西安曲江国际会议中心结构设计

西安曲江国际会议中心结构体型复杂,结构平面及竖向布置均不规则,属特别不规则类型建筑,是集混凝土、钢结构、型钢混凝土、钢管桁架等多种材质及构件为一体的大型综合体建筑。介绍了这一项目的结构特点。设计中采用了40m跨的型钢混凝土桁架作为竖向转换构件,并从计算和构造上予以加强;运用多种不同形式的空间钢管桁架构成高低起伏的波浪形屋面;主桁架的支座采用了部分滑动支座,克服了温度应力的影响。     

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构性能分析

钢管混凝土框架-钢板剪力墙核心筒结构是一种具有多道抗震防线的新型超高层结构体系。按美国规范对非加劲薄钢板剪力墙进行设计,采用ETABS建立该结构的计算模型,对其周期、位移、刚度比、构件内力等参数进行分析并研究加强层对其结构性能的影响。分析结果表明:大部分竖向荷载由外框架柱和钢板剪力墙的竖向边缘构件承担,内嵌钢板主要承担水平剪力,设置加强层能有效提高结构的抗侧刚度,但会导致刚度比和内力突变。     

一种高预制率的新型现浇剪力墙结构研究

高预制率的新型现浇剪力墙结构,其剪力墙主要布置在建筑外围和交通核处,建筑平面内部仅设置用于竖向承重的混凝土柱。对新型结构的抗震性能、预制率及经济性与传统结构方案进行了对比分析。新型结构抗震性能良好,预制率高,便于实现天津市关于装配式建筑的预制装配率要求,同时便于室内户型的灵活布置,具有较好的发展前景。     

上海图书馆东馆结构设计关键技术研究

上海图书馆东馆结构跨度和外围悬挑均较大,柱网尺寸为16. 8m×16. 8m,外围最大悬挑16. 8m。屋顶设置悬挂桁架,并通过吊柱悬挂下部5层悬挑区荷载。介绍了结构体系特点,并结合建筑净高、外观及设备要求,充分利用结构特点,合理对剪力墙开洞,对实腹梁进行开洞形成空腹桁架框架梁,实现建筑与结构完美统一。对一个柱网范围楼面梁布置方式进行研究,对结构进行抗震性能化设计,得到屋顶钢桁架、吊柱及剪力墙抗震性能,并对吊柱断裂进行分析,通过设置TMD技术可有效解决悬挑区楼面振动舒适度问题。     

安信金融大厦结构设计若干问题研究

安信金融大厦为超B级高度的复杂高层建筑,采用现浇钢筋混凝土框架(带柱转换)-两端边筒结构体系,两端的筒体平面尺度和竖向布置不对称,抗侧刚度明显不均匀;主要柱网均设置了19.6m跨度的托柱转换桁架;较多楼层设置了大面积的楼板开洞,属于特别不规则建筑。基于性能的抗震设计方法,结合项目具体的超限情况,深入研究结构在竖向荷载、地震、风荷载作用下的受力性能,对结构可能的薄弱环节或部位进行重点分析,采取了设置伸臂桁架、跨层支撑、型钢混凝土构件、提高转换层楼板和剪力墙的配筋率等加强措施,保证了结构安全。     

某带空腹桁架的科研楼结构设计

该结构采用框架-剪力墙结构体系,该项目存在竖向抗侧力构件不连续、楼板局部不连续、扭转不规则特点。针对项目扭转不规则,设置了屈曲约束支撑,取得了较好的抗扭转效果。针对竖向抗侧力构件不连续,同时为实现通高大堂,在4层设置了空腹桁架;基于“强化转换层及其下部,相对弱化转换层上部”的设计思想,定量给出了空腹桁架控制指标和内力调整措施。空腹桁架下弦杆采用了预应力型钢混凝土梁的设计,给出了该梁的抗弯、抗剪计算公式。     

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。     

人民日报社报刊综合业务楼结构设计

人民日报社报刊综合业务楼是国内第一幢全面采用屈曲约束支撑为主要抗侧力构件的高层钢结构建筑。主体结构同时具有平面、竖向不规则,主要构件形态复杂等特性。详细介绍了该工程的结构设计难点和处理办法,其中包括屈曲约束支撑的布置、复合弧形桁架式竖向构件的布置特点及受力特征、环桁架的设置与分析等,同时介绍了如何运用性能化设计方法对不同结构部位和构件进行加强。     

天津光年城-城市展馆单侧大悬挑圆环结构设计

天津光年城-城市展馆项目三层展廊为直径50m的圆环,竖向构件均偏置在北侧,圆环整体悬挑长度达38.3m;考虑三层展廊外侧通透的建筑效果,外侧立面无法布置结构构件,主受力构件仅能布置在圆环内侧。该圆环结构存在结构单侧悬挑长度大、竖向支承少、悬挑构件抗扭刚度小、二次悬挑等特点。针对上述结构特点,采取以下设计措施:1)综合考虑结构体系安全性及经济性,悬挑圆环采用空间钢桁架,展廊人行区域为钢桁架上二次悬挑钢梁;2)三层展廊整体荷载通过偏置的楼电梯核心筒传至基础底板,楼电梯核心筒为钢板组合剪力墙结构;3)合理布置基础,减少桩基受拉;4)明确关键构件,提出有针对性的结构抗震性能目标和抗震措施;5)采用多种有限元软件分析对比,保证整体和节点计算结果的可靠性;6)以竖向振动峰值加速度作为大悬挑结构的舒适度控制指标,并设置TMD以满足舒适度要求。分析结果表明,结构满足规范及抗震性能目标要求。     

北京财富中心二期办公楼超高层结构体系设计研究

北京财富中心二期办公楼结构总高度265m,将成为继国贸三期A座之后,8度抗震区北京的第二高楼和采用钢管混凝土框架+钢筋混凝土核心筒结构体系最高的建筑。建筑平面长宽比达到1.5,通过合理布置及专业协调,有效降低了扭转效应对超高层结构的不利影响。结构沿竖向设置了四道含伸臂桁架和腰桁架的加强层,并将组合钢板剪力墙应用于核心筒底部加强区,有效地增强了结构的整体抗侧刚度,改善了其抗震性能,同时也减小了墙体厚度及自重。外框柱通高采用大直径圆钢管混凝土柱,有效减小了截面尺寸及用钢量。对结构进行了弹性及弹塑性动力时程分析,采取有效措施,降低了高柔结构高振型对结构顶部鞭梢效应的不利影响,提高了整体安全度。结构设计在规范基础上,满足了全国抗震审查专家组提出的一系列超限措施要求,其整体结构方案和构件选型在用钢量、防火性能、风载舒适度等方面体现了明显的综合经济性能,成功降低了结构总造价。     

首都博物馆新馆钢结构工程施工技术

首都博物馆新馆为现浇钢筋混凝土剪力墙一转换钢结构一钢结构复式结构体系。以热轧无缝钢管柱为主要竖向承重结构构件,承担现浇钢筋混凝土框架剪力墙结构与钢屋架之间的结构转换作用。整体屋盖结构体系由桁架及桁架之间的水平及斜向支撑杆系组成,桁架大量采用热工艺成型的轻型矩形方钢管,以减小结构自重。钢屋盖施工中,采用了满堂脚手架、分段吊运、高空整体拼装施工工艺,效果较好。[编者按]     

镇江大港体育馆钢结构设计

镇江大港体育馆钢屋盖采用变高度管桁架结构体系,其屋盖和墙面组成一个整体,在充分考虑建筑空间要求与结构传力特点的基础上,优化布置次桁架和支撑体系,加强了管桁架结构体系的空间受力性能。通过灵活布置铰支座、X向弹簧支座、Y向弹簧支座和双向弹簧支座四种形式的支座,保证钢结构整体刚度和受力性能处于最优状态。     

某文化艺术中心(PC板方案)结构弹塑性时程分析

楼高44.82m的某文化艺术中心(PC板方案)为复杂大跨度建筑,由3个剪力墙圆筒组成竖向传力结构体系,圆筒之间采用5道和6道桁架相连,最大跨度分别约为70m和90m,结构3层设置转换层,外皮是由加预应力PC板组成一个空间的网壳受力体系.本文采用ABAQUS软件对该结构进行弹塑性时程分析,根据结构的顶点位移、基底剪力、钢...     

Mechanical behaviors of T-shaped concrete-filled steel tubular columns under axial impact

为研究T形截面钢管混凝土短柱在轴向冲击荷载作用下的承载力,以及钢管内混凝土应力分布特点,将PVDF压电薄膜制作成一种可植入式压电应力传感器埋置在钢管内混凝土中,对T形截面钢管混凝土短柱进行轴向落锤冲击试验。通过PVDF电压应力传感器监测数据的转换获得钢管内混凝土应力变化规律,同时获得不同冲击高度下T形截面钢管混凝土短柱的冲击力时程曲线和抗冲击承载力。试验结果表明：T形截面钢管混凝土短柱具有较好的抗冲击性能,壁厚大的钢管混凝土柱其冲击力峰值较大,竖向变形较小、冲击持续时间较短,增加钢管壁厚可提高对混凝土的约束作用,增强钢管混凝土柱的抗冲击承载能力。     

泰达市民文化广场金字塔钢结构及幕墙支承体系性能研究与设计

天津泰达市民广场金字塔由双管桁架形成的巨型菱形网格钢结构以及在菱形网格内设置的索杆桁架幕墙支承体系组成。对金字塔钢结构及采用的正交斜放索网幕墙支承体系的受力机理进行了研究,按照金字塔各锥面面外刚度的强弱分别采用了双向鱼腹式索杆桁架与单层正交索网幕墙支承体系。提出了金字塔钢结构与内置塔楼采用螺旋弹簧连接的结构设计方案,重点研究了这一模型的地震效应及风振响应,获得了结构在地震作用下螺旋弹簧的最优刚度取值。最后分析了结构设计中特殊节点的受力机理,并提出了节点的设计与构造方法。     

支主管宽度比β=1.0的部分填充混凝土矩形钢管桁梁力学性能研究

设计了支主管宽度比β=1.0的空钢管、部分填充混凝土和钢管混凝土3种桁架,利用大型通用有限元程序MIDAS/FEA建立了有限元分析模型,进行了3种桁架受力性能的对比分析。研究结果表明:桁架破坏均发生在节点部位,但节点失效模式不同,主管内填混凝土改变了节点的失效模式。3个桁架的极限承载力均受到节点控制,主管内填混凝土能够有效提高桁架节点的强度和刚度,从而提高桁架的承载能力,减小桁架的整体变形。所建立的有限元模型能较好地分析部分填充混凝土矩形钢管桁架的力学性能,通过对各种影响参数进行分析,得到桁架受力的一般规律,为实际工程应用提供理论依据。     

不同连梁节点构造的联肢钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

为研究不同连梁节点构造时联肢钢板剪力墙结构的抗震性能,制作了3个缩尺比例为1∶3的联肢钢板剪力墙试件。试件中连梁与柱的连接分别采用隔板贯通式焊接节点、穿芯螺栓节点和悬臂梁段-端板节点,竖向边缘构件采用方钢管混凝土柱。对3个试件进行了拟静力试验,得到了联肢钢板剪力墙的滞回曲线、骨架曲线、特征荷载和位移等指标,分析了结构的延性、耗能能力、承载力及刚度退化等性能。结果表明,各试件位移延性系数均大于5.37,等效黏滞阻尼系数均大于0.211,刚度和承载力退化稳定,承载力退化系数均大于0.91。连梁节点的差异导致各试件的屈服顺序均不相同,采用穿芯螺栓连梁节点的试件,连梁先发生剪切屈服,耗能能力最优;采用悬臂梁段-端板连梁节点的试件,连梁与剪力墙板几乎同时屈服,耗能能力次之;采用焊接连梁节点的试件,连梁因节点焊缝断裂而破坏,试件初始刚度较高,承载力与耗能能力低于其他试件。总体上,各试件的剪力墙板与连梁均发生了较严重的破坏,实现了多道抗震设防的设计目标。     

圆形钢管混凝土叠合构件抗冲击性能试验研究

开展了钢管混凝土叠合试件落锤冲击系列试验,研究了横向落锤冲击荷载下圆形钢管混凝土叠合试件的破 坏模态、整体变形和局部变形特点,将钢管混凝土叠合试件与钢管混凝土试件、钢筋混凝土试件在横向冲击荷载 下的破坏模态进行对比。分析了冲击力、轴力和跨中挠度时程曲线的特征,研究了冲击能量、轴力和钢管厚度等 参数对圆形钢管混凝土叠合试件在横向冲击荷载作用下力学性能的影响规律。研究结果表明,管外钢筋混凝土部 件与核心钢管混凝土部件能够协调互补、共同工作,叠合试件表现出良好的抗冲击性能。在该试验的参数范围内 ,随着冲击能量的增加,冲击力峰值、跨中挠度峰值、冲击持续时间增加;预加轴压力试件的冲击力峰值较大、 冲击力平台值较小;钢管厚度较大试件的冲击力峰值和冲击力平台值较大,跨中挠度峰值较小、冲击持续时间较 短。     

钢管混凝土结构特点及存在的问题

介绍了钢管混凝土的特点、发展、钢管与混凝土的共同工作以及国内外现有的设计规程，分析了钢管混凝土目前存在和需要进一步解决的问题，指出了钢管混凝土结构今后的研究方向。     

Experimental study on the seismic behavior of a shear wall with concrete‐filled steel tubular frames and a corrugated steel plate

Shear walls and core tubes in shear walls constitute the core anti‐earthquake vertical systems of high‐rise buildings. This paper proposes a new type of composite shear wall with concrete‐filled steel tubular frames and corrugated steel plates. The seismic behavior of the new shear wall is studied using a cyclic loading test and damage analysis. The failure mode, load‐carrying capacity, ductility, stiffness degradation, hysteresis behavior, and energy dissipating capacity exhibited in the test are studied. The test results show that when the proposed wall is broken, the tension side of concrete‐filled steel tubes is torn. The concrete at the bottom of the wall is detached and peels off along the through cracks. The energy dissipation capacity of concrete walls is more fully utilized. The proposed wall exhibits excellent deformability, energy dissipation capacity, and the stiffness degradation was slower than that of other walls. The use of corrugated steel plate significantly improved the seismic performance while simultaneously increasing the ductility and reducing the damage. In addition, this paper modified the energy dissipation factor in the Park & Ang model based on the situation of the specimen and experiment. It can be used to evaluate the damage degree of this new type of shear wall.