抗震约束下大跨度空间钢结构设计中支吊架的合理选取

大跨度空间钢结构设计中,合理选取支吊架对建筑的抗震性有着重要的影响,当前设计过程中未考虑支吊架组合后的抗震性能。综合选取适用于大跨度空间钢结构的支吊架结构,使其具有更优的抗震性能。首先给出目前应用较多的三种结构,其次给出一定的抗震约束条件,如承载力、应力应变与拉伸变形等。在条件约束下,给出具有抗震能力的支吊架选取模型并给出具体计算示例,选取和组合具有一定抗震能力的大跨度空间钢结构支吊架。结果表明,相较于传统的随机支吊架选取方式,具有抗震能力的模型下支吊架核心钢结构抗震水平明显提升。     

大跨度空间钢结构抗震及施工模拟分析研究展望

随着大跨度空间钢结构的迅速发展,大量的空间钢结构建筑不断涌现。抗震研究对结构使用过程中的安全保障尤为重要,而结构施工过程的受力状态与结构一次成形的设计状态往往有很大不同,保障施工过程的安全就需要进行施工过程力学模拟分析。对大跨度空间结构抗震研究所面临的问题做了简单总结,然后对大跨度空间结构施工模拟分析的现状、内容、目的、实现方法做了系统详细的叙述,最后总结了施工模拟分析所面临的问题和不足。     

大跨度空间网格结构在地震行波作用下的响应

本文对地震行波三向正交分量分别独立作用和联合作用下的大跨度空间网格结构的地震响应（包括结构控制点的位移，杆件内力，柱底弯矩等）进行了数值分析，结果表明，与一致地震振动相比，地震动的行波效应可使大跨度空间网格结构的控制点位移增大21%，柱脚弯矩增大79%，杆件内力增大100%，因此，在大跨度空间结构的抗震分析中必须进行详细的抗震分析。     

大跨度主-副桁架钢结构的地震反应探讨分析

桁架钢结构被广泛应用于大跨度建筑中,分析桁架钢结构的地震反应具有一定的现实意义。构建大跨度主-副桁架钢结构的有限元模型,以该模型作为研究对象,对其进行地震反应的探讨分析。采用自振特性分析方法在刚度和质量两个因素的基础上分析大跨度主-副桁架钢结构的自振特性;通过振型分解反应谱法分析大跨度主-副桁架钢结构的力学性能,利用桁架钢结构的力学性能分析其地震作用下的反应。模拟发现,大跨度主-副桁架钢结构刚度较好,其抗风柱柱脚连接处的受力最强且位移最大,为大跨度主-副桁架钢结构的地震反应研究提供参考,为其抗震设计提供初步依据。     

新型抗震支吊架振动台试验研究

在地震作用下,抗震支吊架理应保障建筑机电工程设施和管道系统均具备良好的服役性能。因此,对抗震支吊架的抗震性能进行检测至关重要。本文以某典型地下室抗震支吊架为对象开展了顺管向地震模拟振动台试验,通过多工况试验对比分析了不同支吊架的位移和加速度的地震响应。试验结果表明:抗震支吊架显著降低了管道位移,减振率最高可达到96%,但对于加速度响应的抑制作用较小。易损性分析表明:采用成品支吊架时,管道系统在遭受相当于设防烈度的地震作用时会发生严重损伤,而采用抗震支吊架的管道系统能够保全其功能。     

航空类大跨度维修机库结构选型及抗震防冲击性能的研究进展

针对航空类大跨度空间结构地震动力灾变及抗冲击性能研究不足的问题,通过分析国内外关于航空类大跨度维修机库空间结构抗震防冲击性能与结构选型的相关研究成果,分别从大跨度维修机库结构选型的发展与原则、特征分类与特殊性以及结构选型及抗震防冲击的关键问题等方面进行了重点探讨,在分析大跨度维修机库的特殊性与灾害荷载复杂性的基础上指出了该结构抗震防冲击性能的技术难题,系统梳理了航空类大跨度维修机库结构选型及抗震防冲击性能亟需解决的学术问题,为大型飞机维修机库结构的选型与防震抗冲击安全防护提供借鉴和参考。     

基于多尺度模型的空间Y型拱桥抗震性能分析

对建造在高烈度区大跨度桥梁，其抗震安全性分析是桥梁设计中重要环节，特别是对结构复杂的异形空间桥梁体系。杆系模型计算效率较高，但不能反映关键构件局部受力和变形；局部构件的边界条件确定困难，而且难以准确模拟荷载传递过程，不能满足实际工程需要，而多尺度模型为兼顾计算精度和效率提供了可能。本文基于多尺度模型和杆系模型的方法，对大跨度空间Y型拱桥的动力特性进行分析，验证了桥梁多尺度建模方法的精确性与可靠性；在此基础上，开展大跨度空间Y型拱桥结构地震反应分析，探讨了大跨度拱桥地震响应规律以及关键构件局部受力和变形特征，对其抗震性能进行合理评估。     

多点输入下大跨结构地震反应的频域精细传递矩阵法

地震输入问题一直是工程结构抗震研究所关注的焦点.在对大跨度结构进行抗震设计时,需要考虑多点地震输入的影响已成为国内外学术界和工程界的共识.本文根据傅氏变换,运用精细传递矩阵法推导出了大跨结构在多点地震输入下的频域精细传递矩阵,并在频域内对大跨度结构进行了动力分析.这种方法公式简单,能够快速、高精度地进行结构的地震反应分析.算例显示了本文方法的有效性.     

超大跨度斜拉桥考虑行波效应的地震动随机响应研究

斜拉桥地震反应不同于其它桥型,具有明显的空间耦合效应.利用有限元理论对苏通长江公路大桥的空间抗震性能进行分析,重点研究行波效应对结构响应的影响,并与一致激励计算的结果进行比较,为大跨度斜拉桥抗震分析采用随机方法提供了一定的参考依据.研究结果表明,行波效应对斜拉桥结构内力有显著的影响,大跨度斜拉桥抗震性能分析必须考虑行波效应.而行波效应的影响与结构自身动力特性、视波速、构件位置及研究响应类型(位移与内力)相关.     

某多层钢结构商住楼功能改造加固设计研究

廊坊三河镇某多层钢结构商住楼拟改为幼儿园,其使用功能发生改变,且抗震规范修订后该区域抗震设防烈度、设计基本地震加速度值和设计地震分组均有所提高,为满足工程需要,对该商住楼进行检测鉴定评估,依据鉴定评估结果,在满足使用功能、经济性及便于施工的前提下,对结构存在的问题和缺陷进行加固,加固效果良好,为以后同类工程提供技术参考。     

综合BIM结合表面图像分析的钢结构无损检测方法

采用质量脆弱性评价方法检测地震区绿色施工建筑钢结构时,易受噪声的干扰,且检测深度较浅,未能全面检测钢结构的损坏情况。提出综合BIM结合表面图像分析的钢结构无损检测方法,使用小波分解方法对建筑钢结构的检测图像进行去噪处理,通过膨胀与腐蚀处理增强检测图像的清晰度,采用红外图像技术,依据缺陷边缘处检测图像恢复的变化率,通过旋转跟踪法依次提取缺陷边缘,构建基于BIM的地震区绿色施工建筑钢结构检测模型,全面掌控地震区绿色建筑钢结构的材料、无损检测以及管理等过程,管控建筑钢结构全寿命周期,完成建筑钢结构的无损检测。实验结果表明,所提方法有效检测率为100%,检测深度高达1 499 mm,且检测结果的相对误差仅有0.000 7%。     

变截面门式刚架稳定及地震反应研究进展

变截面轻钢门式刚架为我国单层大跨度工业和仓储建筑的主要结构形式.本文简要回顾了国内外变截面轻钢门式刚架稳定和地震反应研究的概况,介绍了其稳定分析及稳定设计方法的新进展以及地震反应理论分析、实验研究和分析方法的新进展,指出了目前在稳定和动反应研究及工程应用中存在的问题.针对我国相关现行规范在变截面门式刚架稳定和抗震设计方面规定的不足和存在的缺陷,提出了在稳定、地震反应及极限承载能力的判定方法等方面的研究建议.     

随机振动下大跨度钢管混凝土柱结构抗震性能测试方法

由地震等自然灾害引发的等级多变强随机振动会对大跨度钢管混凝土柱结构产生较大的破坏,造成相关建筑全结构寿命周期性衰减。提出一种随机振动下大跨度钢管混凝土柱结构的抗震性测试方法,在等级多变强随机振动的情况下,设计测试模型,利用信号的协方差矩阵将振动信号与噪声进行分离,通过计算振动信号的强度、后验密度及权值系数等对振动信号进行预处理,获取单一寿命衰减参数;在此基础上引入粒子群算法,求解大跨度钢管混凝土柱结构寿命衰减抑制周期,判断其抗震性。实验结果表明,按照大跨度钢管混凝土柱结构寿命衰减抑制周期的判断方法,可实现对相关建筑结构在等级多变强随机振动下的抗震性测试。     

多维地震输入下首都机场航站楼T3反应谱分析

首都机场航站楼(T3)下部为混凝土和钢混合框架,上部为复杂的双曲面形双层扁网壳,长960 m,宽780 m,为超大体量大跨度复杂空间钢结构体系。本文采用SAP2000有限元软件,对其进行了单维和多维地震输入下的反应谱分析,研究了单维和多维地震输入对构件内力、节点位移和地震总剪力的影响;研究了多维地震输入下地震响应值与按规范地震组合公式计算所得地震响应值的关系;研究了模态提取数目和质量参与系数的关系,CQC法中参与组合的模态数目与结构地震响应的关系。研究表明,采用振型分解反应谱法时,模态频率越高,对结构内力的影响越小,对于对结构影响较小的高频模态,可以忽略其对结构的影响;根据单维和多维地震反应的对比分析,对超大跨度复杂钢结构宜进行三维地震输入的反应谱分析。另外,本文提出了一种新的地震效应组合方法,可替代多维地震反应分析,并弥补现行规范的不足。     

基于粘滞阻尼器的元江大桥减震设计方案

为了提高大跨度桥梁的抗震性能水平,基于粘滞阻尼器的结构减震控制技术成为专家学者研究的重点和工程设计人员首先考虑的抗震设防措施。现有成果主要集中在大跨度公路斜拉桥的研究和应用,在山区的非规则高墩钢桁连续梁桥研究的较少。以云南省元江大桥为例,采用Midas/civil建立弹性分析的有限元模型,对元江大桥进行了动力特性分析。采用快速非线性时程分析方法对粘滞阻尼器参数进行了优化分析,并且总结了粘滞阻尼器参数对高墩连续梁桥的减震作用规律。最后,通过有控和无控结构的地震动响应对比分析,评价了安装阻尼器后的结构主控部位的减震效果。结果表明:减震控制提高了结构的安全性。     

基于实例分析的绿色钢结构抗震与环保性能研究

为优化绿色钢结构建筑的安全性能与环保性能,基于一40层框架-支撑钢结构建筑实例进行抗震性能与环保性能分析。根据实际建筑参数构建该绿色钢结构建筑剖面图,基于时程分析法记录不同地震波作用下建筑水平位移随时间变化情况,基于Pushover分析法分析方钢管混凝土组合异形柱在罕见地震中的基底剪力和弹塑性变形,基于对比实验方法验证其环保优越性,并得出以下结论：建筑的方钢管混凝土组合异形柱符合国家抗震性能要求,整体建筑的抗震性能随楼层的增加而减弱;与钢筋混凝土结构、砖混结构相比,钢结构能有效节约施工水电用量、降低施工噪声,是一种抗震性强、环保性能优的绿色建筑形式。     

基于Pushover分析的CFRP网架失效模式及其控制方法

空间结构正在向着超大跨度发展,结构自重是限制其实现这种跨越能力的重要因素。碳纤维复合材料(CFRP)具有轻质高强的特点,为这一问题的解决提供了有效的途径。以空间结构中最普遍采用的平板网架为研究对象,采用Pushover分析方法,对CFRP平板网架的抗震能力、失效破坏模式及其控制方法进行了研究。首先,研究了CFRP网架竖向多模态Pushover分析方法;其后,以一个100m跨度正放四角锥CFRP网架为例,研究了考虑支座情况下CFRP网架在单向水平、双向水平、竖向及三向等荷载情况作用下的失效准则、失效模式及其控制方法。分析结果表明,CFRP网架支座的建模方法对网架的Pushover分析结果有很大影响。在水平地震荷载及三向地震荷载作用下,控制CFRP网架失效的关键条件是网架支座水平位移不超过其位移限值。     

变电站地面景观建筑防震设计

伴随着我国城市建设的快速发展,变电站地面景观建筑防震设计有着举足轻重的作用,为了满足不同建筑功能的抗震要求,提出基于变电站地面建筑防震设计方法。将剪力墙与框架结构有效的结合起来,通过分析框架剪力墙建筑结构的优缺点,给出变电站地面建筑防震设计原理和防震控制指标,根据各项指标分析框架剪力墙在防震设计中的要点,以达到变电站地面景观建筑的刚度要求,实现防震设计。实验结果表明,所提出基于变电站地面建筑防震设计方法可有效提高整个结构的抗震能力,并且能够有效降低成本开销。