低建模时间,提高构件尺寸调整效率。在方案设计阶段,该种方法具备很高的实用性。

Tekla Structures在异形钢结构中的应用

随着建筑技术发展与社会进步,钢结构建筑应用广泛,人们对建筑外形要求越来越高,建筑设计中逐渐出现非常规性钢结构。本文主要介绍目前在钢结构工程中应用最广泛的Tekla Structures软件,阐述其主要功能和优势,并具体分析该软件在深化设计异形钢结构中的应用方式。

临沂金水湾二期超高层结构设计

临沂金水湾二期超高层项目结构高度153.3m,属于高震区超高层超限结构,地上结构采用钢管混凝土框架⁃钢筋混凝土核心筒混合结构,塔楼外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。采用YJK和ETABS两种软件对主塔楼结构进行了弹性分析,并采用PERFORM⁃3D软件进行了动力弹塑性分析。从结构体系、性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述,并对梭形超高层建筑的斜柱设计要点、环带桁架、底层分叉柱以及结构动力弹塑性四个方面进行了详细分析、介绍,最后给出了上述要点的计算结论和构造建议。

预制空腔柱在装配式混凝土框架结构中的应用研究

装配式建筑是以设计标准化、生产工业化、施工装配化、管理信息化为特征,集设计、生产、施工为一体,实现了建筑节能、环保、缩短施工周期等问题,同时也适应了建筑业“四节一环保”和“两提两减”的要求,目前积极推广应用装配式建筑、发展装配式建筑已经成为推动社会经济发展的国家发展目标。

带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖参数化建模方法研究

本文以某项目带双曲变截面梁的异形钢结构屋盖为例,分别阐述了Revit软件和Grasshopper插件创建双曲变截面梁的建模机理,并借助工程案例,验证了Grasshopper程序进行快速建模的可行性。结果表明,通过Grasshopper程序拾取三维线型模型进行分段,并以输入角点坐标的形式创建2种截面形状尺寸后,将梁截面曲线分别垂直放置于分段后的3组线段上,利用放样命令和布尔差集命令能够快速、批量地生成异形钢结构屋盖模型,大幅提升建模效率,节约了大量的模型修改时间,具备较高的实用性。

谈三维坐标法在钢结构异形项目中的应用

三维坐标法在异形钢结构项目中的应用,极大地提高了深化设计、制造和安装的精确度与效率。文中主要探讨三维坐标法在钢结构异形项目中的应用,包括其基本原理、应用优势以及实际案例分析。通过三维坐标法在工程中的应用研究,进一步阐明其在现代钢结构工程中的重要性和应用前景,为相关领域的工程师和研究人员提供实用的参考与支持。

大跨长联V形墩连续刚构桥方案构思与总体设计

昌南大桥跨越赣江,主桥采用跨径组合(75+165+180+180+165+75)m的混合梁V形墩连续刚构桥,桥长840 m,双幅桥宽37.5 m。V形墩刚构桥因结构轻盈、外形美观、跨越能力较强、刚度较大、行车舒适、便于养护等特点,在城市景观桥梁建设中得以广泛应用,介绍国内主跨跨径及联长最大的混合梁V形墩刚构桥的构思、总体方案设计、桥梁结构设计和施工。

跨临港大道景观桥的结构设计与计算分析

异型拱桥因其姿态多变,在城市景观桥梁建设中应用较多。跨临港大道景观桥采用横向非对称、纵向偏态拱型式,主跨130 m,主梁为分体双箱弧形梁,中间以横梁联系。文章对其结构设计、施工控制和计算分析做全面介绍,总结了该类桥梁的结构特点和受力特性,并提出了改善其受力性能的方法,可为类似项目的设计提供有益的参考。

曲线主梁异形拱肋桥梁结构体系设计及受力分析

景詹沙河大桥位于江苏省溧阳市天目湖景区,全长248 m,跨径布置80 m+123 m+45 m。大桥采用异形拱曲梁协作结构体系,曲线梁、异形拱和扇形空间索面共同形成古琴造型,整体造型简洁新颖,突破了传统拱桥外形。文章阐述了大桥主体结构设计,结合有限元计算模型,对结构体系进行比选,最终确定采用拱墩分离的结构体系。经验算,结构安全满足设计要求,可为类似桥梁的设计与施工提供借鉴和参考。