西咸自由贸易企业服务中心超高层建筑结构设计

西咸自由贸易企业服务中心地处高烈度区,与渭河断裂之间的距离约2km,应考虑近场效应。项目采用钢管混凝土框架(钢梁)+钢筋混凝土核心筒混合结构,存在扭转不规则、刚度突变、有加强层和通高层等不规则项。为提高结构刚度,在避难层设置了2道伸臂桁架加强层。采用YJK、MIDAS Building软件进行了小震弹性对比分析,采用YJK进行了小震弹性时程分析。根据设定的抗震性能目标,对主体结构主要部位和关键构件进行了性能化设计;采用SAUSAGE软件进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析;采用ANSYS软件对伸臂桁架关键节点进行有限元分析。结果表明:各项指标均符合设计要求,结构及构件均达到预设性能目标,结构体系合理,安全可靠。本工程部分墙体为钢板混凝土剪力墙,设计中应注重钢板混凝土剪力墙的构造措施,施工中应采取措施控制钢板变形。

剪力墙结构装配式可拆卸钢筋桁架楼承板施工技术

为了提高建筑装配率并提高结构抗震性能,创新采用剪力墙结构装配式可拆卸钢筋桁架楼承板,对剪力墙结构不同标高楼承板设计构造、楼承板2 m跨度内免支撑体系、洞口预留、拼缝防错台漏浆设计及其配套使用的电气导管预留等一系列细部做法在传统桁架楼承板基础上进行改进优化,进一步提升楼承板实用性、可靠性和可推广性,整合了现浇结构和装配式结构的双重优势,达到了实体质量一次成优的目的,节约施工成本、提高施工效率。

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。

新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能参数分析

为研究新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙的抗震性能,使用有限元软件ABAQUS建立符合实际试验情况的模型。依据已验证的有限元模型,建立12个不同参数的组合剪力墙模型进行往复加载分析,研究钢筋桁架直径、剪跨比等参数对新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明:钢筋桁架直径的增大,可以显著增强组合剪力墙的延性与变形性能;随剪跨比的增大,峰值承载力逐渐降低,延性先提高后下降。

正交胶合木约束钢板剪力墙的约束板厚需求

为探究CLT板对钢板剪力墙的约束机理,基于ABAQUS对其进行有限元模拟。结果表明:相比于混凝土约束板,CLT约束板仅使得钢板剪力墙弹性阶段的最高承载力与刚度略微降低,但在一定程度上降低了结构自重,木材的高延性还可以在约束板产生较大面外变形时仍保持墙体的完整性,使得约束板可以持续发挥对钢板的约束作用。通过数据拟合,得到单面CLT板约束改进型钢板剪力墙在达到2 rad层间位移角时,约束板厚度与其面外变形关系的拟合公式。研究结果可为屈曲约束式钢板剪力墙的设计提供理论参考。

钢板-混凝土组合剪力墙正常使用阶段有效刚度

钢板-混凝土组合剪力墙是一种新型的剪力墙构件,它具有承载力高、抗裂性能好、耗能能力强、延性好、并且施工快速高效等优点,应用前景广阔。刚度是表征组合剪力墙变形能力的核心指标,剪力墙刚度包括弯曲刚度和剪切刚度,现有的正常使用阶段有效刚度的计算主要采用抗剪折减系数进行计算。文中弯曲变形基于纤维单元模型,经过大量数值计算拟合得到简化计算公式,并通过试验数据的验证。剪切变形计算基于桁架模型理论建立平面组合桁架模型(plane combination truss model),该模型假设混凝土处于斜压杆受力状态,并考虑组合剪力墙中钢板平面应力状态,且满足各项平衡条件,适用于同类型钢板-混凝土组合剪力墙抗剪刚度计算。通过一组组合剪力墙试验,将模型计算结果与试验结果进行充分对比,证明文中提出的平面组合桁架模型(PCTM)和弯曲变形简化公式具有良好的精度,对组合剪力墙变形计算的研究和应用有借鉴意义。

钢管混凝土叠合边框内藏钢板-钢桁架双肢剪力墙抗震研究

在大连国际会议中心核心筒墙体抗震设计中,采用了一种钢管混凝土叠合边框墙肢内藏钢板、连梁内藏钢桁架的组合双肢剪力墙。为研究其抗震性能,进行了1个1/7缩尺的这种新型组合双肢剪力墙模型的低周反复荷载试验,分析了其承载力、延性、刚度及其退化、滞回特性、耗能能力和破坏特征,重点研究了钢管混凝土叠合边框、墙肢内藏钢板、连梁内藏钢桁架之间的共同工作性能。研究表明:内藏钢板-钢桁架可显著提高钢管混凝土叠合边框双肢剪力墙的承载力和延性性能;钢管混凝土叠合边框可充分发挥其承载力高、不易开裂、延性好的优势。文中提出了该新型组合双肢剪力墙的承载力计算模型,计算结果与实测结果符合较好。

基于循环软化膜理论的钢筋混凝土剪力墙弹塑性分析

钢筋混凝土剪力墙及组合剪力墙是高层结构抗震的主要抗侧力构件之一.如何有效地模拟剪力墙构件在地震作用下的滞回性能,是高层结构抗震性能评估的关键问题之一.针对剪力墙构件弹塑性行为的特点,目前已经发展了多种微观和宏观分析模型.介绍了循环软化膜理论,基于该理论并利用OpenSees程序提出了不同类型剪力墙构件的建模方法,对11片不同破坏模式和不同配钢形式的剪力墙试件进行了低周反复加载数值模拟.计算结果表明,该分析方法不但能够很好地模拟不同类型剪力墙的整体滞回性能,而且可以预测局部材料应变信息,可为高层建筑结构抗震性能评估提供参考.

不同类型钢-混凝土组合剪力墙超高层结构抗震性能对比

采用结构分析软件Perform-3D对分别带有内置钢板混凝土组合剪力墙、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙以及传统的型钢混凝土剪力墙的框架-核心筒结构进行静力和动力弹塑性分析,研究了三种剪力墙对整体结构的动力特性、位移反应和地震损伤的影响。研究表明,带有三种组合剪力墙的结构整体抗震性能优劣顺序依次为内置钢板混凝土组合剪力墙结构、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙结构、型钢混凝土组合剪力墙结构。

不同配钢形式RC组合剪力墙抗震性能分析

超高层结构底部的钢筋混凝土剪力墙承受较大的轴力、弯矩和剪力,强震作用下易发生剪切或压溃破坏,通常采用钢-混凝土组合剪力墙以提高结构的抗震性能。以当前实际工程中常用的内置钢板组合剪力墙和内藏钢桁架剪力墙为研究对象,针对典型的剪力墙构件建立数值分析模型,对比了不同配钢形式剪力墙的滞回特性、承载力和耗能特性。研究表明:在相同含钢率的情况下,与提高构件配筋率的传统方法相比,钢板组合剪力墙和钢桁架剪力墙均能显著提高构件的承载力和耗能能力,改善剪切破坏模式。将配钢集中布置在剪力墙塑性铰区域时,钢板组合剪力墙的承载力和耗能能力明显优于钢桁架组合剪力墙。

不同钢—混凝土组合剪力墙抗震性能对比分析

钢—混凝土组合剪力墙中钢板的布置形式是影响其抗震性能的一个主要因素。通过对两组内置钢板混凝土组合剪力墙和内藏钢桁架混凝土组合剪力墙试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取两片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内藏钢桁架混凝土组合剪力墙进行在侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了两片剪力墙的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能特性及滞回特性。研究结果表明:在相同含钢率的条件下,内藏钢桁架混凝土组合剪力墙与内置钢板混凝土组合剪力墙相比,承载力、延性、耗能能力均有较明显提高。

上海中心大厦钢结构深化设计难点分析

上海中心大厦总高度632m,总用钢量约为10万t。作为超高层建筑,由自身结构的特点决定,钢结构专业与现场吊装、土建、幕墙、电梯等众多专业密切相关,从而导致深化设计存在构件数量大、尺寸大、制约因素多、结构复杂等诸多难点。从结构特点及相关专业的要求角度出发,介绍了上海中心大厦项目钢结构深化设计的难点,包括钢板剪力墙结构中流淌孔、长圆孔开设,模板拉接器设置,核心筒伸臂桁架结构钢筋连接器设置,筒外巨柱结构流淌孔、浇捣孔设置,外筒桁架结构,幕墙连接结构等。

某超高层塔楼组合剪力墙结构设计

随着经济的不断发展,大型复杂个性化的高层建筑越来越多,剪力墙及其组合而成的筒体结构抗震性能也随之要求越来越高。为了提高抗震性能,本项目引入组合剪力墙的概念。某超高层塔楼局部楼层层高较高导致出现薄弱层及软弱层。根据楼层位置及重要性,在核心筒墙体内设置混凝土钢板剪力墙、内藏桁架(型钢-钢筋组合桁架、钢筋桁架等)组合墙以提高薄弱楼层核心筒墙体的刚度、抗剪承载力及延性。通过数值分析并结合既有试验成果总结出内藏桁架的设计要点及构造措施,为今后类似项目提供有益参考。

南京美术馆新馆结构设计

南京美术馆新馆建筑外形独特,结构存在平面不规则、竖向不规则、大悬挑等超限情况。介绍了该工程采用的结构体系,设计过程中的技术难点、解决方案和采取的针对性措施,通过多种计算分析软件对结构进行了中震、大震计算,楼盖舒适度,防倒塌设计,节点有限元等专项分析。结果表明:本工程结合建筑元素所采用的组合筒体-斜柱-钢桁架混合结构具有良好的受力性能,能够达到既定的抗震性能化目标。

新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能有限元分析

为了研究不同竖向钢筋桁架数量、外包钢板厚度等参数对新型外包钢板内置钢筋桁架混凝土组合剪力墙抗震性能的影响,使用有限元软件ABAQUS根据试验相关数据建立模型,进行水平往复加载并与试验结果进行对比。依据已验证的有限元模型,建立7个不同参数的组合剪力墙模型进行往复加载分析。结果表明:组合剪力墙的峰值承载力与延性随竖向钢筋桁架数量增加而增大;极限承载力随外包钢板厚度增加而增大,但提升的速度逐渐减缓;分析结果为后续该组合剪力墙的优化,应用实际工程提供参考。

银川绿地中心超高层双塔结构设计

银川绿地中心301m双塔地处高烈度区,且风荷载较大,采用框架-核心筒+2道伸臂桁架/环带桁架结构体系,准确取用结构计算参数,并采取多种抗震加强措施。计算结果表明,在地震与风荷载作用下,塔楼可以达到预期的性能目标;通过厚板多次微弯工艺并结合焊接工艺实现了伸臂桁架与核心筒角部复杂节点的加工制作,避免了采用大型铸钢节点;塔楼下部楼层采用钢板组合剪力墙,通过配置长短栓钉,避免了钢筋孔造成的钢板削弱,提高了厚剪力墙的整体性;在中震作用下,控制钢板组合剪力墙轴拉比不大于0.6,在满足构件拉剪承载力的同时,可以有效减少钢材用量;对受力集中的建筑门洞与结构洞口,采用多连梁技术可以有效地解决普通连梁在地震作用下剪压比不足的问题。

湛江地标商务中心办公楼超高层结构设计

湛江地标商务中心办公楼建筑高度388m,采用框架-钢筋混凝土(内置钢板)核心筒结构体系,属于结构不规则的高度超限结构。采用YJK、ETABS两种软件对塔楼进行弹性分析,并采用YJK、PKPM进行动力弹塑性时程分析,针对加强层、核心筒竖向收进、斜柱等重点部位采用了伸臂桁架、腰桁架、加强楼板构造等加强措施。结果标明,塔楼各项指标均满足规范要求和预期抗震性能目标,结构安全可靠。

“钢板桁架双面叠合剪力墙+倒T叠合板”预制装配式结构体系受力性能试验研究

针对钢板桁架双面叠合剪力墙的侧向变形,倒T叠合板的应变、弯曲变形和裂缝宽度及超高性能混凝土受力性能等,进行“钢板桁架双面叠合剪力墙+倒T叠合板”1∶1模型堆载试验,以研究该结构体系的受力性能。研究结果表明:钢板桁架双面叠合剪力墙侧向变形较小,基础沉降在可控范围内;倒T叠合板刚度满足设计要求,裂缝宽度小于规定限值;整体结构具有较大的安全储备和良好的工作性能。

钢梁与筒架交替支撑式整体爬升钢平台模架在超高建筑复杂核心筒结构建造中的应用

南京金鹰天地广场T1塔楼的核心筒结构建造采用了钢梁与筒架交替支撑式整体爬升钢平台模架。实践表明,这种整体钢平台模架整体性强,模块化拼装体型适应性强,并具备两层同步施工能力,在超高建筑复杂核心筒结构建造中效果良好。

新型地下污水处理厂的预制装配式结构体系

基于地下建设污水处理厂的需要,提出一种适用于地下污水处理厂的新型装配式结构体系,该结构体系着重开发基于超高性能混凝土连接的钢板桁架双面叠合剪力墙以及大跨度倒T叠合板。通过采用理论分析结合数值模拟的方式,研究了该新型装配式结构体系的力学性能,揭示新型结构的受力机制。分析表明,该结构体系整体刚度和强度均能够满足设计规范要求,在工程中的首次应用效果良好,实现了构件轻量化、节点形式简单化、施工便捷化的效果,为类似工程提供了新的思路。