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。

K形矩管外套强化节点承载力数值分析

矩管桁架在节点区域容易出现主管管壁的局部屈曲和撕裂,针对该问题的强化解决方式,结合某铁路客运站房钢结构工程,提出了矩管桁架节点局部强化的工艺力学性能问题。设计了总共112个数值分析模型,基于微动力阻尼非线性静力方法,分析了K形外套加强节点、无加强节点的力学性能,研究了外套加强的优越性;通过改变节点的设计参数τ,β,研究节点承载力性能的差异,给出外套管构造参数α,D取值的范围及其适用条件。数值分析结果表明,外套加强节点具有良好的工艺力学性能,可供工程设计参考。

临沂奥体中心体育场车辐式单层索膜罩棚结构设计

临沂奥体中心体育场罩棚采用车辐式单层索网结构,上覆PTFE膜。对其外环受压桁架方案、索网大变形情况下附属结构及其与索网连接安全性、屋面排水方案等进行了专项研究。研究结果及采取相应措施如下:变宽度的外环受压桁架可减小索网尺寸、缩小内外环形状差异,改善外环受压桁架自身及斜柱受力;荷载作用下单层索网变形较大,竖向位移超过规范限值,为此从《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)限制结构变形的本意出发,通过一定构造措施保证了附属结构及其连接能适应结构大变形。最后,针对马鞍形屋面特点,采用场内场外排水相结合,局部设置附加排水口等措施,保证屋面排水顺畅。

K型外套强化矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型

为研究焊接外套强化K型矩管桁架节点滞回性能与恢复力模型,基于ADINA,采用引入微动力阻尼系数的非线性FullNewton-Raphson方法进行了节点滞回承载能力数值分析。考虑材料弹塑性、屈曲大变形、撕裂失效等非线性影响因素,得出了用以评价节点抗震性能的骨架曲线、延性系数等主要指标;结合外套管长度、厚度和支管与主管的宽度比等主要影响参数,分析了外套强化节点滞回性能的变化规律,进一步提出节点恢复力模型。研究表明,外套管加强节点的滞回性能提高明显,加大套管与主管的板厚比可以提高节点极限承载能力,基于此,给出了明确的加强套管设计构造参数,可供设计参考。

三种套建结构在既有房屋增层改造中的应用

为完善既有房屋套建增层改造决策系统和技术措施,结合具体工程实践,对预应力混凝土框架结构套建增层;新增结构一层顶采用内置预应力钢桁架-混凝土组合框架梁的框架结构套建增层;预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层的设计与施工要点,进行对比分析.结果表明:预应力钢-混凝土组合框架结构套建增层,不但可实现施工过程中底层楼盖的自承重,而且与其他方案相比,结构整体造价低,施工周期短.因此,在既有房屋套建增层改造中应优先选择预应力钢-混凝土组合框架结构.

组合框架梁中两种内置预应力钢桁架的对比分析

针对绥芬河青云市场套(扩)建改造工程"施工阶段自承重楼盖体系"内置预应力钢桁架-混凝土组合框架梁中角钢桁架弦杆尺寸较大,端部预应力筋不便张锚等问题,提出采用内置灌浆圆钢管桁架替代内置角钢桁架的设想,对两种内置钢桁架进行比较分析认为,当圆钢管弦杆壁厚与角钢弦杆壁厚相同时,灌浆圆钢管桁架的弦杆直径小于角钢桁架弦杆边长,桁架占用外套柱的空间小,同时桁架下弦杆钢管可作为按直线布置预应力筋的孔道,方便预应力筋布筋和张锚。并指出今后应继续开展的相关研究工作。

金属结构航天器陨落过程三维瞬态传热有限元算法研究

构建金属桁架结构航天器陨落再入气动热环境有限元传热模型,是准确预测在轨服役期满大型航天器陨落再入解体过程温度分布的关键。本文采用四节点四面体单元对空间进行离散,依据泛函理论,将传热控制方程离散为代数方程组;利用有限单元法总体合成得到具有对称正定、高度稀疏和非0元素分布的规则性刚度矩阵,发展一维变带宽压缩存贮技术,有效解决大型稀疏矩阵的数据存贮问题;为有效抑制求解过程出现的温度在时间和空间上的振荡问题,发展集中热容矩阵系数处理方法,将热容矩阵的同行或同列元素相加代替对角线元素,使非对角线元素化为0,构造求解三维瞬态温度场的两点向后差分格式、Crank-Nicolson格式和Galerkin格式。通过对正方体瞬态传热计算验证分析,在相同条件下,采用以上三种格式均可获得一致稳定的温度解,并得到与现有ANSYS有限元软件较为吻合的计算结果,验证了所建立三维瞬态传热有限元计算模型的准确可靠性。在此基础上,对铝合金低轨航天器薄壳结构进行了传热计算,给出了类天宫飞行器两舱体陨落飞行107.5 km～90 km不同高度的瞬态温度分布,为这类寿命末期航天器陨落再入解体预报提供理论支撑与可计算模型。

钢筋桁架楼承板水平钢筋“关联式”精准预埋技术

以沈阳盛京金融广场项目为背景,论述"外爬内支"结构施工方式下提高钢筋桁架楼承板与结构楼板埋筋连接质量与结构安全性问题。分析钢筋桁架楼承板埋筋易受混凝土污染及定位精度低的技术难题,提出钢筋桁架楼承板水平钢筋"关联式"精准预埋施工技术,重点阐述埋筋材料选型、定位精度控制、二次校正防偏位、混凝土污染控制措施及埋筋处理的系列质量控制要点,最终有效提高钢筋桁架楼承板埋筋定位精度及埋筋质量,避免后期植筋问题,保证结构连接可靠性。

沈阳红梅味精厂老发酵厂房加固改造设计

针对红梅味精厂老发酵厂房生产过程中对原结构造成不同程度损害、以及历史资料不详等问题,结合改造后的使用功能及保留原有风貌的要求,对原结构的不同部位、不同构件提出不同的加固改建方案。西部三连拱区域屋盖与外墙完全保留,基础采用在原有基础上叠加独立和筏板基础的方法进行加固,通过内贴外框架新建混凝土柱、内柱外包格构钢柱、梁外包钢桁架建立新的结构受力体系;中部三层区仅保留外墙,其余部分置换新建;东部两层区完全拆除新建。通过加固改造,在满足新时期的使用需求的条件下,有效保护了老发酵厂房的历史风貌。

鄂北地区水资源配置工程大型现浇渡槽过水断面无穿墙拉杆模板施工技术

在引输水工程中,作为主要输水建筑物的大型预应力渡槽具有结构复杂、荷载承受较大、薄壁异形多、张拉预埋件数量多及精度要求高等特点。采用普通拉杆对拉加固方式会影响槽身侧墙混凝土结构的抗渗性和稳定性,过多的拉杆会与渡槽预应力钢筋产生冲突。研究提出“外桁架+内台车”组合无穿墙拉杆钢模板体系,可杜绝槽身过水断面位置渗水的质量隐患,加快槽身施工进度,减少槽身模板施工成本。利用BIM技术对模板和台车结构进行了优化设计。研究成果对类似工程设计和施工具有一定的借鉴意义。

填海地区深基坑中地下室外墙几种单侧支模技术

某工程深基坑地下室周围存在浅基础,浅基础工程桩已施工完毕,为避免对桩基产生影响,根据不同工况采用钢管对撑、型钢桁架、钢管斜撑的单侧支模形式进行地下室外墙施工。

沉管预制全断面大型液压模板台车设计与应用技术

沉管分次预制施工周期较长、纵向施工缝渗水风险较大,而常规钢木混合体系模板难以满足全断面预制一次浇筑成型的质量与进度要求。为解决上述问题,研制出一款可自行走的全断面液压模板台车,其内模台车采用三角形桁架结构及液压步履式自行走系统,可实现内模台车的快速移位;外模台车采用无拉杆斜支撑桁架结构,可降低结构的渗水风险;端模采用梳齿型组合钢模,可提高周转利用率;同时,外模台车可为体系转换提供条件,节约施工周期。通过ANSYS软件对混凝土浇筑过程中的模板变形和位移数值进行模拟,实践证明,该模板台车可保证沉管全断面顺序预制工艺的实施和浇筑安全。

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。

73m大跨度钢管桁架组双机吊装施工技术

游泳馆工程的屋面钢管桁架73m,局部2层结构为钢筋混凝土框架结构,跨内吊装困难;主桁架与次桁架采用相贯线焊接连接,高空拼装精度不易控制;采取跨外双机抬吊2榀钢管桁架组的施工方法;2榀桁架组在地面拼装精度高,形成了空间几何不变体,该方法可减少高空安装工程量,钢构件安装速度快,安装质量得到保证;桁架组在空中安装后不需设临时支撑,更易保证高空操作安全。

夹心板桁架式连接件腹杆倾斜角度研究

传统不锈钢桁架连接件腹杆倾斜角度为22°,为确定装配式夹心保温板桁架连接件腹杆最佳倾斜角度,本文利用ABAQUS有限元软件模拟了4类典型夹心板在脱模、运输及正常使用工况下连接件和外叶板的受力情况;在连接件用量保持不变的情况下,分析了上述工况中腹筋倾斜角度在22°~90°范围内连接件和外叶板应力的变化规律。结果表明:随着腹杆倾斜角度增大,连接件腹杆应力值在脱模工况中逐渐减小,而在运输和正常使用工况中呈现先减小后增大的趋势;外叶板混凝土应力值在上述工况中均呈现减小趋势,并且在脱模工况中最大;综合分析3种工况下连接件腹杆和外叶板混凝土应力,倾斜角度在56°~68°的范围内时连接件受力性能达到最优,实际应用中,桁架连接件腹杆倾斜角建议取为60°。

巨型钢桁架模板支承系统在红楼加层工程中的应用

介绍用外套框架进行大跨度 ,多层数加层技术中其转换层模板支撑系统的设计与施工。

大跨度非封闭索桁架结构施工技术

乐清市体育中心体育场采用了大跨度空间预应力结构体系,屋面为非封闭索桁架结构系统,外环钢结构为倾斜钢管混凝土锥面网格结构。通过大量的仿真分析和方案的论证,施工采用外环钢结构无支撑式安装、混凝土在钢结构合龙后浇筑、索系低空无应力组装、整体提升上径向索和同步分级张拉下径向索的施工工艺。通过科学合理的施工组织设计,整个施工方案的实施收到了良好的效果,解决了施工中的重点、难点问题。