新型装配式梁柱节点有限元参数分析

提出了一种装配式梁柱节点新形式,带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接,通过L形角钢进行节点加强,形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能,以前期试验作为研究基础,对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软件进行参数分析。首先建立装配式梁柱节点的足尺试验模型,与试验结果进行对比验证;然后,对带悬臂梁段拼接节点进行参数化分析并且考虑加劲肋数量、横板厚度、耳板厚度、L形角钢长度和翼缘螺栓数量的因素,得到不同参数下节点的力学性能。

采用一种预埋件的金属阻尼器中间柱型连接构件的受力性能研究

消能减震技术能显著提高建筑物的抗震性能,消能器的效果依赖其与主体结构的有效连接,目前关于阻尼器与整体结构有效连接设计方法的研究不多。针对工程中金属阻尼器的中间柱型连接形式,本文提出一种带有预埋件的悬臂墙构造,并给出设计方法及其设计要点。为进一步验证该设计方法的可靠性,探究悬臂墙的受力性能,对两个试件开展拟静力单向加载和低周往复加载试验。研究结果表明,悬臂墙裂缝从预埋件连接处开始发展,最终破坏时墙角及预埋件核心区应力较大,增设暗梁暗柱可较好地提高悬臂墙的承载能力。型钢预埋件配合暗梁暗柱能使悬臂墙在设计尺寸较小的情况下承受较大的设计阻尼力,保证阻尼器充分发挥消能效果。

中粮前海总部大楼结构设计难点分析与处理

中粮前海总部大楼项目为复杂超高层结构,塔楼采用带1道伸臂桁架的钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构。核心筒偏心布置,局部采用斜柱转换,高区采用张拉索幕墙结构附着在主体结构。介绍了偏筒结构设计的策略;对斜柱转换的特殊节点设计进行分析;对超大张拉索幕墙结构与主塔楼结构构件的节点进行了受力分析。结果表明,偏筒结构通过对核心筒采用不等墙厚设计可以有效地减少偏心,同时在核心筒墙内设置型钢可以有效抵抗核心筒偏置带来的拉力;合理设置桁架结构可以有效地抵抗拉索幕墙传递的扭矩和拉力;圆形柱和方形柱转换节点采用三道环板转换可以高效地实现节点力转换且方便施工。

复杂竖向结构体系高层钢结构施工关键技术

某项目T1办公楼结构形式为内混凝土核心筒+外框钢结构体系,其底部设计了Y形柱,用于增加下部结构的空间效果,而顶部屋面结构则巧妙地将内核心筒内预埋钢结构和密封拉索结合起来,将整个屋面的一侧斜拉形成了悬挑无柱结构,同样增加了顶部视野通透的建筑效果。本研究重点介绍了在T1办公楼的建设中针对特殊结构所采用的众多关键技术,以便于为类似钢结构施工提供借鉴。

高层建筑外扩层框架外斜柱模板支撑体系设计

随着建筑外观造型设计更加新颖,建筑的主体结构造型也不再是方正造型,不断出现结构楼层外扩的形式,超长悬挑混凝土梁、框架外斜柱越来越多,为解决高空超长悬挑混凝土结构的模板支撑问题,以北京某中医科研楼为例,通过对现在常见模板支撑形式优化,设计出满足悬挑梁、框架外斜柱共用支撑架的新型悬挑支撑体系,为类似工程提供参考。

济南华润万象城抗震性能分析与设计

济南华润万象城为一栋结构高度412m的超限高层商业建筑,采用框架-剪力墙结构。结构中同时存在扭转不规则、平面开洞、大跨度结构、大悬挑结构、斜柱、桁架悬挑等多项平面及竖向不规则情况。采用多种计算程序进行了抗震性能分析,其结果均满足既定的抗震性能目标。对复杂商业中的各关键部位设计进行了多方案比选,确定了合理的结构布置和适当的构造措施,取得了良好的效果。

跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站抗震设计探讨

针对跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站结构抗震冗余度低,在高烈度地区应用较少,为更好地分析高架车站抗震受力全过程,以某跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站工程实例为背景,根据建筑规范和城市轨道交通规范要求设定合理的抗震性能目标,并研究构件抗震受力历时过程中的受力情况。采用大型有限元Midas作为主要计算软件,选取合理的地震波,进行多遇地震和设防地震有限元计算时采用弹性时程分析方法,且对振型分解反应谱法地震作用进行相应的放大,结果分析构件满足抗震性能目标要求。进行罕遇地震计算时,为更好地模拟工程实际情况,计算模型考虑桩土共同作用,采用结构-承台-桩基整体计算建模方法,进行弹塑性时程分析,关键构件采用截面纤维模型进行计算,能够反映关键构件在大震作用下进入破损阶段之后的行为,可以查看关键构件截面混凝土的开裂和压碎历史,钢材或钢筋的屈服和硬化过程。研究结果表明结构构件均满足抗震性能目标:(1)关键构件的钢材纤维受拉受压均未超过屈服强度,保持弹性工作状态,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,同时延性系数D/D1小于1,均说明关键构件满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(2)桩基的钢筋纤维受拉、受压均未超过屈服强度,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(3)地震作用下,带有桩模型与无桩模型的基底剪力有一定差距,表现为带有桩基模型的地震剪力较大,设计时应考虑桩土共同作用。

广州白云国际会议中心国际会堂结构设计和施工重难点

采用YJK和ETABS对广州白云国际会议中心国际会堂结构进行弹性分析,采用Perform-3D进行罕遇地震作用下的整体结构弹塑性动力分析,并通过采取针对性的加强措施,改善了结构受力,提高了结构抗震性能,达到了预设的抗震性能目标。对大跨度钢结构构件进行方案选型,提出了大跨度钢结构桁架局部构件后装施工控制法和大悬挑钢结构桁架构件局部弯矩释放法,可以有效地减小结构构件局部受力,更加经济合理。对主会场大跨度楼盖进行竖向舒适度分析,结果表明竖向振动加速度满足规范要求,人群激励模式起控制性作用。通过采用合理的结构方案,以及与建筑专业的密切配合,很好地实现了建筑功能及建筑造型,以及项目快速建造的要求。

某大型商业综合体结构设计与分析

某大型商业综合体单体建筑总长约260m,总宽约95m,属于双向超长结构。建筑存在扭转不规则、凹凸不规则。因建筑功能需求,单体内存在大悬挑梁及大跨度梁。本文介绍了结构计算分析过程,针对大悬挑梁及大跨度梁采用型钢混凝土梁柱结构形式进行分析及验算;介绍了型钢混凝土梁柱节点的深化设计与施工要求;分析了双向超长结构的温度应力。结果表明,本项目各项指标均满足规范及设计要求。

带悬臂拼接段装配式梁柱节点抗震性能研究

提出了一种带悬臂拼接段新型装配式梁柱节点,通过合理的参数设置,研究了节点在不同连接方式、不同加劲件短肢长度以及采用单腋及双腋加劲形式下的刚度退化、承载力及破坏模式变化规律,并建立了精确数值计算模型来进行对比分析研究。研究结果表明:各试件延性系数均超过3,且强轴连接下塑性铰远离节点连接区,具有较好的变形能力;相比于基本试件,采用双加腋加劲形式的节点初始刚度、承载力以及转动能力方面均出现一定程度的下降,承载力退化曲线波动较大,节点受力主要依靠节点域,悬臂拼接段加劲肋应力较小,不建议推广;增加L型加劲件短肢长度不会显著改善节点承载力及转角,但却可以充分发挥L型加劲件的承载作用,减轻节点域承载负担;采用弱轴连接方式的节点在初始刚度、节点转动及承载力方面的性能均劣于基本试件,且后期塑性铰发展不明显,破坏模式为节点连接区域的L型加劲件短肢弯曲变形。研究结果可为装配式结构的发展应用与推广提供参考与借鉴。

杭州泰格医药总部大楼结构设计与分析

杭州泰格医药总部大楼地上共6层,裙房3层,总高度为24.2m。主体为圆环形混凝土框架结构,内径约为28m,外径约为50m,外周长约310m。大楼主入口设置V型转换柱,主塔楼顶部设置大悬挑观景平台,悬挑长度约为12m。整体结构存在扭转不规则、楼板不连续、尺寸突变、竖向构件间断和穿层柱等多项不规则项。本工程通过盈建科YJK和PKPM等计算软件对整体结构进行建模分析,分别研究其在小震、中震、大震作用下的抗震性能,并运用MIDAS Gen等有限元软件分别对裙房楼板的温度应力、屋顶大悬挑观景平台的舒适度和V型转换柱关键节点的应力进行了专项分析。分析结果表明:整体结构各项计算指标均能满足相关规范要求,在地震作用下仍具有较好的承载力和延性;本工程结构抗震性能良好,能够满足预定的抗震性能目标,结构安全可靠。

中国澳门大学珠海校区礼堂结构设计与分析

中国澳门大学珠海校区礼堂结构设计需同时满足国家和地方的相关规范。礼堂内部空旷,楼层错落不齐,设置剪力墙可以让各部分有相对独立的较强的抗侧力体系,也可以为楼座大悬挑梁提供稳固的支撑。计算结果表明,框架-剪力墙结构的礼堂考虑观众席斜楼盖的影响后,抗侧刚度有一些增加,斜楼盖下端的构件及与其相连的柱内力增大。还介绍了屋盖预应力梁、楼座大悬挑梁等的设计,对于大小跨梁引起的内柱弯矩过大的问题,通过合理选择梁中预应力筋线型,在内柱产生与外荷载效应相反的弯矩有效地予以解决。

某展示中心钢结构设计及关键节点分析

某展示中心为高铁站前广场的标志性建筑,建筑高度23.9m,建筑面积约3000m^(2),地上三层,地下为既有车库,主体采用钢框架结构。本工程属于既有建筑上的加建项目,为实现悬浮于地面之上的建筑效果,结构方案采用顶层悬挑、下层悬吊的主体结构形式,钢柱与混凝土柱采用新型连接方式,同时对基础进行加固。主体结构存在周边大悬挑、楼层承载力突变等多个不规则项目,属于不规则结构。采用YJK和MIDAS gen分析软件,通过静力计算和舒适度分析对结构的受力性能和舒适程度进行评估,并提出适当的加强措施以保证结构的抗震性能。采用ABAQUS对结构钢柱-混凝土柱连接节点进行有限元分析,根据结果进行施工图设计。各项分析结果表明结构满足正常使用和地震作用下的性能要求,可为类似工程提供设计经验。

某博士后站复杂混合结构设计研究

某集团博士后站建筑造型新颖,结构体系采用局部带钢支撑的复杂钢与混凝土混合结构。工程平面呈长条形,多处开大洞,各层存在较多超大悬挑梁,立面存在跃层斜柱,4层至屋顶有通高幕墙弧梁,结构存在较多不规则项,设计难度较大。本研究介绍了工程设计中的关键问题和处理措施,研究了长条形结构的扭转控制、二道防线调整、跃层斜柱、超大悬挑等关键问题以及设计方法,可为类似工程设计提供参考。

某多核心筒外悬挑结构设计实践

某结构的主屋面高度为56.55m,裙房顶标高10.55m。裙房以上部分结构的落地构件仅四个核心筒,核心筒外的框架柱不直接落地。通过位于4层的从核心筒伸出的8道外悬挑转换桁架和4道外立面桁架组成的转换桁架系统,把核心筒外的框架柱转换至核心筒。本项目的结构形式新颖,设计复杂,属于“规范未列入的特殊类型超限高层建筑”。考虑到本项目的结构特点,梳理结构力流传导机制,提出与结构特点相匹配的抗震设计概念与性能目标,分析结构传力的关键节点。通过充分的概念设计和计算分析,证明了结构体系的合理性。

悬挑钢梁柱内预设型钢连接节点的承载性能分析

以钢雨篷悬挑钢梁为研究对象,通过多尺度有限元建立悬挑钢梁柱内预设型钢的连接节点分析模型,分析其承载性能和变形特性,并比较了柱内型钢两端高度对节点承载特性的影响。先通过单根悬臂梁的壳单元模型、梁单元模型和多尺度模型,验证了MPC多点约束连接模拟界面两侧不同尺度模型结点耦合关系的有效性。悬挑端竖向变形和根部等效应力的计算结果表明,柱内预设型钢的节点连接方式对悬挑钢梁的约束作用接近刚接。最大等效应力出现在型钢梁与混凝土柱相接范围内的下翼缘,柱内竖向型钢的最大应力则出现在与型钢梁下翼缘相邻的局部范围,横向加劲板外侧两端型钢的应力水平较低;竖向型钢翼缘与混凝土之间的最大挤压应力随着型钢高度的增大而逐渐向节点区靠近,并非都出现在翼缘端部,且数值随之减小,增加两端型钢长度,并不能显著提高节点对悬挑梁的约束作用。

西交利物浦大学体育馆结构设计

西交利物浦大学体育馆为钢筋混凝土框架结构,典型的柱网尺寸为9 m×13 m,羽毛球馆为27 m×39 m的大空间,屋面采用钢桁架结构,为满足建筑设计要求抽掉羽毛球馆底层的一排边柱,造成屋面桁架梁悬挑9 m,并通过吊柱来承受2层的羽毛球馆楼板的荷载。篮球馆为45 m×39 m的大空间,在5.1 m的标高设有空中内跑道,屋面采用网架结构。由于存在结构空旷、跨度大、大悬挑和底层抽柱等特点,造成平面和竖向多项不规则,设计中针对建筑的不规则采用多种抗震技术措施,通过SATWE和PMSAP两种结构计算软件,分别对结构进行整体和分块计算,结果表明,在小震弹性、中震弹性和大震不屈服的作用下,结构的整体指标和承载力满足规范要求,关键构件的设计满足中震弹性的性能化设计目标,确保了结构安全,可供类似的工程设计参考。

地铁高架站钢结构顶棚的设计与研究

本文基于某个地铁高架站的钢结构顶棚设计实例,从结构形式、重点构件及大悬挑3个方面进行了设计分析;对大悬挑区域的风荷载进行共振分析,同时考虑该区域的风吸和风压;为降低悬挑端部的竖向变形,在两侧采取斜柱支撑悬挑屋面。柱脚采用铰接节点,有效降低对下部混凝土结构的影响。希望通过本文的设计分析,为以后的设计工作提供参考。

西交利物浦大学影视学院结构设计

西交利物浦大学影视学院结构形式为下小上大,下部主体为三层钢筋混凝土框架结构,为满足建筑平面功能的要求,采用不等距柱网,设有穿层柱、独立悬臂柱、V型柱,落地点基础采用高强预应力管桩抗水平力;上部钢屋盖平面形状为新颖独特的三角形自由面,采用单层网壳结构,整体屋盖通过11根钢柱和两个落地点支承,其中8根钢柱落在下部混凝土结构框架柱上,3根为独立悬臂柱,西侧屋面悬挑15 m。下部混凝土结构通过SATWE和PMSAP软件计算,上部钢屋盖采用SOFISTIK和SAP2000软件计算,整体模型采用SAP2000软件计算。结果表明,结构的整体指标和承载力满足规范要求,关键构件按中震弹性的性能化设计,确保了结构安全,可供类似的工程设计参考。

福州某商业综合体结构设计探析

分析福州某商业综合体项目结构设计中基础设计、温度作用、长悬挑型钢混凝土梁及大跨度预应力梁的设计要点、穿层柱的补充验算等技术要点。通过合理设置基床系数,实现桩、筏、防水板的协调设计;分析了超长结构中温度应力分析的实际操作方法;对长悬挑梁的舒适度及竖向地震补充验算;针对商业建筑中普遍存在的大跨度梁,探索预应力大跨度梁的设计要点。