消防车等效均布活荷载取值研究

消防车荷载对结构设计的安全性与经济性影响很大,我国现行<建筑结构荷载规范>(GB50009-2001)(2006年版)规定的消防车等效均布活荷载取值比较粗略,未给出工程中常用的3-5m跨度双向板的荷载取值,也未对地下室顶板覆土时荷载的折减方法做出明确规定.综合考虑消防车台数、楼板跨度、长宽比、覆土厚度等因素的影响,按荷...     

板式橡胶支座深化设计与试验研究

在建筑结构中,橡胶垫支座往往处于复杂受力状态,为了防止风吸力与水平力作用下出现过大变形,可以在支座中设置限位螺栓.本文对带螺栓孔橡胶垫抗压弹性模量进行了深入分析,提出了形状系数修正方法;对传统的板式橡胶支座进行了改进,在橡胶垫的上、下盖板之间设置了限位条,避免橡胶垫粘结失效的影响;对比分析了不同设计标准中的橡胶垫抗压弹性模量的计算方法,提出了改进建议.最后,对板式橡胶支座的抗压弹性模量、抗剪弹性模量与支座转角进行了试验研究.     

基础刚度对高层建筑抗震性能影响研究

该文建立了可以同时考虑基础刚度与地下室周边土体约束影响的结构分析模型,给出了确定单桩竖向刚度的原则与计算周边土体弹簧刚度的方法。通过对21层、32层和43层剪力墙结构在7条地震波作用下的时程分析,考察基础刚度和地下室周边土体弹簧刚度对结构抗震性能的影响。计算结果表明,考虑基础刚度后,结构自振周期加长,层间位移角增大,楼层水平剪力与倾覆力矩略有减小,地下室外墙土体反力显著增大,桩顶反力变化幅度减小。对于矩形平面的建筑,考虑基础刚度对短边方向的影响远大于对长边方向的影响。随着建筑高度与高宽比增加,考虑基础刚度引起的各种结构效应随之增大。由于高层建筑的高宽比大,侧向刚度起控制作用,基础刚度对结构抗震性能的影响值得高度关注。     

北京奥林匹克塔结构设计研究

北京奥运塔由5个纤细的单塔组成,单塔最大高宽比达33,塔顶的观景平台向外悬挑,建筑体型非常复杂。基座大厅主梁跨度大、负载重,室内建筑效果要求高。通过沿高度方向设置多道连接桁架,将5个单塔连接为整体,形成组合塔式结构体系,使结构的侧向刚度与抗倾覆能力大大提高。在各单塔之间设置水平桁架和预应力斜杆临时支撑体系,消除了结构不均匀竖向变形和差异沉降的不利影响。采用节段式风洞试验测试技术,解决了复杂模型测试精度问题。结合高位消防水箱研发的折返式吊挂机构,克服了TMD安装空间不足的难题,并可根据实测情况调节质量块的自振频率。在塔冠大悬挑端部设置竖向TMD减振装置后,对密集人流激励引起的共振具有显著的抑制作用。基座大厅屋盖采用交叉编织清水混凝土梁板结构,在楼板缺失部位能够有效传递内力,保证了结构的整体性以及对塔身的嵌固作用。结合建筑室内造型采用了大跨度拱梁,可以有效改善大跨度梁的受力形态,优化构件的截面尺寸,改善结构的经济性。     

分块盖板屈曲约束钢板剪力墙抗震性能研究

为了解决屈曲约束钢板剪力墙(以下简称钢板墙)混凝土盖板自重大、安装困难等问题,提出了一种新型屈曲约束钢板墙,采用竖向分块盖板代替整块盖板,使得单个盖板的质量大大减轻,便于运输和安装,标准化程度大大提高。弹塑性有限元计算结果表明,分块盖板屈曲约束钢板墙在水平往复荷载作用下,滞回曲线非常饱满,耗能性能优异,第2加载循环时承载力无明显下降,承载力高于按照JGJ/T380—2015《钢板墙技术规程》得到的结果。分块盖板屈曲约束钢板墙内嵌钢板应力分布均匀,在层间变形角达到1/50时,塑性应变为钢材屈服应变的8.0倍左右,钢板损伤程度远低于非约束钢板墙。随着盖板数量增加,各盖板的面外变形差异明显,但混凝土与钢筋的应力均较低。对于内嵌钢板厚度大、混凝土盖板数量多的情况,分块混凝土盖板对内嵌钢板的约束作用明显减弱。     

焊接箱形截面梁抗震性能影响因素研究

为考察板件宽厚比对焊接箱形截面梁抗震性能的影响,对中国、美国、日本和欧洲的钢结构设计标准中的相关规定进行了比较,结果表明各国规范对于梁板件宽厚比限值的规定总体上具有较好的一致性。采用钢材循环加载本构,建立了多尺度非线性有限元计算模型。提出了刚性竖杆 箱形梁加载方式,模拟水平地震、重力荷载与轴向压力对箱形截面框架梁的作用。有限元分析结果表明,在设计常用的板件宽厚比范围内,箱形截面梁的弹性屈曲荷载均显著高于其屈服荷载。在水平往复荷载作用下,随着板件宽厚比减小,箱形截面梁极限变形角与延性系数随之增大,抗弯刚度降低速率变缓,塑性耗能能力显著增强。当满足一级抗震宽厚比要求时,焊接箱形截面梁的梁端截面转角约为1/30。承受轴压作用时梁刚度退化很快,变形能力减弱。当轴压比不大于0.2、满足一级抗震宽厚比要求时,梁端截面转角约为1/50。跨高比对梁承载力影响不大,但变形能力可以大幅度提高。横向荷载对梁抗震性能的影响显著,随着静载比（重力荷载代表值与屈服弯矩之比）增大,骨架曲线逐渐发生平移,抗弯刚度降低,耗能性能减弱。当地震弯矩与静力弯矩方向相同时,箱形截面梁承载力显著降低,静载比0.8时极限变形角可减小约50%;当地震弯矩与静力弯矩方向相反时,梁虽然承载力稍有提高,但极限变形角略有减小。     

中关村金融中心超高层钢结构设计中的关键技术

中关村金融中心超高层钢结构建筑的平面、立面布置复杂。在设计中采用钢框架-支撑结构体系,合理设置钢-混凝土组合结构过渡层。在高层建筑结构设计中首次采用按冶金建筑标准生产的Q345GJ钢材。在避难层采用桁架将竖向支撑连为一体,有效地增大了结构的侧向刚度,减小侧向位移。采用4层高的折线形柱实现建筑立面的变化,相应设置楼层水平桁架以改善折线柱水平分力的传递。采用大位移滑动支座,解决连廊与主楼的变形差异问题。将桩基础改为天然地基基础,方便施工,有效地缩短了工期、降低了造价。     

国家体育场柱脚抗拔性能试验研究与分析

对国家体育场柱脚进行抗拔性能试验研究与分析,详细描述了试件设计制作与破坏过程,给出了试件的荷载-位移骨架曲线.在此基础上,分析研究了混凝土承台开裂、破坏的全过程,同时,采用ANSYS有限元分析程序,对钢柱脚混凝土承台在单向加载下的荷载-位移情况进行了数值分析,并与试验结果进行了对比,计算结果与实测结果符合较好.     

国家体育场焊接方管桁架双弦杆KK型节点试验研究

正在建设的国家体育场两两斜交的主桁架构成了许多双弦杆焊接方管KK型节点,该节点连接焊缝密集,构造极其复杂。本文对这种在管结构中较为独特的节点进行了1∶4的缩尺模型承载力试验研究,详细介绍了节点的试验方法和结果,讨论了节点的受力性能、破坏模式以及节点内部加劲肋的作用。研究表明该节点的构造措施较完善可靠,节点具有较高的承载力。节点的薄弱部位处在受压腹杆端部,发生局部屈曲。弦杆内部纵横向加劲肋的设置有效地增强了节点强度和刚度。腹杆端部的局部放大改善了腹杆向弦杆的传力,降低了应力集中。     

国家体育场桁架柱外柱节点设计研究

国家体育场桁架柱外柱节点的几何关系复杂,存在T型、K型及KT型等多种腹杆形式,腹杆侧壁与外柱壁板斜交,还存在与立面次结构相交的情况。焊接薄壁箱形构件相贯节点的刚度差,承载力低。本文通过在外柱内设置横向加劲肋与局部纵肋等构造做法,可以有效提高节点刚度与承载力。对于有次结构的外柱节点,次结构的上、下壁板不能全部贯通,在保证腹杆与外柱传力可靠的前提下,在外柱节点区设置传力三角区。对于K型腹杆节点,翼缘较厚的腹杆贯通;对于KT型腹杆节点,中间腹杆贯通。通过合理设计拼接焊缝位置、采用整板切割等方式,可以有效减少焊缝数量,避免焊缝重叠。采用有限元法分析外柱节点的受力形态,并根据“最大平均应力”的原则确定节点域板件的厚度,实现“强节点”的设计理念,保证节点的可靠性与经济性。