乌兹别克斯坦9度区某超高层建筑结构设计与优化

对于9度设防地区的超高层建筑,其结构设计基本由地震作用控制,因此抗震设计尤为重要。建筑消能减震技术可在提高结构地震安全储备的同时,降低整体工程造价,是结构优化设计的有效措施。对位于9度区的超高层建筑进行了结构方案选型对比、结构方案优化、减震设计方案比选、剪力墙内嵌钢板优化。结果显示,钢骨混凝土框架⁃核心筒方案相对于钢框架⁃支撑方案具备更高的成本优势;框架⁃核心筒方案可通过精细化设计作进一步优化;在此基础上,对钢骨混凝土框架⁃核心筒方案采用两种消能减震方案进行比选,结果表明,采用黏滞阻尼器方案的结构抗震性能明显优于采用黏滞阻尼墙方案;最后通过增大剪力墙竖向分布钢筋配筋率,对低区核心筒墙肢中的内嵌钢板进行了优化。

通气孔对新型不锈钢芯管平压性能影响分析

不锈钢芯管作为不锈钢桥面芯板的重要传力构件,其平压力学性能与桥面板承载能力息息相关。因钎焊工艺要求,不锈钢芯管壁上开设有双通气圆孔。为研究双通气圆孔对不锈钢芯管平压性能的影响,开展2组不同厚度不锈钢芯管平压性能试验与有限元非线性屈曲分析。通过试验结果验证采用Riks弧长法进行不锈钢芯管非线性屈曲分析方法的正确性。并考虑圆孔直径d、偏心距e、芯管壁厚t等因素,建立不同规格不锈钢芯管模型,开展非线性屈曲分析,探究多参数协同作用下对不锈钢芯管平压性能的影响分析。研究结果表明:不锈钢芯管平压试验曲线表现出明显的非线性特征,分为弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段;通气孔、管端扳边处转角及管脚10 mm处易优先出现局部屈曲破坏;不锈钢芯管极限荷载Pu及其对应的压缩位移δ_(u)随孔径d、偏心距e的增加而减小,随壁厚t增加而增大;芯管极限荷载Pu受孔径d的影响大于受偏心距e的影响,增大孔径使芯管极限荷载Pu下降6.00%~15.51%,而增大偏心距使芯管极限荷载Pu下降0.64%~9.22%,芯管应规避在管身中部(e/H=0.5)开孔;当孔径比d/D≯0.04、偏心比e/H≯0.3时,通气孔对芯管极限承载力影响较小,对极限荷载下的压缩位移δ_(u)不产生影响,建议将其作为通气孔设计取值。研究中获得的临界值及变化规律可用于新型不锈钢桥面芯板结构设计与优化研究。

地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管取心钻具的研制与试验

为解决单管钻具取心工艺方法在深部目的层/矿层等松散岩层取心中存在的取心质量差、取心效率低和操作难度大的问题,开展了地浸砂岩型铀矿松散岩层单动双管钻具的研制和试验。通过设计和改进单动机构、断心结构、液力退心机构和快拆机构,研制了两类分别具有可直接液力退心和快速拆卸功能的SD型单动双管钻具。试验结果表明:SD110型双管钻具可在免拆内管的情况下实现地表快速液力退心,提高双管钻具退心效率;SDKC110型钻具可快速拆装更换内管,实现退心和钻进平行作业。与单管钻具相比,SD系列单动双管钻具在松散岩层的平均回次长度提高28.62%,平均机械钻速提高11.61%;与常规单动双管钻具相比,退心操作时间降低了32.69%。SD系列单动双管钻具适用于在松散破碎地层进行取心钻进应用,可有效提高岩心采取效率和岩心质量。

轻量化整体液压顶升式钢平台在宁波曼哈顿大厦项目中的应用

宁波曼哈顿大厦标准层核心筒采用自主研发的轻量化整体液压顶升式钢平台,其以刚性桁架结构为主体,顶部整体钢平台可安装集成布料机,并悬挂核心筒墙体模板及4~5层操作平台,通过全作业面防护保障了多作业面穿插作业。介绍了该钢平台安装、运行、拆除施工流程及重难点管理。实践表明,采用该钢平台施工,缩短了主要工序时间,从而有效缩短了核心筒标准层工期。

框架-分布双段摇摆芯筒-核心筒体系调谐减震机理及性能研究

为了减小传统框架-核心筒(FCT)结构体系筒体围合面积,进一步提高结构的经济性,提出框架-分布芯筒-核心筒(FDCT)高层结构体系;将分布芯筒与摇摆体系相结合形成框架-分布摇摆芯筒-核心筒(FDRCT)结构体系,旨在控制结构的变形模式。为了降低高阶振型对高层结构的不利影响,进一步提出具有调谐减震性能的框架-分布双段摇摆芯筒-核心筒(FDBRCT)结构体系。建立各结构的动力学模型和方程,并进行平稳随机振动分析,初步证明FDBRCT结构可以更为有效地降低结构的动力响应。对比FCT,FDCT,FDRCT以及FDBRCT结构的时程分析结果,FDCT结构由于刚度被削弱导致抗震能力下降,FDRCT改善了结构变形的不均匀程度,上部楼层加速度有所减小但顶层位移会增大。相较于FDRCT结构,FDBRCT结构的层间位移角最大值明显减小,变形更加均匀,适当降低了顶层位移响应以及内力需求,具备调谐能力的分布双段摇摆芯筒使FDBRCT结构在提高经济性的同时兼具更为优越的抗震、减震性能。

岩心钻探振动拔管器的研制及在卡埋钻处理中的应用

卡埋钻事故是矿产资源勘查岩心钻探最难处理的事故,传统的强拉、强顶、强扭、反丝钻杆反取等处理方式,处理成功率均极低,且程序繁琐,耗时、耗力、耗成本。为解决卡埋钻事故处理难题,研制了振动拔管器。使用时,将该机具安装在孔口钻杆上,通电即产生高频高压振动,然后用钻机主卷扬向上提拉振动拔管器+钻杆连合体,通过提拔+振动联合作用,实现解除卡阻。振动拔管器坚固耐用、操作方便、成本低廉,在钻探现场应用处理卡埋钻事故数十次,成功率达90%以上,具有极大的推广应用价值。

汽车空调管接头复杂塑件注塑模设计

为某汽车空调管接头复杂塑件的注射成型设计了一副两板式模具,解决了该塑件因结构复杂导致脱模困难、难以实现自动化注塑生产的实际问题。由于该塑件的圆柱壳主体上附加设置了90°弯管接口、斜置直管接口、法兰台直通管接口、直管+65°弯管接口等4个异型结构特征,导致塑件的脱模机构设计非常困难。为解决该问题,采用脱模方向集成分类法等设计方法将塑件的脱模机构按区域来设计,在定模一侧设计了6个定模滑块先抽芯机构用于90°弯管接口、斜置直管接口这两个特征的先抽芯脱模,6个机构的抽芯动作由定模侧增加的一侧开模打开进行机械式驱动完成定模先抽芯动作。在模具动模一侧设置了4个脱模机构,包括2个滑块机构、1个滑块+弯管复合机构和1个大尺寸推管机构。分别由斜导柱和油缸驱动2个滑块机构,用于法兰台直通管接口脱模。滑块+弯管复合机构用于直管+65°弯管接口特征的脱模,先由斜导柱驱动滑块完成直线抽芯,后由油缸驱动弯管型芯带动直线抽芯滑块一起移动,完成65°弯管特征的旋转抽芯脱模。最后,由大尺寸推管机构顶出而实现塑件的完全脱模。

珠海某超高层塔楼结构设计重难点及对策

珠海某超高层项目有两栋塔楼,其中148.9m高的公寓塔楼存在核心筒高宽比大、抗风刚度较弱、建筑外立面外扩的特点,249.5m高的办公塔楼存在建筑外立面外扩、中高区核心筒收进等特点。针对结构设计过程中的重难点,公寓楼利用避难层设混凝土加强梁,有效提高结构抗侧刚度,采用变截面柱的形式顺利实现竖向力的传递和建筑立面效果;对办公楼采用斜柱来实现外框柱位的过渡和立面的要求,为减少核心筒收进带来的刚度突变影响,采取在中区核心筒分阶渐变收进、在高区核心筒进一步收进后加强角部墙肢刚度的措施。弹性及弹塑性验算结果表明,结构满足预期的抗震性能目标C级要求,结构具有良好的抗震性能和抗侧刚度,各项结构措施合理可靠。

爆炸载荷作用下金属管芯夹芯板的动态响应与吸能机理研究

制备简单,价格低廉,能产生显著塑性变形的薄壁金属管芯夹芯结构在抗爆炸冲击防护领域具有广泛的应用前景。该文设计了具有面板几何非对称和芯材横向密度梯度分布的新型金属管芯夹芯板,采用数值模拟的方法对其爆炸冲击响应和能量吸收机理进行了研究。获得了金属管芯夹芯板的动态响应过程与特征,讨论了起爆高度,炸药质量,面板质量分布,芯材横向密度梯度分布对变形和能量吸收的影响。研究结果表明:金属管芯夹芯板的爆炸冲击响应过程可以分为三个阶段——芯层压缩、整体变形和弹性变形恢复;随着炸药质量的增加,起爆高度的降低,金属管芯夹芯板的后面板中心位移增加,芯层能量吸收占比下降;适当增加前、后面板厚度比和采用管芯密度正梯度分布的金属管芯夹芯板能更好地分散爆炸冲击波,提升芯层变形吸能效率,获得更好的抗爆效果。

迪拜罗塔纳超高层框架核心筒结构风荷载反演分析

风荷载是超高层建筑结构设计的关键荷载,风荷载的时变特性导致其难以准确预测。以迪拜超高层五星级酒店公寓SABAH ROTANA项目为研究对象,采用仿真分析方法研究超高层框架核心筒结构表面风压场和平均风压系数。研究结果表明,核心筒结构表面正风压整体上呈从建筑底部向顶部逐渐增大的趋势,最大正风压出现在迎风面1/3建筑高度以上部分;核心筒结构表面负风压分布不均,最大负风压出现在1/3建筑高度附近;核心筒结构迎风面负风压明显大于侧风面,背风面和侧风面负风压变化较接近;最不利工况下核心筒结构迎风面存在较大的正风压,背风面存在较稳定的负风压,随着风向角的增加,平均风压系数峰值不断增大。

徐州中央国际广场东塔核心筒斜墙收进结构设计

随着楼层的升高,建筑功能发生变化,建筑设计对核心筒尺寸有了缩小的的需求。根据已有工程经验,存在几种常见的缩小核心筒尺寸的方法,徐州中央国际广场东塔采用斜墙的方式实现核心筒内收。该方式使结构及相关构件的受力性能具有一定的特殊性,结构设计中采取了有针对性的结构布置,并且对相关构件的受力性能进行研究,主要包括楼板、楼面梁、扶壁墙以及核心筒外墙的墙肢和连梁等,同时根据受力性能提出相关构件和结构的设计方法。结果表明:经过合理的设计,采用斜墙收进的核心筒结构在抗侧刚度、变形等指标以及罕遇地震作用下的抗震性能均能满足要求,说明斜墙收进是一种合理的结构处理方式。

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。

合肥地区高层办公建筑核心筒平面布局与碳排放关系研究

高层办公建筑的核心筒在平面布局中的相对位置会影响办公空间的空间组织。本研究首先通过调研合肥地区28所现有高层办公建筑,归纳出研究模型。其次设置8组不同的核心筒平面布局形式,使用YJK碳排放计算软件对8种工况分别进行模拟,探讨核心筒在平面布局中的相对位置对建筑使用阶段碳排放的影响。最后,通过对8种不同核心筒布局下的高层办公建筑碳排放量结果的对比及分析,为高层办公建筑的平面组织设计提供节能减排策略。

超高层办公楼多变核心筒结构铝模板体系施工技术研究

传统钢大模、钢框木模因相对落后的工艺及其自身质量大、应用繁杂的缺点,逐步处于被淘汰的边缘,而混凝土成形质量高、组装灵活轻便、质量轻的铝模成为更优的替代品。传统住宅为提高施工速度通常以标准楼层为主,给铝合金模板技术的实际应用发展提供了坚实的实践平台。而超高层建筑由于与住宅结构形式上的差别,以及自身在不同楼层所担当的功能不同,使得铝模在拼装及配模上需要投入更多的技术研究。以超高层建筑为案例,具体分析铝模在多变核心筒结构施工过程中的技术应用。

高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能试验研究

文中主要就高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能及抗震性能进行研究。研究表明,高强度钢板混凝土组合剪力墙荷载-位移曲线及钢板的荷载-应变曲线均包括弹性阶段、弹塑性阶段以及失效阶段。随着轴压比的降低,试件的峰值荷载、顶点侧移、极限位移以及对应的水平荷载均不断增加;钢板的峰值荷载、极限应变均不断增加,剪力墙的骨架曲线末端未出现下降阶段;试件的等效黏滞阻尼系数不断降低,其耗能能力越低。三种轴压比剪力墙的刚度退化曲线基本一致,均呈现钟形,随着顶点侧移的增加,剪力墙的刚度先快速降低后稳定缓慢降低。

双塔连体建筑结构健康监测及抗震安全预警管理研究

以扬州建工科技园工程项目为研究对象,利用传感器技术、5G通信技术等,基于神经网络的人工智能算法,建立结构健康监测及抗震安全预警管理系统。该系统能够实现对建筑结构的实时、远程监测,并能够在地震到达建筑前对结构的安全性做出准确预判的目标,为结构应急响应决策提供依据,保障人民生命和财产安全,对于同类型的工程具有一定的参考价值。

某超限高层办公楼结构设计与分析

某超高层办公楼主体高度约200m,框架-核心筒结构,存在4项不规则项,属于超B级高度的超限高层建筑。文中着重介绍了超限情况、性能目标,对跃层柱、斜柱、平面连接薄弱处楼板等关键部位采用有限元软件补充计算分析,采取相应加强措施后保证结构具有较好的抗震性能。对同类建筑的结构设计具有一定的借鉴意义。

出版大厦框架-双核心筒结构设计及关键问题研究

出版大厦为框架-双核心筒结构体系,采用YJK、ETABS软件对主体结构进行整体计算对比分析。为了满足建筑功能,针对结构的局部转换提出了3种解决方案,并分别通过有限元软件ABAQUS进行转换区3层框架力学性能分析。结果表明:结构在风荷载或地震作用下,主体结构不仅具有很好的抗震性能,而且能满足较好的经济性;局部转换最终采取斜柱转换方案;斜柱转换在竖向荷载的作用下,受力更加均匀,减少了结构节点区域的应力集中现象;在竖向荷载和水平荷载的共同作用下,由于斜柱对框支柱的支撑作用,转换结构的压应力区域由框支柱与水平梁连接处转移到斜柱与框支柱连接处,使整体性更加稳定,为项目结构设计方案选择决策提供参考。

核心筒偏置超高层混合结构的竖向变形差异分析

在核心筒偏置的超高层混合结构中,由于核心筒与外框的应力水平的差异,在重力荷载下便会产生较大的变形差异。竖向变形差异对结构构件和非结构构件均会产生不利影响,可能会导致幕墙、隔墙、机电管道和电梯等非结构构件受损,造成耐久性和建筑外观方面的问题,还可能会在伸臂桁架等构件中引起严重的附加内力。目前,国内外针对核心筒偏置的超高层混合结构的竖向变形差异问题研究较少。以某超高层结构作为案例,对核心筒完全偏置的超高层混合结构的竖向变形差异进行了详细分析研究,并针对性提出了应对措施与建议。

超高层建筑结构体系契合性研究

为了研究超高层建筑外型与建筑功能对结构选型的影响,以两栋低烈度区约400m高的超高层建筑为案例,简要介绍了两个案例的建筑造型、使用功能、构件布置、荷载条件等基本情况;同时,对比了水平荷载作用下,两案例的主要计算结果;最后,将两案例的造价与同地区相似高度建筑的造价进行了对比。结果表明:两案例既满足了建筑使用和立面美观的要求,又满足了结构受力和整体稳定安全的要求,同时均比国内高度相近的超高层建筑具有更好的经济性。说明契合建筑外观与使用功能是结构布置合理性的根本,两者和谐结合方能实现综合最优。