9度抗震设防区某54m钢管混凝土束剪力墙结构性能研究

钢管混凝土束剪力墙结构是一种新型装配式钢结构住宅体系,因在设防烈度9度地区应用钢管混凝土束剪力墙结构的经验不足,目前的《钢管混凝土束结构技术标准》(T/CECS 546—2018)中该体系的适用范围尚未纳入9度抗震设防区。以某高层住宅项目设计案例为背景,通过有限元分析与试验结果对比证明分层壳元可以较好地模拟钢管混凝土束剪力墙在罕遇地震作用下的弹塑性性能,采用结构抗震性能化设计方法对钢管混凝土束剪力墙结构在9度抗震设防区的结构性能进行了研究。结果表明通过适当加厚重要部位的钢管混凝土束剪力墙钢板厚度,该体系可用于9度抗震设防区。

9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能影响因素分析

钢管混凝土束剪力墙是一种新型双钢板-混凝土组合剪力墙。以某9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构为原始算例,采用动力弹塑性有限元分析方法,分别以最大层间位移角,结构底层总剪力、轴压比、最大弯矩和剪力,混凝土损伤和用钢量为评价指标,研究了钢管混凝土束剪力墙厚度、钢板厚度、端部腔体钢板厚度、混凝土强度等级和结构整体高宽比等因素对9度抗震设防区钢管混凝土束剪力墙结构性能的影响规律,结果表明增加钢管束端部腔体钢板厚度和提高钢管束内混凝土强度等级是提升钢管混凝土束剪力墙抗震性能的最有效措施,9度抗震设防区不宜仅通过增加墙体厚度对钢管束墙体进行加强。

水墨江南项目钢结构设计介绍

简单介绍了襄阳水墨江南钢结构项目工程概况、结构体系、基本结构构件形式和节点形式及部分计算分析思路和结果,可以作为钢管混凝土束剪力墙结构体系运用在住宅项目中的典型案例。此项目将钢结构和混凝土结构进行对比,钢结构具有明显优势。在国家大力倡导绿色建筑的今天,政府对住宅工程装配率有了强制要求。钢管混凝土束剪力墙结构体系不仅能大大提高装配率,实现设计生产一体化,还能优化结构布置,提高建筑面积使用率。未来住宅工程势必会越来越广泛地采用这种设计生产一体化的钢结构体系。

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

圆钢管混凝土边框剪力墙抗震性能试验研究

圆钢管混凝土边框剪力墙是在普通混凝土剪力墙基础上研发的一种新型组合剪力墙。其将圆钢管混凝土柱和普通混凝土剪力墙进行了优势组合,形成多道抗震防线。为了解该组合剪力墙的抗震性能,进行了3个1/5缩尺试件的低周反复荷载试验,其中包括1个圆钢管混凝土柱框架结构、1个普通混凝土剪力墙和1个圆钢管混凝土边框剪力墙。在试验研究基础上,分析了圆钢管混凝土边框剪力墙的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能能力及破坏特征。研究表明:圆钢管混凝土边框剪力墙的抗震性能比普通混凝土剪力墙显著提高,且其承载力、抗震耗能能力均高于圆钢管混凝土柱框架和普通混凝土剪力墙承载力、抗震耗能能力之和,可用于高层和超高层建筑的抗震设计。

装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙抗震性能试验研究

提出装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙新型结构体系,包含装配式梁柱连接、装配式柱柱拼接和装配式框架-剪力墙连接技术方案,可实现结构体系的全螺栓装配式连接。为研究所提装配式体系的抗震性能,开展3榀1:2缩尺模型拟静力试验,得到各试件的破坏模式、滞回曲线、位移延性等性能参数。发现3个模型均表现出良好抗震性能,最大层间位移角均超过4%,位移延性系数均超过4。框架-梁端连接钢板剪力墙(BSW)的破坏过程为:BSW屈曲后形成明显的"拉力带",随后BSW在与框架的连接处发生撕裂,最后框架在梁柱节点和柱底区域形成塑性铰。试验结果表明:BSW先于框架发生破坏,可为框架提供第一道抗震防线,框架则为第二道;BSW可有效提高框架结构的承载力、刚度和延性,且提高的幅度与BSW的个数呈近似线性关系;所提BSW与框架的装配式连接可靠,可保证BSW与框架在整个加载过程中的协同工作能力,进而促使BSW的性能得以充分发挥。系列试验结果为所提新型装配式复式钢管混凝土框架-梁端连接钢板剪力墙结构体系的抗震设计提供依据。

钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构反应修正系数分析

钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系(CFST-CSPSW)具有良好的延性和耗能能力,在实际工程中具有很好的应用前景。文章采用Open Sees有限元软件建立了CFST-CSPSW结构体系分析模型,基于增量动力时程分析法(IDA法),评估了CFST-CSPSW结构体系的抗震性能,分析了结构层数、跨数、自振周期等参数对结构性能参数的影响规律。研究表明:钢管混凝土框架-钢板组合剪力墙结构体系是一种抗震性能优越的双重抗侧力结构体系,其结构反应修正系数R和位移放大系数C_d随结构自振周期、层数、跨数的增大略有减小,结构性能系数变化趋势均随结构高度的增大逐渐减小趋于平缓。基于本文分析模型,提出了钢管混凝土框架-两边连接钢板组合剪力墙结构体系的结构反应修正系数R平均值为3.27,位移放大系数C_d平均值为3.05,为基于性能的组合结构体系设计提供参考。

钢管混凝土结构抗震性能的比较研究

分别对钢管混凝土柱及钢筋混凝土柱的高层框架—剪力墙结构进行了抗震性能对比计算,从理论上分析比较了两种结构的动力特性、小震作用下各自的地震反应,综合评定了钢管混凝土结构的抗震性能,为该结构的设计提供了参考数据。

装配式钢管混凝土组合剪力墙变形性能分析

通过3片装配式钢管混凝土组合剪力墙模型试验,研究了装配式钢-混凝土剪力墙的变形性能与破坏形态。对墙体纵向分布筋、钢管根部及混凝土应变进行分析,试验结果表明:在钢管屈服前,墙体混凝土应变基本呈线性分布,符合平截面假定,墙体表现出较好的变形能力;在钢管屈服后,底部墙体横截面混凝土应变差别较大,比较钢管与混凝土的平均应变,可得出其应变变化规律相似,说明钢管与混凝土的组合结构连接较好,没有发生相对滑移。

珠西金融中心结构设计中的关键技术研究

珠西金融中心1#综合楼结构总高度为336m,地上70层,地下3层,因核心筒截面尺寸限制,建筑单向体型收进较大,此外还存在地基承载力偏低以及沿海风压较大等设计难点,采用了一种新的带加强层的钢管柱框架-排钢管钢板混凝土剪力墙核心筒结构体系。重点介绍了新型的排钢管钢板混凝土剪力墙截面构造形式及与墙、梁、板的连接节点,超高层基础设计及沉降控制,环形加强带设计,关键节点(钢筋混凝土梁-钢管柱连接节点以及分叉柱节点)的设计。计算结果表明,关键节点符合规范及安全性验算的要求。

钢管束剪力墙约束下砌体结构推覆试验研究

设计制作2个具有不同边缘构件的钢管束剪力墙-砌体结构试件,并开展试验研究.利用精细化有限元模型,分析2种边缘构件下的钢管束剪力墙-砌体结构在水平荷载作用下的力学行为,并与试验结果进行比较,验证有限元模型的可靠性.对砌体结构的2种等效简化模型进行适用性分析.试验和理论分析结果表明,当以钢管束剪力墙作为边缘构件时,砌体结构破坏过程表现为其先与周边约束脱开,砌体结构内部形成斜裂缝后破坏.砌体结构具有明显的斜撑效应.相较于单压杆模型,选用合适参数的三压杆模型可以准确反映砌体结构在侧向荷载作用下的受力特征.

钢管混凝土框架—剪力墙结构的地震响应分析

对钢管混凝土柱的高层框架—剪力墙结构进行地震响应计算,从理论上分析了结构的自振特性、罕遇地震作用下各自的地震反应,综合评定了钢管混凝土结构的抗震性能,为该结构的设计提供了参考数据。

带分离式软钢耗能器开缝组合墙核心筒结构抗震性能研究

为了控制剪力墙尤其是核心筒剪力墙由于高宽比较小,地震作用下剪力墙底部损伤严重,提出带分离式软钢耗能器开缝组合墙,研究表明带软钢耗能器开缝组合墙是以弯曲破坏为主、延性较好的抗侧力构件。以一典型框架-核心筒高层结构为研究对象,以带软钢耗能器开缝组合墙替代部分传统剪力墙,从结构整体响应、构件材料损伤、结构耗能、地震易损性等方面对比组合墙结构与传统低矮剪力墙结构的抗震性能差异。分析结果表明:带软钢耗能器开缝组合墙核心筒结构与普通核心筒结构抗侧刚度相当。强震作用下,与普通剪力墙核心筒结构相比,开缝组合墙核心筒结构的底层剪力墙耗能减少44%,核心筒混凝土最大压应变下降29%,避免了结构出现严重损伤,显著降低了耗能过于集中底层剪力墙。对比两结构地震易损性,开缝核心筒结构在轻微损伤、中度损伤、严重损伤三个性能水准下的超越概率比普通核心筒结构分别下降了9.22%,65.24%,84.59%。研究证明了在高烈度区,以带软钢耗能器开缝组合墙替代核心筒结构剪力墙,可以有效解决强震作用下核心筒底部剪力墙损伤严重问题,框架-核心筒结构可以获得更高性能水准。

方钢管混凝土边框柱组合剪力墙关键性连接点剪力计算

针对方钢管混凝土边框柱组合剪力墙墙柱连接点处的抗剪键现无设计依据的问题,从构件整体性着手研究,建立合理的简化计算模型,借助弹性力学,分析其在水平荷载作用下墙柱连接点处的应力分布情况并导出剪力计算公式。通过与ANSYS有限元模型计算结果对比,验证了公式计算结果的正确性。

中山古镇灯都商厦体形复杂超高层结构设计

中山古镇灯都商厦呈传统油灯状,其体形凹凸变化十分突出,结构设计具有非常大的挑战性。虽然有些方面突破了国内规范的限制,但结合工程本身的特性,结构设计上采取了多种结构体系相结合的措施,以保证体形复杂的结构在侧向刚度上的均匀性。工程利用巨型斜置钢管混凝土柱、外包钢板混凝土剪力墙、钢结构桁架、跨楼层交叉撑、加强层等组成了刚度、延性和稳定性均良好的结构体系。根据需要,结构体系沿高度进行转化,有效地解决了刚度突变、整体倾覆、中部球状悬挑等难点。经过反复的分析计算,确保了工程的安全性和经济性。

矩形钢管混凝土键连接剪力墙框架柱的力学性能研究

目的研究矩形钢管混凝土键连接装配式混凝土结构框架柱和剪力墙的力学性能,分析不同参数对其影响,为该类结构连接提供设计依据.方法设计了19个采用矩形钢管混凝土键连接的墙柱试件,利用有限元方法模拟各试件在单调荷载加载下的受力过程,分析不同参数对荷载-位移曲线的影响.结果矩形钢管混凝土键连接墙柱的构件与现浇构件相比,延性很高,最大承载力较高,屈服荷载偏低;键的截面高度增加,构件承载力增加,初始刚度增加,延性系数不变;截面宽度增加,承载力增加,初始刚度不变,延性系数减小;键的长度增加,承载力基本不变,初始刚度减小,延性系数增加;混凝土强度对构件的抗剪承载力和初始刚度影响很小;键的纵向间距对构件的荷载-位移曲线几乎没有影响.结论矩形钢管混凝土键的截面高度是影响承载力的主要因素、长度是影响延性的主要因素.

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构性能分析

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构是一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。按美国规范对非加劲薄钢板剪力墙进行设计,采用ETABS建立该结构的计算模型,对其周期、位移、刚度比、构件内力等参数进行分析并研究加强层对其结构性能的影响。分析结果表明:大部分竖向荷载由外框架柱和钢板剪力墙的竖向边缘构件承担,内嵌钢板主要承担水平剪力,设置加强层能有效提高结构的抗侧刚度,但会导致刚度比和内力突变。

钢管混凝土柱-横肋波纹板剪力墙抗侧性能分析

本文提出一种钢管混凝土柱-横肋波纹钢板剪力墙钢结构住宅体系构成,并采用有限元模拟对于其中主要的3类剪力墙构件进行非线性推覆性能分析,研究不同类型波纹钢板剪力墙的抗侧承载能力和变形特征,并通过参数化分析探究轴压比、加劲梁布置以及钢管混凝土柱的设置方式对剪力墙抗侧性能和失效模式的影响.研究结果表明:采用加劲梁的钢管混凝土柱-横肋波纹钢板剪力墙均能在1/250层间位移角内实现弹性抗侧承载.加劲梁的设置可有效减小波纹钢板的宽度,从而降低波纹钢板的相对宽厚比,限制波纹钢板面外整体失稳,实现内嵌波纹钢板剪切屈服;一字型剪力墙在侧向变形以及轴压比较大会产生边柱的局部鼓曲和面外失稳,并诱发波纹钢板的面外失稳,导致剪力墙抗侧承载力下降,在设计时宜采用厚柱壁薄波纹板模式,且严格控制轴压比;C型和复合异形剪力墙侧面短墙肢的设置可为剪力墙提供有效的侧向支承,限制边柱整体面外失稳,增大剪力墙竖向承载力并增强其抗侧承载性能,在合理的加劲梁设置下能在1/100层间位移角内提供稳定的剪切承载能力.基于已有算例结果,在满足稳定的抗侧承载力和延性条件下,所提出的C型波纹板组合剪力墙轴压比限值可达到0.5,异形波纹板复合剪力墙轴压比可达到0.7.

超高层建筑项目中的核心筒组合钢板剪力墙施工技术

以绿地山东国际金融中心项目为案例,针对其混凝土组合钢板剪力墙结构体系的施工难点,从钢结构深化、构件加工、物流运输、安装焊接等方面出发,对钢板剪力墙的关键施工工艺进行了总结。项目实施效果较好,证明所述工艺措施具有一定的推广和应用价值。

装设钢管铅芯阻尼器的可更换耗能连梁设计方法研究

本文提出一种由钢管铅芯阻尼器和端部开缝的连接钢板构成的新型可更换耗能连梁,并基于其在结构中的应用提出一套实用设计方法。设计思路是通过钢管铅芯阻尼器和连接钢板设计来调节可更换耗能连梁的等效刚度,并使其与原普通连梁刚度等效,同时保证可更换耗能连梁良好的耗能能力。为验证该设计方法的可行性和有效性,对某实际工程算例有无可更换耗能连梁的结构进行地震反应对比分析,分析结果表明:该设计方法简单易行,可通过调节耗能连梁的等效刚度来达到对应的设计期望和要求。该种新型可更换耗能连梁具有良好的性能和稳定的滞回耗能特性,用于工程结构中可有效减缓剪力墙的破坏、提高结构的耗能能力、改善结构的抗震性能。