高烈度区某Y形超高层住宅结构设计

海口市某超高层住宅结构高度149.9m,平面呈Y形,为超B级高度的超限高层建筑,采用剪力墙结构体系,存在扭转不规则、凸凹不规则等不规则项。针对该项目特点,结合建筑方案需求,经过多方案对比,确定采用钢筋混凝土剪力墙结构,并对剪力墙布置进行了分析探讨,采取了提高抗侧刚度、减小扭转效应、减轻结构自重等措施,使得到的设计为最优设计;通过合理设置型钢抵抗小偏心受拉墙体的拉应力;结构一方向剪力墙偏少,采取相应的构造加强措施,减小地震效应的不利影响。分析结果表明,结构各项指标均能满足规范要求,实现了拟定的抗震性能目标。

多遇地震下空间结构的扭转效应分析

以混凝土框架支承的空间结构为研究对象,系统地研究了该类组合结构在多遇地震一致激励下的扭转耦联效应问题。针对空间结构的扭转形式及特点,以反应谱法和位能加权平均法为基础,提出了解决此类问题的力学分析模型—柔度层模型和计算方法,并通过案例分析,验证了该方法的正确性和可行性。结果表明:下部结构存在或不存在扭转,空间结构的平移位移的变化趋势基本相同,但是下部结构体系的扭转会对空间结构水平侧向位移产生了较大影响,大约提高10%左右。目前,国内外对空间结构的扭转现象分析较少,很多相关的问题有待深入研究。

扭转效应对空间结构抗震性能的影响

为研究扭转效应对空间结构抗震性能的影响,运用了规范规定的底部剪力法,以偏心距为变量,推导出单维地震作用下偏心距和层间侧移的关系式,并利用数值分析,说明了线弹性扭转角和层间侧移的变化特征。结果表明:减小空间结构体系的偏心距,可以有效地减弱扭转效应,提高结构体系的抗震性能。

超高延性混凝土加固砖木结构抗震性能试验

为研究超高延性混凝土(ultra-high ductile concrete,UHDC)面层加固立贴式砖木结构的可行性,以及探究UHDC面层对砖木结构抗震性能的影响,以一栋缩尺比为1/2的立贴式砖木结构模型为研究对象,进行了未加固和UHDC面层加固两种情况下的振动台试验,比较未加固结构和UHDC加固结构的动力特性、破坏模式、位移响应、扭转效应和基底剪力等抗震性能。结果表明:在选定台面激励下,未加固砖木结构不能满足现行规范的抗震设防要求,需要进行抗震加固后才可继续使用;UHDC面层显著提高了砖木结构的刚度,降低了结构的刚度退化,从而有效控制了大震作用下的结构损伤,提升了结构的抗震性能;9度罕遇地震作用下,UHDC加固砖木结构的x向层间位移角为3.96‰;UHDC面层减小了砖木结构由于结构不对称造成的扭转效应;UHDC面层加固结构比碳纤维布加固结构的抗震性能更好。UHDC面层加固砖木结构能够满足中国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》规定的8度抗震设防要求,初步证明了UHDC用于震损结构修复和现存建筑房屋加固是切实可行的。

中旅城二期南楼超限高层结构设计

位于福州五四路的中旅城二期南楼,其具有高度超限、平面不规则性、8层高位转换和连体设计等的多重超限,对结构设计提出了严峻挑战。本论文介绍此超限结构的抗震和抗风设计,进行了不同力学模型的多种软件静力对比分析、弹性时程分析、中震作用分析、静力弹塑性分析;结构不同部位根据计算分析采用了相应的各种类型的组合构件来满足刚度、延性和冗余度,并对控制结构的扭转效应和计算中部分构件的超筋信息的做了研究处理;同时对型钢混凝土转换结构和连体的设计做了论述,并介绍了其节点的构造设计。

高层建筑结构设计中存在问题及相应措施

阐述了高层建筑结构设计中存在的一些问题,包括基础设计、扭转效应、构件承载力、超高超限等,提出了相应的解决措施。选取实际工程项目,较为详细地阐述了结构分析计算、超高超限的判断以及抗震性能化设计等,并提出针对性措施,如罕遇地震作用下基础加强措施、剪力墙受拉的加强措施、计算结果包络设计等。通过采取措施,提高了结构抗震性能,保证结构安全、合理、可靠,对高层结构设计提供了设计参考和工程经验。

长周期地震动下软土地基的偏心基础隔震结构振动台试验研究

远场长周期地震动使基础隔震结构地震响应强烈,且软土地基-结构相互作用(SSI效应)使隔震结构地震响应更大,而偏心基础隔震结构在双向水平地震作用下将发生扭转效应,极易导致隔震层位移增加。为研究远场长周期地震动下软土地基SSI效应对偏心基础隔震结构地震响应规律及减震效果的影响,对高宽比为3的4层荷载偏心钢结构缩尺模型进行刚性、软土地基上的双向振动台试验。结果表明:软土地基上结构采用隔震技术后,周期延长比低于刚性地基结构体系,使减震效果下降;SSI效应在一定程度上会降低结构层间扭转响应,但在隔震层会出现较大扭转角;与普通地震动相比,远场长周期地震动下SSI效应对隔震结构响应影响程度更大,隔震层位移可能超限,总体减震效果较差。建议为保证软土地基上基础隔震结构的安全,应考虑SSI效应后进行结构设计,且远场长周期地震动的不利影响不可忽视。

抗拔不抗剪连接件在钢-混凝土组合框架结构中的应用

抗拔不抗剪连接件能有效地释放混凝土板与钢梁之间的组合作用,降低负弯矩区混凝土板的拉应力,在桥梁结构中得到了广泛的应用。为研究该类连接件在建筑结构中的适用性,以一典型组合框架结构为例,在梁端负弯矩区附近采用抗拔不抗剪连接件取代普通剪力连接件,基于组合结构体系非线性分析程序COMPONA-MARC对结构进行了活载下的舒适度分析、静力弹塑性推覆分析和动力弹塑性时程分析,对比了采用不同连接件的结构的自振频率、挠度、层间位移、开裂情况、出铰情况等指标。分析结果表明,在梁端采用抗拔不抗剪连接件后,结构的舒适度基本不受影响,梁端楼面板内钢筋的拉应力明显降低。同时,由于梁端局部释放了组合作用,降低了结构的整体刚度,结构的抗震性能与传统结构相比有一定的提升,并且由于混凝土板的开裂得到了有效地控制,结构在大震后的可修复性能大大提高。

考虑质量和刚度分布的空间结构支承系统简化方法

目前对支承于下部结构的空间结构体系,一般采用上下部结构整体建模的方式计算其地震响应,通常计算量很大,为工程设计带来不便.本文提出一种可考虑质量、刚度分布的下部支承结构体系的简化方法,可应用于体系复杂、扭转显著结构的地震响应分析.通过对某实际结构的计算分析验证,本文方法能大幅减少计算量,结构整体地震响应计算精度满足工程设计要求,但个别构件应力计算精度有待改进.

非对称复杂连体结构抗震性能与变形差控制实例研究

以某电厂复杂钢筋混凝土高位汽机厂房和钢结构锅炉厂房构成的非对称复杂连体结构为实例开展抗震性能与变形差控制研究。采用自主开发的COMPONA-MARC三维非线性有限元程序进行弹塑性时程分析,针对单体结构和连体结构的动力特性、弹塑性时程响应、关键构件受力特征和关键层位移差控制指标等进行了详细讨论。结果表明:连体厂房结构可满足规范抗震性能要求和关键层变形差限值的管道设备功能需求;楼板大开洞将引起周围构件横向弯矩显著增大;连体结构一阶振型呈现出与单体结构明显不同的扭转效应,导致部分无楼板约束构件承受较大扭矩;采用分布式单层钢桁架作为厂房间连接构件能有效控制关键层位移差,但会使相邻的主体结构构件承担较大横向弯矩;连接桁架应尽量靠近位移差控制楼层且布置高度均匀,从而减小扭转引起的连接桁架端部杆件受力集中;位移差指标对连接桁架杆件刚度和连接形式不敏感,因此,建议在满足连接杆件承载力和稳定性前提下减小截面尺寸,采用铰接方式,以削弱对主体结构相关构件的影响。

浅述大跨空间结构的若干抗震设计问题

提出并讨论了8个有关大跨度空间结构的抗震设计问题,包括:地震行波效应问题,应确保两个方向的侧向刚度数值相近,屋面与支承结构要考虑实际模型进行整体分析,预应力拉索结构的初应力问题,风洞试验的建议,风荷载作用下的若干计算问题,抗震性能分析问题,以及结构控制技术采用建议.

南京德基广场二期裙楼结构设计

南京德基广场二期裙楼为多项不规则的复杂高层建筑,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,通过设置后浇带、采取必要的构造措施、调整结构构件刚度、提高结构的抗扭承载力以及采用空间有限元法和时程法进行分析,解决了设计中结构超长、超限、大悬挑及扭转效应明显等问题,使结构满足抗震设防要求。