乌兹别克斯坦9度区某超高层建筑结构设计与优化

对于9度设防地区的超高层建筑,其结构设计基本由地震作用控制,因此抗震设计尤为重要。建筑消能减震技术可在提高结构地震安全储备的同时,降低整体工程造价,是结构优化设计的有效措施。对位于9度区的超高层建筑进行了结构方案选型对比、结构方案优化、减震设计方案比选、剪力墙内嵌钢板优化。结果显示,钢骨混凝土框架⁃核心筒方案相对于钢框架⁃支撑方案具备更高的成本优势;框架⁃核心筒方案可通过精细化设计作进一步优化;在此基础上,对钢骨混凝土框架⁃核心筒方案采用两种消能减震方案进行比选,结果表明,采用黏滞阻尼器方案的结构抗震性能明显优于采用黏滞阻尼墙方案;最后通过增大剪力墙竖向分布钢筋配筋率,对低区核心筒墙肢中的内嵌钢板进行了优化。

通气孔对新型不锈钢芯管平压性能影响分析

不锈钢芯管作为不锈钢桥面芯板的重要传力构件,其平压力学性能与桥面板承载能力息息相关。因钎焊工艺要求,不锈钢芯管壁上开设有双通气圆孔。为研究双通气圆孔对不锈钢芯管平压性能的影响,开展2组不同厚度不锈钢芯管平压性能试验与有限元非线性屈曲分析。通过试验结果验证采用Riks弧长法进行不锈钢芯管非线性屈曲分析方法的正确性。并考虑圆孔直径d、偏心距e、芯管壁厚t等因素,建立不同规格不锈钢芯管模型,开展非线性屈曲分析,探究多参数协同作用下对不锈钢芯管平压性能的影响分析。研究结果表明:不锈钢芯管平压试验曲线表现出明显的非线性特征,分为弹性阶段、弹塑性阶段与塑性破坏阶段;通气孔、管端扳边处转角及管脚10 mm处易优先出现局部屈曲破坏;不锈钢芯管极限荷载Pu及其对应的压缩位移δ_(u)随孔径d、偏心距e的增加而减小,随壁厚t增加而增大;芯管极限荷载Pu受孔径d的影响大于受偏心距e的影响,增大孔径使芯管极限荷载Pu下降6.00%~15.51%,而增大偏心距使芯管极限荷载Pu下降0.64%~9.22%,芯管应规避在管身中部(e/H=0.5)开孔;当孔径比d/D≯0.04、偏心比e/H≯0.3时,通气孔对芯管极限承载力影响较小,对极限荷载下的压缩位移δ_(u)不产生影响,建议将其作为通气孔设计取值。研究中获得的临界值及变化规律可用于新型不锈钢桥面芯板结构设计与优化研究。

轻量化整体液压顶升式钢平台在宁波曼哈顿大厦项目中的应用

宁波曼哈顿大厦标准层核心筒采用自主研发的轻量化整体液压顶升式钢平台,其以刚性桁架结构为主体,顶部整体钢平台可安装集成布料机,并悬挂核心筒墙体模板及4~5层操作平台,通过全作业面防护保障了多作业面穿插作业。介绍了该钢平台安装、运行、拆除施工流程及重难点管理。实践表明,采用该钢平台施工,缩短了主要工序时间,从而有效缩短了核心筒标准层工期。

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构的减震研究

梁端铰接钢管混凝土框架-核心筒结构很好地解决了传统双重抗侧体系由于节点焊接而带来的系列问题,但不可避免地对结构抗震性能产生影响,因此,亟需针对此类结构的消能减震研究。本文以30层梁端铰接的钢管混凝土柱-混凝土核心筒结构为研究对象,通过引入不同构造形式的消能黏滞阻尼伸臂形成减震层,利用OpenSees有限元软件对结构进行弹塑性时程分析,优选出最佳构造形式,并据此对比设置一道及两道减震层时,结构在罕遇地震下减震性能及黏滞阻尼器的阻尼系数和速度指数变化对设置一道减震层结构抗震性能的影响分析。研究结果表明:竖向斜撑型减震层对结构顶点位移、层间位移角、基底剪力的控制效果及自身的耗能效果最佳,而两道减震层结构的综合性能要略优于一道减震层结构,但一道减震层结构对减震层位置变化更敏感,且当减震层位于结构1/3 H层高时减震效果最佳;阻尼系数与速度指数过大或过小均会对结构产生不利影响,而速度指数能有效降低结构的层间位移角,但应注意所带来的位移突变和基底剪力增大问题。

TCL先进半导体显示产业总部项目结构设计

TCL先进半导体显示产业总部采用钢管混凝土柱+底部拱结构框架(钢梁)+钢筋混凝土核心筒结构体系,底部拱结构由上拱、下拱和拉梁组成,其中4个面的上拱转换15根外框柱,下拱仅承担2~4层楼面荷载,位于地下室顶板的拉梁来平衡拱结构水平推力,核心筒为双筒布置。通过对比拱桁架和单拱转换结构形式的受力特点,并综合考虑建筑效果、结构造价及施工可行性等因素,论述了本项目采用单拱转换结构形式的依据。结合项目的结构特点,制定相应的性能化设计目标,进行了小震、中震、大震的性能化验算,对大跨度楼盖进行舒适度验算,给出主要的钢结构节点做法。分析结果表明,本工程结构设计合理,整体性能满足设定的性能目标。

超高层核心筒异形超厚钢板剪力墙施工技术分析

文中以某超高层建筑项目为例,探析了超高层核心筒异形超厚钢板剪力墙施工技术,采用BIM技术模拟深化,以优化安装顺序、焊接工艺流程,并对焊缝变形提出有效的控制措施。结果表明,除外观质量外,其余检查项目合格率均超过95%,符合国家规范要求,表明该技术方案能够取得良好的应用效果。

高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能试验研究

文中主要就高强度钢板混凝土组合剪力墙力学性能及抗震性能进行研究。研究表明,高强度钢板混凝土组合剪力墙荷载-位移曲线及钢板的荷载-应变曲线均包括弹性阶段、弹塑性阶段以及失效阶段。随着轴压比的降低,试件的峰值荷载、顶点侧移、极限位移以及对应的水平荷载均不断增加;钢板的峰值荷载、极限应变均不断增加,剪力墙的骨架曲线末端未出现下降阶段;试件的等效黏滞阻尼系数不断降低,其耗能能力越低。三种轴压比剪力墙的刚度退化曲线基本一致,均呈现钟形,随着顶点侧移的增加,剪力墙的刚度先快速降低后稳定缓慢降低。

双塔连体建筑结构健康监测及抗震安全预警管理研究

以扬州建工科技园工程项目为研究对象,利用传感器技术、5G通信技术等,基于神经网络的人工智能算法,建立结构健康监测及抗震安全预警管理系统。该系统能够实现对建筑结构的实时、远程监测,并能够在地震到达建筑前对结构的安全性做出准确预判的目标,为结构应急响应决策提供依据,保障人民生命和财产安全,对于同类型的工程具有一定的参考价值。

钢框架-核心筒辐射钢梁的快速安装技术研究

基于工程实际,探讨钢框架-核心筒结构辐射钢梁快速安装施工技术。通过在混凝土核心筒预埋件节点位置预先加设2块三角码板,达到吊装机械能够快速脱钩、撤吊的施工目标,并采用预先加长连接板近埋件端长度的方式,消除混凝土核心筒结构因模板支设、混凝土浇筑变形等施工误差导致的钢梁扩孔、钢梁切割等一系列严重质量问题,显著提高辐射钢梁施工效率,提升核心筒预埋连接节点区施工质量。

钢板墙核心筒与混凝土核心筒的结构性能和经济成本分析

文中研究了一种在核心截面拐角处使用钢板柱的新型复合核心筒系统。使用此系统可以获得更好的结构性能和可施工性,文中使用该系统分别对原型核心筒截面和超高层建筑进行了非线性截面分析和三维结构分析。结果表明,与传统的RC核心筒相比,角钢钢板柱提供了更好的结构承载力,可使墙体厚度更薄,使用钢筋更少,有利于缩短施工时间及节约成本。

钢板墙核心筒与混凝土核心筒经济成本对比分析

文中主要就钢板墙核心筒与混凝土核心筒的直接经济造价及间接经济利润进行对比分析。结果表明,与混凝土核心筒相比,钢板墙核心筒的钢筋及型钢用量较大,而混凝土材料的用量较小。与混凝土核心筒相比,钢板墙核心筒造价增加了13.5%,结构占用面积减少了约2405.82 m^(2),可增加的间接效益达到3608.73万元,缩短的工期节约利息达到748万元;钢板墙核心筒总经济效益为2825.85万元,比混凝土核心筒方案利润收益高出5.4%。

钢混核心筒与巨型桁架组合结构中消能减震装置的深化设计与施工研究

苏州科技馆、工业展览馆采用类圆钢混核心筒束支撑上部巨型弯扭钢桁架组合结构,深化设计难度、抗震设计难度、施工难度及控制精度、后期维护保养难度均成倍上升。在此背景下,为降低结构在地震作用下的破坏能量和减少结构施工内应力,采用多门类减隔震构件来实现结构的消能,通过结构阻尼比的增大效应,有效降低结构计算地震作用力,改善结构层间计算位移角,对结构的消能减震作用明显。消能减震构件在该项目中的成功应用,使结构具有更高的安全性、经济性和合理性,为今后类似的工程项目提供了一定的参考。

超高层建筑结构体系契合性研究

为了研究超高层建筑外型与建筑功能对结构选型的影响,以两栋低烈度区约400m高的超高层建筑为案例,简要介绍了两个案例的建筑造型、使用功能、构件布置、荷载条件等基本情况;同时,对比了水平荷载作用下,两案例的主要计算结果;最后,将两案例的造价与同地区相似高度建筑的造价进行了对比。结果表明:两案例既满足了建筑使用和立面美观的要求,又满足了结构受力和整体稳定安全的要求,同时均比国内高度相近的超高层建筑具有更好的经济性。说明契合建筑外观与使用功能是结构布置合理性的根本,两者和谐结合方能实现综合最优。

临沂金水湾二期超高层结构设计

临沂金水湾二期超高层项目结构高度153.3m,属于高震区超高层超限结构,地上结构采用钢管混凝土框架⁃钢筋混凝土核心筒混合结构,塔楼外框柱均倾斜布置以满足建筑外立面的变化。采用YJK和ETABS两种软件对主塔楼结构进行了弹性分析,并采用PERFORM⁃3D软件进行了动力弹塑性分析。从结构体系、性能设计等方面对超高层结构设计进行了简要论述,并对梭形超高层建筑的斜柱设计要点、环带桁架、底层分叉柱以及结构动力弹塑性四个方面进行了详细分析、介绍,最后给出了上述要点的计算结论和构造建议。

FRP-混凝土-钢双壁空心柱的抗爆性能分析

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer,FRP)-混凝土-钢双壁空心柱是一种新型混凝土组合柱,由外层FRP管、内层钢管及两管间填充的混凝土组成。针对FRP-混凝土-钢双壁空心柱在近场爆炸荷载下的抗爆性能进行了数值模拟。采用任意拉格朗日欧拉法(arbitrary Lagrangian Eulerian,ALE)进行建模,并基于已有的试验结果验证所建模型的准确性。利用验证后的数值模型,对爆炸冲击波传递过程、混凝土损伤发展、FRP管环向应变、爆炸后剩余力学性能以及参数进行了分析。结果表明,FRP管能有效约束爆炸区域内的夹层混凝土;爆炸后双壁空心柱的轴向承载力明显减小、轴向刚度明显下降;通过增加FRP管、钢管厚度,以及减小空心率能提高双壁空心柱的抗爆性能,其中前两项的影响更为显著。

杭州星创城综合体项目塔楼A超高层结构抗震性能化设计

杭州星创城综合体项目塔楼A地上45层、地下2层,结构高194.3m,结构形式为圆形钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒,结构同时存在扭转不规则、楼板开洞等情况。为了实现结构预定的抗震性能目标,首先对可选的两种结构体系方案进行了优化比选,并通过设缝、优化层高解决了结构的平面、立面规则性问题。然后,采用YJK和MIDAS Gen两种计算软件对塔楼A进行了多遇地震作用下的弹性比较计算和时程分析,并通过性能设计和罕遇地震动力弹塑性时程分析,对结构在设防地震和罕遇地震作用下的响应进行了进一步的研究。最后,根据上述分析计算结果对结构的关键部位及薄弱部位采取了有针对性的加强措施。分析结果表明:整体结构及结构构件有良好的抗震性能,能满足设定的抗震性能化设计目标,结构安全可靠。

某超高层混合结构抗震性能研究

为明确某超高层不规则钢框架-核心筒混合结构的抗震性能,文中通过结构分析软件,对整体结构进行多遇地震作用下弹性分析及罕遇地震作用下动力弹塑性时程分析,同时对不规则项及关键构件在地震作用下的受力性能进行了局部分析并给出加强措施。结果表明此结构在地震作用下整体结构耗能机制明确,不规则项加强措施有效,关键构件设计合理,为不规则超限工程结构设计提供依据。

芯钢管连接的钢管混凝土半连通边节点试验研究

提出一种芯钢管连接的钢管混凝土半连通边节点形式。该种节点在有梁的3个方向间断外钢管,设置芯钢管补偿间断外钢管对节点的削弱。在无梁一侧保持钢管混凝土柱的外钢管连通,梁中纵筋在节点直通,梁、柱、节点的混凝土一次整浇。通过模型试验,研究节点的破坏过程、破坏形态、梁和局部连通钢管的作用及试件各组成部分的荷载-应变关系。使用ANSYS程序对模型试件进行分析,试验结果和数值计算结果吻合良好,均证实了新型节点具有良好的强度和刚度,节点承载力大于所连接梁、柱的承载力。试件破坏时,节点芯钢管还具有较大的承载潜力。局部连通的钢管对节点混凝土有一定保护作用且有利于施工中上下钢管的对中。

带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理

在已破坏的钢管混凝土梁-柱节点试件上,截取尚未破坏的节点区域,研究带有芯钢管的钢管混凝土节点的受力机理。对节点采用不同加载方式使其破坏,从其破坏过程、破坏形态及荷载-位移曲线等方面,分析在不同加载方式下节点各组成部分的工作状态、特点及性能差异。研究结果表明:对节点全截面加载可得到节点的最大承载力,仅对芯钢管内混凝土加载可得到节点最小承载力,其最小承载力大于所连接的钢管混凝土柱的承载力,满足节点要求;对于不同加载方式,节点的芯钢管受力状态不同,但无论何种加载方式,芯钢管、外围密排环箍主要为间接受力,起约束核心混凝土的作用。

叠合柱边框内藏钢桁架带洞口组合核心筒抗震性能研究

提出了钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架混凝土组合核心筒,为了解该新型多重组合带洞口核心筒的抗震性能,进行了1个钢管混凝土叠合柱边框带洞口混凝土组合核心筒和1个钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架带洞口混凝土组合核心筒的低周反复荷载试验研究,2个试验模型按原型结构的1/6缩尺.在试验研究基础上,分析比较了2个核心筒的滞回特性、承载力、延性、刚度衰减、耗能能力和破坏形态.结果表明,与钢管混凝土叠合柱边框带洞口混凝土组合核心筒相比,钢管混凝土叠合柱边框内藏钢桁架带洞口混凝土组合核心筒的抗震性能显著提高,建立了其承载力简化力学模型,计算结果与试验结果符合较好.