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《建筑结构》2013年第21期(11月上)精彩预告

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 新型连接节点试验研究及有限元分析
某工程为钢-混凝土组合结构体系,结构采用混凝土柱-混凝土梁、混凝土柱-钢梁、混凝土剪力墙-钢梁等多种节点形式。按照1:2的比例设计了新型梁柱混合节点及混凝土剪力墙-钢梁铰接节点,进行了缩尺构件抗震性能试验。试验表明,两种新型节点均发生梁端破坏,能达到强节点弱构件的抗震要求。通过有限元分析进一步掌握其受力特性,并通过有限元变参数分析研究了梁柱节点承载力的影响因素。结果表明,对梁柱节点承载力影响最大的是内隔板,其次为内埋T柱;内隔板相同的条件下,内埋T柱埋深比T柱高度对承载力的影响更为明显。
 
 
空间网壳相贯节点受力性能有限元分析 
针对北京将台冬季花园工程中最典型的网壳节点,选取通用有限元软件ABAQUS,在考虑材料非线性和几何非线性的基础上,建立非线性杆系、实体有限元模型,深入探讨了圆筒相贯、直接相贯两种不同相贯形式节点在轴力、弯矩、剪力复合作用下的复杂应力、变形分布以及应力集中现象;利用两种不同方式,对节点域初始刚度进行评价;计算了节点的承载能力以及安全储备,并探讨了改进节点性能的设计方法。有限元分析结果表明:两种连接形式在应力、变形、承载力等方面基本一致,极限荷载约为设计荷载的2.04倍,具有较大的安全储备;圆柱相贯节点应力集中现象较直接相贯节点有一定缓解,应力集中现象可能会导致局部屈服,存在安全隐患,可通过加厚相贯区域,在此区域进行倒角处理等措施解决;圆筒相贯节点比直接相贯节点刚度大,直接与圆筒相连的杆件比既与圆筒相连又与旁边杆件相连的节点刚度大,根据欧洲规范的分类方法以及与杆系模型对比分析,两种形式节点在工程中可以视为刚性连接。
 
 
梁翼缘扩大头和圆孔削弱型内隔板式箱形柱-H型钢梁节点低周往复循环加载试验
对1个内隔板式箱形柱-H型钢梁常规节点和3个梁翼缘扩大头及圆孔削弱型节点进行了低周往复循环加载试验,试验结果表明,常规节点在梁翼缘对接焊缝处脆性断裂,节点塑性转角达不到FEMA 要求的0.03rad。当柱内隔板与柱壁板间焊缝质量较好时,梁翼缘圆弧扩大头和圆孔削弱型节点的塑性转角可达0.03rad,承载力较常规节点提高约70%。圆弧扩大头构造显著降低了梁翼缘对接焊缝的应力集中程度,避免了对接焊缝脆断,圆孔构造促使梁削弱截面形成塑性铰。当内隔板与柱壁板焊缝质量较差时,箱形柱壁板间焊缝过早撕裂,导致内隔板式箱形柱-H型钢梁节点的延性和承载力明显降低。
 
 
 
哈尔滨香坊公安分局办公楼设计
配筋砌块建筑将砌体结构的整体性大大加强、适用高度增加,《砌体结构设计规范》(GB 50003—2010)规定其使用高度为60m。由于配筋砌块建筑所用空心砌块类型的多样,使得其细部构造、性能有很大差别,为逐步规范所用砌块的孔洞率、砌筑时的对孔率等参数对砌块结构性能的影响,提出砌块整浇墙结构的概念。砌块整浇墙与钢筋混凝土结构相比,可节省钢材30%~40%,降低工程造价12%~18%;无柱角、梁角,方便使用;墙厚减小、抹灰变薄,增加建筑使用面积5%以上;墙体施工不用模板,施工期可缩短1/4~1/5;砌块建筑应用外墙保温技术,可以达到建筑节能65%的要求;当采用短肢剪力墙结构体系时,能在更大程度上降低造价。
哈尔滨市香坊公安分局办公楼总建筑面积为14707m2,地上13层,地下1层,总高度45.65m。办公楼布局简洁大方,多是标准的办公室用房。这种较规则的建筑平面设计,为砌块结构的使用带来便利。建筑结构采用配筋砌块剪力墙结构。虽然对于本工程,190mm厚砌块也能满足设计要求,但为研究配筋砌块建筑在更大高度上的应用,探索290mm砌块的工程实际使用,提高建筑物使用中的舒适性,在设计中使用了290mm系列砌块。本工程现已经完工,使用效果较好。
 
 
沈阳温州城连廊的结构设计
沈阳温州城项目总建筑面积40万㎡,地下2层,地上28层,建筑总高度105.60m,由4个区组成,每个区域的裙房之间采用架空连廊连接。采用框架-剪力墙结构体系,支撑转换梁和钢连廊的框架柱等重要构件采用型钢混凝土。B3与C4塔楼之间在3~7层通过连廊连接,连廊采用多层空间桁架结构体系,实现两个塔楼之间的跨越联系,形成了一个多塔连体结构。连廊跨度为33.9m,共5层,总高度25.35m,距地高度11m。连廊中间为联系两个塔楼商业的人行通道,通道内部两侧为小型商业店铺。
本工程中连廊跨度较大、平面宽度很窄,连接体本身的结构刚度较弱,两侧塔楼平面布置不对称。连接体作为协调两个塔楼相对振动的构件,由于塔楼之间不对称,连接体对塔楼之间的约束连接作用相对明显,塔楼之间的相对振动也较大,因此塔楼对连接体的连接作用相对更为敏感。长而窄的连廊无法协调连接体两侧的塔楼共同工作,因此连廊与塔楼之间采用弱连接结构形式。连廊窄而长,横向不能设墙,纵向围护墙体只能依靠墙身平面内的构件来保证自身的稳定性。连廊与两端塔楼之间的弱连接支座采用橡胶隔震垫形式的滑动支座。滑动支座可以将多塔连体结构通过连廊产生的耦联效应限制在一定的范围内。
 
 
 
沈抚新城文化中心结构设计
沈抚新城文化中心项目位于抚顺经济开发区,在“生命之环”的东北侧,为抚顺经济开发区及沈抚新城的文化地标。项目占地面积21400㎡,总建筑面积27697㎡。文化中心内设有影剧院、规划展示馆、档案馆、广电中心四家单位以及相关附属设施。文化中心地下一层为汽车库及设备机房,地上为六层。影剧院位于地上部分西侧及中心区域,影剧院观众厅有1200座,分上下两层,舞台区设有主舞台和单侧台。规划展示馆位于文化中心二层南侧,为一钻石状的结构体,档案馆及广电中心位于东侧,设防震缝与影剧院分开。 
本工程造型独特,建筑平面复杂,结构不对称,在满足建筑效果的前提下尽可能做到结构简单、传力明确,减少结构的扭转效应。影剧院前厅、观众厅、主舞台、侧台比较空旷,楼板不连续,错层部位很多,东侧档案馆及广电中心与影剧院前厅相接,连接薄弱,且东侧档案馆及广电中心高度超过影剧院部分较多,为避免结构严重不规则,设防震缝将影剧院与档案馆及广电中心分开。影剧院部分根据其结构特点采用框架-剪力墙结构,在观众厅、舞台周边设置剪力墙,增强结构整体刚度,提高结构空间协同工作能力。设防震缝后档案馆及广电中心结构相对比较规则,采用框架结构,观众厅、舞台屋顶采用网架结构,对其他大跨度区域如排练厅、剧场前厅采用钢筋混凝土井字梁。

 
 
 
碧罗雪山大酒店结构设计
碧罗雪山大酒店位于云南省大理市滨海大道,滨临洱海,远望苍山,建筑总高度99.28m,总建筑面积52728.15m2,工程地下2层,塔楼地上28层,裙楼地上3层,建筑效果图见图1。地下1,2层为车库,层高4.2m,地上1~3层为商场、餐厅、健身房等,层高分别为4.5,4.2,4.2m,4~22层为酒店层,层高3.6m,23~27层为办公楼层和观光层,28层为电梯机房和屋顶花园,层高4.8m。
本工程裙楼在①~③轴,⑤~⑦轴之间为3层钢框架结构,③~⑤轴仅设轻钢屋面,形成面积350m2、高13.9m的宽阔大堂。地面以上,裙楼和塔楼的结构完全脱开,形成各自独立的结构单元。塔楼平面为双轴对称规则布置,4~21层建筑平面中心位置设7.9m×25m的孔洞,形成上下贯通的竖井。1~22层体型无变化,竖向抗侧力构件连续均匀设置。在塔楼③~⑤轴之间设置一个贯通D,G轴的月亮环,月亮环中心标高88m,半径6.6m。为实现月亮环的建筑效果,层23,24,25上述轴线范围内的梁、板、柱全部缺失,建筑分为东、西两个塔楼,层26,27楼面用跨度16.8m的钢梁重新连为一体。28层采用半敞开轻质屋面。
 
 
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作者: 来源: 发布时间:2013年11月20日