大高差轮辐结构研究与应用

针对外环高度变化较大可能引起轮辐结构径向索受压的问题，通过设置刚性撑杆代替部分受压的径向索，解决了采用传统轮辐结构无法成形的难题。推导出轮辐结构的预应力态求解公式，考虑结构自重和索夹重量等的影响，通过反复迭代确定内环各节点的标高，形成索-杆混合结构找形分析方法。对大高差轮辐结构的受力性能进行较为全面的分析，考察了外环高差、径索系杆以及附加环索等参数的影响。计算分析结果表明：大高差轮辐结构在承受长轴方向半跨活荷载和风荷载作用时较为不利，但个别径索或撑杆失效不会引起结构连续倒塌。随着外环高差加大，撑杆数量相应增多，短轴构件及长轴上径索的内力增大，长轴下径索的内力减小。在长度较大的径索中部设置系杆，能够有效地协调上、下径索之间的变形。在长轴附近设置附加环索，可以通过增强相邻径索之间的联系，提高屋面支承结构的竖向刚度。大高差轮辐结构设置刚性撑杆的成形方法已成功应用于厦门新体育中心体育场工程。     

国家体育场焊接方管桁架单K节点试验研究

为考察构造复杂的国家体育场焊接方管桁架单K节点的受力性能和承载力,进行了两个典型节点的1∶3缩尺比例的模型试验和有限元分析。试验结果表明,节点强于杆件,节点的极限承载力都能达到设计荷载水平的2倍以上,且节点区范围内的板件未观察到局部失稳或断裂现象。有限元分析能较好地模拟试验现象。试验结果和有限元分析结果证明,节点区的板件局部加厚和内置加劲肋等加强措施是有效的。     

国家体育场桁架柱内柱节点设计研究

国家体育场钢结构桁架柱的内柱节点杆件数量多,几何关系复杂,是结构受力的关键部位。本文提出大尺寸焊接薄壁菱形截面内柱节点的几何构型方法,使菱形内柱与腹杆同宽,可以适用于任意角度腹杆相交的情况。在内柱节点域内设置横向加劲肋与局部竖向加劲肋,可以有效地增强节点的刚度,实现“强节点”的设计理念,确保节点构造的可靠性与经济性。通过合理设置拼接焊缝位置以及采用整板切割等方式,有效地控制焊缝的数量与位置。采用有限元法研究节点的受力形态,通过合理调整板件厚度,避免节点出现应力集中。     

高层框架-剪力墙结构柱轴压比限值讨论

本文从变形能力与破坏机制的角度对框架-剪力墙结构中柱轴压比限值的合理性进行了讨论,指出轴压比限值应根据柱所处位置的不同而加以区别.本文对影响柱延性的主要因素以及改善变形能力的措施进行了阐述,提出两种旨在提高柱承载能力的配筋方式,引入等效轴压比的概念代替传统的轴压比.     

国家体育场结构设计关键技术

国家体育场是北京2008年北京奥运会的主体育场,其大跨度结构是目前世界上跨度最大的体育建筑之一,造型独特,构件尺寸巨大,存在大量空间扭曲构件,很多方面均超过现有技术规范的涵盖范围,其设计、加工制作及安装的复杂性前所未有,具有极大的挑战性。在设计中大量采用新技术、新材     

带有双塔楼高层建筑结构动力特性分析

本文通过对带有双塔楼的高层建筑结构动力特性的分析研究，证明在地震作用下这类结构存在五种基本的振动形式，当按现行建筑抗震设计规范理论计算地震作用时，其中有三类振型对结构的内力与位移没有贡献，因而在实际工程中此类结构可以用简单的力学模型进行计算分析。本文算例给出的结果与理论推导完全一致。     

大直径钢管混凝土柱抗震性能试验研究及承载力计算

为研究径厚比对大直径钢管混凝土柱抗震性能的影响，进行了2个直径600mm圆钢管混凝土柱试件在恒定轴向压力和水平往复荷载作用下的加载试验，对比分析了不同径厚比(分别为37.5、50.0)试件的破坏形态、滞回特性、钢管应变发展规律以及核心配筋的受力情况。试验结果表明：大直径钢管混凝土柱在压弯荷载作用下，滞回曲线非常饱满，耗能性能优越，均表现出良好的变形能力。随着试件径厚比加大，最大位移角与等效阻尼比均略有减小。柱根部混凝土压溃、钢管鼓曲主要发生在支座底板与下部第一排栓钉之间，栓钉对管壁面外变形具有明显的约束作用；当径厚比较小时，钢管管壁对混凝土的约束作用较强，残余变形较小。核心纵向钢筋基本处于弹性状态，箍筋未屈服，对内部混凝土的约束作用较小，但钢筋与混凝土之间存在明显的滑移现象。大直径钢管混凝土压弯构件的受弯承载力试验值显著高于按照我国现行相关规范、规程公式得到的计算值，说明采用我国现行相关技术规范中的承载力计算公式进行大直径钢管混凝土柱设计，结果偏于安全。     

建筑结构球形支座设计分析

建筑结构中球形支座与公路桥梁中的球形支座受力形态存在显著差异,往往需要承受很大的水平荷载.针对球形支座在水平力作用下转动灵活性减弱的缺点,对传统球形支座形式提出了改进方法；对各种复杂应力状态下的球形支座进行了设计验算,所采用的实用设计方法可供结构设计人员参考；在同济大学国家重点实验室对球形支座进行了试验.     

某剪力墙结构隔震设计技术经济性研究

为了研究高烈度区高层剪力墙结构住宅采用隔震设计的技术经济性,对某剪力墙结构采用隔震设计前后进行了较为全面的分析比较。多遇地震作用下,分别对隔震结构与非隔震结构的底部剪力和层间位移角进行验算。罕遇地震作用下,对隔震结构与非隔震结构的耗能性能、层间位移角、剪力墙变形角以及连梁变形角等进行对比分析,考察结构的损伤情况。在此基础上,探讨了隔震结构与非隔震结构材料用量、工程造价与设防烈度的关系。分析结果表明,采用隔震设计后,结构的地震总剪力与倾覆力矩均可降低2/3左右,多遇地震作用下的最大层间位移角可减小40%以上,罕遇地震作用下的最大层间位移角可减小50%以上;设置黏滞阻尼器对于减小隔震层的最大位移作用显著;剪力墙基本处于弹性状态,连梁的损伤程度大大降低。8度(0.3g)设防时,隔震结构钢筋和混凝土的用量均明显少于非隔震结构,工程造价低于非隔震结构。     

国家网球馆“钻石球场”结构设计

国家网球馆"钻石球场"是一座带有开合屋盖的现代化体育建筑,看台采用现浇钢筋混凝土结构,外立面16组V形柱与环向框架及48榀径向框架共同构成抗侧力体系。为了防止基础在地震作用下发生破坏,在主体结构外立面的底部设置环形承台,从而使基础的抗震性能显著提高。固定屋盖在活动屋盖移动范围内为双层平面网格结构,活动屋盖的移动范围以外为三层网格结构,并通过设置4组中间支承点,有效增强了屋盖刚度,有利于活动屋盖平稳运行。为了避免支座出现上拔力,在屋盖结构卸载以及所有荷重施加完毕后最终固定部分支座。在进行空间结构网格布置时,充分考虑其受力特点,对屋盖开口周边、尤其是轨道桁架部位进行了加强。采用部分杆件之间搭接焊的方式有效减小焊接空心球直径。固定支座安装严格控制在设计合拢温度要求的范围内进行,避免出现过大的正温差或负温差。