钢板剪力墙抗震性能试验研究

以天津国际金融会议酒店工程为背景对钢板剪力墙的抗震性能进行试验研究。完成了3个4层1∶5缩尺比例的钢板剪力墙试件的拟静力试验。试件主要变化参数包括墙板开洞和中柱设置。试件SPSW-1墙板开洞,试件SPSW-2墙板不开洞,试件SPSW-3带有中柱,且中柱一侧墙板开洞。在钢板剪力墙的墙板上布置了槽形和一字形两种截面形式的加劲肋。试验结果表明：钢板剪力墙结构具有良好的承载力、延性和耗能能力;开洞降低了钢板剪力墙结构的刚度和承载力;中柱提高了钢板剪力墙结构的刚度和承载力;加劲肋可增强钢板剪力墙结构的刚度和稳定承载力,开洞补强效应显著。     

大型钢结构工程分期建造施工模拟技术

施工过程是结构从无到有的建造过程,施工顺序将对空间结构的内力与变形产生明显影响.根据约束逐渐形成的过程,本文提出结构广义初始温度(合拢温度)的概念,基于此可以更为全面准确地定义与计算正、负温差.同时在对建设场地历年极端温度、月温度变化趋势、日温度变化规律分析的基础上,根据施工情况和施工计划,精细地确定了各区块的合拢温度.通过对钢结构分阶段安装(包括屋面、吊顶、设备安装)、卸载及使用阶段模拟,真实反映构件在恒载作用下的实际受力状态,避免了一次性加载带来的杆件内力偏差,为屋盖结构设计与施工提供科学依据.     

结构设计中需要考虑的施工关键问题

结构设计的安全性与经济性不单体现在结构设计本身的安全度与材料用量,而且应结合建造的难度、技术措施费用、能源消耗等因素综合考虑。设计与施工的关系变得越来越密切,只有在结构设计中充分考虑施工建造技术及可能遇到的各种因素,才能最终实现安全、经济的设计目标,体现结构设计与施工技术的完美结合。结合结构设计中经常遇到的与施工相关的关键技术问题,对结构材料的选择与代换、施工荷载与控制应力比、施工过程模拟分析、超长结构合拢温度的控制、卸载与安全监测、施工误差与结构验收等相关问题进行了探讨。     

开合屋盖结构设计荷载取值研究

开合屋盖是一种较为新颖的结构形式,国内外尚无相应的结构设计规范。在国内外开合屋盖结构工程经验与相关研究成果的基础上,并结合工程实践,对开合屋盖结构设计荷载取值方法进行了较为全面的论述。开合屋盖结构需要对全开、全闭及运行过程状态分别进行计算分析,且应考虑出现故障时活动屋盖可能处于非对称状态等不利位置。积雪荷载对结构设计的合理性与活动屋盖的运行均有很大影响。当屋盖处于全开状态时,屋顶洞口周围的脉动风压将显著增大。提出了确定结构设计温差的计算方法,并分析了温度对驱动控制系统可能产生的不利影响。引入了有效使用年限的概念,对活动屋盖处于非基本开合状态与运行状态的地震作用可进行适当折减。应注意台车驱动系统的转向轮、端止缓冲器等对固定屋盖的集中反力作用。     

设防烈度对框架-核心筒结构受力性能和材料用量的影响

为了考察设防烈度对钢筋混凝土框筒结构受力性能、材料用量的影响,在充分调研了目前我国100 m以上已建或在建超高层建筑的基础上,选择150~300 m范围内钢筋混凝土框架-核心筒办公类超高层作为代表性研究对象,建立了12个不同烈度、不同高度下的计算模型,详细分析了其结构的周期比、剪重比、刚重比、地震作用和风荷载影响等结构受力性能以及结构的用钢量、混凝土用量随设防烈度的变化情况.研究结果表明,对于济南恒大国际金融中心工程,随着设防烈度的提高,结构自振周期减小,扭转周期滞后于平动周期,扭转效应减小,而结构剪重比明显增加;低烈度地区结构受重力二阶效应的影响较大,整体稳定性成主要安全控制因素;地震作用的影响随设防烈度的增加而增大;6度区建筑超过200 m后,用钢量明显增加,而8度区用钢量随建筑高度呈线性增长;6度和7度区单位面积混凝土用量接近,而8度区混凝土用量增幅约为19%左右,所以设防烈度对结构工程材料用量影响显著.     

某航站楼在爆炸作用下抗倒塌性能研究

为了避免抗倒塌性能分析时确定关键构件的盲目性,考虑相邻构件损伤的影响,评估爆损构件残余承载力对结构抗倒塌性能的影响,首先根据航站楼结构的特点与可能遭遇爆炸的危险程度,合理确定大跨度钢结构抗爆关键构件的可能部位。通过对爆炸当量、爆炸距离与结构构件损伤程度关系的研究,确定关键构件及其相邻构件的损伤情况。分别采用移除构件法与多尺度模型对破坏严重的构件进行模拟,考察航站楼结构在爆炸作用下的抗倒塌性能。分析结果表明,箱形钢柱的损伤程度主要与爆心距离和爆炸当量有关,迎爆面的变形远大于背爆面,柱顶斜撑杆的损伤程度与爆炸冲击波的入射夹角关系密切。采用移除构件法进行大跨度结构抗倒塌性能分析时,屋盖的局部变形很大,结构发生局部严重破坏,分析结果偏于保守。通过多尺度模型,可以采用壳单元较为准确地模拟构件在爆炸作用下的损伤情况。由于大跨度的竖向构件具有较大的冗余度,爆损后仍然具有一定的残余承载力,可以有效抑制变形的发展,采用多尺度模型得到的屋盖变形远小于移除构件法的分析结果。     

首都博物馆结构设计创新技术

首都博物馆新馆工程位于北京市西城区复兴门外大街南侧,为一多功能大型公共建筑,占地面积24800平方米,总建筑面积约61700平方米,为北京市重点工程,是新世纪北京市标志性建筑之一。其结构设计创新技术体现在以下几个方面：     

国家体育场多面体铸钢节点设计

在国家体育场大跨度钢结构设计中,为了实现内柱从菱形截面到矩形截面的转换,在内柱底部设置了多面体铸钢节点。介绍多面体铸钢节点的几何构型方法与缓解多面体在交汇区应力集中的措施,有限元计算方法与强度设计准则,铸钢件材质要求以及制作流程、加工工艺、质量控制等方面的情况。     

银川绿地中心超高层双塔结构设计

银川绿地中心301m双塔地处高烈度区,且风荷载较大,采用框架-核心筒+2道伸臂桁架/环带桁架结构体系,准确取用结构计算参数,并采取多种抗震加强措施.计算结果表明,在地震与风荷载作用下,塔楼可以达到预期的性能目标;通过厚板多次微弯工艺并结合焊接工艺实现了伸臂桁架与核心筒角部复杂节点的加工制作,避免了采用大型铸钢节点;塔楼下部楼层采用钢板组合剪力墙,通过配置长短栓钉,避免了钢筋孔造成的钢板削弱,提高了厚剪力墙的整体性;在中震作用下,控制钢板组合剪力墙轴拉比不大于0.6,在满足构件拉剪承载力的同时,可以有效减少钢材用量;对受力集中的建筑门洞与结构洞口,采用多连梁技术可以有效地解决普通连梁在地震作用下剪压比不足的问题.     

北京大学百周年纪念讲堂结构设计

本文简要地介绍了北京大学百周年纪念讲堂的结构设计，对地基基础，结构整本计算分析，楼座悬挑大梁和台口大梁的无粘结预应力设计进行了阐述，