- 王立军;卢理杰;余海群;谭晋鹏;赵亮;冯德民;刘隆俊;
为了分析中日结构设计规范在钢结构设计中存在的不同,以一栋6层钢结构商业大楼为例,分别采用中日钢结构规范进行设计,研究了两种设计规范体系下钢结构的设计流程,对比了中日规范体系下结构的地震作用、结构整体性能指标、构件的性能指标、节点的连接性能以及大震作用下结构的破坏机制等。研究结果表明,中日钢结构规范在指导钢结构设计方面,存在一定的差异,针对不同的结构性能指标,具有各自的侧重点。
2019年01期 v.49;No.493 1-9+17页 [查看摘要][在线阅读][下载 685K] [引用频次：5 ] |[下载次数：790 ] - 石永久;杨晨康;彭耀光;林坤坚;
建筑工程中新型闭口压型钢板组合楼板使用逐渐增加,采用耐火钢的组合楼板具有更优良的抗火性能。利用ABAQUS建立了闭口压型钢板组合楼板的非线性抗火计算模型,通过与已有试验结果对比验证了其抗火分析计算的准确性和有效性,在此基础上对闭口压型钢板组合楼板的抗火性能进行参数分析,考虑了混凝土及钢材材料强度、楼板及压型钢板厚度、钢材耐火性、楼面荷载等因素的影响。分析计算表明,采用闭口压型钢板的组合楼板可显著提高其耐火时间,采用耐火钢材后耐火时间可进一步提高10%左右;提出了适用于闭口压型钢板组合楼板的温度场计算公式和抗火性能计算方法,以及采用耐火钢材后的耐火时间修正公式。
2019年01期 v.49;No.493 10-17页 [查看摘要][在线阅读][下载 528K] [引用频次：11 ] |[下载次数：471 ] - 李雨航;李爱群;黄镇;曾德民;解琳琳;
针对高烈度区复杂高层钢框架中心支撑结构的抗震性能化设计进行了研究。首先,基于PERFORM-3D对采用传统抗震设计方法设计的方案进行性能化评估。为进一步提高结构抗震性能,进行了应用金属剪切型阻尼器的减震设计,并对阻尼器关键参数和沿高度布置位置的优化选择进行了分析。结果表明,采用金属剪切型阻尼器能有效控制高层结构地震响应,在大震下减少塑性铰尤其是柱塑性铰的数量,提升整体结构的抗震性能。同时,阻尼器优化布设可以在减震效果基本不变的情况下,使经济性得到一定程度提升。研究成果可为复杂高层钢框架中心支撑结构的设计研究提供参考。
2019年01期 v.49;No.493 18-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 574K] [引用频次：7 ] |[下载次数：481 ]
- 张谨;杨律磊;龚敏锋;路江龙;
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。
2019年01期 v.49;No.493 25-35+48页 [查看摘要][在线阅读][下载 3380K] [引用频次：6 ] |[下载次数：277 ] - 杨律磊;王慧;张谨;龚敏锋;
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。
2019年01期 v.49;No.493 36-42页 [查看摘要][在线阅读][下载 435K] [引用频次：29 ] |[下载次数：947 ] - 张谨;杨律磊;郑志刚;龚敏锋;
舒适度验算通常采用的经验公式法和时域分析法,在特定情况下存在不足。梳理了大跨度楼盖舒适度计算的基本理论,介绍了频域分析法,同时对比了时域分析法和频域分析法的优缺点,如时域分析法适用性广但可能无法获得最不利动力响应;而频域分析法可以一次性获得各人行激励荷载频率下的动力响应,但仅适用于固定位置的激励荷载。最后结合某工程大跨度钢结构连廊,针对其钢与混凝土组合楼盖在人行激励荷载下可能发生的舒适度不足问题,分别采用时域分析法和频域分析法,对楼盖竖向加速度响应进行了分析验算,并介绍了应用要点,可供类似工程分析参考。
2019年01期 v.49;No.493 43-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K] [引用频次：11 ] |[下载次数：580 ] - 龚敏锋;王轶翔;艾辉军;朱寻焱;
苏州文博中心建筑造型新颖,连接两栋建筑的高低位飘带总长235m,结构体型复杂,空间跨度最大处为80m,在风荷载和人行荷载激励下,容易产生较大的振动引发舒适度问题。采用SAP2000软件对飘带结构建立三维有限元模型并进行舒适度分析;分别采用时域分析法和频域分析法计算飘带结构在不同行人密度、不同行人频率的人行荷载和全风向的风荷载作用下的振动响应,并对比分析有、无TMD减振器对加速度峰值的影响。计算分析结果表明,按提出的方法设置TMD减振器后,结构加速度显著减小,大部分工况下关键节点的减振率在20%以上,其加速度峰值满足人体舒适度要求。
2019年01期 v.49;No.493 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 904K] [引用频次：12 ] |[下载次数：314 ] - 路江龙;杨铖;杨律磊;沈晓明;
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。
2019年01期 v.49;No.493 54-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 949K] [引用频次：3 ] |[下载次数：320 ] - 路江龙;石志响;沈晓明;朱寻焱;李刚;朱松松;
以某高层钢框架-中心支撑结构为例,介绍了塔楼结构方案的比选过程,确定了结构的性能化设计目标及抗震措施;采用YJK和ETABS两种软件对塔楼进行分析对比得出,结构各项整体指标均满足规范要求;采用时程分析法对结构进行多遇地震下的补充分析,对计算结果进行包络设计;采用PERFORM-3D软件对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。结果表明,结构塑性发展程度可控,在进入弹塑性受力阶段后仍然具有较高的刚度和强度;采用ETABS,MIDAS Gen软件对跃层斜撑抗侧刚度、穿层柱屈曲进行专项分析得出,结构安全可靠。
2019年01期 v.49;No.493 60-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 769K] [引用频次：10 ] |[下载次数：413 ] - 曾欣;柴继锋;邓继明;谈丽华;
苏州浒墅关文体中心主体部分为钢筋混凝土框架带局部支撑的双塔结构,屋面为大跨钢屋面,双塔间通过南北曲面幕墙及中庭玻璃顶钢网格连接,空间连接复杂。针对主体结构存在的各种不规则类型,在设计中合理布置框架斜撑、调整结构各部分梁柱构件截面以减弱结构的不规则程度,并对结构关键构件进行性能分析,对大跨钢屋面进行了稳定分析,特别优化了中庭玻璃顶钢网格及曲面幕墙结构与主体结构间的连接。分析结果表明,相关设计满足结构抗震性能及安全性要求。
2019年01期 v.49;No.493 65-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 1055K] [引用频次：2 ] |[下载次数：233 ] - 朱寻焱;陈露;周蔚;王慧;陶健;
莺脰湖内湖小茶室主体为单层建筑,屋脊高度6.6m,檐口高度5.05m,采用钢-木组合结构体系,内围由10根悬臂钢柱构成结构抗侧力系统,外围40根胶合木柱为重力柱,屋面水平构件均采用胶合木梁。钢-木组合结构设计不同于钢结构或木结构,参考欧洲标准BS EN 1998-1∶2004的结构性能系数确定了本结构的地震作用计算参数,同时对钢构件与木构件的连接节点转动刚度进行了计算分析,采用MIDAS Gen软件对结构的整体指标进行了计算,结合《胶合木结构技术规范》(GB/T 50708—2012)和《钢结构设计标准》(GB 50017—2017),对胶合木构件按非火灾与火灾两种承载力极限状态及对抗侧力钢柱按非火灾承载力极限状态分别进行了设计,分析结果表明结构安全可靠。本文的计算设计方法可供类似钢-木组合结构参考。
2019年01期 v.49;No.493 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K] [引用频次：0 ] |[下载次数：333 ]
- 张谨;龚敏锋;杨律磊;
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。
2019年01期 v.49;No.493 76-82+59页 [查看摘要][在线阅读][下载 617K] [引用频次：18 ] |[下载次数：702 ] - 杨律磊;龚敏锋;朱寻焱;
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。
2019年01期 v.49;No.493 83-87+24页 [查看摘要][在线阅读][下载 828K] [引用频次：17 ] |[下载次数：911 ] - 谈丽华;杨律磊;郭一峰;朱寻焱;艾辉军;
徐州杏山子车辆段上盖项目为典型地铁上盖项目,上盖住宅部分采用剪力墙结构体系,底盖部分采用框架结构体系。该项目具有体系复杂、构件类型多、多塔、大底盘等特点。设计中采用了隔震技术,在车库层采用厚板转换上部结构。对结构在风荷载及多遇地震、设防地震、罕遇地震等各种水平荷载作用下的情况进行分析,确保结构满足设计性能目标要求;并进行了厚板转换和结构弹塑性性能专项分析。结果表明,结构各项指标满足要求。
2019年01期 v.49;No.493 88-94+132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1184K] [引用频次：29 ] |[下载次数：390 ] - 朱寻焱;杨律磊;王干;王轶翔;
苏州环贸广场塔楼为超限高层结构,基于PERFORM-3D软件,采用弹塑性时程分析方法对结构在罕遇地震作用下的抗震性能进行了评估,分析结果表明结构整体损伤处于轻度到中度之间。同时将PERFORM-3D软件计算结果与SAUSAGE软件的弹塑性分析结果进行对比,表明两个软件的分析结果中宏观指标较为接近,构件损伤指标具有一定差异,同时从阻尼模型、材料本构、单元模型等方面探讨了两个软件分析结果的异同点及可能原因。同时参考美国基于性能的高层建筑抗震设计准则中建议的计算参数,调整力学模型参数并进行弹塑性时程分析,与PERFORM-3D软件计算结果进行了对比,分析结果表明同时减小阻尼比和活荷载组合值系数会增加结构顶点位移幅值。
2019年01期 v.49;No.493 95-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 829K] [引用频次：10 ] |[下载次数：288 ] - 曾欣;邓继明;谈丽华;杨律磊;
苏州月亮湾B3地块建屋广场E座建筑高度为222.80m,采用型钢混凝土框架-核心筒结构体系,超B级高度,平面呈矩形,核心筒高宽比达22.27。设计中进行了腰桁架使用与否的多方案比较分析,结果表明不采用腰桁架方案较优;针对核心筒高宽比过大的特点,结合抗震规范对本工程进行性能化设计;并采用SAUSAGE与ABAQUS两种软件对结构进行大震动力弹塑性时程分析,针对薄弱部位采取加强措施,确保结构具有较好的抗震和抗风性能。
2019年01期 v.49;No.493 100-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 813K] [引用频次：7 ] |[下载次数：205 ] - 艾辉军;赵建忠;朱寻焱;李辛宇;
徐州生物医药产业园5#孵化中心建筑总高度59.8m,两栋塔楼采用框架-剪力墙结构体系,在顶部由两个连廊连接成整体。建筑地上12层,地下2层,属于超限高层建筑。两个高位连廊跨度33.6m,总宽度20.5m,高度9.15m,采用钢桁架结构,弦杆采用H型钢,腹杆采用方钢管,连廊与两侧塔楼之间采用刚性连接。采用抗震性能化设计方法,对主体结构进行小震弹性计算、中震和大震性能验算以及大震弹塑性时程分析,并重点对高位连廊钢结构进行了针对性分析。11层和屋面层连廊位置处楼面的楼板有效宽度变小,因此对楼板进行了专项受力性能分析。最后,根据结构各阶段性能分析结果对薄弱部位采取针对性加强措施,确保结构在满足建筑功能、经济合理的条件下具有较好的抗震性能。
2019年01期 v.49;No.493 106-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1348K] [引用频次：2 ] |[下载次数：297 ] - 赵建忠;郑志刚;王干;朱寻焱;艾辉军;周慧鑫;
苏州龙湖某综合体建筑总高度218.5m,结构高度198.5m,采用钢筋混凝土(RC)框架-核心筒结构体系,是具有扭转不规则、偏心布置、楼板局部不连续、竖向刚度突变等不规则项的超B级高度高层建筑。采用抗震性能化设计方法,根据设定的抗震性能目标,对主体结构进行了小震、中震和大震性能计算。同时针对项目的特点,进行了大震静力和动力弹塑性分析、大开洞楼板专项分析等。计算结果表明,结构体系合理、安全、可靠,能够满足预定的性能目标,大开洞楼板可实现中震不屈服。
2019年01期 v.49;No.493 113-119+75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1273K] [引用频次：10 ] |[下载次数：257 ] - 江淼;谈丽华;郭一峰;潘戈;
苏州博物馆西馆项目是由10个边长为25m的单体相互连接组成的建筑群,采用大空间剪力墙结构体系。详细介绍其所采用的结构体系以及结构设计特点及难点,提出了相应的性能化设计目标及超限设计措施。分析结果表明,结构体系及构件均能达到预定的性能设计目标。同时简要介绍了包络设计方法的应用以及设计使用年限为100年建筑的耐久性设计。
2019年01期 v.49;No.493 120-124+70页 [查看摘要][在线阅读][下载 837K] [引用频次：1 ] |[下载次数：974 ] - 江淼;朱寻焱;谈丽华;杨律磊;郑志刚;
苏州绿地中央广场综合楼建筑总高度为243.4m,地上58层,地下3层,采用钢筋混凝土框架-核心筒结构体系,结构平面和竖向均存在不规则项,属于超B级超限高层建筑工程。首先介绍了塔楼结构的方案比选和最终结构布置,然后根据设定的抗震性能目标,对主体结构进行了小震、中震和大震性能计算,并对大开洞楼板进行了楼板受力性能分析。此外,通过Pushover分析获得了结构构件屈服顺序;通过弹塑性时程分析获得了结构在大震作用下的残余变形。根据分析结果对薄弱部位采取加强措施,确保结构在满足建筑功能、经济合理的条件下具有较好的抗震和抗风性能。
2019年01期 v.49;No.493 125-132页 [查看摘要][在线阅读][下载 1454K] [引用频次：13 ] |[下载次数：214 ] 下载本期数据