巨型钢框架复合支撑体系的拉索预拉力预估理论

如何确定拉索预拉力是巨型钢框架预应力复合支撑体系的关键问题。首先基于拉索作用建立拉索预拉力的确定准则,然后依据简化的弹簧模型,详细推导了竖向荷载和预拉力作用下,复合支撑内力增量方程,最后基于预拉力确定准则和结构变形叠加原理建立了拉索预拉力的确定理论。研究表明,拉索预拉力应确保竖向荷载作用下复合支撑内力增量平衡,并确保最不利工况下拉索具有剩余拉力;拉索预拉力必须从顶部大层往下逐层求解;建立的预拉力确定理论可为巨型钢框架预应力复合支撑体系的初步设计及定性评判奠定理论基础。     

巨型框架悬挂体系动力系统及减震性能分析

文中分析了巨型框架悬挂体系的动力学模型及其动力特点，与坐承式巨型框架的比较结果表明，巨型框架悬挂体系有很好的减震性能     

预应力混凝土巨型框架考虑施工过程的分析模型

考虑巨型框架结构的特点,结合预应力筋张拉的情况,提出了一种新的施工模拟计算模型．所建的模型反映了该种建筑结构在施工过程中的实际受力状态,分析结果可供工程设计参考．     

对巨型框架悬挂结构的抗震性能的初步研究

本文介绍了巨型框架悬挂体系的概念,通过总结前人研究的成果,概括给出了巨型框架悬挂体系的结构控制思想以及它的现今在采用的主要的动力学模型,并总结得出了该体系的振动特性,并依据这些特性归纳得到了在这一体系中所体现的抗震原理,同时对现行的巨型框架悬挂减震体系的设计方法进行了介绍。     

巨型框架-耗能支撑结构新体系

介绍了现有的巨型结构体系的类型,在吸取巨型框架结构体系和巨型桁架结构体系优点的基础上提出了巨型框架—支撑结构体系.为了提高巨型框架—支撑结构体系的抗震性能,结合当今耗能减震技术的发展而提出巨型框架—耗能支撑结构新体系,并指出该体系在设计和应用中应深入研究的若干问题.     

巨型钢框架MR智能减震结构的地震反应分析

采用wilson-Θ法求解巨型钢框架MR智能减震结构运动方程,提出基于最优主动控制算法(LQR算法)的双出杆剪切阀式MR阻尼器的半主动控制算法,并选择普通巨型钢框架结构(主结构3层,次结构3层)和巨型钢框,用LQR算法和半主动控制算法分析最大地震反应及控制效果.结果表明,巨型钢框架MR智能减震结构比普通的巨型钢框架结构优越,MR阻尼器能够有效地减小主结构的地震反应.     

拉索预应力球面巨型网格结构静力性能优化分析

针对拉索预应力球面巨型网格结构的静力优化问题,提出对拉索预应力、立体桁架梁高度、杆件截面的三级优化法,对各变量分别采用不同的目标和方法进行逐级优化.对杆件截面优化以结构自重为目标函数并采用满应力法;立体桁架梁高度通过结构内力峰值和挠度比两项指标予以确定;优化拉索预应力时,采用结构杆件内力的平方和最小为目标函数建立数学模型,并运用影响矩阵线性优化法和复形法求解.文中对一个180 m跨度的结构,提出了5种不同的布索方案,并基于以上理论,进行了优化分析.结果表明,实际工程采用沿周边布索方案为佳.同时优化分析结果也证明了本文采用的优化分析方法和编制的程序是高效可行的.     

巨型钢框架节点基于性能的研究

基于性能的设计方法是当前结构设计的发展趋势,在基于性能的结构设计方法中,节点的行为参数确认与性能评估是重要的组成部分,而节点的相关判断准则不能脱离结构而存在.巨型钢框架节点受力较复杂,为了得到基于整体结构的巨型钢框架节点的性能指标:①建立了巨型钢框架有限元分析模型,选择了6个具有代表性的节点,采用ANSYS中的实体单元SOLID45建模,其余杆件采用梁单元BEAM188建模;②对整体结构采用位移加载的方式,以巨型钢框架结构的位移性能为控制指标,分析巨型钢框架节点在不同位移性能指标下的力学性能,从而建立了基于整体结构的巨型钢框架节点的性能指标.     

深基坑钢连杆内支撑体系受力分析

深基坑工程中常采用钻孔灌注桩、钻孔咬合桩和地下连续墙及其结合钢结构内支撑等支护结构形式.结合实际深基坑受力情况,研究钻孔咬合桩—钢结构内支撑的受力特性,主要研究内容为深基坑中钢连杆支撑对钢结构内支撑体系的受力影响,合理布置钢支撑,做到安全经济.     

拉索预应力巨型网格结构布索形式研究

针对由预应力和巨型网壳结构组合而成的一种超大跨度拉索预应力空间结构体系,总结了该结构体系已提出的两种预应力布置形式的索杆布置原则、受力机理、具体形式与几何拓扑关系;并在此基础上提出两种改进型拉索预应力布索形式.通过与已提出的两种布索形式及未布索桁架拱进行对比分析,初步研究了改进型布索形式下立体桁架拱的静力及稳定性能.对比指标包括结构最大位移、支座水平反力、杆件内力峰值、结构稳定极限承载力及失稳模态等5个方面.分析结果表明,两种改进型布索形式的引入均可有效地提高桁架拱的结构刚度,改善结构的静力性能,并能较大地提高其稳定承载力,同时还能改善已有布索形式的缺陷,是较合理的索杆布置;其中第2种改进型布索形式的综合性能更好,是一种更有效的布索形式.     

巨型钢框架结构动力分析的简化计算模型探讨

为了减小动力分析时结构的自由度数量,本文对常用的某结构形式的巨型钢框架结构体系,首先推导巨型构件的等效抗弯刚度和等效剪切刚度而得到其等效模型,并通过自振特性分析和地震作用时程分析,对等效模型和精确杆件模型的计算结果进行分析和比较.计算结果表明,等效模型具有较好的计算精度,可满足工程实际初步设计的要求.     

巨型框筒-钢子框架结构动力特性的参数影响分析

巨型框筒钢子框架结构是一种新型的结构体系,本文以1栋48层巨型框筒钢子框架结构为例,运用Midas软件建立三维空间有限元模型,并进行了模态分析,考查了该结构的自振特性;并改变该结构各构件刚度、质量等关键参数,采用弹性时程分析方法,研究了子结构、巨型框架、核心筒刚度的变化对结构动力特性的影响.研究表明巨型框筒钢子框架结构具有良好的抗震性能,并给出了参数影响规律.     

组合楼板对装配式钢框架节点抗震性能的影响

为了解决装配式钢框架中节点区域构造复杂和传力机制不明的问题,提出一种考虑组合楼板作用的端板螺栓连接节点。设计并制作了2组端板连接的装配式梁柱节点,进行了低周往复循环荷载试验,建立了节点试件的数值模型,分析组合楼板对节点的破坏模式、滞回性能、承载能力、半刚性性能、受力特征的影响作用。结果表明,端板连接节点主要破坏模式为端板的弯曲变形,组合楼板的加入会使滞回曲线产生一定的捏拢现象,同时会产生组合楼板开裂破坏现象;增加组合楼板后,端板连接节点的初始转动刚度、极限承载力、耗能能力分别增加了约22%,13%,22%;组合楼板和钢梁上翼缘共同作用时,荷载通过组合楼板传递至柱腹板;与闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点相比,采用开口型压型钢板-混凝土组合楼板的节点初始转动刚度和极限承载力分别提高13%和9%。组合楼板能有效提高端板连接节点的抗震性能,扩大节点核心区的传力范围,增强梁柱传力机制,可为进一步提高装配式节点性能提供参考。     

初弯曲对钢框架的受力性能的影响分析

建立了考虑构件初弯曲的单层单跨钢框架计算模型,对不同初弯曲度下结构的位移、内力进行一阶和二阶分析,得出构件初弯曲对钢框架受力性能影响的一般性规律．     

框架结构中无粘结预应力筋极限应力

为了研究各种结构形式中影响无粘结预应力钢筋(UPS)应力变化的主要设计参数,通过非线性有限元分析给出能全面准确计算各种不同结构形式中UPS极限应力的计算公式。分析了影响UPS应力变化的主要参数综合配筋力比、预应力度、配箍率、跨高比、荷载形式、结构形式对框架结构中UPS极限应力的影响。结论是:对框架结构中UPS极限应力影响较大的设计参数有综合配筋力比、配箍率、跨高比、水平荷载效应比。修正了UPS极限应力的计算公式。结果表明:现有规范ACI318-89、BS8110、JGJ/T92-93计算结果存在局限性,特别是对承受较大水平荷载的无粘结预应力混凝土框架的设计存在不安全的情况。对修正公式、规范公式与试验结果进行了对比。在承受较大水平荷载的框架结构中采用修正公式计算UPS极限应力更准确、对结构使用更安全。     

钢框架-钢板墙和钢管混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能对比分析

为满足建筑工业化的迫切需求,进一步拓展钢框架-钢板墙结构和钢管混凝土柱-钢梁框架结构2种典型结构体系在高烈度区的应用,以某高烈度地区保障性住房建设项目为结构方案原型,分别对其进行多遇地震下的反应谱抗震设计,并补充了弹性动力时程分析验算,同时对比分析了罕遇地震下2种结构的弹塑性抗震性能。结果表明,钢框架-钢板墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型,塑性铰主要出现在钢板墙附近的梁端和柱端,而钢管混凝土柱-钢梁框架结构体系侧移模式呈剪切型,塑性铰主要出现在结构中间层的梁端。2种结构体系均能够满足预期的抗震设计要求,适用于高烈度区的多高层民用建筑。     

高效预应力叠合板的试验研究

针对预应力叠合板工程应用中两方面的问题进行了研究：一方面通过增设钢筋桁架增加叠合前预应力薄板的刚度和承载力以增加其适用跨度;另一方面通过钢筋桁架提高预应力薄板和后浇混凝土交接面的抗剪承载力,并利用空心成孔管减轻叠合板自重。首先通过理论分析提出了新型叠合板在叠合前的刚度和承载力计算公式,通过足尺模型试验验证了钢筋桁架提高预应力薄板刚度和承载力的效果,并初步验证了理论分析所得刚度和承载力公式的可靠性。     

预应力钢绞线钢筋混凝土框架柱抗震加固设计

框架结构中框架柱是主要承重构件之一,框架柱自身性能对框架整体的抗震性能有着重要影响。目前研究中乏有预应力钢绞线的加固设计研究,因此限制了该项技术在实际工程中的使用。对课题组相关研究成果以及其他相关研究成果和设计规范,从该项技术加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)框架柱正、斜截面承载力出发,研究了其框架柱抗震加固设计和控制其最终破坏形态的方法。研究表明,预应力钢绞线加固RC柱能够抑制早期RC柱显著提高柱的正、斜截面承载力,抗震方面也能够有效地提高柱的延性以及耗能能力。