钢结构抗震的探讨

本文探讨了目前钢结构抗震设计中存在的两个主要问题:其一是钢结构地震作用,由于多层和高层钢结构房屋被列入"建筑抗震设计规范"(GB9001-2001)中。没有考虑钢结构塑性好和弹性阶段阻尼比较小的特性,使得钢结构地震作用较大,偏高用钢量;其二是钢结构承载力抗震调整系数对梁和焊缝的规定与母材强度低于焊缝强度的实际而不符,本文对现在抗震规范作用的相关要求、"抗震动态与建筑工程理论设计原则"和UBC关于美国规范的地震波动作用进行了比较和分析,按照钢结构的承受能力将体系化分为四大类,在上述理论将体系调整系数引入,对结构的抗震作用,提出恰当意见,对梁柱刚性连接体系,从抗震设计角度分析,对设防烈度区分别建议了适合采用的连接形式,并给出了小震和大震下的设计验算公式。     

黄骅市天健湖文体公园体育中心屋盖弦支网架结构设计

黄骅市天健湖文体公园体育中心屋盖钢结构由游泳馆屋盖钢结构、体育馆屋盖钢结构和连接走廊屋盖钢结构3部分构成,结构形式为弦支网架。介绍了屋盖钢结构的分缝及结构体系的选定过程,详细阐述了恒荷载、活荷载、风荷载等主要荷载作用的取值,并对屋盖钢结构静力、动力反应进行了分析。结果表明,在各种设计荷载作用下屋盖钢结构设计能够满足相关规范的要求。     

钢结构的地震灾害研究

对不同结构体系的钢结构建筑及其性能特点进行了简要介绍,对钢结构建筑在地震荷载作用下可能发生的破坏形态进行了总结,对钢结构建筑的抗震设计具有一定指导意义。     

附加粘弹性阻尼墙结构设计应用

利用结构设计软件Etabs对某部委全钢结构的办公大楼进行分析。原结构采用框架偏心支撑体系,有控结构则以粘弹性阻尼墙取代部分支撑,对2种结构体系在各种地震加速度峰值作用下的各项性能指标进行分析比较,得出结论：粘弹性阻尼墙可以有效减小结构的地震反应,提高了结构的抗震性能,且满足规范的各项要求。     

浙江影视后期制作中心超限高层结构设计

浙江影视后期制作中心综合大楼主楼采用框架-核心筒结构体系,建筑高度218m;为超B级高度的超限高层建筑,在6层通过钢结构采光顶与大型演播厅组团相连。采用基于性能的抗震设计方法,针对不同的超限情况采取了相应的技术措施。应用SATWE、MIDAS等程序对结构进行多遇地震作用下的计算,各项计算指标均满足规范要求。对结构进行了弹性动力时程分析补充计算和罕遇地震作用下静力弹塑性分析,计算表明结构能够抵抗大震水准的地震作用及钢结构采光顶滑动支座的设计满足罕遇地震作用下的位移要求。     

三亚国际体育产业园体育场钢结构设计

三亚国际体育产业园体育场钢结构体系由外侧钢结构、轮辐式索桁架结构、屋顶膜结构组成.介绍了体育场钢结构各组成部分的结构体系、支承条件及连接关系,重点阐述了钢结构体系的设计难点及解决方案.设计了一种铰接柱支承的水平桁架结构,通过水平环桁架整体作用减小了环梁截面.设计了碳纤维增强复合材料拉索(CFRP索)组成的轮辐式索桁架结构,减轻了悬挑端自重,减小了交叉索对环索内力的影响,降低了索夹承受的不平衡力.对索膜结构形态进行了分析,实现了索桁架结构初始态位形与目标建筑几何相一致.研究了钢结构体系的整体稳定性能和各种荷载作用下的极限承载能力,结果表明钢结构整体稳定性能满足要求.研究了个别拉索发生偶然断索情况下钢结构体系的抗连续倒塌性能,结果表明断索不会引起连续断索导致结构倒塌.分析了不同施工安装次序对外侧钢结构内环梁稳定性的影响,通过屈曲分析得到内环梁计算长度,用于施工过程稳定验算.此外还介绍了关键节点设计.     

基于性能的大跨度钢结构设计要点探讨

近年来,全国各地体育中心、会展中心、高铁站房、机场等工程的大规模建设,各种大跨度结构形式被越来越广泛地应用于实际,为了尽量避免结构设计出现不合理问题,应加快完善不同类型大跨钢结构的设计标准、规范。在此之上,本文简要分析了大跨度钢结构的结构体系,并分别从大跨度钢结构的材料性能、荷载及作用、节点性能、抗火性能等方面,论述了基于性能的大跨度钢结构设计要点。     

STUDY ON EXPERIMENT AND DISPLACEMENT-BASED DESIGN METHOD OF THE MAIN BUILDING FOR THERMAL POWER PLANT

为了解决目前火电厂主厂房此类特殊工业建筑的性能指标不确定及设计中存在的问题,进行主厂房结构的抗震性能试验研究,提出采用基于位移的抗震设计方法。通过试验研究,给出了不同地震作用下结构的破损形态及变形性能指标,结合前期研究成果,确定了主厂房结构的抗震性能目标,采用层间位移角限值作为结构性能水准的量化指标。给出了基于位移的设计方法在主厂房设计中的应用关键点及设计步骤,运用此方法进行某火电厂主厂房不同性能水准下的计算分析。结果表明,应用基于位移的设计方法可以有效地保证不同强度地震作用下结构及设备的安全,尤其是对罕遇震作用下结构的破坏控制;给出的相关设计指标满足要求,可供同类工程设计时参考和应用。     

新型轻钢龙骨体系水平位移有限元分析方法

无比钢结构是一种新型的轻钢龙骨体系,我国现有的结构软件无法直接对其进行设计和计算,采用有限元方法是目前进行结构分析较好的选择。介绍了无比钢结构的组成及做法,提出了整体结构的有限元建模方法,并以5层教学楼为例,采用ABAQUS软件包分析了结构在风载和地震荷载作用下的水平位移,且与规范要求的最大值进行了比较。结果表明,按所提出的针对无比钢结构的有限元建模和分析方法,在风载和地震作用下计算得到的多层无比钢结构的层间和顶点水平位移均可以满足规范要求。     

神农大剧院钢结构外壳与混凝土结构共同工作分析研究

神农大剧院采用上部大跨度空间钢结构外壳,下部混凝土结构。本文采用通用结构分析与设计软件SAP2000V14,分别建立了混凝土结构、钢结构外壳单独模型和混凝土结构与钢结构外壳整体模型进行分析。分析结果反映了上、下部结构的相互影响的程度,了解了在温度、地震作用下整体结构的反应以及连接界面结构构件的实际受力状态,验证了钢结构外壳和混凝土结构组成的大跨度空间结构体系单独设计存在的隐患。     

火电厂主厂房结构试验及基于位移的设计方法研究

为了解决目前火电厂主厂房此类特殊工业建筑的性能指标不确定及设计中存在的问题,进行主厂房结构的抗震性能试验研究,提出采用基于位移的抗震设计方法。通过试验研究,给出了不同地震作用下结构的破损形态及变形性能指标,结合前期研究成果,确定了主厂房结构的抗震性能目标,采用层间位移角限值作为结构性能水准的量化指标。给出了基于位移的设计方法在主厂房设计中的应用关键点及设计步骤,运用此方法进行某火电厂主厂房不同性能水准下的计算分析。结果表明,应用基于位移的设计方法可以有效地保证不同强度地震作用下结构及设备的安全,尤其是对罕遇震作用下结构的破坏控制;给出的相关设计指标满足要求,可供同类工程设计时参考和应用。     

不同规范中关于抗震性能设计规定的比较研究

对中国国家和地方主要结构规范中关于抗震性能设计的内容进行了对比研究。首先对美国抗震规范中关于性能设计部分的内容进行了简要介绍,并将中国规范中相关内容与其进行了比较。其次从破坏分类和性能目标等方面对中国现行各规范的相关规定作了比较。然后对各规范中不同性能水准下的性能指标进行了对比。最后比较了不同规范中性能设计的具体数值方法。结果表明,各规范中关于性能设计的规定存在差异,设计人员在对不同地区及不同类型的工程进行抗震性能设计时应加以注意。     

几种常用的钢结构体系及用钢量简析

对不同层数的钢结构建筑结构体系的用钢量进行了分析，以较典型的办公楼为算例，用有限元设计法分析各种荷载作用下不同结构体系的用钢量。     

山西大同御东文化区美术馆钢结构屋面结构设计

在大同美术馆钢结构屋盖项目中,钢结构屋盖主要采用双层网架结构,融合了拱桁架和折板体系的设计理念,把拱桁架和折板有效的搭接,形成一个整体的稳定的结构体系。主要借助SAP2000整体计算和编制的Excel后期数据处理功能,参考了中国和欧洲钢管结构规范,完成钢管结构杆件和节点设计。在复杂的钢结构设计中,能够尽可能的参考既有规范,简化计算模型,而非复杂费力的有限元分析同样能够取得有效的结果。     

抗震规范中地震作用的比较研究

比较了我国新、旧抗震规范中钢结构的地震影响系数,分析了新建筑抗震规范中钢结构与钢筋混凝土结构地震影响系数的差异性,说明了在抗震设计中重新引入结构影响系数,恢复折减中震弹性地震反应得到设计地震作用的必要性。     

地震作用下钢楼梯对钢框架结构抗震性能影响研究

随着钢结构在现代建筑的广泛应用,人们往往忽略了地震作用下钢结构楼梯在钢框架结构体系中的影响。为了探究钢楼梯对钢框架结构抗震性能的影响,本文利用大型有限元分析软件ETABS建立计算模型,选择主要的控制参数结构周期、位移角、底层剪力和楼梯受力作为研究对象。计算分析表明,钢结构楼梯对整体钢框架结构提供了一定的刚度,在地震作用下,应将钢楼梯的"释放效应"理念应用到未来钢结构抗震设计概念中,以此达到抗震性能设计要求。     

锦江文创产业中心塔楼结构设计

锦江文创产业中心塔楼建筑高度217.8m,主体结构总高度为193.55m,大屋面以上为异形钢结构塔冠,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,属于超B级高度且包含楼板不连续、局部不规则、扭转不规则三项不规则项的超限高层建筑。介绍了项目特点和结构体系的选择,针对超限情况提出了相应的抗震措施,采用ABAQUS软件对结构进行了大震动力弹塑性分析,对穿层柱屈曲分析、塔冠钢结构稳定性设计等专题进行了探讨。分析结果显示,穿层柱屈曲分析建议采用结构整体模型,结构各项性能指标较理想,整体设计满足规范要求。     

周口市广播电视发射塔结构设计关键问题分析

周口市广播电视发射塔为一座以广播电视信号发射为主,同时具有观光旅游、餐饮、会展等综合服务的多功能钢结构电视塔,塔总高度286m,为全钢结构。塔身结构体系由巨型空间桁架柱和空间桁架梁组成。介绍了该结构风荷载的计算和设防烈度地震作用下的谱分析。分析结果表明,该结构满足中震弹性的性能指标,风荷载为结构控制荷载。计算了温度效应对高耸结构的影响,并提出了采用井道柱外露及内部设置竖向伸缩节点的层间柱体系的温度效应处理措施。最后介绍了塔楼旋转平台的设计要点和处理措施。本工程的设计方法和处理措施可以作为同类型高耸结构设计的参考。     

预应力钢结构抗火研究现状

预应力技术与现代钢结构的完美结合,形成了全新的现代预应力空间钢结构体系,这种体系完美地解决了大跨空间建筑对结构体系的要求,在世界各地的体育场馆、展览馆等建筑物中得到广泛应用。但该类建筑功能复杂,火灾隐患大,火灾时更易引起人员伤亡,且火灾作用下钢材力学性能退化、预应力筋松弛,造成正常使用荷载下建筑结构的损伤、破坏甚至倒塌,因此对预应力钢结构进行抗火性能的研究尤为重要。为此系统论述了预应力钢结构抗火研究的重要性和研究现状,同时指出了其中存在的某些未完善的问题和进一步的研究方向。     

大跨幕墙抗震性能分析方法探讨

分析大跨幕墙结构特性及其抗震薄弱环节,对高层建筑大跨幕墙结构和幕墙-钢结构体系的加速度反应和位移反应特征进行了分析和探讨,指出减小地震反应采取的措施;建议采用楼层加速度反应谱和相对位移幅值谱对大跨幕墙进行地震作用分析;建立大跨幕墙抗震性能指标体系,指导大跨幕墙结构抗震设计与试验分析;提出大跨幕墙结构的抗震概念设计,提高其在地震作用下的安全性