小偏移错位柱SRC梁式转换层节点承载性能研究

某超高层建筑一层的一根柱无法直接落到地下室,上下柱形成1.4m小偏移。该柱竖向荷载巨大,为此设置了转换梁,形成小偏移错位柱SRC梁式转换层,将荷载传至下柱。鉴于小偏移错位柱SRC梁式转换层节点区构造复杂,受力及传力途径不十分明确,进行了转换层节点承载性能研究。通过转换层有限元分析和1/5模型承载力试验,明确了转换层节点在设计荷载和极限荷载作用下型钢、钢筋、混凝土的应变、应力、混凝土开裂情况及转换梁的挠度变化情况。得出该转换层节点区在设计荷载作用下,结构设计满足承载能力和正常使用的要求;在大震组合值作用下,转换层节点出现较大裂缝,但能够继续承载。研究表明：小偏移错位柱SRC梁式转换层破坏区域为上柱、偏置下柱以及二者之间的转换梁组成的转换层节点区,该转换层极限荷载由节点区混凝土开裂状态确定。此类转换层的设计原则为满足转换层节点的延性和超强设计要求。     

竖向荷载作用下部分框支剪力墙结构转换层梁柱受力性能分析

针对部分框支剪力墙结构转换层受力变形复杂,使用常规设计分析软件无法准确进行模拟分析这一问题,以有限元软件ABAQUS为平台,对铜仁市某部分框支剪力墙结构转换梁与上部剪力墙不同转换方式,分别建立三种实体单元有限元模型进行分析,并得到关键构件应力分布规律。表明,转换梁柱连接节点部位、转换梁与上部墙肢边缘接触部位、转换梁跨中等部位在竖向荷载作用下应力集中现象明显为受力薄弱部位;转换梁上部墙肢偏心布置易引起转换梁两侧应力集中削弱其承载能力,设计中应避免;转换边柱与转换梁连接部位更不易实现"强柱弱梁"机制;对墙肢使用二次转换设计时会在转换梁连接部位造成应力集中削弱转换梁的承载能力,设计中应避免。并且将ABAQUS分析结果与常规设计软件YJK进行分析对比,结果表明,对复杂高层建筑中关键构件进行实体单元精细化分析有必要,且能保证设计合理安全。     

河口海岸大楼斜柱-悬挑梁转换结构设计

由于建筑功能及立面效果的需求,河口海岸大楼在底部楼层区域采用了双V形斜柱-悬挑梁的转换结构形式,斜柱与转换梁均采用了型钢混凝土截面。首先,本文采用SATWE和MIDAS Building分析软件进行了结构整体分析,以保证主体结构的整体安全性。其次,对转换斜柱、转换层梁、转换层楼板等关键构件进行了中震承载力、应力分析及大震静力弹塑性分析,确保关键构件能满足相应的抗震性能目标。最后,对型钢混凝土转换梁-斜柱节点进行了有限元分析,以保证关键节点部位能满足中震承载力的要求,具有可靠的连接形式来传递荷载。     

某住宅楼转换层施工技术

基于某住宅楼转换层梁截面尺寸大、配筋量大、梁柱节点配筋复杂、结构超长等施工难点,通过技术、经济和工期比较,选择转换梁整体施工法.通过计算确定转换层支撑体系,严格制订钢筋材料检验及安装方法,梁板混凝土分区浇筑,严格控制浇筑及养护措施.采用不设梁侧模、增设钢板网及分层浇筑等方法避免混凝土流入后浇带.浇筑过程中支架稳定,墙、柱、梁模板完好.     

长城金融大厦带转换桁架结构超限设计

介绍了长城金融大厦结构弹性计算分析及推覆分析的过程及结果。指标及数据分析表明,结构周期比、位移角、层间刚度比等均满足规范要求,验证了结构体系的合理性。针对结构超限项进行了分析,采取提高抗震等级、墙内设置型钢、加强楼板厚度及配筋、增加柱间斜撑等设计措施,从概念及构造上保证了结构满足预设的抗震性能目标。跨度30m的转换桁架是工程的设计难点,转换桁架采用箱形杆件钢桁架,支撑上部27层楼面荷载,通过罕遇地震工况下杆件应力比分析以及节点有限元应力分析,验证了桁架满足大震不屈服的受力要求,从而保证了结构整体的性能目标。     

高层建筑转换梁结构承载能力及配筋方法的试验研究

本文通过三榀转换梁的试验研究,对高层建筑转换梁结构的截面选择、配筋设计以及钢筋端部锚固构造要求等进行了分析。研究表明,满跨转换梁与上部墙体有共同作用,转换梁抗弯抗剪承载力以及墙板的抗剪承载力均有相当的安全度,最终破坏发生在墙体底部局部压坏。不满跨转换梁的试验结果表明,无墙体部位转换梁的抗剪决定着整个转换结构的承载能力,上部有墙体部位墙梁有共同作用,应按有限元法计算内力,并进行配筋设计。     

搭接墙转换结构的试验研究

天津嘉里中心公寓楼,采用搭接墙转换层结构,其下部上下层剪力墙平行错位是在搭接柱转换结构研究的基础上,将搭接转换的概念推广而得到。本文对该工程搭接墙转换层结构1∶5的模型试件进行了拟静力加载试验研究和有限元分析,研究了模型的受力特点、在实际结构大震情况下的工作性能,以及搭接墙体的最终破坏形态。为搭接墙转换结构研究和实际工程配筋设计提供了依据。     

型钢混凝土梁式托墙转换层设计中的问题及应用

从工程实例和理论分析入手,对型钢混凝土托墙,托柱转换梁的受力特点、截面设计方法、整体计算软件及其相关参数的选取等进行了细致的分析。以一幢32层托墙转换梁结构为研究对象,采用中国建筑科学研究院编制的SATWE软件(多层及高层建筑结构空间有限元分析与设计软件)对型钢混凝土转换梁进行设计,分析了转换梁弯矩与跨高比关系、转换梁剪力与跨高比的关系。给出了型钢混凝土转换梁的构造要求和设计建议,可供工程设计时参考使用。     

多塔高位转换结构设计研究

1栋多塔高位转换结构包括1栋193.05m高的住宅、1栋155.9m高的保障房及下部42.6m高的裙房,塔楼转换层均位于第9层,为部分框支剪力墙结构。结构存在扭转不规则、凹凸不规则、尺寸突变、高位转换等不规则项,采用基于性能的抗震设计方法对结构进行整体计算,重点分析了高阶振型对构件内力的影响,单向少墙体系的墙肢平面外承载力,并对转换层进行实体有限元分析以校核框支梁的内力和应力分布,给出了型钢偏心连接节点的应力分布云图。分析结果表明,结构各项指标均满足设计规范要求,抗震性能能够达到设定的性能目标C,在分析的基础上结合结构特点提出了针对性的加强措施。     

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。     

斜柱对框架-核心筒结构的影响

由于建筑立面造型的需要,结构在上部楼层需要实现竖向整体内收,基础顶～5层、8～12层、18～22层和28～32层采用斜柱,采用YJK软件对比分析斜柱方案和转换方案对结构整体指标的影响,同时分析斜柱对结构梁板和核心筒的影响。结果表明,斜柱能够增加结构的整体刚度,同时对梁板产生拉力,应对斜柱起始处梁采取增设型钢和板加大配筋等措施保证水平力的传递,并应加强节点构造,使节点构造满足节点后于构件破坏。     

部分框支剪力墙结构转换构件及上部剪力墙分析

在框支转换层结构设计时,框支梁上层剪力墙在竖向荷载作用下常出现弯矩、剪力和轴力突变导致截面超限,但其上部剪力墙受力趋于正常.该文以某带转换层框架剪力墙模型为分析对象,转换梁分别用梁单元、板单元(壳单元)和实体单元模拟进行有限元对比分析,仅以力学分析直观反映转换梁和上部被转换剪力墙的内力应力分布情况,探寻不同模型单元模拟的转换梁受力差别,以及转换层结构设计时转换层上部剪力墙内力、应力突变的原因.经分析验证,转换梁在竖向荷载作用下的竖向变形使上一层剪力墙出现较大弯曲变形,导致内力突变.设计中建议重点分析转换梁及上层剪力墙应力情况,宜按应力分析的结果校核配筋设计,并有针对性地对应力集中部位加强配筋,避免在应力集中区域开洞和设置一字型墙肢.     

钢管混凝土柱环梁节点非线性有限元分析

采用ANSYS有限元软件建立钢管混凝土柱环梁节点三维实体模型,对节点模型的变形、应力应变情况、开裂状态进行非线性分析。结果表明,有限元分析结果与试验结果吻合较好,指出了环梁破坏的3种形式,并提出适当的框架梁-环梁配筋比可以控制节点破坏形态,对设计此类节点有较好的参考价值。     

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,...     

错位变截面柱节点的细化计算

由于普通结构设计软件无法实现超高层向内错位变截面柱节点的细化计算,为解决这一问题,通过采用ANSYS计算程序1针对整体结构进行静态和模态分析,并与TBSA程序计算结果进行比较,同时提取错位节点处上层柱的内力,将其施加于错位节点的实体模型,进行了精细的有限元计算;检验错位节点实体模型内部应力是否满足强度要求,验证结构设计时错位节点配筋和选型的合理性.结果表明,AN-SYS计算程序能够准确完成普通的结构设计软件无法完成的复杂的结构模型的细化的有限元分析.     

带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点受力性能分析

基于有限元软件ABAQUS,建立了预制混凝土梁-墙平面外节点有限元模型(考虑界面接触、套筒接触以及边界条件等因素的影响),并通过试验验证了该模型的合理性。在此基础上开展了带暗柱预制混凝土梁-墙平面外节点有限元参数分析,主要分析参数包括轴压比、墙体厚度和框架梁截面尺寸等。分析表明,预制混凝土梁-墙平面外节点与现浇混凝土梁-墙平面外节点的破坏形态相同,均发生梁端受弯破坏,符合"强墙弱梁"的设计原则,节点刚度和承载力均较接近;轴压比对预制混凝土梁-墙平面外节点的受力性能影响不大,但剪力墙厚度和框架梁截面尺寸对节点受力性能影响较大。     

某超限高层建筑转换梁及其支撑柱设计

某工程西侧和南侧入口大堂处转换梁为方钢管,其支撑柱为方钢管混凝土穿层柱。作为该超限高层建筑中的关键构件,转换梁及其支撑柱采用了考虑竖向地震作用的切榀模型进行设计,并验算了穿层支撑柱的承载能力。此外,利用ANSYS软件对转换梁、柱节点的承载力进行了有限元分析。计算结果表明,入口大堂处的转换梁及其支撑柱设计可靠,满足预期的抗震性能目标。     

南京南站某商业影院高层结构超限分析设计

南京南站某商业影院超限高层结构项目为功能业态多样、人流密集的公建,存在楼板不连续、局部错层、多处大跨托柱转换、穿层柱、大悬挑等多项不规则情况的超限高层结构项目。结构体系采用双重抗侧力体系框架-剪力墙体系,楼盖体系为局部井字梁的梁板楼盖体系。采用两种有限元软件对比分析,获得较好的各项计算指标。对关键构件进行性能化设计,对薄弱环节关键节点提出抗震构造措施。对楼层影院部分采用分层及并层建模包络计算,对穿层柱手算补充抗剪承载力和屈曲稳定性分析。对托柱转换框架、大悬挑梁及底强区剪力墙端柱采用型钢混凝土梁柱,增加结构的冗余度,使结构具有良好的延性及抗震性能。对底强区受拉剪力墙采用考虑裂缝宽度的抗拉压弯剪配筋方式。计算结果满足规范要求,以供工程设计参考。     

某超高层塔楼复杂节点分析

宁波某超高层建筑,44层角部设置托柱转换桁架,桁架节点复杂,利用ANSYS软件进行节点有限元分析,对其提出中震弹性的性能目标,分析表明,节点应力小于材料屈服强度,满足强节点弱构件。     

防火板保护双跨框支墙梁受火性能研究

采用ABAQUS分别对托梁有无防火保护的双跨框支墙梁砌体结构的底框进行了受火数值分析,对二者的温度场、耐火极限、托梁变形、转换柱内力和托梁端部受弯载荷比进行研究。结果表明:框支托梁是框支墙梁转换层耐火极限的关键构件;框支托梁达到承载力的耐火极限时,两跨框支托梁的挠度与跨度比相等;托梁进行防火板保护后,转换层转换柱底部反向弯矩增幅较大,转换柱配筋较小时,需对其进行受弯承载力验算;随着梁端受弯载荷比的增加,框支墙梁砌体结构的两种耐火极限急剧减小,墙梁顶面荷载的大小是其耐火极限的重要影响因素之一。