现代木结构研究进展

木结构在我国具有悠久历史,是我国传统建筑文化的主要传承形式。现代木结构作为装配式建筑形式之一,在发达国家已有百余年历史,主要形成了以轻型木结构、胶合木结构和木混合结构为代表的结构形式,而近年来现代木结构在我国科研与应用领域也得到广泛关注。对我国现代木结构研究开展了系统的回顾与总结,主要从五个方面系统梳理了我国现代木结构的研究进展,即材料性能及加工、构件性能及创新、连接性能与进展、体系研究与开发、防火研究及需求。通过对我国现代木结构材料、构件、连接及体系等研究工作的全面梳理,分析了我国现代木结构的研究现状、存在的问题与发展趋势,指出原材料可持续利用、产品质量认证体系建设、关键技术创新与研究、设计理论与规范体系完善等研究趋势,可为今后的研究工作提供参考,同时也将有助于推动相关工程应用的开展。     

输电铁塔受拉角钢构件块剪及其计算方法试验研究

通过对不同规格、材质、螺栓端距、螺栓间距等情况下受拉角钢构件的承载力试验,研究块剪的破坏特征。结果表明:单排螺栓连接情况下块剪对构件受拉承载力起控制作用,必须验算块剪,特别是对于一些小规格构件,而双排螺栓连接构件一般可不验算块剪。同时通过试验结果与DL/T 5154—2012《架空输电线路杆塔结构设计技术规定》计算方法及其修正方法的计算结果的对比,推荐采用修正方法进行受拉角钢构件的块剪计算,其计算结果与试验结果更为相符,也更能有效提高构件的安全性能。     

钢管结构——新需求驱动的形式拓展和性能提升

基于近10年来钢管结构的研究文献和工程应用状况,从构件、节点和结构3个方面综述了管结构主要的理论发展和技术成果。新材料应用、截面形式拓展、构件受力方式改变和计算精准化,推动了钢管构件受力性能和设计方法研究的深入,也推动了其他金属管和组合结构管的研究。为适应建筑表现、结构受力以及制造和施工工艺的需求,管节点构造形式丰富,同时,钢管材料的变化和独立的节点元件如铸钢节点的产生,需要持续进行不同类型节点的基本静力性能研究;而对节点变形性能、滞回性能、疲劳性能、抗断裂性能的更加精细化研究,成为节点研究的焦点。钢管结构体系虽然具有杆系结构的共性,但当其应用于装配化结构场合时,适应闭口截面特征的高效连接方式是需要重点研究的课题。     

模块化钢结构建筑连接节点研究进展

模块化钢结构建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势,模块间连接节点对于结构整体性能有显著影响,因此其设计至关重要。为此,基于国内外模块化钢结构建筑发展历程,从构件装配层面、模块化结构层面和模块化建筑层面分别综述了国内外模块化钢结构建筑连接节点构造形式和研究现状。结果表明：国内外已经出现多种形式的模块化钢结构建筑连接节点并应用于实际工程中,但对其受力性能的研究相对匮乏,严重滞后于工程实践;同时,缺乏能够与建筑层面模块化作业相适应且受力性能优良的节点形式,无法满足模块化钢结构建筑在高层建筑及抗震设防区域的应用。因此,对节点装配构造、传力机理、抗震性能及其设计理论的研究具有一定的迫切性和现实意义。综述了近年来国内外模块化钢结构建筑连接节点方面的最新进展,结合作者在该领域的研究工作和成果,给出了该领域的研究方向和未来的发展趋势。     

腾讯滨海大厦汇交过渡节点设计

腾讯滨海大厦通过桁架实现了大跨度多道连接体。与此同时,桁架在汇交节点上连接的杆件数目较多,节点受力及构造非常复杂,初步设计阶段,汇交节点采用铸钢节点。后对铸钢节点进行了优化,采用钢骨混凝土柱过渡至钢管混凝土柱的汇交过渡节点。通过采取相应的构造措施,汇交过渡节点可以良好实现钢板、钢筋、混凝土的连续性,受力传递可靠。和铸钢节点相比,汇交过渡节点还能极大地减轻节点重量,降低制作、安装成本,缩短工期。此外,采用ABAQUS及ANSYS软件对汇交过渡节点进行有限元受力分析,计算结果表明,节点设计能满足既定性能目标及"强节点、弱构件"的要求。     

体育建筑设计中建筑与结构的协调与融合

基于结构建筑学的概念,针对大跨度体育建筑提出了"结构成就建筑之美,建筑展现结构之妙"的设计理念。结合实际项目介绍大跨度体育建筑在结构体系、结构构件和节点三个层面上与建筑设计相协调、融合的设计方法,认为基于结构建筑学进行结构设计可以提升大跨度体育建筑的建筑表达。     

综合楼装配式集成化设计研究与应用

相比于传统建筑的设计,装配式建筑集成化设计以协同平台为基础,各专业围绕协同平台工作,以达到建筑的精细化、标准化设计。该综合办公楼为装配整体式框架混凝土结构体系,装配率达85%。采用集成化设计理念,运用BIM技术,将建筑、结构、机电、装修进行协同设计,实现了可视化,为构件的制作安装、生产提供了便利。并通过BIM信息化技术整合创新,协调项目管理,取得了较好的综合经济效益与社会效益,成为建筑工业化集成设计创新的成功范例。     

大型钢结构虚拟吊装施工模型构建研究

针对大型钢结构吊装施工困难,易发生碰撞损伤、安全稳定性失效等问题,提出了一种虚拟吊装技术来实现对钢结构吊装施工全过程的模拟。基于Arc Objcts开发,采用二维、三维联动技术对建筑外观场景进行二维和三维联合仿真,通过特定视角选取作业空间,避免钢构件吊装过程中出现碰撞等安全事故。同时将虚拟吊装模型与ANSYS分析软件结合,对吊装构件和设备的应力状态和变形进行分析,以满足钢结构吊装过程中的安全稳定性要求。通过实例对开发的大型钢结构虚拟吊装施工系统进行了验证,结果表明:开发的虚拟吊装施工系统能实现对吊装现场实时漫游监控,避免了因施工顺序混乱而造成的钢构件无法安装或高空待装构件发生碰撞损伤等问题,通过软件对钢构件的位移、应力和安全稳定性指标进行分析,保证了钢结构吊装施工的安全。     

基于OpenSEES的带可更换构件的剪力墙结构的建模及参数分析

基于OpenSEES软件,针对剪力墙墙肢、可更换连梁和可更换剪力墙墙脚支座提出了相应的数值计算模型,与试验结果对比验证了数值模型的准确性。同时,针对一实际的三层联肢剪力墙结构,采用相应的数值模型进行建模分析,对比了带有不同可更换构件的剪力墙结构的抗震性能,重点研究了不同尺寸的可更换墙脚支座对于剪力墙结构性能的影响。结果表明,可更换墙脚支座的长度不超过单片墙长度的0.15倍时,以及高度不超过单层剪力墙高度的0.1倍时,剪力墙的强度和刚度不会降低太多,且延性更好。另外,相对于普通剪力墙和只配置有可更换连梁的剪力墙来说同时配置有可更换连梁和可更换墙脚支座的剪力墙其承载力和刚度有所下降,但是滞回耗能性能得到了一定提高。