世博会中国馆国家馆抗震性能分析

2010年上海世博会中国馆的国家馆底部架空,展区部分层叠出挑,呈四棱台斗冠状,屋面高度处从混凝土筒体出挑34.75m,由于转动惯量大,导致结构的扭转周期成为第一周期。本文介绍针对该结构的特点与抗震性能目标所进行的概念设计、有限元分析和振动台试验结果。概念设计、有限元分析和振动台试验表明：结构扭转反应较小,设计中采用通过合理的结构布置控制结构的扭转反应而不控制结构周期比的方法是可行的;结构的整体抗震性能较好,所采取的在各混凝土筒体的转角部位设置方钢管、控制剪力墙的剪应力水平、控制剪力墙的轴压比、连梁内增设型钢梁等措施是有效的。研究成果可为今后同类结构的抗震设计提供参考。     

上海世博会中国馆国家馆结构设计与研究

2010年上海世博会中国馆的国家馆造型独特,其底部架空,展区部分层叠出挑,呈四棱台斗冠状。屋面由混凝土筒体出挑34.75m,不但使得竖向质量分布不均匀,还使得楼盖的转动惯量大,导致结构的扭转周期成为第一周期。介绍了国家馆的结构体系、结构布置、结构分析以及主要的构造加强措施。利用楼、电梯间设置四个落地的混凝土筒体作为承重和抗侧力结构,利用建筑的倒梯形造型设置斜柱来支承楼盖大跨度钢梁,在确保结构安全的前提下,最大限度地满足了建筑使用功能的要求。分析了扭转周期为第一自振周期对结构的影响以及底部挑空对结构竖向侧向刚度分布的影响。详细的计算分析及模拟振动台试验结果表明,虽然扭转周期为第一周期,但结构的扭转反应并不严重,对结构的抗震性能影响不大,结构具有良好的抗震性能,可达到预定的抗震性能目标。     

双层叠合板式剪力墙结构设计技术研究与工程应用

双层叠合板式剪力墙结构体系与传统的剪力墙体系相比,具有施工速度快、工业化水平高、增量成本小等特点。结合某叠合板式剪力墙住宅楼项目,系统介绍了双层叠合板式剪力墙结构体系的结构布置形式、设计要点、连接构造等内容。同时对项目本身进行了综合分析,包括建筑设计、结构设计及深化设计等,提出双层叠合板式剪力墙墙体主要验算剪力墙平面内的承载力,结构设计的关键是墙板竖向连接的插筋设计以及水平施工缝的抗剪计算。分析结果表明:本工程所采取的计算和构造措施,能达到使预制装配整体式叠合剪力墙结构的抗震承载力和抗震性能不低于现浇剪力墙结构的目标。预制构件的连接和节点构造满足抗震性能要求。本工程对推进装配式住宅具有良好的探索与示范作用,设计方法和连接构造可供工程实践参考。     

某医院门诊住院综合楼结构抗震性能化设计

采用抗震性能目标设计方法,对某医院门诊住院综合楼进行结构抗震设计。文章主要介绍了该工程的结构超限情况、抗震性能目标分析及目标实现,采用有限元软件YJK和Midas Building进行了弹性包络设计,采用YJK-EP软件进行了弹塑性动力时程分析。分析结果表明,该工程结构体系安全可靠,分析方法正确可行,对此类结构的设计和应用具有参考价值。     

某高层办公楼超限结构设计与分析

本工程存在扭转不规则、楼板不连续、斜柱和穿层柱等超限不规则项。针对结构超限情况,提出合理的抗震性能目标,进行了超限分析和论证。利用设计和分析软件SATWE,MIDAS和SAUSAGE,对结构进行了多遇地震作用下的反应谱分析、弹性时程分析和罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。分析结果表明:本工程采用的结构体系抗震性能良好,结构各项性能指标均满足预先设定的性能目标要求。     

北京朝阳六里屯商业办公A2楼超限结构设计

北京朝阳六里屯商业办公A2楼结构高度116.4m,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系。介绍了本工程结构特点、超限内容及抗震性能目标。采用SATWE和MIDAS Building软件进行结构弹性分析,计算结果基本一致,各项指标满足规范要求,另外补充了多遇地震弹性下的时程分析和罕遇地震下的静力弹塑性分析。结果表明,本工程采取的结构抗震措施合理,结构体系可以满足预定的抗震性能设计目标。     

深圳某超高层建筑结构分析与设计

以深圳地区某超高层建筑为工程案例,对其在不同地震作用下的抗震性能进行分析。采用了ETABS软件分析该结构在多遇地震作用下的性能,使其满足规范要求。运用STRAT软件进行结构大震弹塑性分析,并对关键构件的损伤状态进行研究。分析结果表明结构在多遇地震和罕遇地震下都达到了性能设计的目标,满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的设计目标,抗震性能达到相关规范标准。     

武汉福利大厦超限高层建筑抗震性能设计

武汉福利大厦为双塔弱连接连体结构,存在结构楼板不连续、竖向不规则、平面不规则及复杂连接等多项超限,属于超限高层建筑。介绍了工程的特点和结构设计情况,并针对工程的超限情况,采取了基于性能的抗震设计和比现行规范要求更为严格的抗震措施。采用多种软件对结构进行多模型、线性及非线性分析。结果表明,采取加强措施后,结构满足抗震设防目标,确保了这一重要工程的抗震安全,结构方案可行。     

湖北省图书馆新馆多项超限高层结构的抗震设计

湖北省图书馆新馆为特别不规则的多项超限复杂高层建筑。根据本工程的结构特点,有针对性地选择了抗震性能目标,采用基于性能的抗震设计方法,对该结构进行了抗震设计。通过采用SATWE和MIDAS软件,分别进行小震作用下静力和弹性时程分析、中震作用下特别重要构件的弹性设计及其它构件不屈服判别分析、大震作用下静力弹塑性推覆(Pushover)分析,找到了结构抗震薄弱部位,采取了对应的抗震加强设计。最后的计算结果表明,该工程的结构抗震设计及采取的抗震加强措施能满足抗震设防要求,其抗震设计理念对类似建筑具有较好的参考价值。     

苏州吴中太湖湾某超限高层结构设计

工程平面呈菱形,为B级高度超限高层建筑,存在高度超限,扭转不规则,刚度突变三项不规则,且核心筒高宽比较大。文章详细介绍了重要部位的抗震性能目标,并对其进行抗震性能分析,采用弹性时程分析法进行了多遇地震下的补充计算及罕遇地震下的弹塑性时程分析,结果表明结构具有良好的抗震性能,较好满足抗震设计两阶段的性能目标。     

贵阳奥体中心主体育场罩篷钢结构抗震性能化设计研究

贵阳奥体中心主体育场罩篷采用了预应力平面桁架斜交网格结构体系,最大悬挑49m。首先确定了抗震性能化设计目标,然后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析方法和弹塑性动力时程分析方法对该工程进行抗震性能研究。针对单独钢筋混凝土看台模型、钢结构模型以及结构整体模型三种计算模型,对结构自振特性、构件应力比、结构位移、塑性铰分布与损坏程度等性能进行深入量化分析与设计。另外针对上下部整体计算模型分别按一致激励和多点激励进行动力时程反应计算。计算表明:采用单独罩篷钢结构模型进行抗震设计存在不安全因素,必须考虑上下部共同工作的整体模型;多点激励法计算基底总剪力小于一致激励法计算结果,采用一致激励法进行设计能保证结构安全性;在罕遇地震作用下,看台钢筋混凝土结构刚度的退化对上部钢结构抗震有利。通过上述系列分析研究,实现了抗震安全性能化设计目标。     

外廊式单跨框架结构加柱静力弹塑性分析

发展单跨悬挑外廊改为双跨的加固方法,为对外廊式单跨框架结构进行抗震加固提供参考。选择5种截面尺寸不同的柱,分别对一外廊式单跨框架结构挑梁端部进行加柱,使原结构横向变为双跨体系,并进行静力弹塑性分析。结果表明,运用该方法对结构进行加固后,结构抗震性能明显加强;根据实际情况和目标性能可选出最优截面柱用以加固。本文所做的分析,对单跨悬挑外廊改为双跨加固方法的实际应用有一定参考价值。     

LY315钢材带悬臂梁段拼接梁柱节点抗震性能试验研究

带悬臂梁段拼接梁柱节点是我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》推荐的节点设计形式之一,为研究LY315钢材带悬臂梁段拼接梁柱节点的抗震性能,开展了高强度螺栓抗滑移系数试验及梁柱节点循环加载试验,试验获得了该类型节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线及延性系数等,探讨了悬臂梁段长度对该类型节点抗震性能的影响。试验研究结果表明：对于LY315钢材,采用钢丝刷清除浮锈的表面处理方式所得螺栓抗滑移系数为0.29;以此钢材制作的带悬臂梁段拼接梁柱节点试件滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力;3个试件在加载终止时转角均超过0.04rad且试件的延性系数均大于4,表明该类型节点具有良好的变形性能及延性;随着悬臂梁段长度的增加,试件的累积耗能能力有所降低,这是螺栓的滑移耗能造成的;随着悬臂梁段长度的增加,节点的承载力则略有提高,而悬臂梁段长度的变化对试件的延性及刚度退化影响不大。     

FRC连梁联肢剪力墙数值模拟及设计方法

运用有限元软件ABAQUS建立剪力墙数值模型,分别对2个对称双肢剪力墙试件和2个塑性铰区采用纤维增强混凝土(FRC)的悬臂剪力墙试件在低周反复荷载作用下的抗震性能进行数值计算,计算结果与试验结果比较吻合,表明该模型可较准确地分析FRC连梁联肢剪力墙构件在低周反复荷载作用下的抗震性能.利用所建立的数值模型,讨论了联肢墙中用FRC连梁替代普通混凝土连梁的优越性,并探讨了耦合率对FRC连梁联肢剪力墙抗震性能的影响.结果表明,用FRC替代普通混凝土作为连梁基体,可以显著提高联肢剪力墙结构的耗能能力和延性,增大其初始刚度,减缓刚度退化程度;随着联肢剪力墙耦合率的增加,联肢剪力墙的刚度和承载力提高,但当耦合率过大时,形成强连梁体系,结构的延性和耗能能力将显著下降.     

某单索面双塔部分斜拉特大桥地震反应研究

通过分析桥梁的自振特性,检验桥梁截面的抗弯扭性能,采用地震反应谱法和时程分析法分别研究了在最大悬臂施工及成桥运营状态下桥梁结构的抗震性能,结果表明,在当地地质条件下,该桥具有良好的抗震稳定能力。     

郑州奥体中心体育场钢结构设计研究

郑州奥体中心体育场为6万座大型体育场,体育场屋盖钢结构南北向约为291.5 m,东西向约为311.6 m,最大悬挑长54.1 m。屋盖钢结构由全球悬挑长度最大的大开口车辐式索承网格结构、双层网架、平面桁架和我国跨度最大的弧形三角形巨型桁架连廊4个部分组成。针对大开口车辐式索承网格结构,通过对静力性能的8项主要影响因素进行参数分析,获得优化的结构方案;借助几何和材料双非线性全过程分析确定内环杆为结构的稳定敏感区;结合屋面体型考虑极端气候下积雪的不利工况以保证结构的安全性;采用拆除构件法研究了结构抗连续倒塌的能力。针对三角形巨型桁架结构,采用三角形桁架上弦、双层网架下弦、内侧单层腹杆、外侧双层腹杆的布置,形成了中间开敞空间,满足建筑使用要求;采用多种工况综合考察巨型桁架的人致振动,设置调频质量阻尼器(TMD)实现有效减振。考虑施工过程时变的影响,结合BIM技术,形成了设计施工一体化技术。采用总装模型分析体育场钢结构的抗震性能,研究表明钢结构在多遇地震和设防地震作用下能保持弹性,在罕遇地震作用下可达到不屈服的性能目标,具有良好的抗震性能。     

多层大悬挑钢结构体系静力与抗震性能设计

内蒙古伊旗全民健身体育中心主体结构采用下部收进、上部多层大悬挑结构,体系的竖向刚度明显不规则,使得结构体系在静力及罕遇地震作用下弹塑性性能成为结构体系安全控制的关键因素。首先对主体结构进行静力弹塑性分析,选取性能目标对不同方案进行对比,优化选择了带外斜交网格结构的多层大悬挑结构体系。随后分别采用振型分解反应谱法、弹性动力时程分析法和弹塑性动力时程分析方法对该结构体系进行了抗震性能分析,重点对结构的不规则性、结构安全性、大震下弹塑性性能及抗倒塌性能进行分析。分析表明,按选定性能目标优化得到的结构体系经济合理,实现了多层大悬挑结构在静力及地震作用下性能安全的设计目标。     

广州琶洲PZB1401地块项目结构设计

广州琶洲PZB1401地块项目为体型特别不规则的复杂高层建筑,存在扭转不规则、楼板局部不连续、竖向抗侧力构件不连续、塔楼偏置的情况,设计中采用了基于性能的抗震设计方法,根据结构的重要性提出不同的性能目标。进行小震弹性分析、弹性时程分析、中震弹性分析以及大震弹塑性分析,确保结构整体和各构件的抗震性能均能达到设计的预期目标。对于转换桁架、悬挑桁架、裙楼斜撑和斜柱以及薄弱楼板连接等重要构件,通过多种构造措施及计算分析,确保结构安全可行。     

多层生态复合墙结构基于位移的抗震设计方法研究

目前生态复合墙结构体系采用的"两阶段三水准"抗震设计方法已无法满足业主对建筑结构性能目标的个性化要求。将结构特有的三道抗震防线与基于性能的抗震设计理论框架相结合,分别以三道抗震防线的屈服位移值对结构的性能水准进行量化。以倒三角形水平分布荷载等截面剪切型悬臂柱的侧移曲线作为结构的初始侧移模式,结合位移反应谱提出其基于位移设计的具体步骤,并对实例进行了三个性能目标下的设计计算。算例表明:提出的多层生态复合墙结构基于位移的抗震设计方法能够针对不同性能水平进行设计计算,简单实用。     

设置悬臂梁段拼接耗能的钢框架抗震性能试验研究

为了检验设置悬臂梁段拼接的钢框架抗震性能,对3榀1/2缩尺的一层半单跨钢框架进行了低周往复加载试验,研究拼接节点对整个钢框架抗震性能影响.拼接处翼缘和腹板拼接板均采用8.8级高强度摩擦型螺栓连接,研究了3种钢梁拼接设计方法对结构抗震性能的影响,得到了钢框架的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化、层间侧移角、拼接梁段竖...