贵州省地质资料馆暨地质博物馆钢结构抗连续倒塌分析

贵州省地质资料馆暨地质博物馆项目—单体1为大跨大悬挑连体高层钢结构建筑,安全等级为一级,应满足抗连续倒塌概念设计的要求。结合本工程整体结构布置,选取5榀大跨连体及大悬挑桁架,以杆件应力为依据从中选取7个关键构件,采用改变传力路径法对结构抗连续倒塌能力进行了分析。结果表明:本工程结构具有较好的整体性及冗余度,能够通过较好的二次传力途径实现抗连续倒塌能力。     

滨海图书馆整体结构抗连续倒塌分析

滨海图书馆位于天津滨海新区文化中心,为大跨度连体结构,采用组合钢框架-支撑体系。结构第5层和第6层采用贯通两层的54m跨度的钢桁架相连,该桁架下部无支撑,整体结构竖向构件较少,因此竖向构件承受荷载较大,竖向构件失效将对结构产生重要影响,可能发生整体结构连续倒塌。采用SAP2000有限元软件,以非线性动力拆除构件法为基本分析方法,对结构地下1层与地上1层共44根柱子进行拆除,以分析结构的抗连续倒塌性能。结果表明,分别拆除44根柱子均不会引起结构的连续倒塌,滨海图书馆整体结构抗连续倒塌性能良好。     

大跨度空间张弦桁架结构抗连续倒塌性能研究

大跨度空间张弦桁架结构在局部初始破坏下的传力模式和倒塌机理应深入研究。基于验证后的有限元模型,分别对拉索、柱、支座下弦杆失效下张弦桁架结构的抗连续倒塌性能进行研究,在此基础上给出提升此类结构抗连续倒塌性能的具体措施。研究结果表明:单榀张弦桁架传力路径单一,拉索和支座处下弦杆的失效会导致结构发生连续倒塌。由于纵向联系桁架的支撑作用,相邻榀张弦桁架参与工作,空间张弦桁架结构的最大应力及位移较单榀时大大减小,空间效应显著,在拉索、柱、支座下弦杆失效时均未发生完全倒塌。基于大跨度空间张弦桁架结构的抗倒塌模式,加强张弦桁架和纵向联系桁架交叉区域的弦杆及支座处腹杆、将单索换为双索能够有效提升大跨度空间张弦桁架结构的抗连续倒塌性能。     

某超限高层建筑复杂连体结构设计北大核心

某连体建筑两侧塔楼体型差异较大,为超限高层复杂连体建筑,采用框架-剪力墙+连体桁架的结构体系。针对连体桁架结构选型进行优化分析,针对连体结构整体模型,进行小震弹性分析、中震性能化验算和大震动力弹塑性分析。随后对连体结构的关键问题进行了研究,包括关键构件和节点的设计、抗连续倒塌能力以及大震下结构的变形和损伤情况。分析结果表明,超限高层复杂连体结构的结构体系合理,具有较好的整体性,关键构件和节点的设计均能达到预设的性能目标,且连体结构具有较好的抗连续倒塌能力。     

某综合服务办公楼结构设计

结合某综合服务办公楼的结构设计,分析了中外联合设计时对建筑形体及构件布置规则性等抗震设计内容的不同要求。针对办公楼竖向构件不连续的特点,使用MIDAS软件对采用不同转换结构构件的整体模型进行分析,计算结果表明:斜腹杆桁架、空腹桁架、实腹钢梁均能满足结构受力要求,三种转换结构的跨中挠度及用钢量依次增加。着重介绍方钢管与圆钢管连接的节点设计方法。     

合肥新桥机场大型箱形钢柱壁板稳定性研究

合肥新桥机场航站楼钢结构由多榀大跨度格构一实腹式转换刚架组成,转换部位及弧形实腹梁柱构件受力异常复杂,且实腹箱形构件体量大、板件宽厚比大,已接近或超过国家设计规范的限值.目前,对这类大跨度结构中大尺寸箱形构件的受力性能研究很少,根据设计需要,对合肥新桥机场航站楼钢结构中外形轮廓尺寸最大、壁板最薄的箱形钢柱进行壁板稳定性...     

某高层建筑连体结构设计研究

以某高层建筑连体结构为案例，针对其建筑总高度不高、连接体体量相对较大的特点，对连接体两侧的主体结构进行了框架-剪力墙结构、屈曲约束支撑框架结构、框架结构三种结构体系的选型分析，并对连接体所采用的钢桁架形式进行了优化选型分析，最终采用了主体结构为框架结构、连接体钢桁架以腹杆受拉为主的整体结构形式。研究了该连体结构的自振特性、层间刚度及层间位移角的分布特征。对该连体结构的一些关键问题进行了研究，包括连接体钢桁架上下弦楼板应力、关键构件和节点的设计、抗连续倒塌能力以及构件性能目标和大震下结构的变形和损伤情况。分析结果表明，该高层连体结构的结构选型合理，结构具有较好的整体性，关键构件和节点的设计均能达到预设的性能目标且构造合理，连体结构具有较好的抗连续倒塌能力，可满足大震不倒的性能目标要求。     

张家界马戏城主馆带悬挂子结构的弦支穹顶屋盖抗连续倒塌分析与评估

张家界马戏城主馆屋盖是国内少见的带有大质量悬挂子结构的弦支穹顶屋盖,对其屋盖进行抗连续倒塌性能评估,先对结构进行了杆件敏感性分析,确定结构重要构件,然后采用替换路径法分别拆除弦支穹顶、子结构的重要构件,对屋盖结构进行了非线性动力分析。结果表明：拉索及支座处径向桁架下弦杆是整个屋盖的重要构件;拆除外圈环索引起的结构整体响应最剧烈,拆除靠近支座径向桁架下弦杆会引起结构较明显的局部响应;子结构中,悬挂于径向桁架上弦的矩形格构柱沿柱截面失效,会使楼面梁局部变形过大,所有拆除工况均不会引起屋盖结构的倒塌;该带悬挂子结构的弦支穹顶钢屋盖冗余度高,具有较强的抗连续倒塌性能。     

装配式斜支撑节点钢框架抗连续倒塌能力评价

结构发生连续倒塌的机理比较复杂,国内外到目前为止没有统一的结构抗连续倒塌能力评价标准。通过3个4跨5层装配式斜支撑节点钢框架结构算例,验证了日本《高冗余度钢结构倒塌控制设计指南》中抗连续倒塌能力评价指标对装配式斜支撑节点钢框架结构的适用性。以国内湘阴远大城9层装配式斜支撑节点钢框架公寓B9为研究对象,采用拆除构件法分别拆除角柱、短边中柱、长边中柱和内中柱,采用经验证的能力评价指标进行抗连续倒塌能力评价。结果表明:9层装配式斜支撑节点钢框架结构在拆除角柱工况下,剩余结构抗连续倒塌能力最好;拆除内中柱下,剩余结构抗连续倒塌能力相对较差,桁架梁在结构抗连续倒塌分析中承载力储备要低于柱构件。     

结合实例分析办公楼结构设计

在本文中,笔者具体结合某综合服务办公楼的结构设计,深入阐述了中外联合设计时对建筑形体及构件布置规则性等抗震设计内容的差别性要求。根据办公楼竖向构件不连续的特点,使用MIDAS软件对采用不同转换结构构件的整体模型进行分析,其计算结果表明：斜腹杆桁架、空腹桁架、实腹钢梁均能满足结构受力要求,三种转换结构的跨中挠度及用钢量依次增加。并且,着重介绍方钢管与圆钢管连接的节点设计方法,以供参详。     

某复杂高位连体结构设计与研究

深圳某总部大厦由一栋36层研发办公楼和一栋18层宿舍楼通过两层连廊在宿舍楼顶部连为一体，两栋塔楼层高、高度不等，为非对称双塔连体结构。研发办公楼采用钢管混凝土柱–钢梁–钢筋混凝土核心筒结构，宿舍楼采用框架剪力墙结构，连体采用钢桁架结构。本研究基于抗连续倒塌分析方法对连体结构方案进行了选型分析，然后对连体桁架进行抗震性能化设计，对连体楼盖进行了应力及舒适度分析，对桁架节点进行了有限元分析，论证了结构方案的合理性，为类似复杂高位连体结构设计提供参考。     

某Z字形连廊结构抗连续倒塌性能评估

以某Z字形连廊结构为研究对象，采用拆除构件法评估了该结构的抗连续倒塌性能。基于SAP2000程序，建立其有限元模型。通过基于节点位移的敏感性分析确定该连廊的关键构件。基于考虑初始状态的等效荷载瞬时加载法对连廊结构进行抗连续倒塌分析，采用规范建议的准则评估其抗连续倒塌性能。结果表明：对于该Z字形连廊结构，转角处或跨中处的柱被拆除时，结构位移响应较其他位置柱拆除时变化更为明显，可确定其为关键构件；在关键构件被拆除的情况下，剩余结构的水平钢梁梁端转角均未超过限值，结构未发生连续倒塌；该连廊结构设计较为合理，具有良好的抗连续倒塌性能；增加一定数量的斜撑后，其抗连续倒塌能力可得到增强。     

中国黄海湿地博物馆结构设计

中国黄海湿地博物馆在原盐城火车站基础上进行改建，下部结构采用框架+BRB结构，上部屋盖采用大跨度桁架加强网壳结构。对大跨度屋盖选型优化进行了简化模型对比分析，对格构柱底铰接、刚接方案进行了讨论，对超限判断和应对措施、钢屋盖整体稳定和抗连续倒塌能力、下部主体结构加固方案进行了介绍。结果表明：桁架加强网壳结构结合了桁架和网壳结构的优势，钢屋盖整体稳定性能和抗连续倒塌性能均较好。马鞍形屋面相比平屋面，竖向和水平刚度均大很多，结构设计时充分利用桁架加强网壳结构和马鞍形造型的优势，实现了用较小的结构高度实现大跨空间。     

某中学行政楼大跨度连体结构设计

某中学行政楼为双塔大跨度连体结构,双塔采用框架—剪力墙结构,连体部分采用钢桁架。文中介绍了连体结构设计特点、计算分析和设计准则及采取的相关措施。分析了连接体部分设计特点,连接体楼板在温度、地震作用下应力情况和舒适度情况,以及连体的施工顺序对楼板的受力影响,根据分析结果对连接体楼板采取加强措施。对连接体桁架采取抗震性能设计和抗连续倒塌设计,保证结构的关键构件的安全度。对今后的连体结构设计提供了一定的借鉴意义。     

大跨转换桁架高层钢结构设计

本篇文章根据上海某大跨转换桁架高层钢结构的具体设计思路,对比了各种不相同的转换结构形式,总体考量多种因素最终选取建立“下托式”的主次桁架转换方案.根据计算结果可以知道,通过该种方案的结构总体指标符合规范规定,具备充足的抗侧刚度.在转换桁架的设计当中结合了次框架的活荷载不利布设、空腹桁架效应以及抗连续倒塌等多种因素的干扰...     

某超高复杂连体建筑的结构选型对比分析

介绍了某超高复杂连体建筑的结构特点,对主体结构选型按混凝土结构、钢结构、混合结构进行多方案比较分析,最终确定采用钢框架-支撑结构体系;并按大跨框架、空腹桁架和实腹桁架对比计算,确定连接体采用钢桁架的结构形式;最后按连体与分塔模型对比分析研究,复核结构抗震性能与承载能力.     

深圳工商银行大厦裙楼悬挑桁架分析与设计

深圳工商银行大厦的裙楼三面悬挑,其中南面悬挑尺寸为11.35m,依靠六榀单层悬挑桁架来承受悬挑荷载。悬挑桁架的斜腹杆呈V形且未往跨内延伸,这给结构工程师带来很大的挑战。深入研究V形腹杆悬挑桁架的传力模式,并提出悬挑部位的相应设计方法。通过抗连续倒塌分析、施工过程验算及节点有限元模拟等验证悬挑部位结构的承载能力;楼盖舒适度分析结果表明,悬挑部位设计能满足办公建筑舒适度要求;悬挑桁架的极限承载力分析结果也表明其承受竖向荷载能力有较高的冗余度。     

钢骨混凝土框架结构抗连续倒塌分析

建筑物连续倒塌的原因主要是由于偶然或突发荷载作用,导致结构出现与初始破坏不成比例的大面积坍塌。针对这一特点,本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对一榀大跨钢骨混凝土框架结构进行数值分析。分析其在单根边柱、角柱失效情况下剩余结构动力响应,包括失效节点竖向位移、梁端弯矩、柱轴力以及框架抗连续倒塌机制。研究表明:拆除构件柱子后,离柱子越近的柱的轴力变化值越大;离拆除柱越远,梁端弯矩的影响越小;拆除边柱对与拆除中柱相比较,拆除边柱对结构的抗连续倒塌更为不利,易于出现连续性倒塌。     

保利国际广场大跨悬挑桁架转换层施工安装与卸载方案优选

针对大跨悬挑桁架层施工过程复杂的问题,以横琴保利广场大悬挑桁架转换层为研究对象,采用施工模拟技术对其安装和卸载过程展开方案优选研究,悬挑桁架转换层安装采用分区整榀安装和散拼安装2种方式,支撑胎架卸载采用同时一次卸载、分区一次卸载、同时多次卸载、分区多次卸载4种方式,基于Midas软件分别对不同加载和卸载方案进行施工模拟分析,结果表明悬挑桁架转换层安装采用散拼安装方式有利于降低构件内力和控制竖向位移变形,支撑胎架分步多次卸载方案对结构构件内力和位移的控制优于一次卸载方案,卸载方案对结构内力的影响与卸载分步与否有关、与分区与否关系不大,悬臂桁架竖向累积位移主要集中在四个角部和跨中部位。     

整体空间桁架体系在某大跨悬挑结构中的应用研究

文章以某大跨悬挑工程为背景,对比分析了实腹工字钢钢梁体系、大跨平面圆管桁架体系、整体空间桁架体系等3种不同的大跨悬挑结构承重体系,最终选用整体空间桁架体系。系统阐述了其建筑造型特点及结构布置形式,并基于计算软件开展了受力性能计算分析。结果表明,整体空间桁架体系设置合理,在满足建筑功能造型的条件下,构件应力比均得到合理控制,结构安全冗余度较高。同时,结合建筑自身造型特点,重点介绍了本工程中应用的3种增强大跨悬挑结构抗倾覆性能的措施。文章对此类大跨悬挑结构提出的相关设计建议可供类似工程参考。