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。     

某高层框架-核心筒外框架结构选型研究

某高层建筑地上38层,结构总高度139.2 m,采用框架-核心筒结构。本文针对其外框架部分进行结构选型研究,对外框架采用钢筋混凝土柱-钢筋混凝土梁、型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁、钢管混凝土柱-型钢混凝土梁三种方案进行比选,根据JGJ3—2010《高规》关于高层建筑结构的设计要求,对结构在风荷载和地震作用下结构抗侧性能进行比较,并且结合三种方案的经济性,最终确定外框架采用型钢混凝土柱-钢筋混凝土梁的方案。     

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能研究

为解决转换结构抗震性能差的问题,提出带耗能腋撑钢管混凝土柱-型钢混凝土梁新型转换结构形式。对一榀1∶4普通型钢混凝土框架转换结构和带耗能腋撑型钢混凝土框架转换结构进行拟静力试验。从试件破坏形态、荷载-位移曲线、塑性铰发展、应变发展和耗能能力等方面研究带耗能腋撑型钢混凝土转换结构的抗震性能。试验结果表明:耗能腋撑有效控制了节点区梁、柱端塑性铰的发展,使塑性铰向转换梁加腋处转移;腋撑附加轴力对转换梁下部纵筋应变影响较大,对钢管柱应变影响较小;带耗能腋撑型钢混凝土转换结构较普通型钢混凝土转换结构的梁端开裂荷载提高了60%、承载力提高了6.2%、延性系数提高了57.24%、等效黏滞系数提高了10.7%,表现出良好的耗能能力,提高了结构的抗震性能。     

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构抗震性能参数分析

带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构是新型的转换结构,通过试验研究验证该新型结构与普通型钢混凝土转换结构相比具有良好的耗能能力和抗震性能。采用有限元数值模拟方法,研究框架柱轴压比、转换梁托柱轴压比、腋撑设置位置、腋梁刚度比等设计参数对该新型结构抗震性能的影响。分析结果表明,在框架柱和托柱轴压比较大的结构中设置耗能腋撑,可以更加明显的改善结构的抗震性能。综合结构响应分析和腋撑变形耗能分析的结果,得出腋撑角度θ的最佳取值为30°～45°,腋撑端部距梁端距离a的最佳取值为Lb/6～Lb/5,腋梁刚度比Kh’的最佳取值为0.2～0.3。     

钢与混凝土组合结构与钢筋混凝土结构过渡构件的抗震性能研究展望

在组合结构中底部数层采用型钢混凝土结构,上部采用钢筋混凝土结构,这样在两种结构的转换层就产生了底部为型钢混凝土结构上部为钢筋混凝土结构的非常规柱,这种非常规过渡柱的抗震性能与型钢混凝土柱及钢筋混凝土柱存在显著差别。目前关于这种非常规柱的研究主要集中在通过改变型钢的长度比例、纵向钢筋的配置方法,过渡部位的处理进行。另外目前的研究还包括对两端为钢与混凝土组合结构中部为钢筋混凝土结构的混合柱的抗震性能试验研究,通过在中部钢筋混凝土段设置与两端型钢焊接的交叉钢筋实现良好的连接,使得这种组合构件在循环荷载的作用下在构件的两端形成塑性铰,当混合梁构件的构造合理交叉钢筋的与型钢焊接后实现良好锚固时,构件的极限抗弯强度要高于普通的型钢混凝土梁。     

北京银泰中心钢筋混凝土塔楼结构设计

北京银泰中心B,C座办公写字楼均为高186m的混凝土筒中筒结构。地上42层,在结构层2设置了转换大梁。为减小转换层刚度突变的影响,设计中调整了转换层相邻各层柱、外裙梁的截面,增加了转换层以下内核心筒墙体的厚度,并在楼梯间设置了补偿剪力墙。转换层相邻各层柱还设置了型钢和芯柱以改善结构的抗震性能。针对外筒的剪力滞后,设计中尽量增大了外框筒裙梁的截面高度,并适当调整了角柱截面。     

高层型钢混凝土框筒混合结构抗震性能试验研究

[提要]为了研究高层混合结构的抗震性能,进行了一个30层型钢混凝土框架核心筒结构模型的拟静力试验,结构层2为转换层,模型缩尺比例为1∶10。介绍了模型设计、试验概况和主要试验结果。试验发现:型钢混凝土框架与核心筒的协同作用,使整体结构有较高的承载力,也具有一定的延性,抗震性能较好;结构未发生层剪切破坏,最终破坏模式是在倾覆力矩作用下底部核心筒受拉墙肢及受拉侧外框柱拉断。     

空腹式型钢混凝土异形柱框架抗震性能试验研究

通过对空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱框架进行低周反复加载试验,观察结构的受力过程和破坏形态,获得结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线以及主要阶段的荷载和位移值,并分析结构的层间位移角、延性、耗能性能及刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:空腹式SRC异形柱框架破坏时形成梁铰机制,属于"强柱弱梁"型结构;滞回曲线较为饱满,刚度退化小;弹塑性极限层间位移角超过规范规定的限值,抗倒塌能力强;延性和耗能能力均优于钢筋混凝土异形柱框架。     

带SRC梁式转换层高层建筑的抗震性能研究与试验

型钢混凝土(SRC)梁式转换结构是一种新的转换形式.在其运用到高层建筑中时,必须保证带这种转换层的高层建筑结构具有良好的抗震性能,为此进行了模型振动台试验,并结合Push-over弹塑性分析结果,对结构的振型、位移、加速度等动力反应和裂缝开展,以及型钢混凝土梁式转换层对高层建筑抗震性能的影响进行了分析.试验及分析表明:型钢混凝土梁式转换结构本身是"强梁弱柱"型,转换层与框架衔接层是强震作用下的薄弱点,同时,沿楼层抗侧刚度的突变仍是高层建筑动力反应和局部构件破坏的主要因素.     

深圳岗厦北地下综合交通枢纽站桥合建大跨度组合结构复杂节点受力性能研究

深圳岗厦北综合交通枢纽核心换乘区设有51.2 m×48.0 m的无柱超大跨度中庭,其跨度在明挖施工地下车站结构中居于世界前列。枢纽大跨度地下结构与上部跨度72 m的市政立交桥合建,站桥合建(转换)节点涉及钢管混凝土柱、型钢混凝土梁、型钢混凝土柱、钢箱梁和钢筋混凝土梁共5种不同的构件形式并承受复杂超大荷载作用。为检验上述复杂节点的可靠性,对站桥合建结构进行简化,逐步由原型结构简化为9柱、5柱、3柱和3柱并考虑空间作用的结构,设计并制作了缩尺比1∶5的站桥转换节点模型,对其进行了静力试验研究,分别在框架平面内、外采用6点加载和1点加载以考虑空间作用,获得节点在复杂荷载作用下的工作过程及力学响应。采用ABAQUS有限元软件对节点力学响应进行数值分析,得到全场变形和应力分布。试验和数值分析结果表明：设计荷载工况作用下,型钢混凝土转换梁跨中和两侧悬臂端混凝土有裂缝开展,内置型钢和钢筋应力均远小于钢材屈服应力(即屈服强度),最大竖向挠度为L/930,承载力和变形均满足结构设计要求,节点设计安全可靠;当外荷载增加至1.5倍设计荷载工况时,转换梁裂缝继续发展、开裂范围扩大,内部型钢和钢筋应力相应增加,...     

广州珠江新城J1-1地块综合楼超高层建筑结构设计

广州J1-1地块综合楼超高层建筑采用圆钢管混凝土柱-钢梁外框架和新型方钢管混凝土端柱+混凝土剪力墙组合墙体核心筒结构体系。基于概念设计,设定结构的抗震性能目标;弹塑性地震反应分析表明,结构设计达到了设定的性能目标;利用风洞试验结果,分析结构的风响应;对方钢管混凝土端柱-混凝土剪力墙新型组合墙体的抗震性能进行理论分析和试验研究。     

轴向压力下钢管混凝土交叉连接的性能——试验研究

在新型斜肋构架结构体系中,一般的连接有4个斜向柱和几个水平梁。提出两种钢管混凝土交叉连接,可以应用钢管混凝土斜肋直接安装在结构梁上。基于中国的钢管混凝土的规范提出了这种连接的承载力计算方法。完成了8个连接在轴压荷载下的各种性能、承载力及破坏机理。试验中考虑的变量包括连接细节、柱间斜角及荷载形式,得到试件的挠度、应力、破坏模式和承载力。研究结果显示:CFST柱构件之间的连接角度对其破坏模式具有很大影响,此外,连接板比翼板更具有约束作用,荷载类型对连接性能的影响很小。受压承载力与计算值的比在0·99到1·31,说明计算承载力是精确的,对于结构设计是偏于安全的。最后,验证了所提出的连接性能与钢管混凝土短柱相似。     

钢结构转换桁架在工程中的应用与分析

实际工程设计中,经常会遇到建筑底层抽柱形成大空间的建筑功能要求。介绍一个为满足底层抽柱采用钢结构转换桁架的结构设计实例。重点介绍结构体系的合理选择,结构整体设计,钢结构转换桁架的设计与分析,转换桁架特殊节点的设计与有限元分析。结果显示,通过合理巧妙地布置结构构件,可满足建筑功能使用要求,并使结构整体具有良好的工作性能。研究成果对该类结构在工程设计中的应用与推广具有一定指导和借鉴意义。     

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼结构设计

深圳冠泽金融中心超高层办公塔楼采用带腰桁架的巨柱框架-核心筒结构体系,针对此稀柱网混合结构体系的结构设计、抗震性能要点进行了归纳总结;提出此类结构体系为了满足规范设计、抗震性能目标C,建议采取如下加强措施:增设带适宜刚度腰桁架的加强层以增强外框架刚度;加强层楼板采用钢梁+钢水平撑+钢筋桁架楼承板以可靠传递加强层外框架与核心筒间的剪力;设置约束型构造钢梁,与墙肢内型钢柱形成墙内约束型钢边框以提高底部、加强层核心筒的延性与整体性;多遇地震作用下,此体系核心筒需承担100%地震剪力。     

华润中心结构设计中的关键技术

深圳华润中心结构复杂,存在大量的转换构件,且结构长度远远超过规范要求分缝的限值。结合工程本身的特性,设计采取了分层钢管芯混凝土组合柱、半空心型钢混凝土转换梁、格构式空腹箱形钢梁、抗剪型钢混凝土转换梁等多种结构体系相结合的措施。结构体系的刚度、延性和稳定性良好,确保了工程的安全性和经济性,满足了建筑方案对空间的要求。主要介绍工程结构关键技术的设计和应用特点,并对工程中应用的33m跨格构式空腹箱形钢梁组作为中庭转换梁的设计及构造作出分析。     

Research on structural design of a super highrise building in Qatar

Designed by John Novel, the super highrise office building in Doha adopts the exterior net tube composed of R.C. crossing diagrid columns and floor ring beams as the main structure. After examining the concrete creep effects, the loading, the construction sequence, the partially prestressing of ring beams, the progressive failure of the diagrid columns, the bearing capacity of diagrid column nodes, the temperature and shrinkage effects, the buckling of the diagrid column and the whole structure, some important incipient faults regarding structural safety in tender design were found. These faults include insufficient bearing capacity of the cross nodes, and the building inclination due to the differential shortening of the diagrid columns from concrete creep. Several effective technical improvements were employed to ensure the safety of the building, such as adopting hollow sections for the diagrid columns in the lower stories at the north side, the strengthening of the cross nodes of the diagrid columns by introducing steel benches, and decreasing the prestressing ratio in ring beams.     

钢混组合结构在深大文科楼工程中的应用

深圳大学文科楼结构上刚下柔,为提高其抗震性能,在结构下部局部使用了型钢混凝土柱和梁。介绍了型钢混凝土梁柱节点、主次梁节点和型钢混凝土梁与钢管混凝土柱的节点设计情况。对整体结构采用两种软件进行计算分析,结果表明,结构的变形性能得到改善,承载力满足要求。总结了工程组合结构设计的构造要求及确保工程质量的技术措施。     

广州琶洲PZB1301项目抗震性能设计

基于性能的抗震设计方法是现代工程抗震理论发展的重要方向.本工程采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,辅以钢斜撑传递悬挑结构内力.设计中立足于承载力和变形能力的综合考虑,针对框架梁柱、钢斜撑、转换梁、核心筒、节点等不同构件的受力情况,采用基于性能的抗震设计方法,通过小震弹性、中震弹性以及大震弹塑性分析,结构整体及各构件的抗...     

钢骨混凝土梁柱框支剪力墙试验与恢复力模型研究

针对工程中经常使用的框支剪力墙结构,提出采用钢骨混凝土转换梁、框支柱对其加强,以改善结构抗震性能。进行了4榀1/4缩尺比例的模型试件拟静力试验,施加竖向荷载和单调及往复水平荷载,其中3榀试件采用钢骨混凝土转换梁和框支柱,1榀试件采用钢筋混凝土转换梁和框支柱。研究了结构承载力、变形、刚度、延性、耗能能力和破坏形态。试验结果表明,结构配置钢骨后各项性能指标均得到改善,延性系数可提高2.29~3.43倍。基于理论公式及试验数据,进一步建立了单调荷载和往复荷载作用下结构三折线型恢复力模型,模型考虑了强度退化和刚度退化,与试验结果较为吻合。