大跨度钢结构组合楼盖结构设计综合研究

当前越来越多的公共建筑采用大柱网、大空间的钢结构楼盖,根据常见18 m、21 m、24 m、27 m、30 m、33 m、36 m、39 m的大跨度结构,分别对型钢–混凝土组合梁楼盖、型钢梁混凝土楼盖、钢桁架–混凝土组合楼盖、矩形钢–混凝土组合楼盖四种不同的结构楼盖方案,应用结构分析软件建立数值模型,进行经济性分析,结果表明考虑材料价格及施工的便易性,建议18～30 m跨度优先采用型钢–混凝土组合梁楼盖;30～33 m跨度可选用型钢-混凝土组合梁楼盖或钢桁架–混凝土组合楼盖;33 m以上跨度建议优先采用钢桁架–混凝土组合楼盖。     

一种新型钢-混凝土组合桁架的特点及应用

介绍了一种新型钢 混凝土组合桁架结构的特点、设计思想及构造要求等。该种组合桁架结合了混凝土和钢桁架的优点 ,构造上在普通组合桁架的基础上加以了改进 ,具有用钢量少 ,与实腹结构相比跨度较大、结构高度较低、施工方便等特点 ,适用于多层轻型钢结构的楼盖及屋盖结构。     

不同类型钢-混凝土组合剪力墙超高层结构抗震性能对比

采用结构分析软件Perform-3D对分别带有内置钢板混凝土组合剪力墙、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙以及传统的型钢混凝土剪力墙的框架-核心筒结构进行静力和动力弹塑性分析,研究了三种剪力墙对整体结构的动力特性、位移反应和地震损伤的影响。研究表明,带有三种组合剪力墙的结构整体抗震性能优劣顺序依次为内置钢板混凝土组合剪力墙结构、内藏钢桁架混凝土组合剪力墙结构、型钢混凝土组合剪力墙结构。     

外包式钢桁架-混凝土组合设备基础

传统意义上的钢桁架-混凝土组合结构,是钢桁架位于混凝土板之下,考虑混凝土板对钢桁架受力性能的贡献.这种传统的钢桁架-混凝土组合结构,可以定义为下置式钢桁架-混凝土组合结构.本文介绍在设备基础中成功应用的钢桁架外包混凝土板结构,即钢桁架上下弦位于块体式混凝土设备基础上下表面,这是一种全新的组合结构形式.为区别起见,暂定名外包式钢桁架-混凝土组合结构,因其在设备基础中应用,而称之为外包式钢桁架-混凝土组合设备基础.与传统概念的钢桁架-混凝土组合结构不同的是,该结构的基本特点是钢桁架夹混凝土梁,在技术上是一个创新.外包式钢桁架-混凝土组合设备基础已有大量应用于设备基础工程中的报道,取得了良好的经济效益.本文扼要介绍这种设备基础从施工工艺发展和开发的历程,以及施工方法、受力特点和计算方法.本文对这种新结构的应用前景予以展望.     

组合结构构件在上海中心大厦中的应用与研究

上海中心大厦高632m,采用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系,为钢-混凝土组合结构。简要介绍了型钢混凝土巨型柱、钢板混凝土组合剪力墙以及组合楼板在上海中心大厦结构中的应用情况。结合结构设计中的一些关键问题,对组合结构构件的受力形态进行了研究,并给出了工程中的应用方法。     

预制钢桁架-混凝土组合剪力墙受力性能研究

钢桁架-混凝土组合剪力墙是一种适用于装配式建筑的新型抗侧力结构体系。本文采用ABAQUS有限元软件建立钢桁架-混凝土组合剪力墙的分析模型,对13个不同设计参数的钢桁架-混凝土组合剪力墙进行了单调加载模拟,得到了构件的变形性能和受力性能;考察了轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量等参数对钢桁架-混凝土剪力墙受力性能的影响规律。研究结果表明:轴压比对于剪力墙的抗剪承载力和延性都具有较大影响,轴压比在0.3～0.5之间,钢桁架混凝土剪力墙的抗剪承载力较大;混凝土强度等级、型钢强度等级、含钢量对剪力墙受力性能影响不大;增加型钢柱的含钢率能有效提高剪力墙的抗剪承载力,增加型钢腹杆的含钢率对于剪力墙的抗剪承载力提升效果不明显。     

钢桁架-混凝土组合设备基础

结合工程实践 ,为增加精密机床的基础刚度 ,采用钢桁架 -混凝土组合结构。分析计算和试验结果表明 ,根据弹性理论得到的这种新型组合结构的计算结果能够满足工程应用的要求。     

空间桁架组合楼盖的可行性

结合具体工程,研究了一种新型钢-混凝土组合结构——空间桁架组合楼盖。将这一新型的组合结构与不同组合形式及浇筑方式作比较,得出该新型组合结构可节约用钢量、提高经济效益的结论。     

内置钢板与内置钢桁架混凝土组合剪力墙抗震性能对比研究

通过对2组内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙拟静力试验的模拟,确定计算模型的建立方法,并选取2片相同含钢率的内置钢板混凝土组合剪力墙和内置钢桁架混凝土组合剪力墙模型进行侧向低周反复荷载作用下的计算分析,对比了2片剪力墙模型的承载力、刚度及其退化过程、延性、耗能及滞回特性,并选取实际工程为算例,对采用两种组合剪力墙的整体结构从抗侧刚度、破坏模式、层间位移角、位移时程及塑性发展等方面进行了抗震性能的对比。研究结果表明：对于构件层次,随着墙体高宽比的增大,内置钢板混凝土组合剪力墙的承载力、耗能能力及延性逐渐优于内置钢桁架混凝土组合剪力墙;对于结构层次,当墙体高宽比较大时,采用内置钢板混凝土组合剪力墙结构的抗震性能要优于采用内置钢桁架混凝土组合剪力墙的结构。     

时代金融中心大厦结构设计方案比较

为了得到建筑功能、结构性能和经济性能最佳的设计方案,对多个方案进行比选是设计过程中重要步骤。在进行超高层建筑---上海陆家嘴时代金融中心结构设计方案的比选过程中,有5个不同材料的外框架体系可供选择,设计师通过对其进行安全性、工期、造价、使用空间方面比选,最终选择了钢-混凝土组合框架核心筒结构体系:其中核心筒体采用型钢混凝土筒体,外围框架下部为型钢混凝土框架,中间为混凝土框架,上部为钢框架的结构设计方案。并计算了不同钢结构层数对基础设计的影响。在进行4个桩基方案比选过程中,通过桩型、持力层和进入持力层深度的比较,桩型选用了灌注桩,并结合场地的地质条件,使用桩端后注浆技术,减短了桩长。     

中国国家博物馆钢桁架结构设计

中国国家博物馆为具有国际先进水平的大型博物馆,其内有大量大空间展厅和公共空间采用了钢桁架结构体系,总面积约30 000m2。介绍了钢桁架作为结构体系在本项目中的主要优势。采用SAP2000对结构进行了整体分析计算,介绍了分析设计的荷载取值、设计准则、楼板在设计中的考虑、钢结构预起拱、材料选择、截面形式选择、钢结构合拢、楼盖舒适度计算等大跨度钢结构设计中的常见问题。对钢结构楼屋盖选用钢筋桁架楼板进行了介绍。     

大连国际会议中心结构设计研究综述

大连国际会议中心工程以16个内藏钢桁架的钢筋混凝土交通筒体构成整个建筑物的竖向承重和水平抗侧力结构。在标高15.3m处支撑起钢桁架构成主要使用功能钢平台,建筑中部设置1 700座歌剧院,在钢平台外边缘悬挑部位有7个500人以上会议厅。13个交通筒上部设置15个屋盖支撑点,形成不规则大跨悬挑屋盖。曲面外围护框架结构与屋盖、悬挑钢平台相连,构成空间组合结构,共同抵御地震、温度和风荷载作用。采用性能化设计方法和目标,并提出相应计算方案、设计原则、试验要求,保证整体设计的有序和有效性。     

上海世博会主题馆结构设计与建造方面的一些思考

主题馆作为2010年上海世博会一轴四馆核心建筑群的重要组成部分,是国内最大跨度展厅之一。针对屋盖跨度大、整体结构超长且平面不规则等问题,对屋盖结构体系选型和下部框架支撑体系选型进行了详细比选,最终,屋盖采用由新型索撑张弦桁架与立体桁架组成的长度为270m的4跨连续梁结构,下部钢框架采用了钢-黏滞阻尼支撑形成的混合支撑框架体系。在结构设计阶段以及施工过程中,针对施工中的一些关键技术问题进行了详细研究,主要包括126m跨度张弦桁架的施工张拉过程以及关键节点设计,屋盖支座施工过程释放,以及大跨度预应力楼面的施工张拉问题。     

曲阜孔子文化会展中心展厅钢结构安装施工技术

介绍曲阜孔子文化会展中心展厅钢结构工程安装施工技术。作为三角管桁架结构,两个展厅用钢量共8000多吨,所有桁架都需在施工现场拼装焊接,且土建、幕墙等各专业之间施工安排交叉严重,现场协调、配合难,安全隐患多。经过精心组织、方案优化,最终只用66d就完成了现场拼装、安装工作,是钢结构安装施工的一个典型工程。     

福建体工队多层羽毛球馆钢结构分析

介绍了我省跨度最大的多层钢结构-体工队羽毛球馆工程概况,比较分析了多种结构,选定了钢骨混凝土柱钢梁钢桁架混合结构,进行详细分析,桁架节点设计,展现了钢结构在多层大跨度工程设计上的灵活性及优越性。     

某大跨空间桁架钢结构设计

结合较大屋面荷载下的大跨钢结构建筑项目实例,以建筑功能性、结构可靠性及设计经济性为前提,对比了不同桁架形式各自的优劣。同时,介绍了温度应力的影响以及桁架支座的应力计算。总结的设计经验可为类似的大跨结构项目中钢屋盖的选型和计算提供借鉴。     

混合式交错桁架体系在循环荷载下的非线性分析

对交错桁架结构抗震性能的研究很少。采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,分析了一个混合式交错桁架结构在循环荷载作用下的性能,与试验结果比较表明,此计算模型精确、高效。对此模型进行了循环荷载下的滞回性能分析。结果表明,该结构体系具有较好的耗能能力和抗震性能。     

合肥南站主站房大跨超限结构设计与研究

合肥南站为特大型交通枢纽,主站房结构体系复杂,下部为混凝土框架结构,屋面为钢桁架结构。屋面纵向长度392m,大于300m的限值,为大跨度超长空间结构。通过设定合理的性能化目标,综合利用弹(塑)性时程等补充分析方法,进行了一系列复杂结构计算。设计采用了有针对性的抗震加强措施,使结构具有良好的抗震性能与延性,并顺利通过抗震设防专项审查。     

深圳观澜版画艺术博物馆结构设计

深圳观澜版画艺术博物馆采用钢筋混凝土框架-剪力墙与钢桁架的混合结构,结构体系较复杂。结构的屋面及上部楼层由跨度达40～54m的钢桁架组成,钢桁架支承于4个剪力墙筒体上,局部存在悬挑。结构内部空旷,楼板开洞较大,同时存在楼面标高复杂和楼板不连续的情况,属于平面和立面不规则的复杂高层结构。针对结构特点,进行结构弹性分析、钢桁架结构形式对比分析、混凝土收缩徐变分析、温度效应分析、舒适度分析、节点有限元分析。根据各项分析结果,采取有针对性的设计措施,取得明显的综合技术和经济效益。     

钢管—混凝土组合桁架结构的静力分析

提出了钢管—混凝土组合桁架形式,为研究该类结构的静力特性,对组合桁架与普通桁架分别建立有限元分析模型,并应用ANSYS对其进行了对比分析。研究结果表明,组合桁架的内力分布均匀,能较好的发挥材料强度,具有抗弯刚度大的特点;对两端简支的组合桁架,其两端腹杆轴力较大,跨中腹杆轴力较小(几乎为零),与实腹梁受剪性能相似;下弦杆受拉,上弦混凝土板代替上弦杆受压,能充分利用混凝土受压和钢材受拉的材料性能。