中文核心期刊 中国科技核心期刊 (中国科技论文统计源期刊) 中国科协建筑科学领域高质量科技期刊 《中国学术期刊文摘》收录期刊 RCCSE中国核心学术期刊(A) 中国学术期刊网络出版总库 万方数据知识服务平台 维普中文科技期刊数据库 超星期刊“域出版”平台 JST日本科学技术振兴机构数据库(日) 科技期刊世界影响力指数(WJCI)报告 中国期刊方阵“双效”期刊 建设部优秀科技期刊
平面凹凸不规则高层建筑由中心区和若干个伸出单肢连通过“弱连接楼盖”连接组成。由于单肢结构刚度较弱，一般不能独立存在，因此弱连接楼盖是保证单肢结构能够与其他部位结构共同工作抵御风和地震作用的关键构件。由于现行规范对这一问题尚无相关内容和规定，采用弹性有限元方法对这类结构在水平地震作用下的计算进行分析，揭示楼盖弱连接部位在水平地震作用下的受力特点，提出相应的设计建议。结果表明：弱连接楼盖单肢端截面在地震作用下不但产生了剪力，同时还产生轴拉力以及相应的面内弯矩，截面内力在顶部楼层最大，中高部楼层面内剪力较小，应重视弱连接部位面内轴拉力和弯矩，考虑双向地震作用并加强相应措施。
现行规范对平面凹凸不规则结构的“弱连接楼盖”的内力分析方法尚无相关规定，采用不同计算方法进行水平地震作用下的内力计算，往往得出相差颇大的计算结果。阐述了单肢端截面受力机理，将两个简化计算公式与弹性有限元法进行分析比较，并通过实际案例提出相应的设计建议。结果表明：两个简化计算公式假定物理概念明确，且计算简单，但是忽略了单肢上、下竖向构件剪力对单肢端截面内力的影响，与结构实际情况不符；忽略了结构扭转和结构竖向构件剪力差的抗剪作用。建议与弹性有限元法计算结果进行全面分析比较后，对简化计算公式在不同楼层部位提出适当的修正系数，使其可直接应用于设计。
一般建筑平面饱满规则时，楼盖设计主要由竖向荷载起控制作用，现行规范缺乏针对楼盖在水平地震作用下的内力计算方法和相应构造设计的规定。但是对于平面凹凸不规则结构的弱连接楼盖，水平地震作用可能会对楼盖配筋设计起到控制作用。通过总结已取得设计经验和研究成果，从弱连接楼盖面内实际受力出发，提出了弱连接楼盖面内受力抗震性能目标的相关建议，初步列出了弱连接楼盖一些基本构造要求，提出一个较为完整的弱连接楼盖的抗震设计方法。结果表明：该方法具有较可靠的理论基础和较清楚的物理概念，且考虑了双向地震等不利因素的影响，可更好满足结构抗震安全性的要求，可以在设计中推广使用。
深圳恒裕后海金融中心B、C塔楼结构高宽比接近11,核心筒高宽比接近35,为沿海地区高宽比超大的超高层建筑。根据场地周边环境，合理确定了塔楼不同方向的地面粗糙度类别，得到了更准确的风荷载值。针对超大高宽比引起结构刚度弱的特点，选择受力合理的框架-核心筒结构形式，并在不同避难层设置伸臂桁架加强层或黏滞阻尼器，以提高结构的抗侧刚度或附加阻尼。由于场地岩层埋深很深，确定采用后注浆工艺的旋挖成孔灌注桩基础。为进一步优化设计，放松了风荷载作用下结构楼层位移角限值，但确保结构构件承载力及抗震安全性满足要求。同时对阻尼器设置、加强层方案及高含钢率的型钢混凝土柱进行了介绍。
深圳国际艺术博览交易总部是一座造型独特，蕴含文化元素的超限高层建筑。建筑中下部平面外轮廓内缩，结构设计采用斜柱方式解决立面变化，在四个立面均有框架柱倾斜，特别是北侧和东侧的斜柱数量多、斜率大。结构体系采用带3道加强层的框架-核心筒结构。分析了竖向荷载下的结构水平变形，对由斜柱引起楼盖轴力作用的框架梁及楼板进行了分析和设计验算，对多柱倾斜转折的相交节点进行了有限元分析和构造设计，确保整体结构及构件、节点设计安全。
中兴通讯总部大厦1栋为具有立面悬挑及体型收进特点的超高层建筑。在方案阶段，对立面悬挑进行了多方案比选，结果表明斜柱倾角对整体指标及经济性影响较小，随着斜柱倾角增大，斜柱端部拉力及相关楼层剪力墙的剪力有明显增加。对斜柱转换结构进行了详细的传力路径分析并总结了其受力特点，提出了斜柱转换结构关键构件的设计方法，保证了斜柱结构可靠性。通过“抗”与“放”相结合的方式解决了斜柱顶部楼板应力较大的问题。对体型收进进行了受力特点及变形分析，结果表明体型收进结构在竖向、水平荷载作用下分别有不同于常规结构的传力特征，在竖向荷载作用下也存在较为明显的水平变形。根据分析结果，对体型收进处采取了一系列有针对性的结构加强措施。
南京AI总部基地大楼由三部分组成，其中B1、B2塔楼通过强连接方式形成B塔楼，空中连廊采用弱连接方式与A塔楼、B塔楼相连，形成一栋三塔复杂连接超限高层建筑。重点分析B塔楼的不规则及超限情况，经过对比，采用跨层BRB支撑控制剪力墙交通核偏置引起的扭转效应。小震时程分析表明B塔楼可按规范反应谱进行设计；针对不同构件设定相应性能目标，并通过等效弹性方法利用中、大震反应谱进行分析为施工图提供设计依据。分塔和总装模型分析结果显示，空中连廊的存在使A塔楼、B塔楼受力互相帮扶，18层以上存在鞭梢效应，地震剪力须放大。总装模型大震弹塑性分析结果显示，连梁为主要耗能构件，框架梁耗能有限；连体楼板配筋由中震不屈服工况控制；连体部位楼板舒适度验算满足规范要求。
以陕西文化创意国际大厦为工程背景，介绍了项目及两座塔楼间27.3m跨钢结构连廊(连接体)的分析与设计过程，阐述了弱连接体结构设计相关要点，包括连接方式的选择、分析计算以及构造措施等。对主体结构进行了静力分析、弹性时程分析、静力(动力)弹塑性分析，对连接体支撑构件采取了抗震性能化设计思路。结果表明：结构设计合理，经济安全。
华润太原万象城属于大型城市商业综合体建筑，采用了钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系，基础采用桩基础加防水板，楼盖为现浇钢筋混凝土梁板结构，屋面多个功能区采用了大跨异型钢结构采光顶。经分析判断，该结构为存在扭转不规则、大跨度梁、长悬挑梁、转换梁、楼板弱连接、穿层柱、结构平面超长等不规则类型的超限高层建筑。从结构体系与布置、超限情况分析、主要设计措施、结构抗震计算等方面进行介绍，全面讨论了该项目结构设计过程和方法，结果表明本项目结构设计的相关措施和计算具有有效性和合理性。
深业世纪山谷花园项目为结构高度为240m的超高层钢筋混凝土剪力墙结构住宅，通过在避难层设置套索阻尼器方案可有效降低其顶点(角点)加速度，满足风振舒适度要求。针对套索阻尼器设置在不同楼层、不同的阻尼系数、阻尼指数对风振舒适度的影响进行了敏感性分析；对剪力墙结构因存在主体结构弯曲变形、徐变及套索阻尼器销轴连接间隙、转动、摩擦等对阻尼器性能的不利影响，采用附加阻尼法进行补充分析；针对阻尼器在风振作用时出力、行程离散性较大特点，进行了个别阻尼器失效的影响分析。同时，考虑了阻尼器支撑体系的刚度及耐久性，计算结果均满足现行规范及结构安全性要求。
探讨了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)(简称高规)关于高层建筑嵌固端的规定及嵌固端选取遇到的问题。指出高层建筑宜采用带地下室的整体模型进行结构分析，无论选定的嵌固端位置在何处，实际的嵌固端都是地下室底板。高层建筑的地下室顶板不满足高规关于嵌固端的要求时，或不需要以地下室顶板以上结构单独建模分析时，建议均选地下室底板为嵌固端。此时，地下室顶板可以开大洞或错层，可以做成无梁楼盖，地下一层与首层剪切刚度比无需满足大于2的要求。只要结构分析时在地下室外墙处尽可能真实地考虑“土弹簧”的作用，且尽可能真实考虑楼盖的实际状况，计算机软件都能基本正确地反映传力途径及结构构件内力。同时，所有与室外地坪标高接近的地下室楼盖均需按高规关于嵌固端的要求进行构造加强。
深圳岗厦北交通枢纽中庭结构跨度51.2m×48m,是远超常规的大型明挖地下结构；通过方案比选，确定采用主要受力构件为钢-混凝土组合梁和大直径钢管混凝土柱的平板正交主次梁框架结构体系。计算了中庭大跨结构在各种工况下的受力，验算了结构的承载力、位移、裂缝宽度等指标；分析了结构在分别拆除五种关键受力构件时的受力，评估了结构的抗连续倒塌性能；建立了大跨结构模型，对比了结构在无防火保护和采用防火措施下的抗火表现；分析了站桥合建关键转换梁节点受力状况；比较了4个临时支撑布置方案，核验了施工阶段结构内力。结果表明，结构在三向地震作用下的力学响应满足设计要求；关键受力构件失效后仍具有较高的剩余承载力；采取设计抗火方案后结构的抗火性能满足要求；关键转换梁节点构造合理，受力性能良好；按比选后方案设置的临时支撑可以显著降低施工阶段的内力，施工阶段的受力满足要求。结构设计合理，性能优良。
对深圳宝安国际机场卫星厅整体主楼、分缝主楼进行了多点多向输入和单点多向输入的多遇地震反应分析，研究了屋盖分缝对钢结构关键构件内力、结构位移的影响；对整体主楼、分缝主楼进行了罕遇地震作用下的地震反应分析和温度应力分析，对比了整体主楼、分缝主楼关键构件的损伤状况，探讨了钢结构分缝后关键构件内力、楼板应力的变化。分析结果表明：多遇地震作用下，钢结构分缝后行波对结构的影响明显减小，使得钢结构下弦轴力、腹杆轴力和框架柱内力明显减小；伸缩缝两侧相邻点的X、Y、Z向最大位移差分别为41、20、16mm,分缝处的措施应考虑地震产生位移差的影响；罕遇地震作用下，分缝后钢结构对下部混凝土柱的约束作用降低，支撑屋盖混凝土柱、钢结构弦杆、网架腹杆损伤情况明显减小；伸缩缝降低了结构的温度作用。
天津理工大学新建体育馆屋盖工程采用了马鞍形边界的杂交型索穹顶结构体系，即索穹顶的边界为马鞍形的混凝土大环梁与框架柱组成约束边界，索穹顶内圈拉索构件参照Geiger型布置，而最外圈参照Levy型布置。采用两种有限元软件对索穹顶的找形结果进行了校核，最大位形偏差值为6.7%。根据杂交型索穹顶的受力性能，研究了杂交型索穹顶关键节点的样式和受力性能。针对现场受限的施工空间，制定了在高空中心塔架上拼装中心受拉环，再对称安装拉索的施工工艺，最后通过分别同步牵引张拉最外圈上脊索和下斜索使索穹顶成形，并对杂交型索穹顶的施工全过程进行了仿真分析和施工监测。结果表明，实测数据和理论数据吻合。通过对这种结构体系从优化设计到施工工艺进行深入分析和研究，从而全方面地掌握该结构体系的工作性能，保证了施工工艺的可行性，以及结构在安装过程中的安全性和可靠性。
叶素-动量理论是一种基于二维平面的近似理论，未考虑三维旋转效应和非定常因素，存在一定的局限性，随着风电技术的快速发展，机组尺寸组件增加，风轮直径逐步增大，这种局限性日益突出。对兆瓦级风力机进行整机的双向流固耦合分析，在一定程度上能弥补这种局限性。基于ANSYS Workbench 2020R1软件搭建流固耦合分析平台，采用RNG k-ε模型和滑移界面技术，对美国国家可再生能源试验(NREL)定义的5MW离岸风力机进行整机的双向流固耦合分析，并将结果与单向流固耦合分析进行对比。研究结果表明：在11.4m/s的额定风速下，整机的最大应力192MPa出现在机仓与塔架的连接处；从前缘到尾缘方向叶片位移逐渐增加，呈现非线性分布；翼弦展向2/3左右处出现应力集中现象；对风力机整机进行双向的流固耦合分析，可为风力机的设计提供更加真实可靠的数值模拟结果。
结合高烈度抗震设防区、Ⅲ类场地的工程实例，采用广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92—2021)和国家标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)对不同高度的剪力墙结构、框架结构进行计算分析。对比在两个标准下结构的整体计算结果和总体经济指标，讨论两套《高规》的抗震设计方法、结构抗震安全性，阐明在地震高烈度区应用两个标准设计的结构抗震安全性均有保障。广东省标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T 15-92—2021)采用性能设计方法，方便设计人员对结构总体及关键构件安全度的直观把控。
对广东地方标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(DBJ/T15-92—2021)、《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》(DBJ/T 15-151—2019)及《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)三本规范抗震设计反应谱的标定方式、反应谱曲线及主要控制参数进行了对比，阐述了三者之间的异同，其中谱值差异最大的是位移段；通过不同算例的对比分析指出，《抗规》反应谱位移段谱值整体抬高是长周期结构低阶振型的谱值及低阶振型对基底剪力的贡献均与广东《高规》差异巨大的根本原因，亦是两者楼层剪力分布形态、倾覆力矩均差异大的主要原因。基于对比结果探讨了相对《抗规》整体抬高反应谱位移段谱值(辅助小震最小剪力系数规定)的处理方式，广东《高规》中震最小剪力系数规定及楼层剪力的调整方式或与《抗规》避免长周期结构计算剪力过小的出发点更吻合。
场地特征周期是一项重要的地震动参数，对抗震设计的影响较大。研究了参考文献中的各类插值计算方法，并基于《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)的连续化插入方案及附图，给出了各地震分组条件下的特征周期等值线图以及覆盖层厚度和剪切波速分界线±15%范围内所对应的特征周期数值速查表格，简化了插值过程。同时补充了剪切波速超过700m/s的特征周期插值数值，根据规范附图校准了连续化插入方案及等值线图，讨论了特征周期值不合理的反向跳跃现象和处理方法。
在一向(X向)少墙结构中，Y向剪力墙与楼板组成扁柱-楼板框架，承担X向的部分水平力；与双向剪力墙结构不同的是，一向少墙结构中楼板发挥的作用不仅是传递楼面竖向荷载，同时也要作为扁梁传递水平荷载。通常楼板的设计仅考虑竖向荷载，支座底筋的锚固长度未按纵向受拉钢筋的要求设计；为方便安装，叠合楼板支座底筋的锚固长度仅为墙厚的一半。因此对扁柱-楼板节点在少墙方向水平力作用下的受力性能进行数值模拟研究，分别对采用叠合楼板与现浇楼板的扁柱-楼板节点进行了分析及比较，采用正向单调水平位移加载的方式模拟多遇地震、设防地震和罕遇地震作用，以获得节点在不同地震水准下的受力性能及破坏模式。分析结果表明：采用叠合楼板与现浇楼板的扁柱-楼板节点破坏模式接近，均为楼板面外抗弯屈服；采用叠合楼板与现浇楼板的节点极限抗弯承载力接近；楼板支座底筋锚固长度不低于15倍直径时可实现底筋受拉屈服。根据分析结果提出了一向少墙结构的设计建议。
为了研究矩形铝合金-木组合柱(ATC柱)的轴心受压性能，设计了9根ATC柱及9根矩形空心铝合金柱(RHA柱)进行对比试验研究，探究了不同长细比及不同铝管厚度下柱子的荷载-应变关系、荷载-位移关系，并分析其破坏机理、破坏形态，初步推导了ATC柱的极限承载力。试验结果表明：当RHA柱及ATC柱高度相同时，随着铝管厚度的增加，承载能力有不同程度的提升，并且柱子的刚度及整体稳定性也得以提升；而当RHA柱及ATC柱铝管的厚度相同时，柱子长细比越大，稳定性越弱；RHA柱在截面长边方向的抗弯刚度比在截面短边方向的抗弯刚度小；由于铝管的约束使木材处于三向受压状态，使得ATC柱的初始刚度增加，其极限承载力相对于RHA柱提高了58.4%～838.3%。基于叠加理论的计算方法得出的ATC柱极限承载力与试验结果吻合度较好。
为研究木结构建筑中正交胶合木(CLT)楼板耐火性能，通过两组四块CLT楼板池火对比试验，探究不同油盘直径池火火源及CLT楼板试件不同截面厚度对CLT楼板耐火性能的影响。结果表明，CLT楼板在池火持续加热燃烧过程中，木材热解产生可燃气体被池火火焰点燃，使试件受火面火焰两次增大并蔓延至构件边缘；随着油盘直径增大，CLT楼板耐火时间明显缩短，耐火性能显著降低；截面厚度为20mm的CLT楼板池火试验过程中均被烧穿，平均炭化速度最高达1.538mm/min。截面厚度为25mm的CLT楼板受火45min时均未烧穿，有效阻挡火焰向背面蔓延。适当增加构件厚度，其构件耐火性能明显提高。
在高层建筑的基础类型中，筏板基础具有刚度大、沉降均匀、承载力高、抗震性能好等优点，控制筏板厚度的主要因素是筏板的抗冲切承载力。提出带端板抗冲切钢筋的概念，通过在高强钢筋两端设置端板解决抗冲切钢筋的锚固问题，采用设置抗冲切钢筋提高筏板抗冲切能力，并结合规范阐述了筏板带端板抗冲切钢筋的设计方法。在此基础上，归纳了带端板抗冲切钢筋的构造措施，并对带端板抗冲切钢筋的工程应用情况和综合效益进行分析。研究结果表明，抗冲切钢筋能有效提高筏板的抗冲切承载力，且能节省工期，有较好的经济效益。
深基坑施工过程中周边建筑物的沉降与基坑的水平变形密不可分。针对目前常规先加固被保护建筑基础后进行基坑施工存在可控性差的弊端，结合杭州恒隆广场深大基坑周边建筑物基础控沉托换工程实践，介绍一种基坑周边建筑物群桩智能化伺服持荷沉降主动控制技术。该技术实施前后数据对比表明控沉效果显著，最终平均累计沉降为-32mm,并微调了前期产生的不均匀沉降；基坑最大水平位移与房屋测点最大累计沉降比值从加固前的1∶1.8降低到1∶0.75,取得了预期目标。
施工与设计的符合性是搅拌桩施工的重点管控内容，智能监控是施工管控的主要方法之一。为了加强搅拌桩的施工过程监管，研发了适用于水泥搅拌桩的智能云平台监控系统，详细介绍了该系统的硬件和软件、基本工作原理及技术创新点。该系统硬件包括倾角仪、电流传感器、电磁流量计、深度传感器和新型密度计；软件包括可视化施工模块、智能化报警模块、专业化评分模块、电子化报表模块。通过硬件、软件和云平台的协同作用，可实现实时监控及预警功能，确保施工与设计的符合性。最后，结合实际工程的应用，验证了该系统可以实时监控施工桩长、水泥浆密度、水泥浆流量、电流、速度等施工参数，达到了加强施工过程监管的研发预期。