深圳岗厦北地下综合交通枢纽站桥合建大跨度组合结构复杂节点受力性能研究

深圳岗厦北综合交通枢纽核心换乘区设有51.2 m×48.0 m的无柱超大跨度中庭,其跨度在明挖施工地下车站结构中居于世界前列。枢纽大跨度地下结构与上部跨度72 m的市政立交桥合建,站桥合建(转换)节点涉及钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、型钢混凝土柱、钢箱梁和钢筋混凝土梁共5种不同的构件形式并承受复杂超大荷载作用。为检验上述复杂节点的可靠性,对站桥合建结构进行简化,逐步由原型结构简化为9柱、5柱、3柱和3柱并考虑空间作用的结构,设计并制作了缩尺比1∶5的站桥转换节点模型,对其进行了静力试验研究,分别在框架平面内、外采用6点加载和1点加载以考虑空间作用,获得节点在复杂荷载作用下的工作过程及力学响应。采用ABAQUS有限元软件对节点力学响应进行数值分析,得到全场变形和应力分布。试验和数值分析结果表明：设计荷载工况作用下,型钢混凝土转换梁跨中和两侧悬臂端混凝土有裂缝开展,内置型钢和钢筋应力均远小于钢材屈服应力(即屈服强度),最大竖向挠度为L/930,承载力和变形均满足结构设计要求,节点设计安全可靠;当外荷载增加至1.5倍设计荷载工况时,转换梁裂缝继续发展、开裂范围扩大,内部型钢和钢筋应力相应增加,...     

超重荷载下地下综合管廊受力变形模拟研究

为了解地下综合管廊在超重交通荷载作用下的受力变形特性,基于湖南某综合管廊实体工程,通过有限元分析软件ABAQUS进行了数值模拟,研究了二维工况下重型车辆荷载以垂直走向通过综合管廊结构时结构的受力和构件位移特征。结果表明,超重荷载对管廊结构产生较为明显的竖向位移,超重荷载对结构整体、分隔墙、综合舱顶板竖向位移有明显的影响,研究结论可为今后管廊的建设运营及维护提供参考价值。     

非抗震设计的异形柱框架剪力墙结构节点承载力计算

按《混凝土异形柱结构技术规程》送审稿要求,对高度为最大限值的非抗震设计异形柱框架剪力墙住宅结构在恒、活及风载作用组合下的梁柱节点承载力进行了核算。结果表明,在整体结构及剪力墙、柱、梁构件均容易满足混凝土结构设计规范和异形柱规程要求的情况下,部分梁柱节点核心区的箍筋配置还是由强度计算决定的,远大于节点配筋构造要求的配置量。     

钢管混凝土柱-预应力混凝土节点的抗剪受力性能研究

文中对钢管混凝土柱-预应力混凝土节点的抗剪受力性能进行研究,对比了不同结构型式节点结构的抗剪受力性能。结果表明,预应力可以有效提升构件的抗剪承载能力;预应力值越大,最大承受荷载对应的梁纵筋应变越小;预应力筋可以有效提升梁箍筋的承载能力;所有构件的梁根部破坏后节点依然具有抗剪能力,满足强节点弱构件的设计需求。     

框架梁柱节点处混凝土不同强度等级时的施工质量控制

高层大开间框架梁柱节点处因受力复杂,按内力计算的结果,要求竖向结构（柱、墙）混凝土强度等级高于同层水平结构（梁、板）的混凝土强度等级在一级以上。为此,同层的竖向构件和水平构件的混凝土应同时浇捣。     

钢管混凝土柱巨型交叉节点受力性能研究

在一超高层结构工程中,外框架采用了焊接钢管混凝土边柱和夹角为12°的斜柱交叉形成高达6层且与6层楼面梁相接的巨型交叉节点,该节点构造复杂。节点边柱的轴向荷载不平衡在节点处产生剪力,同时,由于斜柱承受的轴向荷载巨大,该巨型节点受力复杂。为研究该节点的受力性能,对其进行了大比例模型加载试验。试验在最不利工况（1.2×重力荷载+1.3×设防地震作用）下： 1) 在设计荷载作用下节点试件整体仍然处于弹性工作状态; 2) 增大边柱不平衡力,对节点试件的平面内侧移有一定的影响,而对平面外变形基本没影响; 3) 对斜柱轴向荷载进行卸载,将节点由压剪转换至更不利的拉剪受力状态,节点未破坏; 4) 施加斜柱轴向荷载超过设计承载力的2倍,节点试件最终在斜柱两端出现局部鼓起而发生破坏,说明该交叉节点的设计符合我国规范“强节点弱构件”的设计原则。在整个加载过程中,节点区域并未产生剪切破坏面,钢管内部设置的纵向内隔板和加劲环板使得钢管与混凝土协同工作,节点构造合理。通过合理的简化,对该节点试件进行了三维非线性有限元分析,其荷载 变形曲线以及破坏模式与试验结果吻合良好。     

陆家嘴时代金融中心SRC梁式转换层节点试验研究

由于地下室平面布置要求,陆家嘴时代金融中心一层东侧一根柱无法直接落地,上下柱形成1.4 m小偏移.该处竖向荷载巨大,为此设计了SRC梁式转换层,通过型钢混凝土转换梁将荷载传至下部型钢混凝土框架柱.鉴于转换节点附近局部构造复杂,受力及传力途径不十分明确,设计制作了两个1/5模型结构进行极限承载力试验.区分转换梁工况和框支柱工况,分别测试了节点区典型位置混凝土表面的位移和应变以及关键部位型钢和主筋上的应变,观察了混凝土开裂及裂缝发展过程,确定了转换节点在极限荷载下的破坏形态及承载能力.试验结果表明:转换节点设计基本合理,能够满足结构承载要求.     

叠合预制装配式地铁车站结构体系的策划与试验研究

为研究叠合预制装配式地铁车站结构体系的侧墙底节点与顶节点在设计荷载工况下的受力性能,结合无锡—江阴城际轨道交通工程,设计制作了足尺的侧墙与底板节点试件及足尺的侧墙与顶板节点试件,通过拟静力试验研究节点在低周往复荷载作用下的受力性能。结果表明,预制拼装侧墙节点试件的承载能力较现浇节点试件的极限承载能力略低,但可以满足构件设计的承载能力要求; U形钢筋的搭接连接能够有效传递荷载;在U形筋侧面混凝土保护层较薄的情况下,钢筋黏结强度较早出现退化,增加了U形钢筋弯弧及水平段对其内外侧混凝土的压力,造成了周围混凝土的剥落,同时,随着压力的增加有可能发生弯弧段钢筋的脆性断裂。     

浙江智慧之门混凝土核心筒-巨柱钢斜撑超高层结构体系分析与设计

浙江智慧之门是总高度为280m的双塔超高层,是杭州标志性建筑之一。对混凝土核心筒+巨柱框架+钢斜撑结构进行了重力和风荷载作用下受力分析;研究了结构在地震作用下动力特性及巨柱斜撑外框架受力特点;介绍了巨柱斜撑外框关键节点受力分析及结构设计;另外通过塔楼全过程施工模拟,分析了墙柱混凝土收缩徐变对钢巨柱及斜撑内力的影响,提出构件设计中应力比应留有足够余量以确保结构安全。     

高强轻骨料混凝土框架结构抗震性能试验研究

以某高铁站房框架结构底部两层为研究对象,完成一榀缩尺比为1∶5的两层两跨高强轻骨料混凝土框架整体模型低周反复荷载试验,研究了框架受力过程、破坏机制与破坏形态、位移延性、滞回耗能特性以及刚度退化等。结果表明:按照JGJ 12—2006《轻骨料混凝土结构技术规程》设计的试验框架能够满足"强柱弱梁、强节点弱构件"的设计要求;破坏机制属混合破坏机制,即塑性铰首先在模型首层梁端出现,在首层梁端出现塑性铰后柱端出现塑性铰,试件以柱根部混凝土压溃、柱内纵筋压曲外露为破坏标志,节点核心区箍筋在试件受力全过程中一直处于弹性工作状态。框架整体及层间的滞回曲线均较为饱满,高强轻骨料混凝土框架具有较好的耗能能力。     

新型环形钢牛腿转换节点的受力性能有限元分析

闽投营运中心采用竖向构件为钢管混凝土柱的框架-支撑芯筒结构体系。结合盖挖逆作法进行施工时,需在地下室顶板对防震缝两侧的钢管混凝土柱进行单、双柱转换。对6种转换节点方案进行比较,最终选用新型环形钢牛腿转换节点作为单、双柱的转换方案。转换节点承担的荷载巨大且受力情况复杂,采用ABAQUS有限元软件对节点的力学性能进行数值模拟和分析。结果表明,新型环形钢牛腿转换节点构造可靠,能够满足中震弹性的抗震性能设计目标。     

不同强度等级框架梁柱节点处混凝土的施工质量控制

高层大开间框架梁柱节点处因受力复杂，按内力计算的结果，要求同一层的竖向结构（柱、墙）混凝土强度等级高于水平结构（梁、板）的混凝土强度等级在一级以上。在此，阐述了同层的竖向构件和水平构件的混凝土应同时浇捣，混凝土强度高低等级之间收缩控制的措施及效果。     

某斜撑转换-桁架悬吊结构设计

某框架剪力墙结构,由于建筑造型需要,二层以上楼面往外悬挑6～10m,东、北两处抽柱后跨度达到30 ～40 m.为此,本工程采用了混凝土斜撑转换,入口大跨处采用了型钢混凝土悬吊桁架,较好地满足了建筑功能和受力的需要.首先分析了该结构的整体受力特性,通过对楼板进行了详细的应力分析,发现在悬挑和大跨位置,竖向荷载下会产生较大的平面应力,最后对型钢混凝土桁架的关键节点进行了有限元分析.     

某公铁两用斜拉桥桥面系承载能力评价

为评价某公铁两用斜拉桥桥面系的承载能力,利用ANSYS建立了有限元模型,分析该桥面系在最不利荷载工况下的整体受力和各构件的位移及最大应力分布状况,指出该斜拉桥桥面系的承载力及各构件的强度均满足规范要求。     

超高层建筑爬塔支撑架设计及有限元分析

某超高层建筑结构类型为钢框架-核心筒结构,建筑高度349 m;根据施工部署、结构特点及核心筒顶模结构,塔吊采用外挂内爬式附着形式。塔吊中心距外墙面4 850 mm时,爬塔支撑架结构受力为最不利情况,最大竖向变形为6.0 mm,满足要求;梁单元应力比最大值为0.431,满足设计强度要求。主梁处预埋件和耳板的位移均较小,应力分布较均匀,应力值没有达到屈服强度,节点连接形式满足强度要求。核心筒变形主要集中在支撑点附近,最大位移为5.43 mm,整体变形很小,整体稳定性满足要求。     

中华国际广场超限高层结构设计

中华国际广场主体结构高度为132.5m,采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系,主楼南侧1～14层采用斜柱单跨框架,与竖向框架-剪力墙结构单元自9层相交至14层完全成为一个整体.主体结构存在扭转不规则、构件间断、承载力突变、斜柱等不规则项,属于多项超限结构.介绍了结构的基本构成体系、超限的具体项目及采取的措施、抗震性能化设计目标的确定及实现.采用ETABS有限元软件和PMSAP设计软件进行了小震弹性分析、中震弹性分析以及大震的弹塑性分析.结果表明,结构受力性能良好,能够满足相应的抗震性能目标.详细研究了核心筒偏置对结构抗震设计的影响及对策.最后分析了中震弹性下楼板的应力和斜柱与垂直柱交叉节点的应力.结果表明,楼板应力满足中震弹性工作状态的要求;梁柱节点处存在较大的应力集中,采用强节点连接设计进行了加强.     

连续刚构桥悬臂浇筑法挂篮结构强度验算方法

为研究悬臂浇筑法挂篮结构强度验算方法,选取菱形挂篮为研究对象。对菱形挂篮主桁系统、底篮系统、行走及锚固系统等主要构件进行优化,确定挂篮材料的尺寸和强度参数,确定施工过程中荷载类型。选取悬臂浇筑过程最重梁段和最长梁段作为受力不利状态,并考虑安全系数下的荷载组合情况。运用有限元软件建立菱形挂篮模型,以底模系统、前上横梁、主桁架作为挂篮强度验算主要构件。计算结果表明,挂篮结构各杆件在最不利受力状态下组合应力和剪应力在设计范围内,构件最大变形量满足规范要求,在最不利工况作用下挂篮整体变形满足使用要求。     

兰州新区综合保税区综合服务楼项目连廊结构设计北大核心CSCD

兰州新区综合保税区综合服务楼项目的连廊结构体型较大且造型复杂,结构总长约146m,最大跨度为67.8m,选用了钢管桁架结构体系。应用3D3S,MIDAS/Gen,ANSYS Workbench软件对结构进行了常规受力分析、大震作用下结构的弹塑性动力时程分析、关键节点的有限元分析。结果表明,桁架杆件控制工况为风荷载和温度荷载参与的组合;柱是地震作用下结构的关键构件,设计中按中震弹性设计;结构承载力及变形均满足规范的要求。     

杂多县体育综合馆钢结构设计

杂多县体育综合馆主体结构采用钢筋混凝土框架结构体系,屋盖由大跨度钢结构高次曲面网架组成。对工程结构体系的选型到荷载取值、边界条件、参数取值等进行了分析选定。采用合模计算及分模计算的包络设计方法确保计算内容涵盖结构最不利受力情况;采用抗震性能化设计方法对支座相关构件按设定的性能目标进行设计;网架下弦支座选用成品铰接支座与钢管混凝土柱顶连接,节点可最大限度地符合铰接支座计算假定。钢管混凝土柱脚节点为伸入框架柱的外包柱脚刚接节点,此节点构造复杂,角柱位置节点构造尤其复杂,采用断筋焊接及环绕后锚固方式处理,在满足设计要求的基础上最大程度地降低现场施工难度。     

兰州新区综合保税区综合服务楼项目连廊结构设计

兰州新区综合保税区综合服务楼项目的连廊结构体型较大且造型复杂,结构总长约146m,最大跨度为67.8m,选用了钢管桁架结构体系。应用3D3S,MIDAS/Gen,ANSYS Workbench软件对结构进行了常规受力分析、大震作用下结构的弹塑性动力时程分析、关键节点的有限元分析。结果表明,桁架杆件控制工况为风荷载和温度荷载参与的组合;柱是地震作用下结构的关键构件,设计中按中震弹性设计;结构承载力及变形均满足规范的要求。