通号电化科创大厦超限高层结构设计

通号电化科创大厦结构高度121.35m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。结构设计采用了钢管混凝土外框柱、密肋楼盖及双连梁以达到更优的建筑使用空间。结合地层情况及摩擦型桩基的特点,基础设计采用了考虑桩土共同作用的设计思路,分别通过国内规范考虑承台效应的方法及参考国外文献的方法对桩土分担比例做了计算并按其结果进行了应用。本工程有多项不规则项,为超限高层结构。采用YJK和ETABS软件对结构进行了静力弹性分析,两种软件的分析结果较为吻合且均满足规范要求。采用Perform 3D软件对结构进行了罕遇地震下的动力弹塑性分析,根据分析结果对结构在罕遇地震下的抗震性能进行了评估,结构能够满足罕遇地震下预期的抗震性能目标。钢管混凝土柱与混凝土梁的连接节点为本工程的关键节点,针对该连接节点以往做法存在的问题,本工程设计了一种开大孔的连接节点并进行了节点有限元分析,结果表明节点具有一定的安全储备。最后,对密肋楼盖的建模模拟情况及计算结果进行了讲述。

TCL先进半导体显示产业总部项目结构设计

TCL先进半导体显示产业总部采用钢管混凝土柱+底部拱结构框架(钢梁)+钢筋混凝土核心筒结构体系,底部拱结构由上拱、下拱和拉梁组成,其中4个面的上拱转换15根外框柱,下拱仅承担2~4层楼面荷载,位于地下室顶板的拉梁来平衡拱结构水平推力,核心筒为双筒布置。通过对比拱桁架和单拱转换结构形式的受力特点,并综合考虑建筑效果、结构造价及施工可行性等因素,论述了本项目采用单拱转换结构形式的依据。结合项目的结构特点,制定相应的性能化设计目标,进行了小震、中震、大震的性能化验算,对大跨度楼盖进行舒适度验算,给出主要的钢结构节点做法。分析结果表明,本工程结构设计合理,整体性能满足设定的性能目标。

综放工作面软弱底板沿空留巷技术研究

古城煤矿为高瓦斯矿井,为实现Y形通风,提高煤炭资源的回收率,在N1303工作面辅助运输巷进行了沿空留巷技术的研究。巷道底板为软弱的煤层或砂质泥岩,确定采用混凝土巷旁充填的方式。采用FLAC 3D数值模拟软件对不同强度和不同宽度下的巷道变形情况进行了模拟,确定采用混凝土强度为C30、宽度为1.5 m。结合现场情况,提出了巷道顶板和两帮的加固措施,针对软弱底板变形大的问题,采用底板掏槽,混凝土浇筑的方式。工作面回采过后的矿压观测表明,巷道变形量小,能够满足二次回采的要求。

断层破碎带巷道底臌作用机理与控制技术

针对阳城煤矿-650南翼综机库(返修后为-650集中制冷硐室)底臌问题,采用现场调研和室内测试分析了底臌影响因素,包括断层破碎带影响、底板岩体质量差、底板浸水劣化和底板支护薄弱,其中前2条属于地质因素,要摸清参数分析利害,后2条属于人为因素,要优化设计设置防水。通过有限元模拟了原有支护和返修支护条件下底臌形成过程,模拟显示原支护条件下,巷道底板零位移标线距离巷道底板地坪7 m左右,零应变标线距离底板地坪10 m左右;底板有明显的3个区域:拉应变上升区、拉应变压缩区、压应变压缩区,其中拉应变上升区分布范围广且深度大(即零位移标线深度大),围岩应力作用下拉应变上升区持续位移是造成底臌的关键原因。返修方案优化了全断面支护并重点强化底板支护力,模拟显示返修后底板零位移标线距离巷道底板地坪约4 m,与原有支护条件下相比,零位移标线抬升约3 m,减小了底臌发生区深度,控底效果显著。由此,提出了以底板零位移标线深度(即底臌产生区深度)来分析底臌作用机理,在单一变量条件下,分析得出底板支护力σ、底板岩体强度σc、巷道埋深H及巷道半径R与底板零位移标线深度hs的相关函数分别符合对数函数、幂函数、线性函数和对数函数。其中底板支护力和巷道半径影响作用显著,底板岩体强度影响作用次之,巷道埋深影响作用再次之。因此,为抑制底臌,在常规支护条件下应尽可能提高底板支护力;在巷道满足使用要求条件下应尽可能减小巷道尺寸;对软岩底板应尽可能保持或优化底板岩体强度,必须进行底板防排水。最后,实施了以锚网索喷+钢管混凝土支架技术优化全断面支护并以钢筋混凝土底梁强化底板支护的综合返修支护方案,工程实践表明返修后底臌控制良好,底臌量低于20 mm,经计算钢筋混凝土底梁支护力1. 02 MPa,钢管混凝土支架反底拱支护0. 91 MPa,返修方案的底板总支护力σ=1. 93 MPa,属于高支护力方案。但是返修方案也存在施工复杂和支护成本较高问题,为此提出由预制装配式弧板+控底锚索+防水层组成的优化支护系统,施工简单,成本经济。

考虑强健性的中、下承式拱桥技术状况评定

针对现行技术状况评定体系无法体现中、下承式拱桥强健性影响的问题,提出考虑悬吊桥面系强健性的技术状况评定方法。以某中承式钢管混凝土拱桥为背景,针对以横梁受力为主的3种桥面系结构,分别按现行规范和考虑强健性的评定方法对该桥上部结构进行技术状况评定。结果表明:不考虑桥面系强健性时,该桥按照《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)评定的结果是纵梁数量越多结构得分越低,按《城市桥梁养护技术标准》(CJJ 99-2017)评定的结果是3种结构均为"不合格级",这都是不合理的;考虑桥面系强健性时,该桥的评定结果为其余条件相同时强健性越好的结构其技术状况也越好;考虑强健性的技术状况评定方法更能反映桥梁的实际状况,适应维护管理的需求。

钢管混凝土拱桥强健性设计

为解决中、下承式钢管混凝土拱桥桥面系强健性不足的问题,从概念设计和结构设计的角度提出强健性设计的要点。总结结构强健性的概念及其在桥梁工程中的应用,按严重程度将拱桥断索事故分为三级,据此提出吊杆不破断、桥面系在吊杆破断时不落梁的强健性设计要求。基于强健性将不同结构的桥面系分为五类,在此基础上对桥梁主结构的强健性设计提出建议:对于吊杆,应进行强健性设计对应的破坏安全极限状态设计计算;对于第四类桥面系,其加劲纵梁需要具备足够的刚度与承载力;对于刚架系杆拱,应加强系杆的强健性设计,并应使下部结构具有足够的抗水平推力的安全储备。

接触热阻对火灾下组合结构构件截面温度场的影响

结构的高温性能与抗火设计是工程设计中应解决的关键技术问题之一,对确保火灾下人民生命财产安全至关重要。对于以钢管混凝土柱、组合扁梁以及钢-混凝土组合楼板等为代表的钢-混凝土组合结构构件,由于截面构成相对复杂,致使其温度场分析以及后续的高温性能分析具有较强的特殊性。已有的针对组合结构构件的温度场分析模型中,多数研究者忽略或仅间接考虑钢与混凝土界面的接触热阻,使其分析结果无法反映组合构件这类具有复合接触界面的多梯度温度分布特性,其对温度值的预测也随之偏离实际情况。为此,针对钢管混凝土柱、组合扁梁以及钢-混凝土组合楼板3类组合结构构件,总结分析了有关考虑接触热阻的温度场分析模型,并结合作者的相关研究成果,重点讨论了如何在温度场分析模型中有效考虑界面上接触热阻,以及接触热阻对组合结构截面温度场的影响,为科学评价组合结构的抗火性能提供前提与基础。

桥道系对钢管混凝土拱桥吊杆受力影响的研究

分析现有钢管混凝土拱桥桥道系结构型式对结构受力的影响,在此基础上提出分段连续的桥道系型式,通过理论分析和模型试验,比较吊杆在受力行为上的差异。通过试验模型的实测与有限元计算结果进行验证,并将模型试验中发现的一些问题加以讨论。

总溪河大桥主桥结构设计

总溪河大桥主桥为上承式钢管混凝土桁架拱桥,计算跨径360m。主拱圈采用钢管混凝土与钢管组成的桁架式截面,弦管与腹杆、斜撑均采用新型的"栓焊结合"节点。拱上立柱采用排架式空心矩形截面钢箱结构,柱间采用横撑连接;立柱盖梁采用空心矩形变截面钢箱结构。桥面系采用多主梁形式钢-混结合梁,钢纵梁、钢横梁均为焊接工字形截面;桥面板为普通钢筋混凝土预制板。毕节岸拱座采用扩大基础结合桩基础的形式,都格岸拱座采用常规的扩大基础形式。对该桥进行全桥静力分析,并对毕节岸拱座、钢管混凝土新型栓焊节点、主弦管节点内栓钉进行局部受力和试验研究,结果表明桥梁结构受力均满足规范要求。该桥整体采用无支架斜拉扣挂缆索吊装系统施工。

新型环保节能楼板的保温隔热效应研究

用保温隔热材料制作了环保节能填充块,并将填充块填充在建筑结构的楼板或屋面板内,得到新型节能填充混凝土楼板。设计了几何参数和配筋参数相同的节能填充楼板和普通建筑楼板的数值模型,并进行了有限元分析。数值模拟结果表明,加入环保节能填充块对楼板的温度分布、热流量和温度梯度都有显著影响,环保节能填充块的保温隔热效应显著,节能填充楼板沿板厚方向的温度分布不再同普通建筑楼板一样呈现线性变化,而是在环保节能填充块点域范围呈现出不规则变化趋势;节能填充楼板热流量已不再同普通建筑楼板一样为某一常数,而是明显的表现出环保节能填充块点域范围热流量远小于普通钢筋混凝土所在点域范围热流量的趋势;节能填充楼板温度梯度图也显著展现了保温隔热材料和普通钢筋混凝土两类物理性质差异较大材料之间的热流向问题,从而验证了节能填充楼板的保温隔热效应。

健跳大桥技术设计

健跳大桥主桥为一跨 2 45 m的中承式钢管混凝土拱桥 ,探讨了技术设计阶段的一些内容 ,如双肋拱的横联优化。

广东省博物馆新馆节点设计及新技术运用

广东省博物馆新馆采用了钢管混凝土预应力桁架对挑悬挂结构体系,节点构造复杂。通过对关键节点的合理设计,较好地解决了钢结构与混凝土、钢结构与预应力之间的关系,并进行了节点有限元分析及节点试验的检验。工程中的主要节点在满足结构受力的前提下,同时兼顾了造价及施工方面的要求。另外,通过内置钢管混凝土剪力墙、钢管混凝土桁架、钢结构预应力、减振措施及内置加气混凝土砌块钢筋混凝土楼板等新技术的运用,在控制用钢量的同时极大地提高了结构安全性。

核心筒偏置型倾斜立面高层建筑设计关键技术

本项目为94.5m高层建筑,具有核心筒偏置和倾斜立面的特性。设计思路采用弱化核心筒,减弱其偏置带来的质心刚心偏离的问题;选用BRB支撑调整扭转位移比并增加抗侧力二道防线;应用钢管混凝土柱来控制构件截面并提高施工速度。详述了结构的静力、动力特性,以及设计的关注点。采用动力弹塑性时程对结构在大震下的抗震性能进行验证,确定结构的薄弱部位和关键构件的塑性损伤情况。对倾斜立面柱首先从构造设计上进行加强,同时从计算角度分析楼板失效情况下结构的安全性。对跃层柱,采用欧拉屈曲公式计算构件的计算长度,保证了计算长度系数取值准确。通过上述分析总结,为类似项目提供参考。

深井巷道滑移底鼓机理与钢管混凝土桩治理底鼓技术研究

深井巷道底鼓现象十分普遍,其中滑移型底鼓治理难度大。以羊东矿-850水平北翼轨道大巷为背景,研究了轨道大巷强烈大变形规律,分析了巷道底板滑移破坏机理,提出巷道底板钢管混凝土桩抗滑抑制底鼓技术,并利用数值模拟方法分析了不同支护密度下抗滑桩控制底鼓效果。结果表明:高应力场环境、岩石黏土矿物含量高、裂隙水与工程积水,是导致岩石崩解破坏、巷道围岩大变形及强烈底鼓的主要因素;控制底板岩层滑移面形成及增加滑移面抗剪切强度是抑制滑移型底鼓的关键;钢管混凝土桩兼具抑制滑移面形成和提高滑移面部位强度的作用;随着抗滑桩布置密度的增加,巷道底鼓量与巷道底板破坏深度随之减小,在一定支护密度下巷道底板破坏深度趋于稳定;抗滑桩由外至里受力呈拱形分布,桩支护密度大时桩受力小,巷道底板中部或里侧桩受力大于两侧桩。现场试验表明:巷道底鼓得到了有效控制,能够满足生产运输的正常使用。

联排反底拱-底板桩底鼓控制技术数值分析

为解决深部软岩巷道的底鼓控制问题,以兴安矿四水平南18层轨道巷为工程背景,提出了1种新型底鼓控制技术——联排反底拱-底板桩;运用ABAQUS软件对联排反底拱-底板桩进行数值分析,研究了其承载能力和变形情况;运用FLAC^(3D)软件对联排反底拱-底板桩的底鼓控制效果进行分析,探讨了联排反底拱-底板桩的底鼓控制机理,揭示了矢跨比对联排反底拱-底板桩底鼓控制效果影响的规律。结果表明:在均布载荷作用下,联排反底拱应该适当增加跨中部位的连杆数量和强度;联排底板桩应该适当增加嵌固端的长度和强度;联排反底拱-底板桩中底脚套管十分关键,应该适当增强底脚套管的强度;联排反底拱-底板桩矢跨比的合理范围为0.225~0.250。

泡沫填充块混凝土空心楼盖施工技术

结合某超高层建筑项目,简要介绍了泡沫填充块混凝土空心楼盖施工的流程,以及施工中对于解决楼板厚度控制、泡沫填充块固定以及抗浮等常见问题所采取的特有措施。与传统混凝土实心楼盖施工技术相比,运用泡沫填充块混凝土空心楼盖施工技术能取得良好的社会效益和经济效益。

钢-混凝土组合结构的抗火性能研究进展

对钢-混凝土组合结构的抗火性能研究进展进行了回顾,总结了钢管混凝土柱、钢-混凝土组合楼盖体系、梁柱节点和整体结构抗火性能的最新研究成果,并对组合结构的抗火研究趋势进行了展望。

基于SAP2000的错层结构动力弹塑性时程分析

基于SAP2000建立常规错层结构和新型带钢管混凝土柱错层结构的有限元模型,并改变错层高度和钢管混凝土柱的截面尺寸两个参数。进行动力弹塑性时程分析,得出位移、位移角、基底剪力以及塑性铰出现的顺序和分布情况,对比各个错层结构模型的抗震承载能力的优劣,对错层结构抗震设计提供有效的参考方案。

钢管混凝土柱异型板无梁楼盖的受力性能

在竖向均布荷载作用下,通过对异型板无梁楼盖受力性能的试验研究,并结合有限元分析,提出了钢管混凝土柱异型板无梁楼盖的简化计算方法,为大空间筒体-短肢剪力墙住宅结构体系的推广及应用提供了理论依据和设计方法。

常州润华环球中心主塔楼结构抗震弹塑性分析研究

常州润华环球中心主塔楼为总高度300m的超限高层,采用了带加强层的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。采用通用有限元程序Abaqus对该结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析,考察结构的整体抗震性能指标,并着重分析了核心筒剪力墙、框架钢梁、钢管混凝土柱、环带桁架、连梁以及楼板等典型构件的损伤破坏程度,为该结构及其他类似结构的性能设计提供参考。