灌注桩加砼内支撑基坑支护结构截面设计分析

为研究影响灌注桩加混凝土内支撑基坑支护工程中,支护结构截面尺寸的选取问题,采用弹性地基梁法结合增量法,以南京某软土基坑工程为例,建立了计算模型,分析在多种支护桩直径和内支撑截面宽度组合情况下,支护结构水平位移、结构内力及地面沉降的变化情况。结果表明:对于增大支撑刚度,增加支护桩直径比增加支撑截面宽度有效;增加支护桩直径或支撑截面宽度均会使支护结构变形减小,而增加支护桩直径效果更好;增大支撑刚度可降低支护桩抗弯配筋量,而抗剪配筋略有增加;增大支撑刚度,第一道支撑轴力减小,但两道支撑轴力总和基本不变;已确定的计算模型,主动土压力大小与支撑刚度无关;减小地面沉降可增加支护桩直径或增加支撑截面宽度。     

某板式住宅高层建筑剪力墙结构优化设计研究

探讨了高层建筑混凝土剪力墙结构优化设计的基本原则,针对某板式高层混凝土剪力墙住宅,建立了6个结构布置方案,并进行了建模和计算,分析了结构楼层侧移刚度、位移和位移比、刚度比、剪重比和地震力、楼层地震剪力、周期比等指标的变化规律。通过控制结构水平位移和抗侧移刚度,以钢筋和混凝土用量最小为优化目标,对剪力墙结构方案进行优化。分别通过改变层数和平面尺寸,进一步分析不同高宽比对结构材料用量的影响,并通过回归分析,得到了高宽比和材料用量的关系。根据剪力墙结构优化设计的结果,提出了板式高层住宅剪力墙结构优化后的材料用量建议值,可为类似工程的结构设计提供参考。     

高层结构不规则项判别条件的探讨及建议

随着复杂工程实践经验增加,以及结构力学模型愈加精细、计算软件功能显著提升,有必要对高层结构不规则判别条件进一步完善。针对《抗规》第3.4.3条定义的6个不规则类型,探讨了其力学概念以及当前执行上存在的一些问题,提出了相应的修订建议以供探讨。具体建议包括:采用考虑与不考虑偶然偏心下竖向构件剪力增大系数来判别扭转不规则;增加凸出部位宽度的限值用于凹凸不规则判别;增加楼层数的限值用于楼板局部不连续判别;增加楼层侧向刚度比的上限值用于侧向刚度不规则判别;增加不落地墙的截面面积占比或被托换柱的等效剪切刚度占比限值用于竖向抗侧力构件不连续判别;增加层间抗剪承载力比的上限值用于楼层承载力突变判别。根据所建议的不规则判别条件,对31个超限高层结构进行判别,相比根据《抗规》判别的结果,平面不规则数量明显减少,竖向不规则数量总体变化不大。     

基于相对侧移刚度的高层结构抗扭调整方法

不同尺寸的墙、柱截面具有不同的相对侧移刚度,根据楼层刚心与质心的偏离程度,替换不同相对侧移刚度的墙、柱截面,使楼层的刚心与质心尽量重合,从而获得良好的结构抗扭性能。     

短梁抗剪加强型钢框架-波纹钢板墙结构参数分析

提出了一种短梁抗剪加强型钢框架-波纹钢板墙结构,通过对波纹钢板墙与框架柱之间的短梁进行抗剪加强,将边缘构件的轴力通过短梁抗剪有效传递至两边的框架柱,从而解决由于逐层累积作用导致边缘构件轴力过大的问题。同时,利用分析软件SAP2000,针对该类结构形式进行了基于Pushover的参数分析,考察了各种因素对边缘构件轴力、短梁剪力以及结构最大层间位移角的影响规律,其中,影响因素主要包括:宽跨比(波纹钢板墙宽度与柱距)、轴向刚度比(边缘构件与框架柱)和楼层层数。分析结果表明:边缘构件轴力随楼层层数和宽跨比的增大而增大,随刚度比的增大而减小;短梁剪力随宽跨比的增大而增大,随楼层层数的增加而减小,但与刚度比关系不大;结构最大层间位移角受宽跨比、刚度比的影响较小,随楼层层数的增加而略有增大。     

柱间支撑对大跨度空间结构静力性能的影响

结合<钢结构设计规范>对于柱间支撑布置的规定,指出了目前关于柱间支撑的相关研究中没有考虑的因素,针对具有特殊工艺的大跨度结构的构成特点,对单榀纯柱间支撑与单柱的刚度性能进行了理论推导和参数化分析,揭示了单柱与纯支撑刚度比值的分布规律.针对柱距、支撑层数和构件截面等参数的变化.对单榀柱间支撑抗侧刚度和温度作用下结构性能的影响进行了参数化分析,提出了能够提高柱间支撑抗侧刚度并减小温度引起的附加内力的支撑布置规律.研究了柱间支撑在结构中的布置位置和柱截面对结构水平荷载和温度作用下性能的影响,得到了一砦有益的结论.最后以一大跨度钢结构厂房的设计为例,说明了本文研究结论在工程的应用.     

板柱-支撑结构抗震设计关键问题分析

板柱结构具有可利用空间大、布局灵活、显著降低层高等优势,但是存在结构水平刚度较弱、位移大、抗震承载力较差等问题。为解决上述问题,在板柱结构中设置屈曲约束支撑,以提高结构的抗侧刚度,增强其抗震承载力。通过对3个高度不同和2个大面积的板柱-支撑结构的计算表明,板柱结构抗侧刚度和承载力较弱的问题可通过设置适当数量的屈曲约束支撑解决。为研究板柱-支撑结构的变形、层间剪力、倾覆弯矩、支撑布置等问题,通过PKPM建模分析,结果表明：多遇地震作用下,板柱-支撑结构可采用框架结构的弹性层间位移角(1/550)来控制结构变形;板柱-支撑结构中支撑承担的楼层剪力建议不低于楼层剪力的40%;通过对比GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和力学概念计算得到楼层倾覆力矩的结果,认为采用规范建议的方法较为合理;支撑的竖向居中布置会减小支撑倾覆力矩占比,而对支撑剪力占比影响较小。     

对几种楼层侧向刚度计算方法的探讨

基于对我国现行规范给出的按剪切刚度、剪弯刚度和楼层剪力与楼层层间位移比等三种计算楼层侧向刚度方法的研究,指出剪切刚度是剪弯刚度的简化算法,当抗侧构件高宽比1≤h/b≤4时,采用剪切刚度计算误差较大;由于无害位移的存在,按层间剪力和层间位移比来计算楼层刚度,会使得结构中上部楼层的刚度计算值比实际刚度偏小;剪弯刚度可综合考虑楼层各抗侧构件的剪切、弯曲和轴向刚度的影响,按其计算的楼层侧向刚度结果比较合理。     

多种结构抗侧刚度计算方法对比

对常见的剪切刚度、楼层剪力与层间位移比、剪弯刚度三种结构抗侧刚度计算方法展开分析,探究各方法的适用性及优缺点,结果表明,剪切刚度为剪弯刚度简化计算方法,其可应用于结构方案阶段,当1≤h/b≤4时,计算误差较大;按楼层剪力与层间位移的比值计算侧向刚度时,由于存在无害位移影响,其计算结果往往偏小;采用剪弯刚度可以较为精确合理计算结构抗侧刚度,其计算代价也较高。     

关于高层建筑结构侧向刚度计算方法的讨论

对高层建筑结构楼层侧向刚度的计算方法进行讨论,结合工程实例,采用几种现行不同计算方法进行楼层侧向刚度和楼层侧向刚度比对比分析。计算结果表明,对于复杂高层建筑结构,文献[3]的楼层侧向刚度计算方法能较好地反映层高突变、竖向构件截面变化、环桁架层和伸臂层对楼层侧向刚度的影响,因而计算的楼层侧向刚度比能较为准确判断结构的软弱层,可供工程项目设计参考。     

塔裙一体结构地震响应研究

塔裙一体结构地震响应研究对于塔裙方案抗震分缝策略、塔楼抗震设计方法有重大意义。以塔裙一体结构为研究对象,从裙房刚度和裙房塔楼楼层质量比两个因素入手,详细分析了裙房刚度和裙塔楼层质量比对于塔楼地震响应的影响。分析结果表明,裙房刚度和裙塔楼层质量比对于塔楼地震响应影响十分明显;结构抗侧刚度除了与结构布置自身相关以外,与楼层质量分布也具有相关性。对于塔裙一体结构而言,塔楼的抗震设计十分关键,需要采取塔楼单独计算和塔裙一体计算包络分析方法。     

钢管混凝土斜交网格结构性能分析

以广州西塔为工程背景,建立了圆筒钢管混凝土斜交网格结构模型,分析了斜柱倾角对结构周期、侧移、竖向刚度和内外筒的弯矩和剪力分配的影响,探讨了核心筒剪力墙厚度对结构性能的影响。结果表明:高宽比大于5的圆筒斜交网格结构的最优斜交角度介于68°～78°;随着斜柱倾角的减小,结构抗侧刚度下降,下部楼层刚度突变明显;随着核心筒墙厚的增加,结构自振周期略有增大,内外筒的基底剪力与弯矩分配更加合理。     

预制混凝土叠合梁复合内墙受力与耗能分析

本文以装配式建筑中的一种新型预制混凝土叠合梁复合内填充墙体为研究对象,基于混凝土塑性损伤本构模型,采用有限元分析软件ABAQUS分别建立包括和不包括叠合梁复合内墙的局部结构模型、标准楼层模型和整体结构模型,分析了叠合梁复合内墙对结构抗侧刚度的影响以及在罕遇地震下的耗能能力。分析结果表明,叠合梁复合内墙可显著增加局部结构的刚度,但由于这种墙体在建筑户型布置中数量较少,其对标准楼层的刚度影响较小。叠合梁复合内墙通过自身塑性耗能和损伤耗能较大程度地提高了结构整体抗罕遇地震性能。     

CFRP-圆钢管自密实混凝土复合加固RC方形短柱轴压性能试验研究

提出CFRP-圆钢管自密实混凝土加固钢筋混凝土柱的复合加固方法。通过1根钢筋混凝土方形截面短柱和9根复合加固钢筋混凝土方形截面短柱的轴压试验,研究了CFRP-钢管自密实混凝土复合加固混凝土方形截面短柱的轴压性能,分析了CFRP层数、钢管壁厚对复合加固短柱的承载力、刚度和延性的影响。试验结果表明:随着CFRP层数的增大,复合加固柱的承载力和弹塑性阶段刚度显著提高;随着钢管壁厚的增大,复合加固柱刚度和延性显著提高;在其他条件相同的情况下,复合加固柱承载力的提高率将随钢管壁厚的增大而减小;当承载力提高幅度相同时,使用CFRP复合加固可以降低钢管壁厚,有效减少用钢量。在试验研究的基础上,建立了复合加固钢筋混凝土方形截面短柱的承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合良好。     

关于高层建筑结构侧向刚度计算方法的讨论

本文对高层建筑结构楼层侧向刚度的计算方法进行讨论,结合工程实例,采用几种现行不同计算方法进行楼层侧向刚度和楼层侧向刚度比对比分析。计算结果表明,对于复杂高层建筑结构,文献~([5])的层侧向刚度计算方法能较好反映层高突变、竖向构件截面变化、环桁架层和伸臂层对楼层侧向刚度的影响,因而计算的层侧刚比能较为准确判断结构的软弱层,可供结构工程师在工程项目设计中参考。     

板柱-支撑结构抗震设计关键问题分析

板柱结构具有可利用空间大、布局灵活、显著降低层高等优势,但是存在结构水平刚度较弱、位移大、抗震承载力较差等问题。为解决上述问题,在板柱结构中设置屈曲约束支撑,以提高结构的抗侧刚度,增强其抗震承载力。通过对3个高度不同和2个大面积的板柱-支撑结构的计算表明,板柱结构抗侧刚度和承载力较弱的问题可通过设置适当数量的屈曲约束支撑解决。为研究板柱-支撑结构的变形、层间剪力、倾覆弯矩、支撑布置等问题,通过PKPM建模分析,结果表明:多遇地震作用下,板柱-支撑结构可采用框架结构的弹性层间位移角(1/550)来控制结构变形;板柱-支撑结构中支撑承担的楼层剪力建议不低于楼层剪力的40%;通过对比GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和力学概念计算得到楼层倾覆力矩的结果,认为采用规范建议的方法较为合理;支撑的竖向居中布置会减小支撑倾覆力矩占比,而对支撑剪力占比影响较小。     

巨型混合框架-核心筒结构的性能分析

巨型混合框架-核心筒结构是由巨型型钢混凝土框架、混凝土核心筒与伸臂桁架组成的一种具有多道抗震防线的超高层结构体系.为了有效地提高巨型混合框架-核心筒结构的抗侧刚度和内外筒之间的协同工作性能,可采取以下措施:增加巨型梁的刚度;增加伸臂桁架的刚度;增设巨型支撑.分析结果表明:设置跨越两个楼层的巨型梁或伸臂,或增设巨型支撑,...     

核筒-悬挂体结构地震动力反应分析

利用拉格朗日方程建立了核筒悬挂结构体系运动方程,考虑了大位移非线性的影响,采用Longe-Kuta方法求解体系地震动力响应时程。计算结果表明,悬挂体系能明显减小楼层层间位移、速度及加速度,减震效率接近90%,核筒截面抗弯刚度对其截面内力及筒身水平位移影响最显著,截面内力随其增加而增加,而吊杆长度及阻尼器的阻尼系数对截面内力的影响较小。阻尼系数对层间位移及核筒内力存在优化值,楼层位移、楼层速度及加速度随阻尼系数减小单调减小。     

梁轴向刚度对框架-剪力墙结构动力弹塑性性能的影响

为了研究梁轴向刚度对结构动力弹塑性性能的影响,利用Perform-3D中的纤维单元,分别考虑梁轴向刚度的释放与不释放,详细对比了三个框架-剪力墙结构的楼层剪力、层间位移角以及主要构件的性能化复核结果。结果表明不释放梁的轴向刚度,会造成框架梁刚度过大,吸收地震作用较多,楼层剪力尤其是基底剪力偏大,结构的塑性耗能过大,剪力墙的损伤较严重,且层数越多,该种影响越严重。因此,在进行结构动力弹塑性分析时,需考虑将梁的轴向刚度进行释放。     

轻钢龙骨复合墙体层间连接受剪性能试验研究

多层轻钢墙体的层间连接处除抵抗弯矩外,还需要有足够抗侧刚度来有效传递剪力。为了研究轻钢龙骨复合墙体层间连接的受剪性能,共对36个层间连接试件进行了低周往复加载试验,考虑了抗拔螺栓、加劲件、侧向刚性支撑件、X形支撑件、螺钉连接数量和竖向力等不同参数对试件的破坏模式和变形性能的影响。通过试验得到了各类试件的关键点应变、滞回曲线、骨架曲线、受剪承载力及抗侧刚度等,分析了不同的层间连接构造对墙体受剪性能的影响。结果表明：抗拔螺栓和加劲件对轻钢龙骨复合墙体层间连接提供的受剪承载力和抗侧刚度有限;刚性支撑件能够大幅提高轻钢龙骨复合墙体层间连接的受剪承载力和抗侧刚度,特别是刚性支撑高度和梁等高的试件,竖向力会明显增加抗侧刚度;设置X形支撑件也能较显著增加层间连接的抗侧刚度,但竖向力会使抗侧刚度大幅度减小。在试验结果基础上,提出了加劲件、X形支撑件以及刚性支撑件等轻钢龙骨复合墙体层间连接的设计建议。