某高层办公楼的结构选型与分析

根据建筑的具体需求选择合理的结构体系尤为重要。文章结合某高层办公楼建筑平面布局、使用功能、建设工期及工程造价等因素,比较了钢框架结构、钢框架-中心支撑、钢框架-钢筋砼核心筒、钢筋砼框架-核心筒等4种方案。综合对比了4种方案的结构受力特性、变形状态、建筑材料及施工工期等关键指标,结果表明钢框架-中心支撑结构是最优的结构方案,显见钢结构具有较优的综合经济效益,钢结构建筑存在巨大的市场潜力和发展潜力。     

平面框架结构耗能支撑的地震响应时程分析

对于建筑钢结构,耗能支撑的布置形式多种多样,而合理的支撑布置方式会提高建筑钢结构的抗震性能。本文建立了平面钢框架模型,采用ANSYS有限元软件进行计算,在此分析的基础上,对支撑布置方式不同的6层、12层和24层的钢框架进行地震反应时程分析,得出了耗能支撑的不同布置位置和形式对结构抗震性能的影响规律。     

中国光谷科技会展中心结构设计

中国光谷科技会展中心为大体量超限钢结构建筑,有6项超限项,采用钢管混凝土框架-中心防屈曲约束支撑结构体系。介绍了防屈曲约束支撑的设计过程以及结构性能化设计分析过程,分析结果表明:该结构体系在地震作用下达到了既定的性能目标,有较好的性能表现。此外,还对跨层通高柱的稳定性、减小钢结构装饰幕墙对主体结构影响等关键问题进行了讨论。     

屈曲约束支撑钢框架的抗震性能分析

参照钢结构设计规范(GB50017-2003)和抗震设计规范(GB50011-2010)设计了一幢10层钢结构框架,并对结构进行简化。采用Perform-3d非线性分析软件进行建模,基于等能量和等效阻尼比原则,在原基本结构中加入合适尺寸的屈曲约束支撑(BRB)组合成屈曲约束支撑钢框架。对原结构和BRB结构进行了非线性推覆分析和动力时程分析,在此基础上分析结构的地震响应,对比原结构与BRB结构的屈服机制。研究结果表明,结构设计时加入屈曲约束支撑可以有效减少结构层间位移响应,大幅减少框架结构所承担的楼层剪力和框架结构构件的塑性耗能比例,充分发挥了屈曲约束支撑作为建筑结构消能构件的耗能作用,大幅提高了结构整体的抗震性能。     

南京青奥会议中心异形钢结构测量技术

南京青奥会议中心结构形体独特,主体采用框架-中心支撑全钢结构体系,为大跨度公用建筑,钢结构施工测量精度要求高、作业难度大。针对工程施工测量难点,介绍了钢结构安装测量控制网的分级布设及竖向传递,地脚螺栓定位测量,柱、梁、桁架安装测量监控等技术以及关键测量技术分析。     

某超高复杂连体建筑的结构选型对比分析

介绍了某超高复杂连体建筑的结构特点,对主体结构选型按混凝土结构、钢结构、混合结构进行多方案比较分析,最终确定采用钢框架-支撑结构体系;并按大跨框架、空腹桁架和实腹桁架对比计算,确定连接体采用钢桁架的结构形式;最后按连体与分塔模型对比分析研究,复核结构抗震性能与承载能力.     

与会专家观点

正/王立军/中冶京城工程技术有限公司结构总工程师建筑方面,目前钢结构住宅存在"三板"问题(外墙、内墙、楼板);户型灵活性差、露梁、露柱问题。结构方面,目前框架钢结构住宅体系存在露梁、露柱问题,框架-支撑结构存在支撑布置位置、厚度等问题;钢结构的防腐、防火问题。针对目前存在的问题,他介绍了9层钢框架+阻尼器结构住宅体     

超限高层的钢框架——支撑混合型结构施工技术

某超限高层建筑采用了钢框架-支撑混合结构形式，而且在整体结构中部及顶部均设有欧式钢结构穹顶，与建筑整体的欧式风格浑然一体，但也提高了施工难度。着重阐述了这种特殊钢结构形式的施工技术。     

基于性能的几种钢结构支撑框架体系应用研究

采用SAP2000（V11.0.8 Advanced C）有限元分析软件,对12层钢结构框架建筑进行基于性能的Pushover能力谱法分析,考虑了纯框架、中心支撑框架、偏心支撑框架、隅撑支撑框架4种结构体系,结果表明：相对于纯框架和中心支撑框架,偏心支撑框架和隅撑支撑框架具有更优越的力学性能和更好的经济效益,设计中宜优先考虑使用。     

钢框架-防屈曲钢板剪力墙在装配式钢住宅中的应用

首钢钢结构住宅是一个高层钢结构建筑,高64. 4m,地上22层、地下2层。从抗震性能、建筑使用功能和经济性角度出发,对钢框架结构、钢框架-偏心支撑结构、钢框架-钢板组合剪力墙结构和钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构方案进行对比分析,最终选择钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构作为结构设计方案。针对建筑使用功能和建筑外立面要求并结合钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构特点进行结构布置,对钢框架-防屈曲钢板剪力墙节点进行设计。最后通过钢框架施工阶段计算、钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构小震弹性计算和钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构大震弹塑性计算可知,该结构体系有足够安全度,可以满足抗震设计的要求。本工程钢框架-防屈曲钢板剪力墙结构住宅的设计理念可为类似结构设计提供参考。     

基于ANSYS的支撑框架结构地震反应谱分析

利用ANSYS对一斜支撑框架结构建立有限元模型并分析该结构的动力特性和地震荷载作用下的弹性响应。对该结构进行模态分析,求出前5阶的频率和模态振型,分析得出支撑框架结构的动力特性。进行结构地震反应谱分析考察地震作用下各个构件受力特点。为斜撑框架结构设计提出一些建议和结论。     

高层支撑钢框架弹塑性地震反应简化分析模型

本文首先将高层支撑钢框架结构分解成纯框架和纯支撑体系两部分,并与一列受载铰接刚性杆并联,以考虑几何非线性的影响;然后将框架部分简化为半刚架,将支撑体系部分简化为铰接桁架,以此进行结构弹塑性地震反应分析.在前人试验和理论研究成果的基础上,本文还提出了能准确反映钢支撑主要滞回特征的支撑恢复力模型,便于工程实用.通过算例对比分析,表明采用本文提出的高层支撑钢框架简化模型进行弹塑性地震反应分析,具有计算精度高、计算自由度少、计算时间省的优点,是一种有效的近似方法.     

某养护中心办公楼两种支撑框架对比分析

对于地处8度区的某养护中心办公楼,根据传统抗震设计方法,必须选用框架-抗震墙结构体系,然而这样将导致工程造价增加,并且部分建筑使用功能也会受到限制,为此,本文提出采用普通支撑框架结构体系或BRB支撑框架结构体系来替代传统的框架-抗震墙结构体系,并对两种支撑框架结构进行小震反应谱和大震弹塑性时程分析对比,分析表明BRB支撑框架结构在小震下的受力性能和大震下的耗能减震性能均优于普通支撑框架结构。     

支撑布置方式对多高层钢结构抗震性能的影响分析

框架支撑体系作为多高层钢结构的一种结构形式被广泛采用。竖向支撑的布置方式对于结构的抗震性能有较大的影响。建立典型的多、高层框架模型(6层和18层),通过有限元软件ANSYS的抗震性能分析(模态分析、谱分析、时程分析,循环荷载分析),对比分析了动力荷载作用下,不同的支撑布置对结构的内力、变形以及耗能能力的影响。并在计算分析的基础上,探讨了支撑布置的影响规律。     

Two-stage damage diagnosis approach for steel braced space frame structures

In order to diagnose the location and extent of damage in steel braced space frame structures, a two-stage damage diagnosis approach is proposed. This approach is comprised of the damage locating vectors method and eigensensitivity analysis. By deriving formulas used to calculate characterizing stresses in space frame members, and by defining characterizing stresses in connections, the damage locating vectors method is extended to locate damage in space frame members and connections. In addition, the simplified calculation of modal mass-normalization constants for damaged structures is improved. The first- and second-order sensitivities of the modal parameter discrepancies with respect to the structural model parameters and the stiffness matrix of beam elements with one damaged end are utilized. To verify the effectiveness of the proposed approach, numerical simulation analysis and experimental testing of a steel braced space frame model are performed. Ten and seven damage patterns are simulated in the numerical example and experimental testing, respectively. Modal parameters of the undamaged and damaged structures are extracted from the acceleration data using the natural excitation technique (NExT) and the eigensystem realization algorithm (ERA). The extended damage locating vectors method is utilized to determine potentially damaged elements. Based on the identified modal information, the extent of damage of the potentially damaged elements is estimated using the second-order eigensensitivity analysis. It is demonstrated that the two-stage damage diagnosis approach is effective when the damage of the members or connections in steel braced space frame structures reaches a certain level.     

Finite element model calibration of steel frame buildings with and without brace

This paper focuses on both the monitoring of the dynamic response of steel buildings with and without brace elements and the importance of model calibration on the steel buildings. The study involves the application of modal testing techniques to collect data from a three-story steel frame building model tested at the Civil Engineering Department of Karadeniz Technical University. The experimental measurements are performed under randomly generated loads. Dynamic characteristics (natural frequencies, mode shapes and modal damping ratios) obtained from bare and braced steel frame models are compared with each other. The initial analytical models of the steel model for bare and braced cases are developed and calibrated according to the experimental measurement results. The calibration process aims to minimize the differences between experimental and analytical natural frequencies. The connection rigidities of the beam-to-column are selected as a calibrating parameter in the model calibration process. It is observed that the brace elements cause an increase in the natural frequencies due to the increasing stiffness as well as the changes in the modal behavior. Static analyses of the steel frame model for bare and braced cases are carried out to emphasize the importance of the model calibration by comparing maximum lateral displacements. The calibrated analytical models produce larger lateral displacements than the initial models. The results reveal that the dynamic behavior of steel structures should be evaluated considering the calibrated models for safety of these structures.     

悬挂式附加阻尼器的巨型钢框架支撑体系地震分析

本文利用SAP2000对悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系进行地震分析,并与巨型钢框架悬挂结构、巨型钢桁架悬挂结构和悬挂式巨型钢框架支撑体系进行对比研究。研究表明,在水平地震作用下悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系比其余两种结构,显著减小结构的位移、加速度和内力变化幅值;在竖向地震作用下,悬挂式附加阻尼装置的巨型钢框架支撑体系没有出现竖向地震放大现象。     

设置阻尼器的火电厂框架-支撑结构的减震性能分析

用非线性静力分析方法(Pushover)对设置减震装置的火电厂框架—支撑结构进行了分析计算。结果表明安装阻尼器以后结构的抗震性能获得了明显的改善。与普通的框架—支撑结构相比，阻尼器不仅保护了钢支撑，而且也在很大程度上推迟和减少了主体结构中塑性铰的发展。     

防屈曲支撑、普通和特殊中心支撑钢框架结构抗震性能分析

基于考虑人字形防屈曲支撑屈服后超强和几乎不再对被撑梁提供竖向支点作用这两个因素,本文提出了采用该种支撑的钢框架结构的设计方法,并分别对采用普通及特殊中心支撑和防屈曲支撑的框架结构的抗震性能进行了对比分析.结果表明,虽然防屈曲和特殊中心支撑框架结构的层间侧移总体上大于普通中心支撑框架结构,但前者的基底剪力却大大低于后者.罕遇地震下,三种结构中的柱子基本保持弹性,普通和特殊中心支撑出现了大幅的平面外失稳,而防屈曲支撑在拉压作用下均进入屈服耗能.三种结构中被撑梁的最大挠度在支撑屈服或失稳前后分别出现在撑点两侧和撑点位置.屈服后的防屈曲支撑几乎不产生对被撑梁竖直向下的不平衡剪力,而失稳后的普通和特殊中心支撑则对被撑梁产生较大的不平衡剪力.     

钢筋混凝土异型柱框桁架结构振动台试验研究

对异型柱框 桁架结构模型进行了强震和强余震两个阶段的模拟地震振动台试验 ,以模拟实际结构经常受到的主震、余震型地震作用的情况。分析了异型柱框 桁架结构在强震作用下从弹性阶段直接进入弹塑性阶段的动力反应特点 ,揭示了余震阶段地震反应的拟线性性质。验证了异型柱框 桁架结构的抗震性能