Comparison of Low Rise Residential Industrialized Building Systems in Turkey

Industrialized building systems came into the agenda in response to requirements of earthquake resistance and rapid construction in Turkey after 1999 Izmit earthquake. CFS （cold-formed steel） framing system is able to meet the existing requirements in the field of low rise residential. But, objective comparison is required for the selection of structural systems used in low rise residentials. CFS system is compared with timber frame and reinforced concrete building systems in terms of design and applicability criterion in circumstances of Turkey, and the results of this comparison are presented in this study. In order to compare building systems objectively, a sample project, has been designed and studied on it. Three structural systems have been separately applied over this project designed in consideration of existing housing stock and preferences of the construction industry of Turkey Evaluation method with different values is selected in comparison and properties of three different structural systems are graded according to evaluation method. As a result of comparison, the CFS system is the most advantageous low rise residential prefabricated construction system in terms of design and applicability

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。

设有叠合柱的局部错层RC框架结构地震易损性分析

为研究某一设有叠合柱的局部错层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构在近断层和远场地震作用下的破坏概率,自定义钢管混凝土叠合柱塑性铰参数,并与试验对比验证塑性铰参数的有效性。采用SAP2000建立非线性分析模型,选取近断层和远场地震波共22条,分别以地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)和最大层间位移角作为地震动强度指标和结构性能指标,基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)结果和点估计函数对错层框架结构进行易损性分析。结果表明:对于远场地震动,结构满足“三水准”抗震设防要求,在罕遇地震下超越防止倒塌极限状态的概率仅为0.24%;结构在近断层多遇地震下仍能满足“小震不坏”的设计要求,设防地震下结构超越修复后使用极限状态的概率为53.63%,发生中等破坏的概率较大,罕遇地震下结构达到倒塌极限状态的概率为5.37%,较远场地震作用破坏更为严重。研究结果可为错层框架结构的设计和地震风险评估提供参考。

装配式型钢混凝土叠合框架梁连接节点构造设置与安全分析

住房和城乡建设部印发《“十四五”建筑业发展规划》提出大力发展装配式建筑、推动生产和施工智能化升级的主要任务。而国内目前采用的预制叠合框架梁存在着跨度大自重大吊装成本高、预制梁柱节点位置易发生钢筋碰撞吊装定位难度大等问题,限制了装配式建筑结构的发展。结合实际工程项目,提出一种新型的装配式型钢混凝土叠合框架梁,并对该叠合梁的构造设置、连接方式及安全性进行分析,从而为装配式框架结构、框架—剪力墙结构等装配式建筑中框架梁的深化设计提供一种新的拆分方案。

功能可恢复RCS混合框架结构研究进展

钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架结构以其结合了混凝土优异的抗压性能及钢材优异的抗弯性能而受到广泛关注,而可恢复功能结构以其震后快速恢复使用功能的能力,也成为地震工程界研究的新热点。功能可恢复RCS混合框架结构可以在弯矩较大的梁端和柱脚部位设置可更换构件,实现结构的功能可恢复能力。文中简述了近年来功能可恢复RCS混合框架结构研究进展,重点关注各类型功能可恢复钢梁、功能可恢复摇摆柱脚的构造研究,介绍了功能可恢复RCS混合框架结构性能分析研究进展。最后,对功能可恢复RCS混合框架结构仍需深入研究的问题进行了展望。

考虑结构空间作用的RC框架梁轴向约束刚度研究

为真实反映结构对框架梁的空间约束作用,提出了轴向约束刚度指标以量化结构空间约束,并建立可模拟框架结构空间约束作用的数值模型。对比足尺框架结构试验数据表明,按规范计算的框架梁抗弯承载力与试验值相对误差为42%~75%,考虑结构轴向约束作用后相对误差缩小至25%以内,说明该模型可较好地模拟框架结构轴向约束作用,验证了该数值模型的合理性和可靠性。在有限元软件SAP2000中建立等效弹性数值模型,通过单参数分析得到对RC框架梁轴向约束刚度有显著影响的关键变量。在常见工程的取值范围内对关键变量进行充分的排列组合,开展规模化数值分析并总结结构空间约束的作用机理与RC框架梁极限状态下轴向约束刚度分布规律,得出了极限状态下RC框架梁轴向约束刚度的计算方法。

框架结构考虑钢筋腐蚀的地震风险评估方法

为科学评估框架结构考虑钢筋腐蚀的地震风险,研究了钢筋腐蚀及混凝土开裂对框架结构抗倒塌性能的影响,将结构倒塌极限状态对应的结构变形能力均值定义为时间的函数,考虑老化时间对结构倒塌年均失效概率式积分,得到考虑钢筋腐蚀效应的结构地震倒塌概率;提出了考虑结构老化效应的地震风险评估方法,将该方法应用于不同设防烈度的锈蚀RC框架结构,研究了在接近倒塌极限状态下考虑结构老化效应对地震风险的影响。结果表明:6、7、8度设防的框架结构锈蚀50年比未锈蚀结构的倒塌储备系数(CMR)分别小18.7%、31.0%、19.4%;6、7、8度设防的框架结构考虑老化效应50年的年均倒塌超越概率比不考虑老化效应结构的年均倒塌超越概率分别大28.6%、59.8%、32.6%;建议在不同烈度区RC框架结构的地震风险评估中考虑结构老化效应的影响。

基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估研究

针对位移抗震性能设计的不足,现行规范采用构件损伤程度补充评估结构的抗震性能,但对于型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)框架结构,其在各性能水平下的损伤构件比例未有明确规定。在此背景下,提出了SRC框架的构件性能状态与结构性能水准的对应关系,建立了基于构件性能的SRC框架结构抗震性能评估方法。对不同高度和抗震设防烈度的SRC框架结构模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA),明确了结构的层间位移角和构件损伤分布,通过统计多条地震波下结构不同极限状态的构件破坏比例,建立用于体型规则SRC框架结构抗震评估的构件性能指标,并进一步采用地震易损性分析对结构抗震性能进行了评估。

预应力钢带加固震后受损框架的抗震性能试验研究

首先以1∶2的缩尺比例设计并制作了一榀单跨三层的钢筋混凝土框架试件CF。对试件CF进行拟静力加载,以模拟水平地震作用。待加载结束后,先对试件CF中受损处混凝土进行修复,再采用预应力钢带在其梁端、柱端以及节点处进行加固,形成震后加固试件SCF,最后对试件SCF再次进行拟静力加载。通过观察两个试件的裂缝发展,对比分析2个试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度及耗能性能,研究了预应力钢带对震后框架结构的加固效果。结果表明:与试件CF相比,震后加固试件SCF的承载力并没有明显下降,承载力退化和刚度退化均有所减慢。试件SCF、CF在极限点的最大层间位移角分别是1/23、1/41,说明采用钢带加固可以提高结构的延性和变形能力。试件SCF在3个特征点(屈服点、峰值点、极限点)处的累积耗能量分别达到试件CF相应累积耗能量的7.1、3.1、2.5倍,体现了良好的耗能能力。

钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土框架结构中的应用

钢筋桁架楼承板作为主体结构和外围护结构中常见的预制构件而被广泛应用。本研究基于徐庄高新区某工程总承包项目,研究了钢筋桁架楼承板在钢筋混凝土框架结构体系中的应用,总结了工程施工中的重难点,并提出了相应的施工措施,取得了较好的社会效益和经济效益。

不同制备工艺对钢纤维混凝土性能影响的试验研究

钢纤维混凝土可起到减少混凝土开裂、提高结构韧性等作用,已逐渐被应用于隧道衬砌支护。但制备工艺决定了钢纤维在混凝土基体中的分布,从而严重影响钢纤维混凝土性能,因此亟须开展针对钢纤维分布与制备工艺之间关系的研究。从实际工程出发,选用6种钢纤维混凝土制备工艺,浇筑了18根梁试件,开展钢纤维混凝土抗弯性能试验。试验结果表明,使用MT1制备工艺的端钩型钢纤维混凝土在破坏位置、钢纤维分布、钢纤维外露角度、外露长度、抗弯强度等方面均表现出良好性能。

基于悬拼钢拱架法的钢筋混凝土拱桥主拱圈现浇施工关键技术及数值模拟

钢拱架代替落地支架或节段悬臂拼装等施工方法,应用于山区跨越深水峡谷的拱圈现浇具有一定的优势,值得推广应用。该文通过介绍三岔河大桥钢拱架悬臂扣索法拼装、拱架水箱法预压和主拱圈分环分层浇筑等关键施工技术,有效地解决了跨越深水峡谷桥梁施工过程中的常见难题,并基于Midas Civil有限元方法整体建模,对其采用的关键施工技术进行了数值模拟分析,指导并监控了该桥的施工建设,可为类似工程施工及受力计算分析提供借鉴。

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250m超高层建筑的塔楼结构设计分析

某超高层建筑高度为249.9m高度,位于6度设防地震烈度区,是采用叠合柱、型钢剪力墙并带有斜柱转换的框架-核心筒(双筒)结构体系。分析了整体结构在地震作用下的变化,并采用有限元软件着重分析了斜柱、型钢剪力墙和楼层楼板等构件的受力特点。结果表明,结构可满足“小震不坏、中震可修、大震不倒”的预期抗震性能目标要求,承载能力、变形能力、层间弹塑性位移、层间位移角可满足抗震性能目标C的各项抗震性能水准要求。

型钢剪力架增强混凝土板柱节点抗冲切试验研究

研究型钢剪力架增强钢筋混凝土板柱节点的抗冲切性能,得到型钢剪力架设计的优化方案。考虑型钢的翼缘厚度、腹板厚度、伸臂长度、锚固栓钉规格不同,设计9个板柱节点试件进行反向静力模拟加载试验,考察试件的破坏历程和破坏形态,量测节点的承载力、变形和应变等指标,调查不同设计组合对板柱节点抗冲切破坏模式和承载力的影响规律,阐明其失效破坏机制。结果表明:型钢剪力架能够提高板柱节点的抗冲切性能,改善冲切破坏的脆性特点;设置型钢翼缘、锚固栓钉能够强化节点内纵筋、型钢和混凝土的协同工作,增加型钢腹板厚度和设置翼缘均可在一定程度上提高板柱节点的抗冲切承载力和延性能力;锚固栓钉代替型钢翼缘可改善板柱节点的抗冲切承载力,但在改善延性方面的效果不如带翼缘试件;增加翼缘厚度来提升承载力存在边际效应,型钢伸臂长度太短难以发挥型钢剪力架的抗冲切增强作用。参考现有规范方法以及试验结果,提出了型钢剪力架增强混凝土板柱节点抗冲切承载力计算方法。

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。

杭州星创城综合体项目塔楼A超高层结构抗震性能化设计

杭州星创城综合体项目塔楼A地上45层、地下2层,结构高194.3m,结构形式为圆形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构同时存在扭转不规则、楼板开洞等情况。为了实现结构预定的抗震性能目标,首先对可选的两种结构体系方案进行了优化比选,并通过设缝、优化层高解决了结构的平面、立面规则性问题。然后,采用YJK和MIDAS Gen两种计算软件对塔楼A进行了多遇地震作用下的弹性比较计算和时程分析,并通过性能设计和罕遇地震动力弹塑性时程分析,对结构在设防地震和罕遇地震作用下的响应进行了进一步的研究。最后,根据上述分析计算结果对结构的关键部位及薄弱部位采取了有针对性的加强措施。分析结果表明:整体结构及结构构件有良好的抗震性能,能满足设定的抗震性能化设计目标,结构安全可靠。

佛山国际体育文化演艺馆结构设计

佛山国际体育文化演艺馆为NBA级别的大型综合性甲级体育文化场馆。体育馆主体采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,大跨度屋盖采用带转换桁架的钢桁架结构。对地基基础、主体结构、预制混凝土看台、大跨度转换梁以及钢结构屋盖和转换桁架、结构超长等设计重点和难点进行了全面的论述。利用YJK、ETABS和SAP2000对整体结构以及钢结构屋盖进行了计算分析和包络设计,分析结果表明:整体结构和构件在各种工况下的指标均能满足规范要求,结构选型合理,受力体系明确,且有一定的安全冗余度。

安装钢支撑框架的RC框架连接性能试验研究

为了提高钢筋混凝土框架的平面内强度、刚度和延性,提出了一种在现有钢筋混凝土框架内安装钢支撑框架的新型混合连接方式。对3个一层一跨的钢筋混凝土框架进行改装,分别对试样发生的框架剪切破坏行为、整体弯曲破坏行为和剪切滑移破坏行为进行设计。将改装后的框架同时在水平循环荷载和垂直恒定荷载作用下进行试验。结果表明,所提出的混合连接结构可以有效地在钢支撑框架和钢筋混凝土框架之间传递剪力,并通过夹芯钢板和高强度螺栓提高了边界钢筋混凝土柱的抗剪强度。此外,还提出了估算混合连接方式直接抗剪承载力的计算方法。

钢框架-混凝土筒体结构加固改造方案优选方法探究

文章致力于优化钢框架-混凝土筒体结构的加固改造方案,以增强其安全性能,提升加固工程的质量。文章首先通过结构功能函数评估加固的必要性,然后选取永定楼消防与结构安全修缮工程作为案例,进行了全面的结构现状调查。基于调查结果,构建了加固效费比模型,并发展了一套评价指标体系。利用TOPSIS方法对不同加固方案进行了综合评价,最终确定了最优的加固改造方案。该方案不仅在经济性、施工周期和后期维护费用方面具有明显优势,而且通过有限元分析验证了其在提升结构安全性和整体质量方面的显著效果。研究结果证实,本研究构建的评价和优选方法能够快速有效地选择出最优加固方案,降低施工成本,缩短工期,并确保加固工程的有效性和安全性。展望未来,应将继续探索更多新型加固技术和更先进的优化方法,以满足日益增长的工程需求,进一步提升加固改造工程的科学性和实用性。