超限的高层住宅结构设计与抗震分析

某住宅底层为满足建筑大空间要求而采用部分框支剪力墙结构,文中通过YJK计算结构小震下的周期、位移、楼层抗剪承载力等整体指标,分析了采用部分框支剪力墙结构的可行性,大震下采用SAUSAGE弹塑性时程对结构进行整体损伤分析,结果表明框支柱、框支梁、落地剪力墙等能满足抗震性能设计要求,保证结构在大震下实现性能目标,为后续的施工图设计和类似工程的结构设计提供依据。     

空间可展剪式铰结构综述

空间可展结构是一种新型的工程结构,由于具备使用时可展开、不使用时可折叠收起或由部分刚体移动产生整体结构变形等特性,空间可展结构在临时性建筑及军工建筑中越来越得到重视,具有广泛的发展前景。文章从可展结构概念出发,简述可展结构在建筑工程中的发展历史;着重分析可展结构中的剪式铰单元结构的形成机理;对剪式铰可展结构进行分类;并总结几种空间可展剪式铰结构的几何外形;最后归纳了可展结构的发展前景和亟待解决的问题。     

新技术在仿古建筑建造中的综合应用

结合大明宫国家遗址公园工程及天人长安塔工程,介绍仿古建筑从主体结构、传统构件制作安装到整体外装的新技术、新材料综合应用技术,其中,主体采用钢架、钢筋混凝土结构,装饰采用新型环保材料,将是仿古建筑发展的趋势。     

钢结构民居体系化、工业化研究与应用

主要介绍施甸县摆榔乡布朗族整乡推进整乡帮扶尖山安置点民居的设计过程,针对云南省施甸县布朗族民居建筑特色和当地经济水平、交通状况、建设条件等情况,探索区别于传统钢结构的设计方法,结构体系采用轻型框架支撑结构,用轻型的、小型的结构构件搭建起钢结构民居整个结构,设计中采用部分梁柱铰接,严格控制梁柱截面的质量和尺寸,尽量多采用二力杆,并通过多软件计算分析得到主体结构及构件的受力性能,结果表明主体结构的刚重比、剪重比、位移比、位移角、周期比等结构主要控制参数均能满足相关规范要求。     

某差异体量高层连体结构设计与分析

某连体建筑由52.35m高的框剪结构A塔楼和77.5m高的框筒结构B塔楼通过跨度为32.4m的单层钢连廊在47.75m高度上连接形成。两栋塔楼主体体量差异大,进行了4种连体连接方式的选型分析,确定了滑动支座设置于连廊上端的两端滑动的连接形式。重点分析了隔震连廊对主体结构的影响,结果表明连廊两端设置4个摩擦摆支座的弱连接形式,减弱了连体结构对主体结构的影响,主体结构可以分开单独进行分析设计。对整体模型进行了弹塑性分析,结果表明采用弱连接后,连体结构各构件达到性能目标的要求。对支承连体牛腿的有限元分析结果表明,牛腿采用三角桁架形式的布置及对应构造安全可靠。对连廊楼盖单人连续荷载及人群荷载分析结果表明,其舒适度满足规范要求。     

天津津门酒店结构设计

天津津门酒店为地上17层的连体结构。从地上层14开始两个框剪结构单体连为一体,连体部分采用了钢桁架,桁架上下弦杆分别伸入各单体的剪力墙内一跨,连体部分的跨度为30～35m。介绍了天津津门酒店的结构体系、地基基础等设计要点的同时,重点介绍了该连体结构设计的主要问题和解决方法。通过弹塑性时程分析找出了工程的结构薄弱部位,同时也验证了结构体系是合理的。     

北京某全民健身中心结构方案设计与分析北大核心CSCD

北京某全民健身中心项目主要包括篮球馆、游泳馆和冰球馆3个分区,地上平面尺寸197m×100m,各个功能分区之间连成整体,采用同一建筑屋盖结构。首先结合建筑方案对各子项中大跨度楼盖、屋面和主体结构进行了结构选型和可行性分析。随后,对结构进行体系计算验证及超限判别,并根据判别结果提出了针对扭转不规则、楼板不连续和复杂连接选用的设计措施。研究及设计结果表明:通过选用合理的结构设计方案,提出的钢结构屋面基本可以满足规范相关设计要求,结构安全、可靠,结构设计可行。     

广州航空轮胎大科学装置主体结构设计

广州航空轮胎大科学装置作为科学试验、产业吸引的重要建筑,方案新颖奇特,为竖向及水平圆组合的造型。结构设计时,通过设置防震缝将其分割成两个独立的结构主体,同时考虑建筑造型、试验设备、超高大跨吊车等的相关需求。竖向圆为中部通高的六层钢框架-中心支撑结构,充分利用吊车支撑做成强支撑框架,减少中部30m高跃层柱的长度系数,同时充分利用建筑形体,在30m以上做成半圆柱面单层网壳结构,实现建筑效果的同时也节约了材料;水平圆为钢框架结构,针对屋面大跨楼盖,采用单向密肋实腹钢梁,钢梁截面最大高度为1.9m,以满足建筑净空和结构挠度等要求;幕墙与主体间采用桁架式铰接支座,实现外鼓幕墙造型;10台半埋式试验台基础采用灌注桩基础,并设置隔振沟以减轻动力试验对主体结构的影响。设计最终很好地实现了建筑功能及结构安全性和适用性。     

石家庄某超限连体结构设计

天山世界之门A#,D#商办楼建筑高度为138m,结构形式为框架-剪力墙结构,两栋塔楼在屋顶处通过跨度80m的钢结构桁架相连,整体结构形式为高层连体结构。详细介绍了结构方案、性能目标、风洞试验、施工模拟及结构整体分析方法。采用YJK和PMSAP两种有限元软件对结构进行小震作用下的整体计算分析,并采用弹性时程分析方法进行补充计算,分别进行了小震、中震、大震下的性能目标验算;采用SAUSAGE软件对结构进行罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,结构整体指标满足规范要求,能够达到预定的抗震性能目标,设计安全可靠、经济合理,可为同类高层超限连体结构设计提供参考。     

大底盘基础结构荷载传递特征及基础设计控制要素

高层建筑大底盘基础结构的荷载、刚度分布不均匀,由差异变形引起的基础结构内力分析工况非常复杂,其内力和变形分析应通过上部结构、基础和地基共同作用分析得到。采用通过模型试验及工程测试结果验证的分析方法研究大底盘基础结构荷载传递特征;对基础结构底板的弯曲、剪切、冲切验算结果进行分析,提出大底盘基础结构设计的控制要素。研究表明：大底盘基础结构由于基础结构外挑,基础整体刚度减弱,使得基础沉降以及地基反力的分布形态与单体结构的有较大区别,应控制主体结构的整体挠度及主裙楼结构的沉降差;地基反力分布呈“盆形”,主体结构核心筒部位的基底反力小于主体结构的平均基底反力值;核心筒部位的结构荷载向主体结构边端柱转移;主裙楼结构相邻处的基础底板弯矩较大;满足冲、剪验算要求的无裙房与无附属建筑的单体建筑筏板基础刚度由核心筒部位的筏板冲、剪控制,而大底盘基础的核心筒、主体结构的外框柱部位的筏板刚度均应加以控制。     

长江防洪模型大厅结构设计与分析

长江防洪模型大厅干流大厅主体部分单跨90m,长450m,采用120m跨钢管提篮拱+吊杆+90m跨预应力网架杂交空间结构。通过采用提篮拱及其吊杆作为屋盖网架的中间支座,将网架单向90m跨受力变为双向90m×90m受力,充分发挥了网架空间受力的优势;并在网架下弦设置预应力拉索,提高了结构的空间刚度;这些措施使该工程取得了较好的经济效益和建筑效果。重点介绍了结构选型、布置及分析,以及拱基础和预应力钢结构节点及网架支座的设计。     

深圳某连体及大悬挑高层建筑的结构设计北大核心CSCD

深圳某连体及大悬挑高层建筑为两座高位连体超限建筑,主体结构采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,在8~10层通过两榀钢桁架将两塔楼相连。两塔楼在东西侧及南侧三面存在大悬挑,悬挑部位采用空腹桁架形式。针对上述特点,对主体结构设定了相应的抗震性能目标,通过Midas Building及YJK两种程序进行整体结构多遇地震下的弹性分析,采用YJK对结构进行了多遇地震下的弹性时程分析及罕遇地震下的动力弹塑性分析,各项指标均满足规范要求。并且对关键部位及关键构件进行了补充分析,确保主体结构、连体桁架及悬挑空腹桁架在小震、中震、大震作用下具有良好的抗震性能。     

上海世博文化公园南片区双子山项目主体结构设计

上海世博文化公园南片区双子山项目为人造山形建筑，是位于城市敏感环境及软土地基上的国内规模巨大的仿自然山体之一，采用空腔堆山方法进行建造。综合考虑空腔内建筑功能区域划分、表皮仿自然山形特点以及预制装配要求等因素，结构划分为下部规则腔体结构和可方便进行山形塑造的上部表皮结构。结构采用框架-剪力墙结构体系，结合本项目特点并通过计算分析，其中框架部分的结构选型比较了预制钢筋混凝土结构、全钢结构和部分包覆钢-混凝土组合结构(简称PEC组合结构),得到PEC组合结构在整体刚度、节点连接及抗震性能等方面具有综合优势。表皮结构采用加密框架和现浇梁板体系，结合等高线坡度，表皮形成斜板加挡土墙的分仓设计。对比了采用考虑表皮效应的整体模型和仅考虑下部规则结构的计算模型的主要控制指标、动力特性及大震下的破坏形态等内容，并进行强度包络设计，提高了结构安全度。整体计算结果表明，结构体系选型合理，各计算指标均能满足规范要求。     

安阳体育馆结构设计

安阳体育馆主体结构采用混凝土框剪结构,屋盖采用轮辐式张弦梁结构。按建筑空间布局,确定合理的结构受力体系。采用3D3S软件对屋面结构进行非线性分析,采用SATWE对下部结构进行计算分析,采用MIDAS/Gen软件进行整体分析。     

大型压剪试验机结构设计

大型压剪试验机是建筑抗震领域重要的试验设备,主要用于足尺试件检测。以某一压剪试验机的性能和功能要求为目标,详细研究并设计了一50MN大型压剪试验机的主体结构和主要结构构件,该试验机由竖向加载系统、水平向剪切加载系统两部分组成。设计过程中对于出现的局部结构问题进行了研究,并提出了针对性的解决方法。利用有限元分析软件Abaqus对试验机主体结构和主要结构构件进行建模和加载分析,得到了试验机强度和刚度等整体结构性能满足要求的安全可靠结果。该试验机具有出力大、量程大、稳定性和安全性好等优点,可主要用于原比例试件的压剪试验和相关特殊试验。     

敦煌大剧院结构抗震设计

敦煌大剧院是一座具备国际专业水准的大型乙等剧院,可容纳1 210席,主体结构采用钢框架-中心支撑结构体系,楼盖采用现浇混凝土楼板,楼板采用钢筋桁架楼承板。整体结构平面及竖向多项不规则,结合《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)要求,采用三水准、两阶段设计方法,对结构进行详细的弹性和弹塑性分析。分析结果表明,整体结构具有良好的承载和变形能力,能满足"小震弹性,中震可修,大震不倒"的抗震性能化设计目标,并对结构的薄弱部位提出了有效的抗震加强措施。同时针对超长结构温度应力、楼座悬挑端舒适度、关键节点应力、舞台机械及声学设计等对结构设计的影响进行了专项分析。本项目的研究可为其他类似全钢结构剧院工程的结构设计提供参考。     

中国华电大厦角部悬挑转换结构的分析与设计

中国华电大厦的西南角、东南角、东北角均为悬臂深梁+钢桁架的转换结构,承托上部10多层的荷载。转换结构的存在使转换层的层间刚度和楼层抗剪承载力加大,设计中采取措施使主体结构层间刚度比和层间受剪承载能力比均满足了规范的相应指标。对弹性阶段悬挑转换结构的不同部分(混凝土深梁、钢桁架)分担内力、悬挑结构的竖向变形进行分析,采用弹塑性时程分析研究悬挑转换结构大震下的性能,对内置钢桁架的混凝土深梁进行有限元分析。最后对西北角的设置斜拉索的悬挑结构在多种工况下的舒适度进行分析。     

某坡地建筑上部结构、地基及基础共同作用的抗震分析

坡地建筑复杂多变,上部结构、地基及基础相互作用、受力复杂,本文采用ANSYS对某坡地建筑进行整体分析,确定其相互影响。通过分析得出各部分在地震作用下的变形及受力特性,对实际结构设计工作有一定的参考价值。     

湖州南太湖CBD主地标塔楼结构设计北大核心CSCD

湖州南太湖CBD主地标塔楼为高度318m的高度超限项目,采用钢管混凝土框架-钢筋混凝土核心筒-伸臂桁架-环带桁架结构体系。项目外形为曲面形体,底部分叉类似人字形结构,结构外框采用小角度斜柱拟合建筑形体,两塔楼底部由连接桁架相连。介绍了针对人字形结构特点的基础设计策略,以及结构的刚重比、剪重比、层间位移角、框架承担剪力比例等整体指标情况;比较了单塔模型与连体模型结构的自振周期和分塔水平位移,分析了表现出分塔动力特性的首阶振型,结果表明当上部连体结构约束住分塔的变形时,按立面开洞判定的单塔计算模型能够准确反映出人字形结构的整体特性;此外,还介绍了连接体、伸臂桁架、环带桁架、底部通高柱及顶部28m×31m拉索幕墙自平衡钢外框的分析与设计。     

湖南省博物馆新馆改扩建工程结构抗震性能设计

湖南省博物馆新馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构,屋盖采用空间H型钢桁架结构,屋盖支承在主体结构中的方钢管混凝土柱上。主体结构为具有多塔、连体、楼板不连续等多项平面不规则的超限结构。采用多种计算软件对整体模型和单塔模型进行静力及动力反应分析,找出了结构的抗震薄弱部位和薄弱构件,并采取相应的抗震加强措施。结果表明,本工程具有较好的抗震性能,能够满足抗震设防要求。