超高层斜交网格筒体结构减震设计研究

以云南省某超高层斜交网格筒体结构为工程背景,对斜交网格筒体结构进行减震设计研究。通过在原斜交网格筒体结构设置黏滞阻尼伸臂桁架、在斜交网格斜撑位置附加黏滞阻尼支撑以及在上部分叉巨柱间设置黏滞阻尼器,形成斜交网格减震结构。分别对比研究了该减震结构的减震效果、不同地震输入方向下结构的附加阻尼比取值、阻尼器参数的优化以及减震结构在罕遇地震作用下的抗震性能。分析结果表明:斜交网格减震结构具有良好的减震效果;在罕遇地震下,该结构表现出良好的抗震性能。     

钢管混凝土斜交框筒节点试验研究

钢管混凝土斜交网格框筒的网格节点汇集了斜柱、环梁、径向梁等构件,其构造和应力分布较为复杂。为了改进该类节点的受力性能,针对工程实际,设计了核心区采用转换柱体与中央竖板相结合的节点构造形式,并以相贯的方式与斜柱连接。为研究此类节点的承载能力和破坏形态,验证节点构造的合理性,实现“强节点弱构件”的设计目标,进行了6个缩尺比为1∶5.5的柱倾斜45°的节点模型试验,在10MN级自平衡钢结构加载架内,采用两个5MN千斤顶对相贯节点的柱端施加轴向荷载。结果表明,节点设计符合“强节点弱构件”的设计要求,即使节点区混凝土浇筑不密实,节点的受力性能也能够达到设计要求,节点的设计方法可行,构造合理。     

某超高层建筑斜交网格平面典型节点试验

某超高层建筑采用斜交网格外筒和钢筋混凝土核心内筒构成的新型筒中筒结构体系,斜交网格外筒由不同角度的矩形钢管混凝土柱斜向相贯而成。为了了解斜交网格外筒平面典型节点实际的受力状况,验证其构造的合理性,对两个相似比为1∶3的平面典型节点模型进行了静力试验,并使用有限元软件ABAQUS对节点模型试验过程进行了数值模拟。结果表明两种加载模式下节点均满足该建筑结构设计承载力的要求,且具有较高的安全性。     

高层建筑斜交网格筒体结构分析与研究

斜交网格筒体结构体系是一种新颖的结构形式,可以实现建筑立面的多样性,同时,该体系在受力方面也具有一些与传统框筒体系不同的特点。本文采用标准算例,详细比较了斜交网格筒体结构体系与密柱深梁框筒结构体系在重力荷载、水平荷载作用下的差异,说明了斜交网格筒体结构在应用于高层建筑结构设计中,需要注意的一些关键问题,从而为进一步推广该体系的应用提供参考。     

双曲面斜交网格筒相贯节点受力性能试验研究

双曲面斜交网格筒由两方向斜柱交叉编织构成,在一个方向斜柱全长贯通(称为主斜柱),另一个方向斜柱在节点处断开(称为次斜柱),二者相交处采用相贯焊接连接.以中国动漫博物馆工程双曲面斜交网格筒柱为研究对象,基于节点破坏不先于双曲面斜交网格筒破坏的设计原则,设计制作相贯节点模型,对双曲面斜交网格筒中采用的圆管相贯节点的破坏模式...     

斜交网格筒结构角部X形节点受力影响分析及实测验证

目前关于斜交网格筒结构力学性能研究多集中于结构整体受力性能分析,忽略了局部复杂区域对结构整体受力效应的影响。基于这一背景,本文首先进行了结构分析,针对斜交网格外筒角部存的局部复杂区域,通过改变角部空间节点的模型参数建立了不同折线模型;探讨了在竖向和侧向荷载作用下该节点区域传力路径和内力分布特点;分析了复杂局部区域对结构整体以及局部相关构件内力分布的影响。依托实际斜交网格筒超高层结构,对该结构角部复杂区域建立现场应力监测系统,实测了相关构件施工过程中的应力变化,并与施工过程模拟结果进行对比分析。揭示了实测中环梁轴力以及斜柱弯矩的变化规律,补充说明了角部区域的复杂性,验证了结构局部复杂区域、相关构件的传力路径以及内力分布特点。     

超高层框筒结构楼承板与筒体连接节点施工工艺

介绍了超高层框筒结构楼承板与筒体连接节点的衔接工艺原理,阐述了其施工工艺流程及操作要点,总结了施工中的质量、安全、环保措施,指出该技术保证了楼承板与筒体连接节点的受力性能,在高层建筑施工中有广泛的应用前景。     

高层建筑斜交网格筒结构抗震概念分析

为了解高层建筑斜交网格筒-核心筒新型结构体系在地震作用下的抗震概念,参照工程实例建立了典型的钢管混凝土斜交网格筒-钢筋混凝土核心筒结构,采用弹塑性动力时程分析方法,基于构件塑性能发展过程明确了体系构件的屈服顺序、探讨了墙肢厚度、斜柱截面、连梁高度等因素对体系构件屈服顺序的影响,总结了内外筒抗震防线的分布特点,分析了体系...     

高层斜交网格筒结构体系剪力滞后效应研究

利用SAP2000建立不同几何参数的高层斜交网格筒结构模型,在水平风荷载作用下对其进行弹性分析。介绍了高层斜交网格筒结构的剪力滞后现象与基本特点,研究了高层斜交网格筒结构在水平荷载作用下剪力滞后效应的产生机理,并与框筒结构的剪力滞后效应进行对比。分析了斜柱角度、主环梁跨高比、结构高宽比、结构长宽比以及有无角柱对高层斜交网格筒结构剪力滞后效应的影响。结果表明:与框筒结构相比,斜交网格筒结构剪力滞后效应较小;在侧向刚度最优区间内斜交网格筒结构底层剪力滞比随斜柱角度的增大而增大,当斜柱角度超过约80°时,随着斜柱角度的增加底层剪力滞比迅速增大;斜交网格筒结构高宽比越大,结构底层剪力滞比越小;斜交网格筒结构长宽比越大,结构底层剪力滞比越大,剪力滞后效应越明显。     

大尺度斜交网格筒环向多点加载试验研究

斜交网格筒在承担竖向轴力和侧向水平荷载时具有显著优势,表现为抗侧刚度大、整体稳定性高,目前在工程中应用广泛。中国(杭州)动漫博物馆底层支承结构就采用了多个双曲面斜交网格筒,其中Y2网格筒的尺度及筒顶竖向压力是最大的,是结构设计关注的重点。除Y2网格筒在顶部设置环梁及其加强构件外,沿其高度没有设置任何环梁及水平径向支撑,因而在竖向荷载作用下易发生面外群柱失稳。目前对斜交网格筒的竖向承载力设计理论研究还不成熟,建议进行模型试验研究。为此,设计了一套网格筒顶部竖向加载试验的新方案,通过设置多榀辐射张弦式荷载分配结构,实现了单点集中竖向加载向筒体顶部多点竖向加载转换的目的,不仅节约了试验场地、设备和费用,而且准确实现了斜交网格筒体顶部真实荷载的分配比例。试验结果明确了双曲面斜交网格筒Y2的失稳破坏模式为门洞1两侧区域的片状面外群柱失稳。试验模型中实测筒体整体稳定承载力与设计荷载的比值为3. 37倍,说明网格筒整体稳定承载力足够,安全裕度在合理的范围内。     

中石油大厦斜交网格X型节点试验研究

为了解斜交网格中X型节点的受力性能,进行相似比为1∶5的4个X型节点模型试验,并利用ABAQUS软件开展对应的数值模拟分析,试验的主要参数为试件节点区体积配箍率和加载方式。试验结果与数值模拟一致表明:加载过程中,节点区变形不显著,达到极限荷载时刻,试件突然破坏,显然X型节点的破坏方式属于脆性破坏。其次,等值加载与差值加载两种不同加载方式对节点极限荷载的影响较小,实际结构存在的差值受载方式对节点产生的不利作用可以忽略。提高X型节点区的体积配箍率可减小节点区横向膨胀变形,且在保证节点区最小体积配箍率大于1.44%的前提下,斜柱将先于节点区破坏,节点区将能有效传递斜柱内力,起到良好的联结作用,满足"强节点,弱柱"的要求。     

典型斜交网格筒结构动力弹塑性分析

斜交网格筒结构体系是由内核心筒、外围斜交网格柱与水平环梁构成的新型结构体系,其外筒具有较大的刚度,很适用于超高层建筑的建造。本文针对一典型斜交网格筒超高层结构,使用YJK及Abaqus软件分别对其进行小震下的弹性分析和罕遇地震下的动力弹塑性时程分析,得出该结构的位移变形曲线及抵抗刚度分布规律,验证其遵循连梁、斜柱、墙肢的屈服顺序。     

不同斜交网格结构平面形式对斜交结构节点的变形影响研究

为研究不同斜交网格平面形式对不同节点连接形式下高层建筑斜交网格结构的变形影响,文章研究的斜交网格结构平面形式为四边形、六边形、十二边形,其节点形式分别采用刚接和铰接,通过对斜交网格结构在竖向荷载和侧向倒三角荷载作用下结构整体的变形进行了比较与分析,可得到在不同荷载作用下斜交节点连接方式对其在不同平面形式下的斜交结构变形的影响程度。采用有限元软件SAP2000对此简易模型进行对比分析,通过对模型施加竖向荷载和侧向倒三角荷载,发现斜交网格筒结构在不同荷载作用下,斜交节点连接形式对不同平面形式的斜交结构变形影响有所差异,特别是在铰接情况下,会产生楼层位移突变,其中楼层位移的突变幅度也有所不同。     

斜交网格筒-核心筒结构地震非线性性能研究

斜交网格筒新型结构体系具有较大的侧向刚度,为建造高层、超高层结构提供了有利条件。然而目前该类型结构的地震非线性性能尚未被明确掌握,导致在结构设计中面临体系构件屈服顺序不明确、外网筒斜柱受力和屈服机制不清楚、外网筒地震失效路径不清晰等关键性抗震问题。通过对典型高层斜交网格筒-核心筒结构地震非线性有限元分析和典型模块子结构的拟静力试验研究,针对该类型体系构件的屈服顺序、斜柱受力和屈服机制以及外网筒的地震失效路径等进行系统研究,明确了该类型体系的上述地震非线性性能。     

非对称剪力墙-筒体超高层结构的振动台试验研究

为了研究复杂体型高层建筑结构在地震作用下的动力特性与反应,对一个1:50比例的非对称剪力墙-双筒体复式超高层住宅模型进行了振动台模拟地震试验.根据试验结果,通过相似关系得到原型结构在地震作用下的动力特性与反应,与有限元分析结果进行了比较,指出了结构的薄弱部位,并对结构设计提出了若干建议.     

钢管混凝土斜交网格结构性能分析

以广州西塔为工程背景,建立了圆筒钢管混凝土斜交网格结构模型,分析了斜柱倾角对结构周期、侧移、竖向刚度和内外筒的弯矩和剪力分配的影响,探讨了核心筒剪力墙厚度对结构性能的影响。结果表明:高宽比大于5的圆筒斜交网格结构的最优斜交角度介于68°～78°;随着斜柱倾角的减小,结构抗侧刚度下降,下部楼层刚度突变明显;随着核心筒墙厚的增加,结构自振周期略有增大,内外筒的基底剪力与弯矩分配更加合理。     

高层斜交网格筒结构体系抗震性能分析

采用SAP2000对不同斜柱角度的高层斜交网格筒结构模型进行了弹性分析和静力弹塑性分析。探讨了斜交网格筒结构抗侧刚度的发展过程;总结了斜交网格筒结构塑性发展过程及构件屈服顺序,明确了斜交网格筒结构的屈服路径;分析了主环梁跨高比对斜交网格筒结构刚度和塑性发展过程的影响,以及斜柱的受压性能对斜交网格筒结构延性的影响。结果表明:高层斜交网格筒结构的延性较差,结构的刚度和承载力退化不明显;提高斜柱截面的受压性能能够明显改善结构的延性;主环梁跨高比对斜交网格筒结构的刚度发展过程影响很小。     

预应力混凝土斜交梁柱节点抗震性能试验研究

为确保大悬挑预应力混凝土斜交梁柱空间框架结构的抗震性能,通过模型试验,研究了2个预应力梁、柱节点试件的抗震性能.试验过程中研究了试件在混凝土开裂时各阶段的现象,并考虑了P-△滞回曲线、P-△骨架曲线、位移延性与变形能力、耗能能力等多种参数的影响.试验证明,预应力混凝土斜交梁柱节点在水平荷载作用下满足抗震要求和设计规范,可应用于工程中.     

钢管混凝土与钢梁斜交节点的试验研究

加强环式节点是钢管混凝土柱 -钢梁体系的常见连接形式 ,认识此类节点的受力性能对结构设计至关重要。在国内外已有的试验及理论研究中 ,主要针对钢管混凝土柱与钢梁垂直正交节点 ,而对斜交节点的研究没有报道。通过对 6个多向相交节点的试验 ,分析了斜交节点核心区在静力加载全过程中的应变与转角变化特点。结合试验现象 ,对此类节点的设计提出一些建议 ,建立了加强环式斜交节点的承载力计算经验公式。