西安领事馆区丝路国际文化艺术中心剧院结构设计

西安领事馆区丝路国际文化艺术中心剧院结构由钢筋混凝土框架-剪力墙主体与异形空间钢结构外罩组合而成,是具有体型复杂、内部空旷、跨度大等特点的混合结构。主体结构存在楼板不连续、局部不规则两项不规则项。针对不规则项及关键问题,提出加强措施及抗震性能目标。经过计算分析,找出薄弱部分进行加强,验证主体结构满足预设性能目标的要求。通过多模型比较研究发现,钢结构外罩对主体结构的影响不可忽略。对大跨、长悬挑处楼板进行了振动舒适度验算,对大跨转换钢桁架进行了竖向地震工况的补充计算,进行了楼板在温度与地震工况下受力分析。结果表明主体结构满足承载力和正常使用极限状态的要求。

恒申集团总部大楼结构方案比选及抗震超限设计

恒申集团总部大楼的建筑形体由四个体块穿插堆叠而成,结构上如何实现体块错动的效果,是该项目结构设计的关键点。为此,分析恒申集团总部大楼结构方案的比选过程,在综合评估空间利用率、结构受力性能、施工工艺等因素后,从中选择了最优方案即(少墙)钢框架结构体系。文中分析探讨了该项目抗震超限设计的过程,并提出长悬臂楼盖竖向振动舒适度的控制方案。

高层胶合木建筑楼盖结构模态试验及振动舒适性评价

【目的】为了更好地满足高层胶合木建筑楼盖结构的住户居住舒适性等客观要求,提出对其合理评价及减振措施与方法。【方法】本文利用瞬态激励法、环境激励法和频谱识别法分别对同一栋6层胶合木结构建筑的A,B,C三个不同尺寸房屋进行试验模态现场测试研究,对C房间楼盖频谱识别法测试的振动特性进行有限元分析,评价了该胶合木结构建筑楼盖的动力特性和整体振动舒适性。【结果】研究结果表明,A房间楼盖结构的一阶弯曲频率为27.50 Hz,横向二阶弯曲频率为34.75 Hz,纵向二阶弯曲频率为53.25 Hz,一阶扭转频率为56.25 Hz。该房间楼盖底部的加强筋木横梁增大了楼盖结构的横向刚度,但并未抵消纵向排列的胶合木楼盖所导致的各向异性,其楼盖整体的纵向刚度大于横向刚度;A、B、C三个房间楼盖结构的基频值分别为27.5、13和18 Hz,均符合自振频率与跨度的关系式要求,频谱识别法与有限元计算模态分析得到的C房间一阶固有频率非常相符。【结论】胶合木建筑楼盖结构的木横梁起加强其整体刚性作用,并提高了其居住舒适度。由于木质楼板的各向异性,在其宽度方向上设置加强筋木梁尤其重要。该胶合木建筑楼盖整体上满足建筑固有频率规定的舒适度水平要求,瞬态激励和环境激励方式下的试验模态法、频谱识别法,能够有效应用于木建筑楼盖舒适度的测试,具有现实可靠性。

夏热冬冷地区地板辐射和风机盘管供暖的对比分析

为分析地板辐射供暖和风机盘管供暖在夏热冬冷地区的具体运行效果,对两种模式下的室内热舒适、供热能力和能耗进行了实验和OpenStudio模拟分析。实验和模拟结果表明:风机盘管系统在运行初期体现优势,但后期地板辐射供暖具有更好的室内舒适性,垂直峰谷差仅为0.03℃,预测平均值模型PMV为-0.28,预测不满意百分比指标(PPD)为6.83%;地板辐射供热能力大于风机盘管供热,且耗电量更低。

上海某回字形退台式办公楼结构设计

上海地区某办公楼平面呈现“回字形”环状布局,竖向由西北角逐渐向东南角呈“退台”式,其存在偏心布置、凹凸尺寸偏大、楼板及抗侧力构件不连续等超限项。针对上述结构设计难点,制定了相应的抗震性能目标,对结构进行了小震弹性分析、楼板应力分析、温度作用分析、大跨楼盖振动舒适度分析和屋面构架专项分析。对关键构件进行了大震弹塑性分析,结果表明结构满足性能目标要求。

长沙国际会议中心大跨钢桁架受力性能分析与设计

从楼盖结构选型、节点设计等方面阐述了长沙国际会议中心75m大跨钢桁架的设计要点,采用有限元模拟方法对竖向荷载下钢桁架极限承载力、楼板刚度及温度作用对钢桁架受力的影响进行了分析,同时对楼盖舒适度评估等设计重难点进行研究。结果表明,通过调整构件安装次序可使桁架构件内力得到合理重分配,局部构件屈服后钢桁架整体仍有较大的承载能力和变形能力,混凝土楼板对钢桁架受力的影响主要限于与楼板直接接触的桁架上弦。大跨楼盖能满足正常使用舒适度要求,相关技术研究成果可供类似工程参考。

水电站地下厂房热湿环境分布规律的数值模拟研究

地下厂房热湿环境分布规律的研究对电站运行具有重要意义。利用CFD方法综合考虑室外天气、室内热源和室内湿源对热湿环境的影响后进行数值模拟并通过发电机层离线和在线监测结果验证了仿真精度。将仿真结果用于研究发电机层的热湿环境分布规律以及分析气流组织的热舒适性参数。结果表明:3种气象条件下的热湿环境参数分布相似,温度场分布均匀故温度不均匀系数数值较小,速度场和湿度场数值变化明显,因此速度不均匀系数较大,3种天气条件下的能量利用系数均较大,反应出其具有较好的节能潜力。

窗墙比对供暖房间热舒适及系统能耗影响研究

建筑围护结构直接影响室内热湿负荷,而窗户作为三大围护结构中热工性能最差的构件,其对室内热负荷的影响最大,尤其是当存在太阳辐射时会直接影响室内热舒适性。搭建空气源热泵对流-辐射联合供暖系统测试台,并在大窗墙比的情况下增设保温材料设置等效墙的形式,研究了窗墙比对冬季不同供暖模式下室内热舒适及能耗的影响。结果表明,在空气源热泵供水温度一定时,地板辐射末端供暖比风机盘管末端具有更舒适的室内热环境、垂直温度梯度较小并且能耗相对较少;受到太阳辐射的影响,随着窗墙比的增加,地板辐射供暖系统下室内温度波动减小,能耗增加,PMV值变化在热舒适范围内。

岭南地区景观要素对建筑架空层热舒适性影响研究

岭南地区建筑架空层因其遮阳通风而具有良好的舒适性,成为人们室外休憩活动的重要空间。为进一步探索架空层舒适性与其周边景观要素之间的关系,本文以广州某大学内架空建筑为研究对象,通过CFD三维模拟软件ENVI-met,模拟不同景观要素变量类型对其架空空间的热舒适性影响,探究景观要素对架空层热舒适性的提升策略。模拟结果发现下垫面为花岗石与透水砖对架空层内的热舒适性影响效果相近且生理等效温度(PET)值最高,下垫面为草地可略微降低架空层PET值,下垫面为水体可有效降低架空层内的空气温度、相对湿度和平均辐射温度,从而大幅降低PET值,提高架空层热舒适性。在植物种植上增加乔木尺寸(HW)、叶面积密度(LAD)值、植物间高宽比(ART)值可以增加架空层相对湿度降低平均辐射温度,改善架空层热舒适性。故选择合理的下垫面材质,增加乔木尺寸、叶面积密度或种植密度可显著降低架空层的PET值,提升架空层热舒适性。

南京扬子江智慧中心巨型弧状立体桁架设计

南京扬子江智慧中心为大型城市综合体建筑,地下3层,地上为四塔建筑,建筑平面为上窄下宽收腰型平面,体型复杂。巨型桁架位于底部裙楼南侧,高度为16.5m,宽度为4.1m,跨度为62.9m,平面投影为弧形;桁架内侧为指挥大厅,外侧为连廊,均3层通高。由于桁架跨度和高宽比较大,在屋面压力作用下易发生平面外失稳;对于弧状桁架,桁架结构质心位于支座连线之外,沿支座连线方向的附加弯矩增大了桁架失稳的风险,需采用有效的结构形式和构造措施,以保证桁架正常工作。采用结构概念设计、多模型包络设计和有限元数值分析等多种力学分析方法,以实现结构既定性能设计目标。补充偶然荷载作用下结构抗连续倒塌和人行荷载作用下结构楼板舒适度两种验算工况,保证巨型桁架满足承载能力极限状态和正常使用极限状态要求。

珠海十字门国际会展中心二期双层大跨结构设计

针对会展中心双层大跨重载的特点,采用了刚度大、净空大、现场焊接量少、舒适度更好的钢箱梁方案。为避免腹板壁厚过大,创新性的采用了加劲薄腹板钢箱梁,提出“翼缘屈服先于腹板、腹板屈服先于屈曲”的延性破坏模式,并用有限元和足尺试验验证其可行性。考虑大跨梁轴力、大跨钢牛腿向下偏移等影响,确定了大跨梁、钢支座、钢牛腿、落地支承柱等关键构件的设计方法和内力。利用大跨钢箱梁刚度大、整体性好、现场焊接量少的优势,施工单位创新性的将轻钢屋面系统、主结构系统、机电管线系统全部在地面拼装集成好,然后再一并整体提升,为大跨项目装配式提供了新思路。通过概念设计与分析计算相结合的方法,使结构各项指标及构件内力均控制在合理范围内,结构抗震性能良好。

杭州亚运会板球馆结构分析及屋盖抗风设计

杭州2022年第19届亚运会板球场馆主体采用了钢框架的结构形式,其大悬挑屋盖采用了空间网格结构。因功能及平面布局较为复杂,故采用了YJK、PKPM和MIDAS等多种软件对主体结构进行了整体协同分析和对比计算。通过弹性及弹塑性分析计算,所得的各项指标均满足规范要求,结构选型合理、安全可靠;针对楼盖进行了舒适度分析,对复杂节点进行了有限元分析,并采取了必要的加强措施;大悬挑屋盖结构的抗风设计,采用了基于CFD的数值模拟分析数据作为参考,作为荷载规范的补充依据。

空腹桁架在长悬挑结构中的应用分析

文中分析了悬挑空腹桁架的受力特点,分别探究了空腹桁架竖杆、楼板以及荷载对其产生的影响。以某超高层建筑28~30层长悬挑结构工程为案例,从受力特点、经济性、竖向变形及楼盖舒适度等方面对比了空腹桁架和纯悬挑方案。该工程长悬挑结构选择空腹桁架,既能实现建筑效果,也能满足承载力、竖向变形及楼盖舒适度的要求,可供类似项目参考。

南京雨花台区人民法院结构设计

南京雨花台区人民法院结构高度31.65m,平面尺寸为44.4m×49.4m,采用钢筋混凝土框架结构。3~7层每层沿西侧均悬挑9.1m,悬挑部分结构形式为框架柱上伸出悬挑钢梁,同时柱上设置斜拉杆拉结悬挑钢梁远端,并在悬挑端部设置钢柱,形成空间受力体系。2层楼板大面积缺失,导致楼板不连续和穿层柱等不规则项。通过PKPM和MIDAS软件,对结构进行了弹性时程分析、动力弹塑性时程分析、抗连续性倒塌分析、楼板应力分析、楼盖舒适度分析等。结果表明,结构满足正常使用极限状态及承载能力极限状态要求,支承斜拉杆的框架柱、斜拉杆和悬挑钢梁关键构件满足拟定的抗震性能化目标,结构安全可靠。

长春市妇幼医院门急诊楼结构设计要点分析

门急诊楼属于结构超长、楼板开大洞、局部大跨度且包含跃层柱的不规则的采用减震措施的结构体系,介绍了本项目结构设计过程中的关键点。包括结构减震性能目标的确定,并对结构进行中震弹性时程及大震弹塑性分析。针对超长问题进行楼板温度应力分析,针对楼板不连续进行楼板地震应力分析及针对大跨度楼板进行舒适度分析,并采用屈曲特征值分析确定跃层柱计算长度,通过以上这些补充计算来确保结构的安全性。

崇明东滩科研中心超限结构分析与设计

崇明东滩科研中心为超限结构,同时存在平面不规则、多塔、吊挂转换等不规则项。采用YJK、Etabs进行了反应谱法对比分析、时程分析等,校核了反映谱法的计算结果;采用MIDAS/Gen进行了楼板应力分析,校核楼板小震弹性性能,为楼板中震不屈服性能目标提供配筋依据。同时,介绍了吊挂结构方案比选过程,对比分析了梁上立柱转换与梁下吊挂转换两个方案。综合建筑功能等因素选择了梁下吊挂转换方案。应用包络设计理念对关键构件进行设计确保项目安全度。此外,采用MIDAS/Gen对吊挂区域楼面进行了舒适度分析,结果表明通过适当加强措施,楼面舒适度控制效果良好。本文可为同类结构的综合分析与设计提供参考。

某体育馆体操室楼板舒适度分析及减振措施

为研究体操室楼板在有节奏运动下的振动问题,以某体育馆一、二层夹层体操室两种楼板为研究对象,利用Midas Gen建立有限元模型,结合国内规范,研究和分析了楼板结构的振动问题。采用直接积分法,在同步行走激励、有节奏运动激励的工况下进行加速度响应分析,由控制点的分析结果对楼板进行舒适度评价。结果表明钢桁架组合楼板相比普通混凝土楼板更容易出现舒适度问题,一层夹层楼板具有良好的舒适度,二层夹层楼板的自振频率及峰值加速度均不满足规范要求,需要设置减振措施。对比分析了二层夹层体操室减振前后的自振频率和峰值加速度,结果显示布置调谐质量阻尼器减小了自振频率,调谐质量阻尼器对荷载频率为2Hz的有节奏运动可达42%减振效果,对2Hz以上的有节奏运动可达10%,设置调谐质量阻尼器可以有效改善楼板的舒适度,可为类似工程提供参考。

落地扇与空调联合运行舒适性与节能性实验研究

建筑能源消耗日益严峻,暖通空调能耗占比持续上升;在保证室内热舒适的条件下,合理降低建筑夏季空调能耗是实现建筑节能的重要措施。根据落地扇产生的气流扰动对热环境的影响效果,通过实验测试及舒适性问卷的方式研究落地扇对办公室内的温度分布、舒适性以及节能性的影响,从而实现节能条件下的室内热舒适,并给出落地扇与空调联合运行的建议。研究结果表明:落地扇与空调联合运行提高温度分布均匀性、加强室内气流扰动,联合运行相比空调单独运行时房间较高温度区域获得最高1.4℃的温降;平均热感觉的优化程度最高可从有一点热(0.37)变化到有一点冷(-0.52);落地扇扰动作用有效降低空调回风口的温度,减少空调高能耗运行的时间,从而实现最高13.82%的节能效率。

玄武宝龙城商业Mall复杂结构设计

玄武宝龙城商业Mall主体结构为地上6层钢筋混凝土框架结构,平面尺寸约为180.8 m×93.5 m。该项目存在多项不规则项,属于超限高层建筑。文章介绍了工程概况、基础设计、超限设计及复杂部位专项设计的相关内容。设定了安全合理的性能目标,采用YJK和PMSAP两种软件分别进行了小震反应谱分析及小震弹性时程分析、关键构件的中震不屈服和弹性验算,采用SAUSAGE软件进行动力弹塑性分析。各项分析结果表明,整体结构达到设定的性能目标,结构抗震性能满足要求。对楼盖进行了中、小震作用下应力分析及温度应力分析,对斜柱相关部位、转换梁、穿层柱、大跨楼盖舒适性等进行专项分析设计,确保结构安全、满足功能使用要求。