方正金融中心主塔楼结构选型与分析

方正金融中心主塔楼结构高度为230.80m,采用带加强层的框架-核心筒结构体系。外框架由圆钢管混凝土柱与实腹钢梁组成,核心筒采用钢板组合剪力墙,并在建筑避难层与设备层设置两道加强层以提高整体结构的刚度。重点介绍了该工程结构选型与特点、钢板组合剪力墙连接构造与特点、伸臂桁架与环带桁架的优化设置、整体计算结果等内容;结果表明整体结构主要指标满足规范要求,结构选型合理。     

弦支穹顶拉索张拉过程现场监测与数值模拟

对武汉体育中心二期工程体育馆新型弦支穹顶钢屋盖的拉索张拉过程进行了现场监测和数值模拟.通过拉索张拉过程中对拉索内力、结构关键节点相连杆件应变、支座节点位移和整体变形的监测和分析,得到了其变化规律和屋盖受力特点:在拉索张拉过程中,中环索对外环索的影响大于内环索对中环索的影响;屋盖支座节点的位移均指向屋盖的中心;所测杆件具有较大安全储备,仅外径索附近个别杆件受力较大,施工时应引起注意.     

成都南站枢纽城市综合体连体喇叭花钢结构设计与分析

针对成都南站枢纽城市综合体连体喇叭花状雨棚的建筑特点,提出了采用组合钢柱(群柱)及单层刚架网格结构实现其建筑形态的方法。采用SAP2000软件对结构进行了静力和稳定性分析,提出了计算长度系数取值方法。分析结果表明,悬挑部分最先失稳破坏;恒载和温度起控制作用。各喇叭花交汇相连后整体抗侧刚度大幅提高。箱形径向主梁与环向圆钢管的刚接是结构体系实现的关键,提出了钢结构关键节点的实现方法。最后介绍了无胎架钢拉索施工和点式胎架相结合的施工工艺,结合轴坐标法测量技术顺利实现了钢结构的安装。     

呼和浩特汽车客运东站组合拱结构设计与分析

针对呼和浩特汽车客运东站建筑造型特点,提出了组合拱的结构形式,实现了建筑与结构完美统一。采用SAP2000软件对结构进行了静力、动力和稳定性分析。分析结果表明,恒载和温度作用对结构起控制作用;风荷载和地震作用影响较小;拱单元间的折板(梁)结构对整体结构影响较大,纵向H型钢梁、折板(梁)结构与钢管混凝土拱圈的连接方式对结构整体刚度和稳定性影响很大,进而提出了实现节点刚接的方法。最后介绍了拱形屋盖的滑移施工方案和钢管混凝土拱内混凝土浇筑的关键问题及解决方案。     

基于负刚度原理的结构减震效果理论分析

在分析普通振动控制系统特点的基础上提出基于负刚度原理减震系统和负刚度阻尼装置的两种实现思路,并详细分析附加负刚度阻尼装置可以显著提高结构的减震效果。首先,利用结构附加刚度比率和附加阻尼比之比作为控制参数,通过理论推导单自由度正、负刚度减震体系的动力放大系数和传导比,讨论控制参数对二者的影响;然后,采用有限单元法分析正、负刚度减震体系结构的地震动力反应,通过结构的自振频率和位移、速度、加速度以及柱底剪力反应的分析,说明负刚度振动控制系统可以减少上部结构绝对加速度。分析表明,负刚度阻尼装置的负刚度可部分抵消原结构的正刚度,降低了结构的自振频率,提高结构阻尼,较大幅度地减少上部结构的动力响应,具有更好的减震性能。     

混凝土框架-钢屋盖协同工作的受力性能研究

在考虑混凝土框架的协同作用下,对采用拱形梭式桁架屋盖的华中科技大学光谷体育馆进行了有限元分析,并与用振弦应变计进行施工过程现场监测的结果进行了对比,验证有限元模型的正确性。分析了3个关键问题:温度效应、地震响应和整体稳定极限承载力。其中,整体稳定极限承载力分析采用非线性有限元法,其他分析不考虑材料塑性。结果表明:温度变化对该屋盖受力影响显著;不同地震波作用工况下,控制杆件应力变化的最大值超过40%;行波效应对杆件应力的影响随波速的减小而增大,且对不同位置杆件应力的影响不同;主桁架腹杆和侧向支承的强度和刚度,对屋盖整体稳定极限承载力影响显著;当考虑不同支承方向的框架协同作用时,屋盖整体稳定极限承载力变化较为明显。     

超高层公寓楼结构体系选型及大偏心节点分析

针对超高层建筑特点,进行了结构体系比选,对比了不同结构体系的技术和经济指标。结果显示,混合结构体系造价较现浇钢筋混凝土结构高30%以上,伸臂桁架对现浇钢筋混凝土结构的刚度影响不显著。同时,对于梁、柱大偏心节点进行了分析和ABAQUS数值模拟。结果表明,根据规范公式验算的节点核心区抗剪强度满足要求,且柱截面应力分布可以满足平截面假定,节点区梁、柱的混凝土应力相差不大,偏心节点模型和不偏心节点模型的楼板均能够与梁柱共同作用。最后对大偏心节点提出了不加腋时的加强措施。     

双重环箍在一柱一桩局部承压中的应用研究

圆钢管混凝土柱在超高层建筑中的应用越来越多,当采用铰接型柱脚设计时,柱底承台局部受压问题不容忽视。为解决超高层建筑采用圆钢管混凝土柱一柱一桩设计时无法施工承台螺旋箍筋的问题,提出了新的双重环箍构造形式,结合实际工程分析了一柱一桩构造下承台在轴力作用下的受力特点,验证了双重环箍构造的可行性,并对其构造形式做了优化分析。通过对8个ABAQUS有限元模型的分析,结果表明:一柱一桩设计中承台的局部受压承载力已不能直接利用《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中的公式进行验算,双重环箍构造形式能够满足承台局部受压承载力设计要求,且比单层螺旋箍筋构造具有更好的延性、更高的承载力,施工也更简单。     

大跨网壳结构施工过程模拟分析

结构设计时,对象均是使用阶段的成型结构,而施工过程中结构本身及其受力与设计时的状态具有很大差异,对于大跨网壳、桥梁、隧道等重要结构进行施工过程模拟与监测是非常重要的。该文提出了运用ANSYS有限元软件中单元生死高级选项进行施工过程模拟的数值方法,并以某体育馆大跨度焊接钢管拱形网壳结构为例,考虑温度影响对屋盖的施工过程进行了数值模拟,同时对其进行了施工监测。分析结果表明:温度荷载对支座相连的杆件内力影响较大,而对其它杆件影响很小,并与实测结果吻合得较好,验证了施工模拟数值方法的有效性。     

复杂受力大直径焊接空心球节点的有限元分析与足尺试验研究

针对某体育馆拱形屋盖的超大直径焊接空心球节点设计的需要,对该球节点进行了有限元非线性分析和足尺模型试验研究。首先采用ANSYS软件的shell143弹塑性壳单元,同时考虑几何和材料双重非线性,通过有限元分析得到了该节点的应力分布规律,且在1.5倍设计荷载作用下,四号锥管根部首先屈服。然后,对该节点进行了足尺模型试验,试验结果表明:在1.4倍设计荷载作用下,四号锥管根部首先进入屈服,试验结果和有限元结果基本一致。基于研究结果,为工程节点设计提供了重要建议。