钢支撑抗震性能设计及机理探讨

从钢支撑设计承载力验算方法和钢支撑杆件长细比限值特征的角度,对中国、美国和欧洲现行框架一中心支撑结构设计规范进行了分析和比较。综合分析结果表明,我国现行规范的框架-中心支撑对支撑板件的宽厚比和长细比特征的限制较严格,并采用了支撑杆件的设计内力增大系数和强度降低系数来强化支撑抗震性能。有关研究结果表明有关普通中心支撑框架结构和特殊中心支撑框架结构在弹塑性阶段的抗震性能及其相关问题还有待于深入研究。     

罕遇地震下双重体系中框架抗剪能力验算方法对比研究

框架-中心支撑双重抗侧力结构体系中,为检验中国规范中顶部验算法和美国规范中均布验算法的差异性,本文利用SAP2000分别进行6层、12层和16层模型的结构设计,然后利用ABAQUS/Standard进行弹塑性时程分析,得到罕遇地震作用下框架部分的剪力承担率,结果表明,经过顶部验算法验算的低层框架-中心支撑体系,框架在罕遇地震下的剪力分担率大大增加。对于层数较高的框架-中心支撑体系,框架上部的剪力分担率有所增加,而框架下部没有受到明显的影响。     

明挖基坑内支撑体系施工方案优化及受力分析

以北京市南水北调配套工程东干渠一标1号盾构井施工为例,在原施工方案的基础上进行了结构优化设计,并对优化后的支撑结构体系进行了结构安全性检算,研究了深基坑钢围檩、钢支撑对整体钢结构支撑体系的受力影响,为合理布置钢支撑提供参考依据。     

同济大学教学科研综合楼耗能支撑布置分析

同济大学教学综合楼属于平面不规则和竖向刚度不规则的复杂高层结构,地震作用下结构呈现明显的扭转不规则特性,在结构布置上有很高的建筑、结构要求.传统的支撑体系布置思路如采用普通钢支撑、支撑连续布置等已不再是最佳的解决方案.为了寻求满足建筑与结构要求的合适柱间支撑体系布置方案,先对连续、不连续的普通钢支撑方案进行布置研究,指出各自存在的不足.为了弥补两种普通钢支撑存在的问题,探讨了粘滞阻尼器支撑和防屈曲支撑两种耗能减震支撑的应用.分析结果表明,通过耗能支撑的设置,可以改善由于追求建筑协调而采用的不连续钢支撑布置所导致的抗震和抗扭性能的不足,尤其是采用粘滞阻尼支撑,对结构具有最佳的抗震和抗扭效果.     

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接钢框架-中心支撑体系抗震性能研究

带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接是一种装配化程度较高的半刚性节点。为探讨不同支撑类型下半刚性钢框架-中心支撑结构的抗震性能,基于带腹板耳板的顶底角钢螺栓连接,对两榀带有交叉形中心支撑或人字形中心支撑的半刚性钢框架试验试件进行了拟静力试验,研究其在低周往复荷载作用下的滞回性能、承载能力及破坏机制。利用有限元软件ABAQUS对试验过程进行数值模拟分析,与试验结果进行对比并说明了误差产生的原因。研究结果表明:半刚性钢框架-支撑体系采用交叉形支撑或人字形支撑时均表现出良好的抗震性能,钢框架与支撑体系协同工作性能良好;支撑先于钢框架破坏,结构具有两道抗震防线;支撑体系为结构整体提供了80%～82%的侧向刚度;该体系采用人字形支撑时比采用交叉形支撑表现出更好的耗能能力。     

西咸新区1A楼超限结构设计难点解析

西咸新区1A楼高位三层整体向东、南方向突出,具有偏心布置、尺寸突变、竖向构件不连续等特性,属于特别不规则建筑,采用的是纯钢框架-中心支撑核心筒-悬挑桁架的结构体系。详细介绍了该项目在超限结构设计中五方面的设计难点:结构的选型、悬挑结构的处理、结构耗能机制及二道防线的计算、关键构件性能目标的确定、人字形中心支撑横梁不平衡力的验算方法等。同时,针对超限专家提出的意见采取了相应的加强措施。     

采用BRB伸臂桁架的某超高层钢结构抗震性能分析

位于8度区某高度为280m超高层钢结构采用内外筒方钢管混凝土框架-中心钢支撑(部分防屈曲支撑BRB)-伸臂桁架-环带桁架结构体系,共设置了863根普通钢支撑,并在结构底部加强区部分斜撑处和伸臂桁架腹杆处一共设置了104根防屈曲支撑.通过有限元法对普通钢支撑拉压不对称进行分析模拟.结果表明初始几何缺陷对普通钢支撑轴力的影响较大,长细比越大受压承载力下降越显著.采用ABAQUS对该结构进行了动力弹塑性时程分析,对结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了论证分析.结果表明,该结构满足"大震不倒"的抗震设防目标.     

钢结构中心支撑框架的抗震承载力设计

钢结构中心支撑框架是多层工业和民用建筑中广泛应用的抗侧力结构体系之一,其在地震动激励下的抗震问题十分复杂。为此讨论钢结构中心支撑框架的抗震承载力设计。首先,讨论我国抗震规范的中心支撑抗震承载力验算公式,指出其不可靠,过高估计了支撑屈曲后承载力。在与相关国外规范和试验数据比较的基础上,提出了更可靠、合理且简捷的支撑承载力验算公式。继而,讨论了支撑计算长度以及V和A形支撑横梁设计需特别注意的问题。最后,就中心支撑框架抗震承载力设计的问题进行讨论,指出,支撑设计应考虑支撑对支撑系统中钢柱轴力的影响和在地震作用组合下支撑屈曲与否的影响,并提出了建议设计方法,可供规范修订时参考。     

几种钢框架-支撑结构体系的特点和性能

钢框架-支撑体系具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度.介绍了中心支撑、偏心支撑及消能支撑等钢框架-支撑体系的构造和性能,通过比较,指出偏心支撑框架具有良好的耗能能力,消能支撑框架具有较强的抗侧钢度,是理想的抗侧力体系.     

考虑时空效应坞口围堰基坑内支撑体系结构计算方法研究

钢板桩支撑支护体系大多应用于建筑深基坑支护工程,在海洋环境下作为船坞坞口围堰结构少有工程实例.针对某船坞坞口围堰应用钢板桩内支撑基坑支护结构进行优化设计,研究了海洋环境下内支撑体系的结构计算方法.目前内支撑体系结构设计时大多按规范采用静力学方法计算得出单个构件的内力,笔者运用SAP2000着重研究内支撑体系作为整体平面桁架的计算分析方法,考虑海洋环境及时空效应的影响,对模型设定不同的约束,并施加不同工况的外荷载,分析得出内支撑体系围檩及各个支撑构件的内力.通过对计算结果的对比分析,得到内支撑体系优化计算结果.     

某空中咖啡厅连接体钢结构设计

根据工程的具体情况,经过对比试算,确定本工程的结构体系为钢梁（刚架）与两端裙楼滑动连接的低位弱连接方式;考虑相关规范的规定,确定了相应的计算原则;对结构整体建模进行分析设计,同时考虑罕遇地震作用,对梁端节点及支撑牛腿进行设计和验算。本设计各项参数均符合相关规范要求。     

梁柱刚性连接加强型节点的研究进展

为了解决梁柱刚性连接节点在强震作用下的脆性破坏,采用对梁翼缘进行局部削弱或在连接区域局部加大的设计方法,以达到塑性铰外移、提高节点延性、避免在强震作用下梁柱接头发生脆性破坏的设计目的。国内外参考文献的研究结果表明,削弱型节点是以削弱梁翼缘截面、降低梁承载力为代价,获得强震作用下梁的塑性发展,而加强型节点以不降低梁承载力为前提,在大震作用下同样可以获得较好的塑性发展,使节点具有很好的延性。本文以我国《钢结构设计规范》修订为背景,针对塑性铰外移加强型节点各类形式的研究进展加以综述,并着重介绍了板式加强型节点和翼缘扩大型节点的国内外研究进展。     

防屈曲支撑框架设计方法研究

采用数值手段,研究了防屈曲支撑框架和普通中心支撑框架在性能上的差异。基于弹塑性时程分析,由大量防屈曲支撑框架算例,建立支撑框架结构在大震下的层间位移角最大值随抗侧刚度比k变化的关系曲线,按照大震不倒的要求,获得k值的合理取值范围。分别对不同k值下支撑框架结构的设计进行研究,得到相应k值下允许设计的最弱框架(即框架设计的临界点),供结构设计参考。     

Design of steel beams with discrete lateral restraints

Discrete lateral restraints offer an effective means of stabilising beams against lateral-torsional buckling. Design expressions for simply-supported beams braced regularly along their span with elastic restraints, based on analytically-derived formulae, are presented herein. These include the minimum restraint stiffness required to force the beam to buckle in between the restraint nodes and the forces induced in the restraints, along with a brief treatment of the critical moment of the beam. It is demonstrated that there is close agreement between the values obtained from the design formulae and their original analytical counterparts. These are also compared with the results from design formulae based on analogous column behaviour, an approach commonly used in design codes. It is found that the column rules used by design codes return values that, when compared with the results of the current analysis, are overly conservative for cases where the restraints are positioned at the compression flange of the beam but unsafe for restraints positioned at the shear centre.     

Moment frames – concentrically braced frames dual systems: analysis of different design criteria

In this paper, a design methodology based on the theory of plastic mechanism control (TPMC) is presented for dual systems combined by moment resisting frames and concentrically braced frames (MRF–CBF dual systems). The study is focused on the design of structures failing in global mode, i.e. whose collapse mechanism is characterised by the yielding of all the tensile diagonals, the buckling of the compressed ones, and the development of plastic hinges at all the beam ends and at the base of first-storey columns. The results of push-over analyses and nonlinear dynamic analyses carried out with reference to MRF–CBF dual systems designed according to the proposed procedure are compared with those obtained with reference to the same structural scheme designed according to Eurocode 8. The advantages obtained in terms of seismic performances are outlined and also economic issues are investigated pointing out the convenience of seismic design based on TPMC.     

弹塑性防落梁球型钢支座试验研究

结合弹塑性防落梁支座设计原理,进行了弹塑性防落梁支座体系振动台试验,试验结果表明：弹塑性防落梁支座在减少地震能向上部结构传递的效果明显,从而验证了该支座设计原理的可行性。     

偶然荷载结构抗连续倒塌的设计方法

对于结构抗连续倒塌的设计研究,国外的设计规范中相继作了相关的抗倒塌要求规定,但是这些规范给出的只是概念性的要求,没有可操作可实施的设计方法,国内的设计规范此方面的研究还是空白。因此目前结构设计难以实现抗连续倒塌的性能设计。本文采用静力非线性有限元倒塌分析法,进行连续倒塌计算分析,提出与中国设计规范背景相适宜的、具有可操作性的抗连续倒塌设计方法。     

关于钢筋混凝土剪力墙结构连梁钢筋设置的建议

钢筋混凝土剪力墙暗柱与连粱节点处钢筋密集,特别是较薄的剪力墙,混凝土浇筑不易密实,为保证施工质量,在满足设计规范和构造要求的条件下,设计在图纸中布置钢筋时,应控制剪力墙暗柱与连梁各自单排布置的钢筋根数.     

现浇箱型桥梁施工的关键环节控制

介绍了现浇箱型桥梁施工环节的控制 ,从现浇箱梁结构特点、施工环节等方面进行了论述 ,指出只有严格控制好现浇箱梁的几个关键施工环节质量 ,才能满足设计和规范要求     

钢-混凝土组合梁的疲劳问题

到目前为止 ,我国在钢 -混凝土组合梁疲劳方面的研究工作仍然较少 ,为了给钢 -混凝土组合梁的疲劳设计提供参考和依据 ,对国际上有关钢 -混凝土组合梁疲劳的试验研究、计算方法以及相应规范进行了综述和分析评价 ,可供在进行组合梁疲劳方面的试验研究、设计和制订规范时借鉴和参考。