设有叠合柱的局部错层RC框架结构地震易损性分析

为研究某一设有叠合柱的局部错层钢筋混凝土(reinforced concrete,RC)框架结构在近断层和远场地震作用下的破坏概率,自定义钢管混凝土叠合柱塑性铰参数,并与试验对比验证塑性铰参数的有效性。采用SAP2000建立非线性分析模型,选取近断层和远场地震波共22条,分别以地震峰值加速度(peak ground acceleration,PGA)和最大层间位移角作为地震动强度指标和结构性能指标,基于增量动力分析(incremental dynamic analysis,IDA)结果和点估计函数对错层框架结构进行易损性分析。结果表明:对于远场地震动,结构满足“三水准”抗震设防要求,在罕遇地震下超越防止倒塌极限状态的概率仅为0.24%;结构在近断层多遇地震下仍能满足“小震不坏”的设计要求,设防地震下结构超越修复后使用极限状态的概率为53.63%,发生中等破坏的概率较大,罕遇地震下结构达到倒塌极限状态的概率为5.37%,较远场地震作用破坏更为严重。研究结果可为错层框架结构的设计和地震风险评估提供参考。

钢管约束钢筋混凝土柱梁节点研究现状与分析进展

钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱梁节点的构造形式及增强机理,从工作机理、增强效果、易施工性等方面对各种构造形式的节点进行对比,认为复合式节点是解决STRC柱框架节点薄弱问题的最优途径。并进一步分析了不同构造形式STRC柱节点的轴压性能、抗震性能和理论设计方法,结果表明环梁对节点轴压承载力提升显著,钢管约束式节点轴压和抗震性能均表现良好,且设计理论较为成熟。最后,在试验研究和理论分析基础上,剖析了该研究领域亟需解决的问题和研究发展方向。

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。

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。

南充博物馆结构设计

南充博物馆采用钢筋混凝土筒体(内置钢框架-支撑)-钢桁架-钢筋混凝土框架组成的混合结构体系,该项目的整体抗侧力体系为4个钢筋混凝土筒体及与其相连的大跨度钢桁架,所采用的结构体系暂未列入现行设计规范。对项目的抗震性能设计、大跨钢桁架变形及温度应力计算、舒适度验算、典型节点设计等进行介绍。结果表明:该结构体系具有可靠的抗侧刚度及抗震性能,但钢筋混凝土筒体刚度大、约束强,大跨度钢桁架温度应力对结构整体受力影响不可忽略。大跨度钢桁架与钢筋混凝土筒体合拢连接后,与上下层楼盖形成整体受力,楼盖会产生较大的拉压应力,应在设计中充分重视。

某钢结构门式刚架厂房加固改造设计研究

既有建筑因荷载增大需对柱子进行加固,结合某钢结构门式刚架加固改造项目,提出一种对H型钢柱内部贴焊预制钢管混凝土柱的新型加固方法。使用ABAQUS对H型钢柱建立未加固、粘贴钢板法加固、内部贴焊预制钢管混凝土柱的三个模型,进行静力加载,对比三者的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-挠度曲线。结果表明:贴焊预制钢管混凝土柱加固法较原柱提高37.9%的受压承载力,位移延性系数提高14.7%,初始刚度提高119.5%,可作为新型加固方法。

钢-混组合结构转换层深化设计及施工技术

针对钢-混组合结构转换层的型钢混凝土梁、钢管混凝土柱、混凝土剪力墙构件中的钢筋纵横交错、无法贯通,空间排布密集、施工困难等问题,提出了综合利用钢腹板开孔、设置钢筋连接板和设置钢筋套筒等方法,保持钢筋在力学性质上的贯通问题。同时提出相应的施工要点,大大降低了后期施工难度。该深化设计方案在实际施工过程中起到了良好的应用效果,可为同类工程的设计与施工提供参考。

东江之星超高框架-核心筒结构抗震超限设计

东江之星商业中心项目位于广东省东莞市,抗震设防烈度为6度(0.05g)。18号商业、办公楼房屋高度247.85m,为超B级高度高层建筑,采用框架-核心筒结构,存在超高、局部楼层楼板不连续、穿层柱等超限项。为保证结构的抗震性能,项目采用了延性较好的内置钢管叠合柱。根据项目特点确定合理的抗震性能目标,采用多种有限元计算软件对结构进行小震、中震弹性分析及大震弹塑性分析。

叠合柱在某超高层办公楼的应用探析

钢管混凝土叠合柱由于具有承载力高、延性好、防火性好和施工较方便等优点,被广泛应用于在高层建筑结构中。为此,分析钢管混凝土叠合柱在某主体高度约200 m超高层办公楼中的应用情况,并采用YJK和Midas Building对该钢管混凝土叠合柱的结构体系进行整体验算,同时采用有限元分析软件,对叠合柱的节点进行补充分析。结果表明,结构体系合理、刚度和质量分布均匀,钢管混凝土叠合柱能较好地应用于超高层建筑中。

内衬钢管方中空钢筋混凝土短柱轴压性能分析

为提高空心钢筋混凝土柱的承载能力和延性,文中提出一种内衬钢管的方中空钢筋混凝土短柱。采用有限元软件建立该类柱的非线性有限元模型,模拟结果与试验吻合良好,验证了有限元建模方法的合理准确性,基于此进一步考察钢管壁厚和直径、截面边长、钢管屈服强度和混凝土抗压强度对组合柱轴压刚度、承载力以及延性的影响,并对典型试件进行受力全过程分析。结果表明内衬钢管方中空钢筋混凝土短柱轴压承载力及刚度随混凝土抗压强度的提高而增大,延性随钢管壁厚及直径的增加而增大。

钢管-钢骨混凝土组合柱试验研究

目的分析钢管混凝土组合柱研究中的不足,提出了钢管-钢骨混凝土组合柱的概念,研究钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能.方法对钢管-钢骨混凝土组合柱的破坏机理、受力性能,进行了3个含钢率不同的偏心受压钢管-钢骨混凝土短柱的试验.结果钢管混凝土柱存在内外部分破坏不同步的可能,通过试验,明确了钢管-钢骨混凝土柱的破坏特征,含钢率对承载力的影响,含钢率越大,构件的承载力及延性的相应增加.结论试验结果表明,当含钢率大于0.36%时,钢管混凝土柱与其外测的钢骨混凝土能够共同工作直至破坏,其承载力明显高于钢管混凝土核心柱的承载力,为组合结构的发展提供了一种新的结构型式.

带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点滞回性能有限元分析

设计了两类不同钢骨形式带环梁的方钢管约束钢骨混凝土柱-钢梁节点,运用ABAQUS有限元软件建立了该节点的数值分析模型。分析了此类节点的滞回性能、应力分布及破坏形态,考察了外钢管径厚比、内钢骨形式、节点区高度、混凝土强度及轴压比5个参数对该节点抗震性能的影响。结果表明:该类节点滞回曲线饱满,耗能性能良好,且应力分布及破坏形态符合抗震设计中"强柱、弱梁、节点更强"的要求,为今后该类节点的设计和研究提供了理论支撑。

圆截面CFRP-钢管砼轴压短柱静力性能研究

目的了解圆截面CFRP-钢管混凝土轴压短柱在不同阶段各个组成部分的作用机理和静力性能,以及该类构件承载力简化计算方法.方法以试验为基础,对该类构件开展理论研究.结果给出了混凝土、钢管以及CFRP筒的应力途径;确定了该类构件典型的应力-应变曲线,并将其划分为若干阶段:弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段以及下降段.结论CFRP-钢管混凝土轴压短柱的应力-应变曲线与钢管混凝土轴压短柱的应力-应变曲线相比的最大特点是在试件达到极限承载力之后,都要经历一个下降段,建议采用极限平衡法求解圆截面CFRP-钢管混凝土轴压短柱的承载力.

华润中心结构设计中的关键技术

深圳华润中心结构复杂,存在大量的转换构件,且结构长度远远超过规范要求分缝的限值。结合工程本身的特性,设计采取了分层钢管芯混凝土组合柱、半空心型钢混凝土转换梁、格构式空腹箱形钢梁、抗剪型钢混凝土转换梁等多种结构体系相结合的措施。结构体系的刚度、延性和稳定性良好,确保了工程的安全性和经济性,满足了建筑方案对空间的要求。主要介绍工程结构关键技术的设计和应用特点,并对工程中应用的33m跨格构式空腹箱形钢梁组作为中庭转换梁的设计及构造作出分析。

装配式核心钢管混凝土柱轴压性能及受力机理

提出一种装配式核心钢管混凝土(PCSTRC)柱建造技术,实现混合框架结构的柱-柱快速拼装,并完成4个足尺框架柱试件的单向轴压试验,包含1个整浇RC柱、1个整浇核心钢管混凝土(CSTRC)柱和2个PCSTRC柱试件。最后,在受力分析的基础上,提出PCSTRC柱的轴向荷载-变形曲线理论模型。研究结果表明:整浇CSTRC柱轴压承载力和极限变形相对整浇RC柱分别提高27.6%和25.6%。PCSTRC柱承载力高于整浇RC柱且随核心钢管配钢率增加而增加,最大提高21.7%;PCSTRC柱的极限变形比整浇RC柱最大提高了29.2%,但轴压刚度略低于整浇试件;在相同核心钢管配钢率下,PCSTRC柱轴压承载力比整浇CSTRC柱降低15.7%,极限轴向变形基本相同;PCSTRC柱整个轴压受力过程分为弹性、塑性发展和承载力衰减3个阶段;弹性和塑性发展阶段可忽略套管约束作用,按照普通CSTRC柱进行设计;承载力衰减阶段应考虑套管对核心钢管混凝土部分的附加约束作用进行残余承载力计算。

钢管束结构中混凝土楼板开裂分析

针对钢管混凝土束剪力墙结构(简称钢管束结构)中现浇混凝土楼板出现的开裂问题进行有限元分析研究,找出楼板开裂的原因并针对性地给出预防建议。根据钢管束结构不同于混凝土结构的特点,利用ANSYS建立了一套不同于传统设计方法的钢管束结构有限元建模方法,按照实际工程设计文件进行有限元建模分析。结果表明:在正常使用阶段,楼板板面双向应力较大的位置集中在横向、纵向承重构件附近,楼板板底双向应力在跨中位置比较大;在施工阶段,考虑楼板自重、温度变化和混凝土收缩的影响,楼板板底拉应力最大的区域出现在钢管混凝土束剪力墙等承重构件附近;楼板应力云图与现场裂缝分布情况有较高的一致性,所提出的建模方法能较好地反映钢管束结构中楼板的受力情况;根据开裂楼板的配筋验算结果,建议在钢管混凝土束剪力墙周边板格和靠近钢管混凝土柱的板格增加配筋用量。

倒角半径对矩形FRP-钢复合管混凝土轴压性能的影响规律

通过对10个不同倒角半径的矩形纤维增强复合材料(FRP)-钢复合管混凝土试件的轴压性能试验,研究截面倒角半径对其轴压性能的影响。试验结果表明:在FRP断裂之前,钢管的局部屈曲能够得到有效的抑制,FRP的横向约束能够改善矩形钢管混凝土的受力性能,延缓其屈曲过程,相对于钢管混凝土,FRP对其承载力有提高效果;归因于角部的局部应力集中现象,FRP断裂位置都发生在试件中部的倒角部位,改变角部的倒角半径能够改善角部的应力集中,削弱FRP在角部的受力,提高FRP的约束效果;随着矩形截面倒角半径的增大,钢管混凝土或FRP-钢复合管混凝土的受力性能越好。

温州国鸿中心超高层塔楼结构设计

温州国鸿中心超高层塔楼地上71层、地下3层,建筑高度为356m,采用钢管混凝土叠合柱-钢梁-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。为了提高整体结构刚度,通过比选结构加强层设置方案,确定了加强层数量、伸臂桁架及腰桁架的设置方案。采用基于性能的抗震设计方法,针对不同超限情况采取了相应的技术措施。对结构进行了弹性和弹塑性时程分析,结果表明,结构可满足预设的性能目标。最后介绍了考虑混凝土徐变收缩的施工模拟分析。

方钢管自密实混凝土加固RC方柱偏压性能有限元分析

在7根方钢管自密实混凝土组合加固柱和1根未加固RC方柱小偏心受压试验研究基础上,利用ABAQUS软件进行有限元计算,研究组合加固柱的工作机理,分析外套钢管厚度、偏心距和后浇混凝土强度等参数对加固柱受力性能的影响规律。结果表明:随着荷载的增大,混凝土的应力在试件的角部位置逐渐达到最大。外套钢管的厚度越大,试件的极限承载力越大,结构延性越好;偏心距越大,试件的极限承载力越小,延性越差;后浇混凝土强度对试件极限承载力的影响不明显,后浇混凝土强度越高试件的延性越差。

某现浇楼板模板钢管桁架支撑技术

某钢结构厂房为现浇钢筋混凝土楼板,该工程占地面积大,层高高,为节约成本,缩短施工工期,模板支架采用扣件式钢管桁架支撑技术。给出了模板及其支撑架布置,重点介绍了钢管桁架制作、安装、拆除等施工工艺。混凝土浇筑期间,通过对整个支撑体系的观测,支撑体系变形量很小,取得了良好的效果。