钢框架内填混凝土墙结构体系有限元分析

对钢框架—内填混凝土墙结构体系进行了非线性有限元分析,得到了该体系在单向荷载作用下的变形及应力分布状况。为了简化计算,采用对角单压杆模型模拟内填墙的受力特性,并将计算结果同有限元实体模型以及纯钢框架模型结果进行比较,得出了一些结论。     

往复荷载下预应力混凝土结构的数值模拟

现阶段,预应力技术得到广泛应用,深入研究预应力混凝土结构或构件的抗震性能有着重要的工程意义。在往复荷载下,预应力混凝土结构或构件的材料和力学行为复杂,需要借助数值模型加以准确模拟。本文基于杆件结构纤维模型程序,编制了预应力混凝土杆系结构及构件的数值分析模型。利用该模型,本文对往复荷载下的一榀有粘结预应力混凝土框架试件和一榀无粘结预应力混凝土框架试件,以及一根无粘结预应力混凝土柱试件进行了数值模拟。计算结果与试验结果的对比表明,由于采用了合理而准确的材料滞回模型并合理考虑了预应力的影响,本文开发的杆系有限元数值分析模型能够准确预测往复荷载下预应力混凝土杆系结构或构件的滞回特性,可以用于预应力混凝土实际结构的计算分析及其受力机理的探讨。     

H型钢连接方钢管混凝土组合柱简化模拟方法

为了简化H型钢连接方钢管混凝土组合柱(SCFT柱)的建模计算过程，建立了三种H型钢连接SCFT柱的有限元分析模型，分别为常用的实体单元模型以及基于轴向刚度和抗弯刚度等效的双梁-单壳单元简化分析模型，结合试验结果，进行了压弯状态下的受力性能分析。基于实体模型和根据刚度等效换算的单梁-单壳单元模型、双梁-单壳单元模型，采用通用分析和设计软件MIDAS建立了典型SCFT柱框架，对比了三种模型在不同荷载下的响应。结果表明：三种模型得到的压弯状态下H型钢连接SCFT柱的破坏模式和承载力基本一致，且与试验结果吻合良好，SCFT框架自振特性、层间位移和柱底反力具有一致性，验证了简化分析计算模型结果的准确性，以及运用于结构分析计算的可行性。     

《高层建筑混凝土结构技术规程》修订简介

简要介绍了《高层建筑混凝土结构技术规程》新增和修订的内容。主要包括：荷载和地震作用；结构计算分析原则；框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构、筒体结构、钢和混凝土混合结构以及复杂结构的设计原则等。     

钢-混凝土组合转换框架试验研究

为研究钢-混凝土组合转换梁-矩形钢管混凝土柱构成的组合转换框架的受力性能,对1榀组合转换框架缩尺模型进行了竖向荷载和低周往复水平荷载试验。分析了组合转换梁在竖向荷载作用下的刚度及裂缝开展情况以及组合转换框架在水平往复荷载作用下的破坏特点、荷载-位移滞回曲线及骨架曲线、延性、屈服机制和耗能能力等力学性能。试验研究结果表明,在竖向荷载作用下,组合转换梁刚度大,抗裂性能好,满足结构正常使用要求;在水平荷载作用下,转换框架延性好,极限层间位移角大,滞回曲线对称、饱满,耗能能力强。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

《高层建筑混凝土结构技术规程》简介

简要介绍了《高层建筑混凝土结构技术规程》新增和修订的内容。主要包括 :荷载和地震作用 ,计算分析原则 ,框架结构、剪力墙结构、框架 -剪力墙结构、筒体结构、钢和混凝土混合结构以及复杂结构的设计原则等内容 ,及其修订进行的情况。     

钢框架-预制混凝土抗侧力墙恢复力模型研究

为研究钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构体系("SPW体系")的受力性能,对两榀足尺单跨单层钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件进行水平低周反复加载试验,分析钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件延性、破坏机理及滞回性能。试验表明:加载前期,抗侧力墙体作为结构第一道防线承担主要水平荷载,随着墙体逐步退出工作,钢框架承担主要水平荷载成为结构第二道防线。根据试件荷载-位移滞回曲线,分析得到钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件三折线型骨架曲线计算式,通过分析试验数据,建立了"SPW体系"初始抗侧刚度计算式,提出加载刚度及卸载刚度退化规律,建立钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件恢复力模型,可为该结构体系弹塑性分析提供依据。     

屈曲约束支撑混凝土框架节点板连接研究综述及展望北大核心CSCD

在屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Brace,BRB)钢框架中,节点连接失效是影响其性能发挥的关键。结合BRB钢框架节点连接的失效原因以及混凝土框架自身特点,根据国内外最新研究成果,从三个方面对BRB混凝土框架中的节点板连接设计展开讨论并提出建议。首先节点板与梁柱交界面的荷载作用可分为BRB作用和框架作用,经研究分析推荐采用泛应力法计算BRB作用,采用等效支撑模型计算框架作用;其次采用Thornton方法、修正Thornton方法、Sheng等人和AISC规范建议设计公式来对比节点板受压承载力的计算,结果表明如何确定等效边界条件是研究重点;最后在现有规范条文的基础上,介绍了夹板式双面锚固节点、腹板开孔H型钢预埋件节点、预埋钢骨节点、预紧螺栓节点等研究成果和适用条件,研究表明在往复荷载下预埋件的拉剪复合受力性能是保证节点连接安全的关键。     

现浇混凝土空心板柱结构动力特性

在相同的柱网尺寸和荷载作用下,在混凝土的用量相等的情况下,建立三维仿真试验模型和三维等代框架模型分析了空心板柱结构和实心板柱结构弹性阶段的动力特性,分析了三维等代框架模型的计算准确程度。     

“京广中心”高层钢结构工程设计介绍

京广中心是北京最高的一幢多功能综合性钢结构建筑，它由塔楼、附楼和地下建筑三部分组成．塔楼为地下3层、地面以上52＋2层．这是一幢超高层的钢结构楼房，地面以上高度是208m．这幢建筑的基础是桩式筏形基础；地下结构采用了SRC结构；主要结构体系是由钢框架与预制RC剪力墙核心结构体系组成．结构分析是采用了三雏框架模型．     

钢结构房屋动力特性实测与分析

采用脉动法对两栋钢框架结构房屋的动力特性进行了现场实测,通过实测结果和有限元计算结果的比较,研究了楼板和填充墙对钢结构纯框架结构动力特性的影响。试验及分析结果表明,多层钢结构纯框架房屋的振型为剪切型;阻尼比在2%~5%之间;填充墙明显缩短了钢结构纯框架的自振周期,使得实测周期小于计算周期,抗震计算时应对计算周期进行折减。给出的周期折减系数可供工程设计参考。     

足尺水泥聚苯模壳格构式混凝土填充墙钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究水泥聚苯模壳(EPSC)格构式混凝土填充墙钢筋混凝土(RC)框架的抗震性能,对一足尺单层EPSC格构式混凝土填充墙RC框架模型进行了振动台试验。试验中考虑了墙体开洞及墙体与RC框架的连接方式,研究了不同强度地震动作用下模型结构的动力特性、加速度反应、位移反应、层间剪力和动应变反应。研究结果表明：连续强震动作用下EPSC裂缝数量较多,部分格构柱水平开裂,而RC框架未发现损伤,EPSC格构式混凝土填充墙RC框架具有良好的抗震性能;模型最大层间位移角仅为1/513,格构式混凝土墙体的存在极大增强了RC框架的抗侧刚度;墙体与RC框架设置不同间距、长度的拉结筋均能提高墙体的平面外稳定性能,可控制墙体与框架协同工作。     

超高层型钢混凝土框筒结构抗震性能研究

本文介绍了某超高层型钢混凝土框筒结构体系整体结构模拟地震振动台试验模型材料的选取,动力相似关系的确定以及模型设计。对模型结构在7度多遇地震、基本地震、罕遇地震和8度罕遇地震阶段的动力特性,加速度及位移反应进行了试验分析。同时,应用结构有限元分析程序对模型结构进行动力计算,将两种结果进行比较。最后给出结构的薄弱部位,并对结构设计提出了建议。     

Study on seismic performance of a super‐tall steel–concrete hybrid structure

Many steel–concrete hybrid buildings have been built in China. The seismic performance of such hybrid system is much more complicated than that of steel structure or reinforced concrete (RC) structure. A steel–concrete hybrid frame‐tube super‐tall building structure with new type of shear walls to be built in a district of seismic intensity 8 in China was studied for its structural complexity and irregularity. Both model test and numerical simulation were applied to obtain the detailed knowledge of seismic performance for this structure. First, a 1/30 scaled model structure was tested on the shaking table under different levels of earthquakes. The failure process and mechanism of the model structure are presented here. Nonlinear time‐history analysis of the prototype structure was then conducted by using the software PERFORM‐3D. The dynamic characteristics, inter‐story drift ratios and energy dissipation conditions are introduced. On the basis of the comparison between the deformation demand and capacity of main structural components at individual performance level under different earthquake level, the seismic performance at the member level was also evaluated. Despite the structural complexity and code‐exceeding height, both experimental and analytical results indicate that the overall seismic performance of the structure meet the requirements of the Chinese design code. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

北京新保利大厦结构模型振动台试验研究

对北京新保利大厦这一不规则的高层钢框架-型钢混凝土核心筒混合结构进行了1∶20缩尺比的结构模型模拟地震振动台试验研究。分析了模型结构的动力特性和不同强度模拟地震作用下模型结构的加速度、位移和应变反应,对结构特殊部位的地震反应进行了分析。最后对结构整体的抗震性能进行了评价。     

Assessment of the seismic performance of old riveted steel frame–RC wall buildings

Seismic performance assessment of old dual riveted steel frame–RC wall buildings using the nonlinear dynamic procedure is presented. The study is based on an existing nine-storey building located in Wellington, New Zealand. The building is representative of medium rise steel framed buildings from the first half of the 20th century.A three dimensional numerical model of the building was developed in an inelastic structural analysis program. Nonlinear characterisations necessary for the prediction of the inelastic cyclic behaviours of the structural components were incorporated into the numerical model. Details of the structural configuration and member properties for the analyses were determined from the original engineering drawings, the construction specifications, as-built concrete strength test results and literature on properties of steel sections used around the period the building was constructed. The inelastic time history analyses were conducted using a suite of seven earthquake records relevant to the seismicity of the building's location.Modal properties of the numerical model compare well with results of a physical test conducted on the building. The implemented modelling procedure appeared to have predicted the most probable seismic performance of this type of building, which would not have been captured by other simplified procedures. The assessment also highlighted the adverse effects the characteristics and location of the walls have on the seismic performance of this type of building by introducing significant torsional and vertical irregularities.     

郑州会展宾馆主楼全自动液压爬模施工技术

郑州会展宾馆主楼为钢框架-钢筋混凝土核心筒结构,平面呈八角形.核心筒内外墙体采用全自动液压爬模技术与立体交叉式施工工艺相结合的施工方法.结合结构特点,介绍了内外墙体液压爬模技术及核心筒组合式物料平台整体提升技术;同时阐述了液压爬模与起重机械的配合等施工工艺.实践证明,该技术实现了核心筒筒体结构先行施工及筒体物料平台整体提升,具有良好的经济、社会效益.     

上海白玉兰广场超高层混合结构设计

上海白玉兰广场办公塔楼大屋面高度300m,总高320m,采用了框架-核心筒-刚臂结构体系。型钢混凝土柱和钢梁组成混合结构框架,钢筋混凝土剪力墙围成核心筒,伸臂桁架和环带桁架形成的加强层作为刚臂连接外周框架和核心筒。采用了直径1.0m、长61m的桩底后注浆钻孔灌注桩,以及厚度为4.3m的基础底板。对结构设计性能指标和结构总体计算结果进行了介绍,并且对于外框和内筒竖向变形差异分析及处理、加强层设计、弹塑性分析等结构设计中的特殊问题进行了描述。     

型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验研究

采用基于位移控制的多点地震记录输入的拟动力试验方法,进行了一榀1/4比例的两跨3层型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验。研究了地震作用下该结构的动力反应、层间位移和楼层耗能的分布方式、结构破坏机理及裂缝形态,测试了结构在不同阶段的频率与阻尼比。试验结果显示型钢高强高性能混凝土框架具有良好的耗能能力和变形能力,框架实现了较为理想的梁铰屈服机制,楼层变形呈倒三角形分布,结构阻尼比略低于普通型钢混凝土框架结构的阻尼比。最后,基于考虑损伤退化的型钢高强高性能混凝土框架滞回模型对试验模型进行了弹塑性时程分析,并分析了计算与试验结果产生差异的原因。