日照奎山体育中心体育场看台结构设计

日照奎山体育中心体育场看台采用钢筋混凝土框架-钢支撑结构体系,根据建筑方案要求,看台为椭圆形的无缝结构.采用MIDAS Gen分析了环形超长混凝土看台的温度应力,并采取补偿混凝土、后浇带和预应力钢筋等措施控制楼板裂缝.采用ANSYS对型钢混凝土巨柱进行有限元分析,并采取增大截面、提高含钢率和混凝土等级等措施使其满足罕遇地震作用下抗剪弹性、抗弯不屈服的性能目标.最后对预制清水混凝土看台板的设计难点和解决方法进行了总结.     

柬埔寨国家体育场混凝土结构设计

柬埔寨国家体育场混凝土结构主要由索塔、环梁、斜柱及看台组成,其中索塔及环梁、斜柱为罩棚支撑体系,受力复杂,看台为超长混凝土结构。对索塔采用有限元ABAQUS软件分析优化塔身形体、截面及配筋设计,并采用构件设计方法对其配筋进行校核,通过提出一种应用于具有狭小上部截面的索塔锚固结构,创新了拉索与索塔连接节点;根据环梁、斜柱的受力特点进行针对性的构件设计;介绍了混凝土徐变对罩棚支撑体系的影响;通过设置合理的温度缝、温度应力分析及构造措施等,经济有效地解决了看台超长结构温度应力问题;另外,考虑索塔、环梁、斜柱、看台同时工作,应对看台结构进行包络设计。     

国家网球馆“钻石球场”混凝土结构设计

国家网球馆钢筋混凝土看台结构是由48榀径向框架、4榀环向框架与外立面16组V形柱构成的新型抗侧力体系。根据看台观众视线与人数要求,环形建筑立面向外倾斜达32°,从而导致楼层构件将产生明显的环向拉力。外环V形柱与看台结构的联系较少,需要通过专门分析以保证其稳定性。考虑到本工程体育场固定屋盖为一个整体,而且看台结构向外倾斜角度很大,故下部混凝土看台结构不设防震缝与伸缩缝。立面V形柱采用型钢混凝土构件,是结构受力的关键部位,节点几何关系复杂,因此在工程中提出实用节点形式。     

防屈曲支撑混凝土框架结构抗震性能试验研究

设计制作了三榀侧移刚度相同但防屈曲支撑及框架截面形式不同的混凝土框架,分别为普通梁单斜撑、宽扁梁单斜撑、普通梁人字撑,对其进行拟静力试验,研究了防屈曲支撑混凝土框架的抗震性能,包括混凝土结构的开裂及其发展状况、荷载-侧移滞回曲线、刚度退化、骨架曲线、防屈曲支撑水平荷载-轴向变形曲线等。研究结果表明：设计的防屈曲支撑及混凝土框架具有优异的协同工作性能,水平荷载-侧移滞回曲线饱满,防屈曲支撑可在较小层间位移角时进入屈服消能状态,在大位移下不失效,耗能稳定,能显著增加结构阻尼,有效降低地震反应,改善结构性态。所设计的框架节点、预埋件及连接构造受力可靠。图17表6参13     

预应力型钢混凝土双坡框架抗震性能试验研究

为研究预应力型钢混凝土双坡框架的抗震性能和破坏机理，基于同等承载能力条件设计缩尺比为1∶4的1榀预应力混凝土双坡框架(PC-F)和1榀预应力型钢混凝土双坡框架(PSC-F),并对其进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的加载试验，得到框架的裂缝开展和分布及破坏形态特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、等效黏滞系数、总耗能和位移恢复能力等抗震性能指标。试验结果表明：同等承载力条件下，预应力型钢混凝土双坡框架具有更优越的抗剪能力和抗震性能；相较于预应力混凝土双坡框架，预应力型钢混凝土双坡框架的开裂荷载提高了70%;型钢的存在使得预应力混凝土双坡框架的破坏机制由两铰(柱-斜坡梁节点)破坏转变为四铰(柱-斜坡梁节点、斜坡梁-水平梁节点)破坏，每个塑性铰部位呈现典型的弯曲延性破坏特征；相较于预应力混凝土双坡框架，预应力型钢混凝土双坡框架滞回环近似梭形更加饱满，峰值荷载后承载力退化及刚度退化更加缓慢，位移延性系数、等效黏滞阻尼系数、总耗能分别提高了9.27%、30.6%、53.5%,位移恢复能力系数降低27.5%。     

三门峡文体中心体育场结构设计

三门峡文体中心体育场外径230m,采用不设永久缝钢筋混凝土看台,结构设计时考虑看台的受力特点,采用ETABS软件按照看台斜梁实际标高建立计算模型,充分反映看台斜梁对结构整体刚度的影响,构件设计考虑了斜梁的轴力影响。看台设计采用多种先进技术解决了看台结构超长导致的混凝土裂缝控制难题。体育场钢罩篷和看台相互独立,采用三角形管桁架,并在根部蜕变为两根主管,形成"羽毛"外观,钢罩篷最终由80根基本相同的"羽毛"整体拼装而成,整体结构超长。采用SAP2000软件进行整体计算,结果表明,环形钢罩篷的部分环向构件的温度应力较大,其他部位不敏感。     

中航国际航空城展示中心大跨不规则钢结构设计

中航国际航空城展示中心项目具有平面布置严重不规则,竖向多个超长穿层斜柱,楼板开巨洞,屋盖大跨不规则、大悬挑且设停机坪等特点。主体采用钢管混凝土柱钢框架-屈曲约束支撑结构体系,屋盖采用网架以及平面主次桁架结构体系。采用YJK,MIDAS/Gen,MIDAS/FEA等多个软件对结构进行计算分析,在整体计算指标满足现行规范要求的基础上,进行了多遇地震、设防地震、罕遇地震作用下结构构件的承载力及变形能力验算,对屋盖结构以及超长穿层斜柱进行屈曲分析及计算长度分析,对楼板薄弱部位、个别复杂节点进行有限元分析。计算结果表明,通过设置屈曲约束支撑、严格控制结构层间位移及超长斜柱的应力比、楼板薄弱部位设斜撑加强等一系列措施后,结构能够满足预期的抗震性能目标要求。     

剧院斜柱和弧形看台施工技术

中央电视台电视文化中心剧院看台采用型钢混凝土斜柱,与地面夹角76°,柱高3．510～11．170m,型钢混凝土柱上为弧形看台环梁。针对上述特点制定了脚手架支撑、斜柱模板安装、钢筋绑扎和自密实混凝土浇筑等工艺,保证了施工质量和外观效果。     

天津现代城酒店塔楼及裙房抗震设计研究

天津现代城酒店塔楼建筑高度209m,建筑要求高度56m、平面长度65m的裙房结构和塔楼结构连为一体,中间不设置防震缝。酒店塔楼采用带加强层的钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,为超B级高度超限高层。结构低区外框柱为型钢混凝土柱,核心筒低区采用了钢板混凝土组合剪力墙和带钢斜撑混凝土剪力墙。核心筒高宽比为20,因此为提高刚度设置两道加强层。中部设置伸臂桁架和环带桁架,建筑对与伸臂桁架相连的框架柱截面控制极严,因此伸臂桁架腹杆选用屈曲约束支撑;裙房部位为提高刚度,在不能设置剪力墙且抗侧支撑竖向不连续的情况下设置了屈曲约束支撑。高区设置环带桁架作为加强层,结构底部存在斜撑转换和搭接柱转换。系统介绍了该工程的结构体系特点、抗震性能化设计原则和方法、整体计算结果、罕遇地震作用下的弹塑性时程分析结果以及地基基础的设计。     

北京工人体育场预应力混凝土结构设计与施工

北京工人体育场为高标准建设的大型专业体育场，在结构中使用了大跨缓粘结预应力混凝土结构和超长无粘结预应力混凝土结构。针对北京工人体育场的结构特点，首先对与地铁接驳区域、场馆区域大跨混凝土梁受力进行了研究，使用缓粘结预应力技术解决结构挠度与混凝土裂缝控制等问题；然后重点对环形超长混凝土结构的温度应力进行了数值模拟分析，使用无粘结预应力筋对混凝土结构施加预压应力，抵消温度荷载变化引起的结构应力，从而保证超长环形混凝土结构不出现服役期结构损伤破坏。作为一个典型的体育场馆，北京工人体育场项目预应力混凝土结构设计与施工方法可对超长环形混凝土结构温度应力控制设计起到重要的参考作用。     

屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

消能减震技术能有效地提高装配式混凝土结构的整体抗震性能,改善其破坏模式。然而,目前对屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构尚缺乏试验研究。为了获悉屈曲约束支撑装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理,文章进行3榀屈曲约束支撑装配式混凝土框架和1榀现浇混凝土框架的低周反复荷载试验。研究了地震作用下采用整体式和暗牛腿式预制混凝土梁柱节点的屈曲约束支撑装配式混凝土框架抗震性能,观察和记录试验现象和破坏特征,对各试件的滞回曲线、刚度退化、耗能能力、骨架曲线和延性系数等进行对比分析。试验结果表明：屈曲约束支撑装配式混凝土框架具有良好的耗能能力和延性,能量耗散系数E=1.464?1.759,延性系数?=3.02~3.61,屈曲约束支撑可以有效地提高装配式混凝土框架的抗震性能,改善其失效模式;研发的支撑与梁柱连接节点的连接构造可以有效地实现屈曲约束支撑与装配式混凝土框架在地震作用下的协同受力。文中研究成果将为屈曲约束支撑在多高层装配式混凝土结构中的设计和应用提供科学依据。     

国家体育场空间顶环梁施工技术

国家体育场看台共分三层,通过环梁将混凝土结构柱、钢管混凝土柱和上层看台斜梁连接在一起。形成上层看台结构体系,环梁随斜梁端头起伏呈马鞍形。由于看台结构层层外挑,环梁支撑、定位、配模施工难度很大,对此采取针对性措施,快速精确地完成了该空间环梁的施工。     

防屈曲约束支撑对异形柱框架结构抗震性能增强作用的试验研究

对两榀有无人字形防屈曲约束支撑的异形柱框架进行拟静力试验,研究防屈曲约束支撑异形柱框架结构的破坏形态、滞回特性、承载能力、延性性能、耗能能力等抗震性能指标。结果表明:人字形防屈曲约束支撑异形柱框架的滞回曲线呈现梭形,无撑异形柱框架的滞回曲线有明显捏拢现象,人字形防屈曲约束支撑可以使框架各层延性系数分布更加合理;有撑框架与无撑框架结构相比,有撑框架初始整体刚度提高了53.49%,极限荷载提高了1.50倍,整体极限位移角增大了近3倍。防屈曲约束支撑推迟了梁柱节点塑性铰的产生时间,改变了异形柱框架的屈服机制,使结构发生两阶段屈服,基于此提出了以人字形防屈曲约束支撑达到屈服时作为有撑异形柱框架结构的屈服点,以期更好地反映结构的抗震性能,更符合有撑框架的实际屈服机制。防屈曲约束支撑使异形柱框架结构累积损伤程度减轻,屈服阶段至破坏前,组合结构黏滞阻尼系数基本稳定在0.21左右,没有出现大幅度降低。     

长沙某商业综合体结构设计

长沙某商业综合体建筑结构体型较为复杂,存在转换柱、斜柱、楼板大开洞、大跨度、大悬挑、跨地铁连廊、结构超长、多梁交汇等设计难点.转换柱根据结构的跨度及荷载需求采用型钢梁和混凝土支撑两种方式,倾斜角15°以内的斜柱采用普通钢筋混凝土柱,15°～30°的斜柱采用型钢混凝土柱;大跨度及大悬挑结构采用型钢梁及预应力梁,东西商跨地铁连廊、过街连廊、采光顶分别采用钢桁架、大跨钢梁、单层网壳处理.在部分楼梯间位置增设了混凝土斜撑,控制结构的周期比不大于0.9.采用YJK软件分析了楼板舒适度及温度应力,对多梁交汇节点增设环梁或改用钢管混凝土柱与短钢梁连接确保复杂节点混凝土浇筑质量;对结构进行了大震弹塑性时程分析,结果表明大震作用下结构处于基本完好的状态.     

预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点抗震性能试验研究

为充分发挥装配式混凝土结构施工便捷的特性及钢结构中狗骨式钢梁的抗震性能优势,提出了预制装配式混合框架屈曲约束狗骨式节点。该混合框架节点由预制钢筋混凝土柱和预制钢-混凝土混合梁通过高强螺栓连接而成,其中混合梁由屈曲约束狗骨式钢梁段与混凝土梁段采用高强螺栓连接。完成了2个框架中节点及2个框架边节点的低周往复加载试验。通过对节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力及变形能力、承载力及刚度退化的研究,对节点类型及梁内是否布置预应力筋对该节点抗震性能的影响进行了分析。研究结果表明：该节点的拼装方式采用全螺栓连接,施工便捷;节点的破坏主要集中于钢梁段,达到了塑性铰外移的目的;节点梁内布置预应力筋能明显提高混凝土梁段的抗裂性能及节点整体抗震能力;提出了该节点中梁端受弯承载力计算方法,试验值与计算值吻合较好。     

某体育场看台结构设计

介绍了某体育场的看台结构设计内容,通过设置合理的温度缝、温度应力分析及技术措施等,经济有效地解决了看台超长结构温度应力问题;考虑斜塔、环梁斜柱、看台同时工作对看台结构的影响;通过有限元分析验证异形楼梯的设计及传力体系;设置后浇带规避斜塔往复位移对看台结构造成的影响;针对顶层看台大悬挑、低刚度的情况,对舒适度进行分析并优化设计。     

防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能研究

通过对布置防屈曲约束支撑异形柱框架和普通异形柱框架的拟静力试验,对比分析防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能。试验结果表明:对角斜置防屈曲约束支撑异形柱框架的滞回曲线呈梭形,骨架曲线呈现"台阶"形的折线形状;无撑异形柱框架的滞回曲线有明显的捏拢现象,屈服后,由"反S"形逐渐过渡到狭长的"Z"形。屈曲约束支撑框架最大能承受6倍屈服位移控制的往复加载,推迟了钢筋与混凝土之间的黏结滑移产生时间,延缓并减弱了框架的变形恢复滞后现象和结构的刚度退化速率,改变了原来异形柱结构的耗能机理,同时屈曲约束支撑改变了原有异形柱结构的延性分布规律,避免了底部发生过大的延性破坏,使结构顶层具有较大的延性来吸收地震能量。     

预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱框架节点抗震性能试验研究

为研究预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱框架节点的抗震性能和破坏机理,开展了3个施加预应力及1个未施加预应力型钢混凝土梁-钢管混凝土叠合柱组合框架节点在柱顶水平荷载下的低周往复加载试验,考察了组合框架节点在不同预应力水平和轴压比下的破坏过程及破坏形态,研究了节点的承载力、刚度、延性、耗能能力及变形性能,分析了节点核心区箍筋和钢管、梁端纵筋和型钢翼缘、以及柱端纵筋和钢管的应变变化规律。研究结果表明:预应力节点试件均发生梁端先受弯破坏、核心区后剪切破坏的混合破坏模式,而非预应力节点试件仅发生了梁端弯曲破坏;组合框架节点水平荷载-位移滞回曲线饱满,具有良好的耗能能力和延性;预应力水平的增加能延缓梁受拉区裂缝的产生,并提高了节点试件的水平承载力;轴压比对节点试件水平承载力的影响有限,但会在一定程度上降低节点试件的延性和耗能能力;预应力水平和轴压比的增加均降低了节点核心区的剪切变形。研究结果可为此类新型结构在地震区的推广应用提供技术支撑。     

预应力对新型核心钢管混凝土节点的影响分析

基于有限元软件ABAQUS,对核心钢管混凝土柱—预应力型钢混凝土梁组合框架节点进行了模拟分析,探讨了预应力对该类型节点在破坏模式与极限抗剪承载力等方面的影响,得出了一些有意义的结论。     

双型钢混凝土转换梁柱节点抗震性能试验研究

以广东某高层建筑为工程背景,针对大跨度转换结构,提出了双型钢混凝土转换梁柱节点的构造组合形式,通过对2个转换节点的竖向和水平荷载作用下的低周反复荷载试验,研究了节点的破坏形态、承载能力、刚度、滞回特性、延性、耗能能力及关键位置钢筋和型钢的应变等性能。试验结果表明：转换梁内置双型钢腹板形成的封闭空间对混凝土有约束作用,提高了节点区混凝土的抗剪能力;双型钢混凝土转换梁柱节点的滞回曲线饱满,极限变形能力较强,承载力较高,刚度、延性和耗能能力均较好;被转换柱与双型钢混凝土梁采用“端板螺栓连接”实现了“在被转换柱底部先出现塑性铰”,达到了“强梁强柱,更强节点”和“强转换层,弱框架层”目的。