受弯钢构件基于曲率的延性评价指标研究

钢构件的变形评价是钢结构抗震性能化设计中的重要内容。目前已有标准中通常采用弦转角作为受弯构件的变形评价指标，但该指标主要适用于集中塑性铰模型，且计算时需考虑构件受力与边界条件，应用不便。对于应用日益广泛的分布塑性区模型和纤维模型，曲率更易提取且计算方便，但相关延性评价指标研究尚不充分。以H形截面受弯钢构件为研究对象，提出更易于应用的基于曲率的延性评价指标，即曲率延性系数。通过9个截面等级为S1～S4级的典型试件循环加载试验，以及154个考虑截面翼缘宽厚比、腹板高厚比和截面高宽比等参数的有限元模型，研究了受弯构件在循环荷载作用下，不同因素对曲率延性系数的影响，并通过回归分析提出了曲率延性系数的计算式。根据GB 50017—2017《钢结构设计标准》的受弯构件截面等级分类，确定了各等级截面受弯构件曲率延性系数限值。研究结果表明：截面翼缘宽厚比与腹板高厚比均对构件曲率延性系数产生影响，且两者相互耦合；对截面等级S1～S4的受弯钢构件，采用回归分析提出的曲率延性系数经验计算式得到的计算结果与试验和有限元分析结果均有较高的吻合度；确定的不同截面等级的曲率延性系数限值，可用于弹塑性分析中判断构件的...     

超长连体结构地震行波效应影响研究

对于空间跨度较大的结构,行波效应对其地震响应的影响不可忽略,但目前对于超长连体结构的行波效应研究较少。苏州国际会议酒店为结构总长度333m的超长连体结构,连廊与塔楼之间采用铅芯橡胶支座与黏滞阻尼器实现柔性连接。以该项目为背景,研究行波效应对该类结构地震响应的影响。首先应用了行波效应视波速的简化计算方法,给出了国内场地视波速的参考取值范围。考虑不同视波速对苏州国际会议酒店进行多点激励地震弹塑性时程分析,重点研究一致激励与多点激励下的地震剪力、位移、加速度与支座性能差异性。结果表明：多点激励下结构楼层剪力小于一致激励,其差距随视波速的降低而增大,多点激励下基底剪力最大减小15%;结构层间位移角可满足规范要求,底部楼层多点激励层间位移角大于一致激励,其差异随视波速的降低而增大;考虑行波效应时连廊扭转效应显著提高,而连廊加速度有所降低;铅芯橡胶支座侧向位移可满足设计变形需求,其在多点激励下的侧向位移大于一致激励;行波效应亦对黏滞阻尼器附加给结构的阻尼比有一定影响。     

津湾广场9#楼超限高层结构抗震性能设计

津湾广场9#楼建筑总高度299m,为框架-核心筒结构,属超限高层建筑。介绍了工程的特点和结构设计情况,针对结构高度超限和竖向抗侧力构件不连续,采用了基于性能的抗震设计;并对结构进行多模型、多软件及弹性和弹塑性分析以及局部的补充验算,在宏观上把握结构薄弱部位,有针对性地采取加强措施。计算结果表明,结构的工作状态和性能均能达到设计的预期性能目标和规范要求。     

苏州中心超长异形网格屋面设计

苏州中心是目前苏州地区在建的最大商业综合体项目,其超长异形网格屋面投影面积约为35 000m2,覆盖在下部4个独立的建筑单体之上,展开长度约为630m。整个屋面结构不设置伸缩缝或抗震缝,属于超长大跨单层网格结构。不同于传统曲面的三角形网格形式,该项目采用四边形网格,在找形设计时进行了相应曲率控制。设计中采用了多种软件进行了承载力极限状态验算、正常使用极限状态验算、抗震性能设计、稳定分析及抗连续倒塌分析等。设计中还采用数值模拟与风洞试验对比以考虑风作用影响,分析了结构体型系数及风振响应。抗震设计中针对上、下结构阻尼比不同的特点,进行了多点激励与一致激励的对比,分析了结构的地震响应,并依据分析结果指导结构设计。采用的设计方法可供类似异形网格结构设计借鉴。     

智慧建造技术在EPC项目中的应用策略研究

智慧建造要求建筑业走低消耗、低污染和和持续发展的道路,其最大的特点是在工程项目建造全过程中依托于信息化技术。虽然智慧建造理念上已得到较多的认同,但其理论实践仍然处于发展阶段;同时由于工程项目建设过程中各个环节信息的交流仍然存在较多障碍,智慧建造技术距离全面推广尚有一定的难度。EPC(Engineering Procurement Construction)项目是在工程建设项目中,以设计为主导,实现采购、施工、试运营等一系列全过程的交付;因此在EPC项目的基础上来切入推广智慧建造技术,难度将大大降低,并取得明显的经济效益与社会效益。     

苏州丝绸博物馆“四方雨”钢结构分析与设计

苏州丝绸博物馆"四方雨"景观钢结构由12根直径105mm的圆钢立柱及菱形扁钢梁格组成,梁格下挂直径25mm的铝合金圆管。采用CFX-FLO软件对"四方雨"景观钢结构进行了数值风洞模拟,结果表明圆管立柱之间风荷载相互影响较小,风荷载体型系数接近1.0。对于扁钢梁,基于第1阶屈曲模态,对有限元模型引入初始几何缺陷,在计算中考虑双非线性,结果表明扁钢梁整体稳定系数仅为0.2,其设计满足规范要求。基于NIDA软件采用二阶直接分析方法,并考虑结构整体缺陷和构件缺陷,在计算中考虑双非线性,分析结果表明钢结构设计满足规范要求,结构的失稳形态和破坏机制符合预期目标。     

苏州现代传媒广场新型钢结构技术研究与应用

苏州现代传媒广场是典型的城市综合体建筑,单体功能多样,地标造型独特。在该项目结构设计中采用了多种新型钢结构技术,总结了相关技术的研究分析与设计应用。其中针对40m跨度的大跨重载结构,项目组提出了新型开洞钢板墙-钢桁架结构体系,并通过理论分析和试验,系统研究了其力学性能,介绍了相应的设计方法;对设置在4个单体建筑之上的M形采光顶,采用隔震支座与预应力拉杆组合钢结构体系,解决了连接体受力复杂、差异变形的难题;对跨度40m、高差50m的屋面钢结构,基于应变能优化原理,采用了悬链状柔性结构体系;对25m大跨度钢楼梯,采用交叉张弦预应力结构体系完成设计,同时采用稳态分析法进行了人行舒适度验算。     

ABAQUS在结构连续倒塌数值模拟中的应用

以某超限高层结构为例,基于ABAQUS/Explicit方法对结构在地震作用下连续倒塌的数值模拟方法进行了研究,开发了适用于模拟倒塌分析中纤维梁单元的混凝土和钢筋/钢材材料子程序。基于混凝土损伤模型实现模拟墙板壳单元的刚度退化,通过截面点"生死"模拟纤维梁单元失效,并同时考虑倒塌过程中单元的碰撞接触。通过不同幅值的强震记录对结构进行了连续倒塌模拟,从纤维梁单元应力-应变时程曲线、结构整体响应和倒塌过程等方面对结构倒塌性能进行了分析和评估,验证了模拟方法的合理性,为结构进一步的性能设计提供了依据,并为相关研究提供参考和思路。     

阻尼在结构动力计算中的理解与应用

阻尼作为反映结构振动过程中能量耗散的动力特性之一,不同于结构质量和刚度等其他动力特性可直接通过计算确定,在计算中通常需要抽象为数学模型。对结构设计中常见的阻尼数值模型进行了总结,对国内外规范和规程的阻尼使用方法进行了对比;基于结构运动方程,对比分析了常用的振型阻尼和瑞雷阻尼模型。以实际应用项目为背景,介绍了不同情况下阻尼的实现和分析方法,对阻尼模型的选择和阻尼比的取值进行了研究,并给出设计建议。对比分析了阻尼在动力弹塑性隐式分析和显式分析中的实现方法,基于ABAQUS/Explicit方法,对振型阻尼在显式分析中的应用方法进行了探讨和研究。     

钢结构直接分析法在设计软件中的应用

钢结构设计中的直接分析法在结构力学模型中引入整体和杆件初始缺陷,在分析过程中考虑P-Δ和P-δ效应,并以求取的内力作为校核构件的依据,该方法具有概念清晰等优点。对比了常用设计软件的直接分析法应用方式,并基于SAP2000软件提供的OAPI接口,开发了可快速施加杆件初始缺陷的插件,并通过多个案例探讨了直接分析法的应用要点。通过对超静定结构进行弹塑性全过程分析,得到了结构的承载力设计值与承载力极限值,获得了结构系统杆件失稳→塑性开展→卸载的全过程响应。同时分别采用传统的一阶弹性分析法与直接分析法,求取结构达到承载力设计值时杆件内力分布,对比了两种方法求得内力的差异,并分析了产生差异的原因。所采用的编译方法和技术途径可为直接分析法在SAP2000等有限元软件中的应用提供参考。