机械式立体停车库结构设计与工程实践

由于场地空间限制,机械式立体停车库常采用单跨框架结构体系,但该结构体系在水平力作用下(风与地震作用,但主控是风荷载),基底的零应力区非常大,存在倾覆风险。单跨结构的短边方向变形较大,需要采取必要的抗风措施限制风荷载作用下的位移。基于深圳地区开展机械式立体车库结构设计,根据项目的结构特点,采用多种结构计算软件对比分析,发现只有采用抗拔桩基才能满足实际的受力需求,可有效解决结构整体倾覆的问题。同时,采用外包式柱脚也可提高结构整体的稳定性。

利用加设钢支撑改变单跨框架结构体系的抗震加固效果研究

单跨框架结构大量存在于中小学建筑中,中小学建筑已提高到乙类设防,根据抗震鉴定标准GB50023-2009,框架结构不宜为单跨框架;乙类设防时,不应为单跨框架。单跨框架是一种抗震严重不利体系,缺乏冗余约束,易发生整体倒塌。若从构件加固层次提高建筑的抗震性能,不但造价高、施工复杂,而且效果也不明显。加设支撑是一种改变建筑结构体系的方法,本文结合工程实例,讨论了加设钢支撑后原结构性能变化以及加固过程中应该注意的问题。研究表明,利用支撑改变结构受力体系,可以明显改善结构性能,提高抗震能力。

单跨5车道公路隧道工法优化及施工力学特性研究

为解决超大断面公路隧道传统工法工序繁杂、效率低等问题,依托厦门芦澳路—海沧疏港通道2#分岔隧道大跨段(国内在建最大断面公路隧道),利用“以索代撑”的思想,并结合围岩强度高的特点,提出主动支护的钢架岩墙组合支撑法并对其进行工法优化。通过岩石三轴压缩试验和Hoek-Brown估算方法获得围岩力学参数,并采用数值计算的方法验证该工法的合理性,确定预应力锚索长度为10 m,预应力值为1000 kN,同时对其施工力学特性进行研究。结果表明:围岩变形主要发生在岩墙(⑤分部)开挖前,且以竖向变形为主,上台阶开挖是引起隧道拱部沉降和仰拱隆起的主要原因;在预应力锚索的作用下,隧道岩墙(⑤分部)的开挖和中隔壁的拆除对围岩变形和初期支护内力影响较小;初期支护拱脚处压应力集中,拱顶和仰拱处受到较大的拉应力;隧道围岩变形及初期支护承载力均满足公路隧道施工安全要求。

单室受火对双层双跨组合钢框架抗火性能的影响

单室火灾是常见的火灾工况之一。本文利用自行研制的火灾试验炉,对单室火灾时2榀双层双跨组合钢框架的火灾性能进行了试验研究,火灾工况包括:梁、板、柱同时受火,节点不受火;梁、板受火,而柱、节点不受火二种。试验中量测了各种工况的炉温,H型钢梁、柱的翼缘、腹板及钢筋混凝土楼板中的温度分布,分析发现组合梁在三面受火时裸钢的温度相差很小,而混凝土中的温度与裸钢的差异较大;与钢的升温曲线不同的是,混凝土的升温曲线在加温初期由于内部凝结水等开始蒸发,使温升曲线存在有一平缓阶段,且随着距受火面距离增大混凝土的温升曲线有明显的滞后现象,当炉温和裸钢的温度开始下降时,混凝土的温度却仍在升高。文中还量测了一层框架柱中点、柱顶的水平位移和二层柱顶的位移,对框架的变形性能和破坏现象进行了分析介绍。

地铁单拱大跨暗挖车站拱墙开洞接口处理技术

基于重庆地铁暗挖车站单拱大跨的特点,车站主体隧道在其拱墙部位开附属洞门时,势必会在主体与附属接口拱部形成临空面,尤其是大断面附属接口形成的长大临空面存在较大的施工风险;为有效降低隧道拱墙开洞的施工风险,实现"随挖随支、钢架步步封闭"的施工原则,结合工程实际提出倾斜二维钢架接口支撑体系,详细介绍大跨拱墙开洞时支撑钢架步步封闭的分段拼装施工工序,并通过对现场施工监测数据的分析,验证该技术的可靠性。

基于ERA法的钢框架损伤动力试验模态分析

应用ANSYS有限元分析软件对一个单跨三层钢框架分别进行恒活荷载、风荷载和地震作用三种损伤工况下的模拟设计,然后对试件进行三种工况下的缩尺动力试验。运用DASP动态试验仪进行动力试验之后采集和处理数据,再运用特征实现算法(ERA)进行模态分析。研究结果表明:不同损伤工况下结构的频率、振型和阻尼都不同;并且在同一框架的不同损伤位置处频率和阻尼也会发生变化;试验结果与ANSYS模拟分析设计出的损伤位置和损伤程度较吻合。

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆结构分析及设计

贵州省亚高原体育训练基地攀岩馆屋盖造型为两个有高差的半边椭圆球,是国内外场馆建筑中较早采用带高差两个半边椭圆球屋盖的场馆;场馆采用椭球形凯威特K6单层网壳结构+立体拱架+竖向平面交叉桁架组合的杂交结构体系,下部为钢筋混凝土框架-剪力墙结构。主要介绍了钢屋盖的结构选型及结构布置。采用多模型的计算分析方法,对结构进行设计分析并验算钢屋盖的稳定性;对复杂相贯节点的受力性能进行计算分析,并对比分析半边椭圆球单层网壳结构与完整椭圆球单层网壳结构的受力性能差异,另外介绍了该项目风洞试验、风荷载取值方法。分析结果表明,带高差两个半边椭圆球屋盖结构布置合理,其受力特性与完整圆的网壳结构受力性能存在较大差异。

几种单跨框架结构设计方案的比较

结合单跨连廊框架实际工程,采用PKPM系列软件的SATWE软件,对设置框架柱、设置剪力墙和设置钢斜撑的单跨框架结构方案进行了分析比较,分析表明:采用设置钢斜撑的单跨框架不仅能满足建筑立面的要求,且能改善单跨框架的受力性能,是一种比较合理的结构方案。

基于BIM的某城市展馆结构设计

通过BIM的运用,解决了复杂造型难以用传统设计准确表达的问题,同时将施工阶段可能遇到的问题最大程度地在设计阶段解决,保证结构主体满足建筑造型及使用功能。

内嵌式带框钢支撑在既有建筑抗震加固中的应用

由于历史原因,既有建筑经常存在设计和施工不规范的问题。本文通过具体改造工程,分析了既有建筑中经常存在的问题,包括结构体系混乱问题、单跨框架问题、层间变形过大、填充墙的不合理砌筑引起的扭转效应和短柱等问题,以及由于使用功能变化引起的抗震设防类别提高所产生的问题。针对存在的问题,遵循“先体系、后构件;先整体、后局部”的原则,采取了理顺结构体系,使之符合规范要求、增加带框钢支撑和剪力墙解决层间位移和扭转过大问题并作为第一道抗震防线、“捆绑式”加固解决单跨框架问题等加固手段,在此基础上,适当加固承载力不满足要求的构件,并采取相应的构造措施,确保后续使用年限的结构安全。另外,对既有建筑鉴定与加固改造设计中遇到的地震动参数取值等问题,给出了原则性的意见,可供同类工程参考。

“单跨围合式框架结构”的设计与思考

工程设计中部分建筑因其特殊的功能和造型要求,在结构上会形成一种特殊的类“单跨围合式框架结构”形式。因该结构形式由不利于抗震的单跨框架围合而成,且个别单跨框架的调整对结构整体造成的影响一般会大于常规框架结构,故该类结构应当采用更针对性的分析方法。中国人民大学通州新校区未来传播创新中心因建筑需求,采用了这种类“单跨围合式框架结构”,本文通过理论分析与模拟计算的方式,研究了中国人民大学通州新校区未来传播创新中心的设计要点,提出了该项目中大跨、大开洞、弱连接、斜柱、穿层柱等设计难点的分析方法,并介绍了舞台演播厅中灯栅层的设计方法。本文以此项目为依据,总结了因建筑大空间使用功能要求而形成的类“单跨围合式框架结构”的重点问题,旨在为其他类“单跨围合式框架结构”的设计提供一定的借鉴。

无吊车单跨门式刚架用钢量探讨

门式刚架是单层工业厂房中一种常用的结构形式。在满足结构安全的条件下,用钢量对工程造价起着重要作用。本文通过从钢材种类、屋面坡度、跨度、柱距等方面进行分析并比较对用钢量的影响,为更好地降低用钢量提供思路。

内嵌式带框钢支撑在建筑抗震加固中的应用分析

介绍了建筑的具体情况,分析了既有建筑中存在的问题,基于此,提出抗震加固方案,通过改为钢筋混凝土框架、避免采用单跨框架、楼梯间设置刚度较大的混凝土墙等手段,强化内嵌式带框钢支撑在建筑抗震加固中的应用,提升建筑物的安全性。

某单跨框架支撑结构检测评定及加固加层技术

结合工程检测和复核计算,分析了某单跨框架支撑结构工程可能存在的施工缺陷、安装误差以及安全隐患,在此基础之上进行评估并提出了相应的抗震加固加层措施,然后对实施加固加层措施之后的结构进行了二次复核计算,验证了抗震加固加层措施的有效性,消除了可能的安全隐患。

单跨高层钢框架与钢筋混凝土框架材料用量比较

通过对不同地震烈度、风荷载作用下相同高度、跨度、层高的单跨高层钢框架(带支撑)和混凝土框架结构的计算,明确了位移控制指标,进而比较了二者的材料用量及造价,最终给出了单跨高层框架结构形式、材料的选用建议。

杭州国际博览中心结构初步设计

杭州国际博览中心长约432m,宽约264m,规模大、功能多,结构体系较复杂。工程主体部分采用钢管混凝土柱与大跨钢桁架组成的框架结构,屋顶花园钢结构采用曲面钢网壳和单层球壳,附属办公楼采用现浇混凝土框架-剪力墙结构。介绍了初步设计中的一些关键性问题及相应的技术措施,包括荷载取值、结构分析与选型、超限情况及抗震性能化设计、结构超长论证分析等,该工程目前已经通过超限审查。

单跨不规则框架结构抗震加固方案对比研究

以一个单跨不规则框架结构为例,分别采用钢支撑加固和抗震墙加固方案,对原结构和加固后结构进行弹性以及弹塑性对比分析,分析结果表明:两种加固方案均能调整结构扭转特性,有效提升结构抗震性能。

消能减震技术在横向单跨框架结构抗震加固中的应用

对多层横向单跨框架结构增设屈服力较小的钢滞变消能器支撑进行抗震加固,以提高结构整体抗侧刚度、增加单跨方向结构冗余度,解决单跨框架结构抗震不利的问题,仅对横向单跨框架加固问题进行讨论。采用PKPM,ETABS软件分别进行小震反应谱计算,并进行小震、中震、大震时程分析。分析计算表明,小震作用下,钢滞变消能器首先屈服耗能,作为第一道防线起到了保护主体结构的作用;大震作用下,钢滞变消能器耗能效果明显;钢滞变消能器支撑加固能有效地增加结构阻尼,结构受到的地震作用较加固前增加较小,有效地减小了加固量。