考虑钢筋桁架楼承板的钢管混凝土框架抗连续倒塌性能

利用ABAQUS/Explicit对边柱移除工况下钢管混凝土柱-钢梁-钢筋桁架楼承板体系的抗连续倒塌性能进行研究。在确定材性选择、损伤定义以及建模方法的准确性的基础上,分析模型的竖向承载力与破坏模式、楼承板混凝土损伤云图、关键钢构件轴向应力,探究体系内梁柱的传力规律,并量化地分析主梁抗弯机制、主梁悬链线机制、楼承板机制所提供的竖向抗力。结果表明:在边柱移除工况下,钢管混凝土柱-钢梁-钢筋桁架楼承板体系表现了较好的抗连续倒塌能力;楼承板混凝土受拉损伤和钢筋桁架拉应力主要集中在上表面的负弯矩区和下表面的正弯矩区;镀锌钢底板拉应力和梁柱约束反力占比的变化过程侧面反映了抗力由破坏位置向非破坏位置传递的机制;加载前期G6主梁的压拱效应强于G1、G2主梁,但由于边柱失效工况的边界条件对G6梁的拉结较差,在加载中后期G6梁无法充分发挥悬链线作用;加载初始主梁抗弯机制和楼承板机制提供主要抗力,而当竖向承载力达到最大值时,主梁抗弯机制、主梁悬链线机制、楼承板机制抗力占比分别为42.7%、23.8%、33.5%。钢筋桁架楼承板对框架抗连续倒塌能力的贡献是不可忽略的,始终占总承载力的30%左右。

广州合银广场结构设计

介绍合银广场的计算分析与设计 ,并着重说明了结构加强层、结构弹塑性地震反应、钢管混凝土柱框架节点———钢筋混凝土环梁节点在本工程中的应用。从中可了解整个工程设计的特点、构思和创新情况 。

非一体型钢管混凝土柱轴压承载力的有限元分析

为了研究钢管与混凝土之间相互作用对钢管与混凝土间无黏结非一体型钢管混凝土柱轴压承载性能的影响,以未考虑与钢管相互作用的素混凝土和考虑与钢管相互作用的混凝土为对象,钢管径厚比为25～67,建立了7个非一体型钢管混凝土柱有限元分析模型,进行三维有限元分析,并与以往试验结果比对.结果表明：对于非一体型钢管混凝土柱模型,考虑钢管与混凝土相互作用时的初始刚度、最大轴力值与试验结果基本一致;不考虑时的初始刚度、最大轴力值小于试验结果;随着钢管厚度增大,钢管径厚比减小,其相互作用增大明显.当钢管径厚比小于25时,若考虑相互作用的破坏形式,建议混凝土按三轴膨胀破坏设计.

武汉世贸中心某关键连接节点受力性能分析对比

钢管混凝土柱与伸臂桁架连接节点是结构抗侧力体系中的关键节点,节点处连接构件多,且受力复杂。基于武汉世贸中心项目,对项目中该类复杂节点进行受力分析。采用ANSYS和ABAQUS通用有限元分析软件,通过精细化网格划分,并考虑几何非线性和材料非线性,对该节点性能进行分析。两种软件计算的不同构件应力最大值相差均不超过5%,开裂面趋势基本一致,验证了计算结果的准确性。计算结果表明,该节点满足抗震设防烈度地震作用下保持弹性的性能目标。

钢管混凝土柱-钢筋混凝土箱梁节点性能研究

研究目的:为研究大型钢管混凝土柱-钢筋混凝土箱梁节点性能,分别采用理论和数值的方法对节点受剪承载力进行分析。通过探讨该大型节点的受剪机理,揭示其受剪承载力主要由钢筋混凝土外环梁抗剪贡献、考虑钢管约束的内部混凝土的抗剪贡献和钢管抗剪贡献三部分组成。利用有限元OpenSees对该节点进行模拟分析,同时对钢管厚度和混凝土强度等因素进行参数化分析。研究结论:(1)通过有限元OpenSees对节点进行数值模拟,分析结果与理论公式计算结果吻合较好,进而验证有限元模拟的正确性;(2)通过对影响节点受剪承载力的钢管厚度和混凝土强度等因素进行参数化分析,建议在不提高用钢量的情况下,混凝土强度最高取为C60,同时在不改变混凝土强度条件下,钢管厚度不宜超过45 mm;(3)本研究成果可为高铁站房等桥建合一结构的节点构造设计提供借鉴和参考。

装配式轻钢框架-轻钢桁架结构振动台试验研究

为研究装配式轻钢框架-轻钢桁架结构的抗震性能及桁架式"L"形柱的震坏机理,进行了一座两层房屋的足尺模型振动台试验.对模型进行42个工况的地震波输入,运用模态分析理论识别了模型结构的动力特性,分析了加速度响应、位移响应和应变响应的变化规律.研究表明:在地震波加速度峰值从0.07g逐渐增大到0.9g的过程中,结构自振频率逐步下降;加速度放大系数逐渐降低;最大层间位移出现在首层,在8度基本地震动和8度罕遇地震动时的最大层间位移角分别为1/268和1/164,低于多层钢结构的弹性层间位移角限值和弹塑性层间位移角限值;结构能满足"两阶段、三水准"的抗震设防要求.模型中的桁架式"L"形柱在8度基本地震动时处于弹性状态,在8度罕遇地震动时有部分桁架节点处焊缝开裂并进入塑性状态,在9度罕遇地震动时结构塑性变形加大但仍有一定安全储备,在9度极罕遇地震动时刚度严重退化.结构在经历了渐进的塑性变形过程后,仍保持一定的承载能力,具有较好的延性,可在高设防烈度地区应用.

新开发银行总部大楼塔楼结构设计

新开发银行总部大楼塔楼采用钢管混凝土柱框架-核心筒结构体系。外框大柱采用钢管混凝土柱并沿平面6个角点均匀布置;外框大梁采用钢桁架,分别在8、14、20、26层设置形成环带桁架,与外框大柱共同组成了巨型外框;核心筒平面为六边形并在6个角部设置了钢骨。塔楼以国内、外结构设计标准和银行、健康材料、室内环境等行业标准为设计依据,以建筑、结构高融合度为设计目标和理念,最终形成了巨型框架-核心筒结构体系。通过采用结构抗震性能化设计手段,以及同时考虑防连续倒塌的关键节点有限元分析、大跨楼盖人行振动舒适度分析等专项分析方法,研究和验证了巨型框架受力特点下该结构体系在本项目中的适用性及合理性,实现了金砖银行塔楼的高设计标准、高融合度、优异结构性能的预定目标。

钢管混凝土柱交错桁架结构有限元分析与试验研究

介绍了1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构水平加载试验,并应用ANSYS参数化程序设计语言APDL编制了钢管混凝土柱交错桁架结构非线性分析的命令流。有限元模拟与试验结果吻合较好,验证了有限元模型以及编制APDL命令流的正确性。应用编制的命令流,分析了柱的截面形式、桁架的刚度、高跨比、桁架的形式、荷载偏心等因素对钢管混凝土柱交错桁架结构性能的影响。

带钢桁架牛腿的巨型钢管混凝土柱-混凝土梁节点有限元法分析研究

广州新客站的钢管混凝土柱节点尺度大、构造复杂,采用了穿心承重销和穿心钢筋相结合的节点形式。确定了以钢桁架牛腿抗剪为主进行抗剪验算,综合混凝土梁和钢桁架牛腿的作用进行抗弯验算的设计原则。采用MSC.MARC软件对节点进行有限元分析,研究了节点受力性能、破坏模式和协同工作能力,以及钢桁架牛腿的作用。钢桁架牛腿可以控制节点区塑性铰出现的位置,改善节点的刚度、承载能力和延性,同时还是钢管混凝土柱和混凝土梁之间过渡的重要组成部分。对节点区域的应力分布和剪力分布的研究表明,该节点具有较好的整体性能。

海航机库计算分析

介绍了首都机场112m跨度飞机维修库的结构选型和设计。该机库悬挂荷载大,地处高烈度区,设计难度大。设计过程以整体分析为主,采用多个软件对各种不同的结构方案进行了对比分析,最后选定为钢管混凝土柱+钢网架的结构形式。

义马体育馆双向斜交管桁架结构分析

义马体育馆罩棚设计平面近似为相互咬合的两个平行四边形。为满足建筑外观及室内感官的要求,屋面罩棚结构形式采用支承于三角形格构柱上双向斜交管桁架结构。结构形式新颖美观,通过分析,结构强度及刚度可以满足规范的要求,结构稳定性较好。介绍该结构体系设计的难点及解决方案,通过两种有限元软件进行分析对比,其计算结果基本一致,主要参数的差值均小于5%。

北京新材料研究院会议中心结构设计

北京新材料研究院会议中心,建筑主要檐口高度19.5m,采用钢框架-混凝土框架剪力墙结构体系。首层为科研交流空间;二层西侧为会议厅,东侧为报告厅;三层为设备用房;为保证建筑空间的通透性及完整性,结构设计中竖向框架柱采用矩形钢管混凝土柱,大跨度平面构件采用桁架+悬挂吊柱、箱形钢梁等多种形式,实现了多层大跨度结构。桁架设置位置恰当,既满足了结构设计的要求,又保证了建筑不同楼层的建筑空间需求。通过工程案例介绍了结构设计特点及设计措施。

中豪写字楼超限高层结构设计

中豪写字楼为主体高度119.8m的超限高层建筑,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒结构体系。工程位于高烈度地区,若采用传统的抗震设计方法,位移很难控制,构件截面太大。结构设计时设置了黏滞消能器,按10%等效阻尼比进行结构设计,构件截面相对减小,增加了商业使用面积。结构存在平面及竖向均不规则和高位转换等不利因素,采用两个不同力学模型的三维空间分析软件SATWE和ETABS进行了整体内力、位移计算,通过弹塑性时程分析找出结构的薄弱部位,并采取了有针对性的加强措施,最终能够达到小震弹性、中震可修、大震不倒的抗震性能目标。