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《建筑結構》2013年第21期(11月上)精彩預告

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 新型連接節點試驗研究及有限元分析
某工程為鋼-混凝土組合結構體系,結構采用混凝土柱-混凝土梁、混凝土柱-鋼梁、混凝土剪力墻-鋼梁等多種節點形式。按照1:2的比例設計了新型梁柱混合節點及混凝土剪力墻-鋼梁鉸接節點,進行了縮尺構件抗震性能試驗。試驗表明,兩種新型節點均發生梁端破壞,能達到強節點弱構件的抗震要求。通過有限元分析進一步掌握其受力特性,并通過有限元變參數分析研究了梁柱節點承載力的影響因素。結果表明,對梁柱節點承載力影響最大的是內隔板,其次為內埋T柱;內隔板相同的條件下,內埋T柱埋深比T柱高度對承載力的影響更為明顯。
 
 
空間網殼相貫節點受力性能有限元分析 
針對北京將臺冬季花園工程中最典型的網殼節點,選取通用有限元軟件ABAQUS,在考慮材料非線性和幾何非線性的基礎上,建立非線性桿系、實體有限元模型,深入探討了圓筒相貫、直接相貫兩種不同相貫形式節點在軸力、彎矩、剪力復合作用下的復雜應力、變形分布以及應力集中現象;利用兩種不同方式,對節點域初始剛度進行評價;計算了節點的承載能力以及安全儲備,并探討了改進節點性能的設計方法。有限元分析結果表明:兩種連接形式在應力、變形、承載力等方面基本一致,極限荷載約為設計荷載的2.04倍,具有較大的安全儲備;圓柱相貫節點應力集中現象較直接相貫節點有一定緩解,應力集中現象可能會導致局部屈服,存在安全隱患,可通過加厚相貫區域,在此區域進行倒角處理等措施解決;圓筒相貫節點比直接相貫節點剛度大,直接與圓筒相連的桿件比既與圓筒相連又與旁邊桿件相連的節點剛度大,根據歐洲規范的分類方法以及與桿系模型對比分析,兩種形式節點在工程中可以視為剛性連接。
 
 
梁翼緣擴大頭和圓孔削弱型內隔板式箱形柱-H型鋼梁節點低周往復循環加載試驗
對1個內隔板式箱形柱-H型鋼梁常規節點和3個梁翼緣擴大頭及圓孔削弱型節點進行了低周往復循環加載試驗,試驗結果表明,常規節點在梁翼緣對接焊縫處脆性斷裂,節點塑性轉角達不到FEMA 要求的0.03rad。當柱內隔板與柱壁板間焊縫質量較好時,梁翼緣圓弧擴大頭和圓孔削弱型節點的塑性轉角可達0.03rad,承載力較常規節點提高約70%。圓弧擴大頭構造顯著降低了梁翼緣對接焊縫的應力集中程度,避免了對接焊縫脆斷,圓孔構造促使梁削弱截面形成塑性鉸。當內隔板與柱壁板焊縫質量較差時,箱形柱壁板間焊縫過早撕裂,導致內隔板式箱形柱-H型鋼梁節點的延性和承載力明顯降低。
 
 
 
哈爾濱香坊公安分局辦公樓設計
配筋砌塊建筑將砌體結構的整體性大大加強、適用高度增加,《砌體結構設計規范》(GB 50003—2010)規定其使用高度為60m。由于配筋砌塊建筑所用空心砌塊類型的多樣,使得其細部構造、性能有很大差別,為逐步規范所用砌塊的孔洞率、砌筑時的對孔率等參數對砌塊結構性能的影響,提出砌塊整澆墻結構的概念。砌塊整澆墻與鋼筋混凝土結構相比,可節省鋼材30%~40%,降低工程造價12%~18%;無柱角、梁角,方便使用;墻厚減小、抹灰變薄,增加建筑使用面積5%以上;墻體施工不用模板,施工期可縮短1/4~1/5;砌塊建筑應用外墻保溫技術,可以達到建筑節能65%的要求;當采用短肢剪力墻結構體系時,能在更大程度上降低造價。
哈爾濱市香坊公安分局辦公樓總建筑面積為14707m2,地上13層,地下1層,總高度45.65m。辦公樓布局簡潔大方,多是標準的辦公室用房。這種較規則的建筑平面設計,為砌塊結構的使用帶來便利。建筑結構采用配筋砌塊剪力墻結構。雖然對于本工程,190mm厚砌塊也能滿足設計要求,但為研究配筋砌塊建筑在更大高度上的應用,探索290mm砌塊的工程實際使用,提高建筑物使用中的舒適性,在設計中使用了290mm系列砌塊。本工程現已經完工,使用效果較好。
 
 
沈陽溫州城連廊的結構設計
沈陽溫州城項目總建筑面積40萬㎡,地下2層,地上28層,建筑總高度105.60m,由4個區組成,每個區域的裙房之間采用架空連廊連接。采用框架-剪力墻結構體系,支撐轉換梁和鋼連廊的框架柱等重要構件采用型鋼混凝土。B3與C4塔樓之間在3~7層通過連廊連接,連廊采用多層空間桁架結構體系,實現兩個塔樓之間的跨越聯系,形成了一個多塔連體結構。連廊跨度為33.9m,共5層,總高度25.35m,距地高度11m。連廊中間為聯系兩個塔樓商業的人行通道,通道內部兩側為小型商業店鋪。
本工程中連廊跨度較大、平面寬度很窄,連接體本身的結構剛度較弱,兩側塔樓平面布置不對稱。連接體作為協調兩個塔樓相對振動的構件,由于塔樓之間不對稱,連接體對塔樓之間的約束連接作用相對明顯,塔樓之間的相對振動也較大,因此塔樓對連接體的連接作用相對更為敏感。長而窄的連廊無法協調連接體兩側的塔樓共同工作,因此連廊與塔樓之間采用弱連接結構形式。連廊窄而長,橫向不能設墻,縱向圍護墻體只能依靠墻身平面內的構件來保證自身的穩定性。連廊與兩端塔樓之間的弱連接支座采用橡膠隔震墊形式的滑動支座。滑動支座可以將多塔連體結構通過連廊產生的耦聯效應限制在一定的范圍內。
 
 
 
沈撫新城文化中心結構設計
沈撫新城文化中心項目位于撫順經濟開發區,在“生命之環”的東北側,為撫順經濟開發區及沈撫新城的文化地標。項目占地面積21400㎡,總建筑面積27697㎡。文化中心內設有影劇院、規劃展示館、檔案館、廣電中心四家單位以及相關附屬設施。文化中心地下一層為汽車庫及設備機房,地上為六層。影劇院位于地上部分西側及中心區域,影劇院觀眾廳有1200座,分上下兩層,舞臺區設有主舞臺和單側臺。規劃展示館位于文化中心二層南側,為一鉆石狀的結構體,檔案館及廣電中心位于東側,設防震縫與影劇院分開。 
本工程造型獨特,建筑平面復雜,結構不對稱,在滿足建筑效果的前提下盡可能做到結構簡單、傳力明確,減少結構的扭轉效應。影劇院前廳、觀眾廳、主舞臺、側臺比較空曠,樓板不連續,錯層部位很多,東側檔案館及廣電中心與影劇院前廳相接,連接薄弱,且東側檔案館及廣電中心高度超過影劇院部分較多,為避免結構嚴重不規則,設防震縫將影劇院與檔案館及廣電中心分開。影劇院部分根據其結構特點采用框架-剪力墻結構,在觀眾廳、舞臺周邊設置剪力墻,增強結構整體剛度,提高結構空間協同工作能力。設防震縫后檔案館及廣電中心結構相對比較規則,采用框架結構,觀眾廳、舞臺屋頂采用網架結構,對其他大跨度區域如排練廳、劇場前廳采用鋼筋混凝土井字梁。

 
 
 
碧羅雪山大酒店結構設計
碧羅雪山大酒店位于云南省大理市濱海大道,濱臨洱海,遠望蒼山,建筑總高度99.28m,總建筑面積52728.15m2,工程地下2層,塔樓地上28層,裙樓地上3層,建筑效果圖見圖1。地下1,2層為車庫,層高4.2m,地上1~3層為商場、餐廳、健身房等,層高分別為4.5,4.2,4.2m,4~22層為酒店層,層高3.6m,23~27層為辦公樓層和觀光層,28層為電梯機房和屋頂花園,層高4.8m。
本工程裙樓在①~③軸,⑤~⑦軸之間為3層鋼框架結構,③~⑤軸僅設輕鋼屋面,形成面積350m2、高13.9m的寬闊大堂。地面以上,裙樓和塔樓的結構完全脫開,形成各自獨立的結構單元。塔樓平面為雙軸對稱規則布置,4~21層建筑平面中心位置設7.9m×25m的孔洞,形成上下貫通的豎井。1~22層體型無變化,豎向抗側力構件連續均勻設置。在塔樓③~⑤軸之間設置一個貫通D,G軸的月亮環,月亮環中心標高88m,半徑6.6m。為實現月亮環的建筑效果,層23,24,25上述軸線范圍內的梁、板、柱全部缺失,建筑分為東、西兩個塔樓,層26,27樓面用跨度16.8m的鋼梁重新連為一體。28層采用半敞開輕質屋面。
 
 
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作者: 來源: 發布時間:2013年11月20日
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