窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系的抗震性能

针对钢结构住宅凸梁、凸柱和抗侧刚度不足的问题,提出一种新型窄翼缘异形柱-波纹钢板剪力墙体系;通过与传统H形钢柱-平钢板剪力墙体系进行对比,确定内嵌波纹钢板布置方式,采用ABAQUS软件建立所提出体系的有限元模型,对所提出体系的抗震性能进行分析,探讨外部框架截面形式与布置方式、波纹钢板厚度与剪跨比等对所提出体系的抗侧承载力、耗能能力和塑性变形能力的影响。结果表明:所提出的体系具有较大的抗侧承载力和较强的耗能能力、塑性变形能力,极限抗侧承载力为设计值的1.73倍,具备一定的安全储备;横向布置的波纹钢板能有效减小其作用于框架梁柱的荷载;采用十字形异形柱使所提出的体系有更强的塑性变形能力;所提出体系中的异形柱偏肢宜沿剪力墙面内方向布置,内嵌波纹钢板厚度宜取为3~5 mm,剪跨比宜控制在1.25左右。

铰接方钢管组合异形柱框架抗震性能研究

为解决村镇住宅体系存在的装配式程度及标准化程度较低、现场焊接工作繁多、室内建筑面积浪费等问题,提出了一种铰接方钢管组合异形柱框架体系。该体系中异形柱采用3根空钢管通过钢板与加劲肋组合而成的L形柱,梁柱节点为腹板螺栓连接的铰接节点。通过拟静力试验对该体系的抗震性能进行研究。研究结果表明:相比于铰接钢管混凝土组合异形柱,铰接空钢管组合异形柱框架体系先于梁端出现转角,最后破坏模式为柱脚破坏,具有更优良的抗震耗能和更缓慢的强度与刚度退化,并通过对比刚接节点和铰接节点的骨架曲线,发现节点刚接程度对结构整体的抗侧刚度影响较大。

深圳京基东滨时代大厦超限高层塔楼结构设计

深圳京基东滨时代大厦塔楼为框架-核心筒结构,结构高度194.35m,属于超B级高度的超限高层建筑,四角及南北两侧均设有L形墙或一字形墙与框架梁平面外相接。为满足建筑功能需求,2层取消了大量楼板和外框架与核心筒相连的框架梁,形成跃层柱。41层东西两侧外框柱均往内收进,需设置托柱转换梁。以上难点增加了结构设计难度。采用性能化设计,有针对性地对关键部位采取相应的加强措施,并对特殊部位进行专项分析,如L形墙或一字形墙等特殊墙体、跃层柱、托柱转换梁等。通过弹塑性动力时程分析考察整体结构的抗震性能。计算结果表明:该结构抗震性能均能达到设计的预期目标。

装配式人字撑复合墙板异形柱框架抗震性能研究

提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能,对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验,分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标,并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明:装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序;复合墙板以剪切破坏为主;人字撑在水平往复位移荷载作用下,可与异形柱框架结构形成双重抗震体系,提高结构的抗震能力;有限元模拟结果与试验结果吻合良好,该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。

南京某文娱中心大跨空间钢结构设计

南京某文娱中心为造型复杂的大跨空间钢结构体系,由异型屋面、超高排架柱和高大抗风幕墙构成。为满足屋面建筑造型和屋顶排烟等需求,提出了双向变高度的折板网架屋盖结构形式,最大限度降低了二次找坡的用钢量。基于可视化编程平台Grasshopper,通过分区处理的方式实现了屋盖的参数化建模,后导入3D3S进行结构分析和设计,结果表明该屋盖整体刚度较好,满足设计要求。屋盖下方采用25根无侧向支撑的超高排架柱提供支承,针对柱高10~60m的情况,对比了混凝土柱、四肢钢管格构柱、四肢钢管混凝土格构柱在截面、成本和功能等角度的差异,最终确定采用经济性和功能均较好的四肢钢管格构柱。根据不同区域特点,将抗风幕墙分为落地幕墙和吊挂幕墙,探讨了它们与主体结构的连接方式,并针对落地幕墙进行了平面桁架、立体桁架和实腹箱形柱3种幕墙结构方案的比选,最终采用成本最低的平面桁架方案。

角钢连接的装配式异形柱框架边节点抗震性能研究

装配式异形柱混凝土框架是城镇建筑适用的结构形式,采用角钢连接预制梁和柱比现浇节点更方便、环保,节点的力学性能是实现框架结构抗震性能的关键因素,因此研究角钢连接的装配式异形柱框架节点抗震性能十分必要。设计制作了角钢连接的装配式异形柱框架结构边节点足尺模型,通过拟静力试验和数值分析相结合的方法,研究了其破坏机理和力学性能参数,提出了其用于整体结构分析的简化模型。研究表明:角钢连接的装配式异形柱框架边节点与现浇节点有相同的梁铰破坏机制,装配式节点刚度小于现浇节点,而延性和耗能能力略优于现浇节点;装配式框架结构整体内力分析结果与现浇框架不同,应按照半刚性节点框架的内力分析结果确定预制构件的配筋;将螺栓孔灌实的顶底角钢连接的装配式框架节点与现浇节点力学性能几乎相同。

新型剪力墙钢结构体系建筑产业化技术研究

以新型剪力墙钢结构体系作为考察方向,重点研究钢管混凝土束剪力墙、异形钢管混凝土墙柱和波纹钢板剪力墙3种结构形式,采用理论研究、模型试验、软件分析、技术集成和工程示范等相结合的技术手段,依据钢管混凝土束生产、采购等产品的后端技术数据分析,进行了标准化、模块化和集成化建筑设计探索,分别完成了关键结构构件承载性能、建筑外保温材料防火性能和围护系统连接方式的试验研究,提出了钢结构外围护、保温、防火相结合的成套做法,改进了钢结构剪力墙的制作设备和施工工法,开发了适应典型气候区域的新型剪力墙钢结构体系成套技术,创新地采用战略加盟和“互联网+线下体验”的模式,将相应的技术成果进行产业化推广。

框架-核心筒-外剪力墙结构体系的抗震性能化分析

开元壹号B栋主塔楼结构高度166.85m,为B级高度超限高层,采用了钢筋混凝土框架+核心筒的结构体系,该建筑弱轴方向结构整体高宽比6.9,核心筒高宽比20.6,远超高规所示经济性的高宽比。对抗侧力构件的布置(内筒外不增设剪力墙、内筒外底部楼层增设剪力墙、内筒外全楼层增设剪力墙)进行了方案比选,设定了D级结构抗震性能设计指标,采用动力弹塑性方法验证了大震下的各主要抗侧力构件的抗震性能,进一步尝试使用极罕遇地震动力弹塑性时程分析,找出了该结构体系的对薄弱的部位及构件,探明各构件的损伤程度,证明了框架-核心筒-外剪力墙结构体系是一种高承载力-高延性的结构抗侧力体系。并采取一系列的增强措施,如低楼层框架柱内设型钢、提高内筒外剪力墙的配筋率、在底层型钢柱内的角部设置圆形箍筋,加强了构件的延性。

异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙抗震性能试验研究

为探索异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙的抗震性能,设计制作了1个缩尺比为1∶1.5的单跨单层试件以及1个非加劲对比试件,对其进行水平低周往复加载下的抗震性能试验。结果表明,异形柱组合框架-屈曲约束钢板剪力墙抗侧承载力较大,延性较好,极限位移角达1/25,塑性变形能力较强;试件的破坏模式、屈服承载力、峰值承载力、延性系数、耗能能力以及应变水平等有较好的提高与改善。

55m长18m高单片异形剪力墙结构选型分析

以某特种工程的55m长、18m高单片槽形剪力墙结构为例,分析单片异形剪力墙结构的结构选型。单片异形剪力墙结构不仅要承担竖向荷载,更要承受水平地震作用及风荷载,该结构的特点是平面内刚度大,平面外刚度极小,在竖向荷载和水平荷载共同作用下,单片异形剪力墙结构容易发生平面外失稳甚至整体倾覆。因此在工程结构设计中通过协调X、Y向整体刚度来达到减小单片异形剪力墙结构平面外位移,提高其抗侧移能力的目的,从而保证所设计工程结构的侧向稳定性。通过使用盈建科(YJK)软件建立结构模型、开展结构计算分析,并依据得出的结构整体性能指标(质量比、刚度比、剪重比、刚重比、位移比等),对结构模型进行调整优化,最终使结构体系满足可靠性要求。

BIM技术在异形曲面建筑结构设计中的应用

随着社会经济与科技的发展,现代建筑造型日益呈现出多样化和复杂化的特点。越来越多的异形大空间曲面建筑涌现出来,使建筑结构设计的难度加高。深圳某公共建筑其二层室外公共平台通过大台阶和坡道到达一层室外地面。曲面幕墙、曲面景观草坡和垂直绿化3种形态相接相连使二层呈现出异形曲面的效果。项目通过应用BIM技术,实现异形曲面结构的准确表达,提高建筑结构设计的效率及质量。下面将阐述BIM技术在异形曲面建筑结构设计中的具体应用。

旭辉七里庄综合楼超限异形墙结构设计

旭辉七里庄综合楼项目建筑方案来自美国斯蒂文·霍尔建筑师事务所,结构形态较不规则。地上采用剪力墙结构体系,局部剪力墙在地下2层顶板进行转换,基础采用筏板以增强整体性。本工程属于特别不规则结构,设计时采取了对应加强措施。使用SATWE和ETABS软件对多遇地震下结构进行分析,主要整体指标均满足规范要求。此外,针对此不规则结构还进行了一系列专项分析,包括异形墙体分析、性能化设计与剪力墙型钢布置、中震楼板应力分析、舒适度分析、温度作用分析和大震弹塑性分析。结果表明,本工程结构设计安全合理,可以满足抗震设防要求并实现预期建筑功能。

V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架结构设计

湖南东方红建设集团科技创新中心项目1#办公楼采用框架-剪力墙结构体系,为V形柱支撑大跨度叠层空腹桁架的复杂受力结构,较多地采用了型钢混凝土或钢结构构件。为了实现建筑的悬浮效果和良好的室内净高要求,在36m大跨度区域采用了型钢混凝土叠层空腹桁架,仅在不影响建筑使用功能的桁架底层端部设置了斜腹杆,提高空腹桁架的受力性能和材料利用率。重点论述了结构选型和针对薄弱环节的加强措施,对关键构件和节点进行了详细分析。结果表明:结构受力合理,能够实现多道设防的抗震性能目标,大震作用下关键构件保持弹性或不屈服,关键节点构造合理,结构安全度高,有足够的安全储备。

薄壁UHPC铭牌的设计与受力分析

以嘉鱼长江大桥铭牌为例,对其进行了结构设计,并采用有限元模拟分析了其在使用阶段和吊装阶段的受力情况,探讨了大尺寸薄壁构件的设计和建造难点。

异形柱框轻和短肢剪力墙住宅结构体系

结合应用研究现状及试验、计算分析的结果 ,综合分析了适用于多层住宅建筑的异形柱框轻和适用于中、小高层住宅建筑的短肢剪力墙两种住宅结构体系 ,包括体系构成及特点、适用范围、布置原则、楼盖选型、异形柱的轴压比限值等 ,并且提出了与其相适应的结构计算方法和建议 ,可供工程设计应用时参考。

轻质填充墙异型柱边框架抗震性能试验研究

本文重点研究了轻质填充墙异型柱边框架的层刚度衰减过程、承载力和弹塑性性能。

复合墙异型柱组合结构抗震性能试验研究

通过复合墙异型柱组合结构的七层楼房 1 /2比例模型拟动力试验 ,研究了地震作用下此类结构的动力反应和破坏机理 ,指出了此类结构地震作用的计算方法并对其整体抗震性能进行了评价 .

新型装配式钢框架结构建筑体系研究与应用

近些年,我国开始大力推进装配式钢结构建筑的应用,国家和地方政府也相继推出多个政策来鼓励和促进其应用和推广,因此,装配式钢结构建筑体系得到了广泛的发展。东南大学、浙江东南网架股份有限公司、北京津西赛博思建筑设计有限公司以及天津大学等研究机构和企业依托"十三五"国家重点研发计划项目"新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范",针对当前装配式钢框架体系建筑在应用中存在的梁柱外露、工业化程度低、施工复杂等问题,提出多腔柱钢框架-支撑、多腔体框架-钢板组合剪力墙、新型框架-核心筒以及钢管混凝土组合异形柱框架结构等新型钢框架结构建筑体系,并对新体系建筑中的关键技术开展深入研究和工程应用,提高了我国装配式钢结构建筑的技术和应用水平,有利地促进了我国建筑工业化的发展。

轻质填充墙异型柱框架弹性阶段地震作用计算

本文在四个模型试验研究基础上，建立了轻质填充墙与异型柱框架共同工作的弹性动力计算模型，给出了结构弹性阶段地震作用的计算方法。

钢筋混凝土L形截面柱受力性能分析

讨论了异形柱结构体系中Ｌ形截面柱在结构中的受力性能，指出Ｌ形柱是截面不对称的空间杆件，不能在两个主平面内分开考虑，无法在结构分析中用对称截面的矩形柱等效，Ｌ形截面柱在无扭转结构中截面的中性轴平行于工程轴。