传力构件在矩形钢管混凝土结构中的作用

在矩形钢管混凝土柱内部设置传力构件,解决了现有的钢管混凝土柱中钢管与混凝土难以共同受力的问题。在保证矩形钢管混凝土柱实现共同工作的前提下,实际应用中是否每层柱子均需要设传力构件有待进一步研究。利用有限元软件ABAQUS建立一个简化的30层框架模型,从弹塑性控制设计角度考虑,研究分析如何合理经济地布置传力构件,使其达到较好的传力效果,充分发挥传力构件的连接分配作用。分析塑性阶段混凝土分担系数的变化原因,进一步说明在弹塑性阶段控制设计时采用设传力构件的矩形钢管混凝土结构,如过多或过少设分配梁均不能达到理想的分配效果;合适的数量、合理的位置能够得到较好的工作性能。分析表明:每4～8层设传力构件数量可达到既经济又合理的效果。     

某工程转换层墙变柱节点受力分析研究

成都某住宅楼存在较复杂偏心墙变柱的节点,为研究复杂墙柱节点的应力分布及其力学性能,在整体结构中把墙柱节点单独取出来进行有限元应力分析,复核整体分析的计算结果。考虑上部楼层墙体对转换梁的影响,选取转换层上一层墙体、转换梁以及转换层柱子作为分析对象,利用有限元软件ABAQUS,进行受力分析。结果表明,剪力墙满足设计要求;柱子满足设计要求,柱底配筋可适当加大;转换梁应采用应力配筋方法进行设计。     

设分配梁与内环板传力构造的巨型钢管混凝土柱抗震性能试验研究

针对7个按1∶5缩尺的设置分配梁加内环板传力构造的巨型钢管混凝土柱试件进行拟静力试验研究,考察了轴压比、长细比、管壁宽厚比及纵向T形加劲肋等因素对此类构件抗震新能的影响。研究结果表明,管壁宽厚比大于60的试件,在达到极限荷载之前（约为极限荷载的63%）发生管壁局部屈曲,延性较差;设置T形加劲肋可有效减小管壁宽厚比,提高管壁局部屈曲强度,改善试件的延性性能及耗能能力;试件位移延性系数随轴压比和试件长细比的增大而降低,刚度退化越明显;在低周反复荷载作用下,同时设置分配梁与内环板传力构造的钢管混凝土柱试件破坏时的位移角超过了规范规定的弹塑性层间位移角限值,满足抗震设计要求,且钢管与核心混凝土变形协调,相应的截面属性和压弯承载力可按平截面假定计算。     

大跨度复杂屋盖结构风荷载的大涡模拟

应用一种新的湍流脉动流场产生方法DSRFG(Discretizing and Synthesizing Random Flow Generation)[1]模拟风场实际的湍流边界条件,采用一种新的大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)的亚格子模型[2],基于Linux系统下软件平台Fluent6.3的并行计算技术,对深圳新火车站进行了数值风洞模拟。并将屋盖的平均风压、脉动风压计算结果与风洞试验数据进行了比较,表明数值模拟很好地反映了大跨度屋盖表面风压的分布情况,由其得到的风压系数与风洞试验数据有较好的吻合。表明本文的DSRFG方法以及新的大涡模拟亚格子模型的数值模拟技术是一种很好的预测大型、复杂结构表面风荷载的有效方法。并为进一步发展在复杂湍流环境下大跨度屋盖结构的风荷载数值风洞技术提供参考。     

深圳平安金融中心塔楼动力弹塑性分析

深圳平安金融中心主塔楼地上118层,塔尖高度660m,结构高度597m。将主塔楼ETABS模型转为SAP2000模型后,采用自行研制的SAPTRANS软件,将SAP2000模型导出的数据库转换为ABAQUS整体结构分析模型,经过模态分析表明结果与ETABS模型分析结果相近。考虑5组天然波、2组人工波、7度罕遇地震作用下14个工况,分析结构的弹性和弹塑性时程反应,得到结构在地震作用下的变形、内力和损伤情况。分析结果表明：罕遇地震作用下弹性分析和弹塑性分析结果相比,后者反映了结构在地震作用过程中构件塑性发展导致的结构刚度的变化;考虑了材料的弹塑性,结构最大层间位移角满足1/100的限值要求,连梁出现不同程度的损伤,大部分剪力墙混凝土受压损伤因子较小,外伸臂桁架及空间桁架钢构件未出现屈服,钢板剪力墙中钢板未出现塑性铰,结构满足大震不倒的设防要求。图15表10参5     

平安金融中心结构设计研究综述

平安金融中心塔楼采用巨型空间斜撑框架-劲性钢筋混凝土核心筒-外伸臂结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理地配置内筒、外框结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥了结构构件的效用,保证了结构的安全性。对结构进行了深入细致的计算分析,并展开各项试验研究,以保证工程的安全性和合理性。     

山西体育中心三馆结构设计综述

山西体育中心体育馆、游泳跳水馆、自行车馆为一大型复杂的体育建筑。根据建筑平面布置,结合结构设计的具体情况,下部混凝土结构在三馆之间的连接体处设置4条永久缝,划分为5个结构单元;自行车馆与体育馆之间的连接平台与两馆采用滑动连接,体育馆与游泳跳水馆之间的连接平台与两馆之间结构缝采用双柱形式。上部钢结构屋盖连成整体支承于下部5个混凝土结构单元上。基础为预应力混凝土管桩。下部为钢筋混凝土框架剪力墙结构,上部钢结构罩棚采用多重弦支网壳+空腹桁架+鱼腹桁架组合体系。重点介绍上部钢结构的构成,并对整体结构在重力、风、地震、温度等多种荷载作用下的变形受力性能进行了详细分析,进行了施工张拉模拟分析、日照非均匀温度场效应研究、线性和非线性屈曲稳定分析、静力PUSHDOWN分析、多点输入地震反应分析、动力弹塑性分析、关键节点的局部有限元分析、断索分析等。     

复合受力状态下矩形钢管相贯节点的承载力研究

国家游泳中心的矩形钢管相贯节点,除双平面的几何特性外,同时承受轴力以及不可忽视的双向弯矩。本文的目的就是解决此类节点在这种特殊受力状态下的强度校核问题。研究工作以矩形钢管相贯节点在单项受力状态下的计算公式为基础,利用大量的有限元计算结果,回归得出T、TT、K、KT等4种类型节点在复合受力状态下———节点同时承受轴力、平面内弯矩、平面外弯矩中的两项或三项时的承载力计算公式。根据计算结果,本文还讨论分析了各类型节点的失效形态。研究表明,节点校核公式和破坏形态与节点的受力状态及节点的几何因素有关,如轴力的大小、弦杆截面高度及壁厚等。     

轴力与双向弯矩作用下方钢管焊接球节点的承载力与实用计算方法研究

国家游泳中心“水立方”结构中采用了连接方钢管、且承受轴力与弯矩共同作用的焊接空心球节点。文献[1]系统研究了方钢管焊接球节点在轴力与单向弯矩作用下的承载能力并建立了实用计算方法。本文进一步对轴力与双向弯矩作用下的这类节点进行深入研究。对轴力与双向等弯矩共同作用的节点,通过有限元分析、试验研究以及简化理论解三条途径,系统研究其受力性能,并提出节点承载力的实用计算方法。而对双向任意弯矩作用的情况,提出了对单向弯矩及双向等弯矩两种情况进行线性插值的简化计算方法。     

带斜楼盖建筑结构抗震性能研究

国家游泳中心“水立方”现浇钢筋混凝土斜看台楼盖跨越两个结构层,形成一个连续、复杂的空间结构。现浇斜看台楼盖建筑尺度及刚度较大,其对整体建筑结构工作性能尤其对地震作用下各类结构构件受力影响较大,不容忽视。我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)对此类带现浇斜楼盖结构抗震设计尚没有明确的规定。本文结合国家游泳中心“水立方”斜看台楼盖结构设计,通过对带现浇斜看台楼盖和不带现浇斜看台楼盖两类结构在水平地震作用下的计算分析,揭示了现浇斜楼盖对整体结构工作性能及对各类结构构件地震作用下受力的影响规律,提出了此类结构的抗震设计建议。