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考虑粘结作用及抗剪栓钉传力的巨型钢管混凝土柱共同工作性能分析
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作者 张元植 罗金辉 李元齐 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2019年第5期109-116,124共9页
采用数值模拟手段对考虑粘结作用及抗剪栓钉传力的巨型钢管混凝土柱共同工作性能进行分析。首先介绍了ABAQUS程序中的材料本构模型、钢管、混凝土界面模型和抗剪栓钉简化本构模型。通过与相关文献试验结果进行对比,充分验证了本文理论... 采用数值模拟手段对考虑粘结作用及抗剪栓钉传力的巨型钢管混凝土柱共同工作性能进行分析。首先介绍了ABAQUS程序中的材料本构模型、钢管、混凝土界面模型和抗剪栓钉简化本构模型。通过与相关文献试验结果进行对比,充分验证了本文理论模型的合理性与精确度。在此基础上,分别对只考虑粘结作用的巨型钢管混凝土柱和考虑粘结作用+抗剪栓钉的巨型钢管混凝土柱进行数值参数分析,主要考察巨型柱截面尺寸、管壁宽厚比、粘结强度、栓钉布置间距等对竖向荷载传递的影响。结果表明,粘结作用对混凝土共同工作性能的影响有限,单纯依靠粘结传力,钢管、混凝土两者不能够很好地共同工作;设置抗剪栓钉提高了巨型钢管混凝土柱共同工作性能。最后建议不应完全依赖粘结作用与抗剪栓钉传力,在设计时应通过设置足够的传力构造来保证巨型柱钢管、混凝土共同工作。 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 荷载传递路径 粘结作用 抗剪栓钉传力 共同工作性能
设传力措施的巨型方钢管混凝土柱抗震性能有限元分析 被引量:1
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作者 张元植 《建筑结构学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期20-28,共9页
为研究设有分配梁、内环板传力措施的巨型方钢管混凝土柱的抗震性能,以已有试验结果为基础,采用ABAQUS软件对巨型柱进行了有限元分析,计算得到的P-Δ滞回曲线和破坏模态等均与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的合理性。在此基础上,... 为研究设有分配梁、内环板传力措施的巨型方钢管混凝土柱的抗震性能,以已有试验结果为基础,采用ABAQUS软件对巨型柱进行了有限元分析,计算得到的P-Δ滞回曲线和破坏模态等均与试验结果吻合良好,验证了有限元模型的合理性。在此基础上,以长细比、钢管宽厚比、轴压比及是否设置加劲肋等进行参数分析。分析结果表明:轴压比、钢管宽厚比是影响巨柱延性及耗能性能的关键因素;随着管壁宽厚比的增大,柱延性系数明显降低;随着轴压比的增加,其延性系数明显降低;在钢管壁上设置T形加劲肋后,有效改善了延性。通过分析传力构造的应力状态可知,分配梁与内环板相结合的传力措施能够有效保证低周反复荷载作用下巨型钢管混凝土柱的整体工作性能。 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 传力构造 T形加劲肋 有限元分析 抗震性能
设分配梁与内环板传力构造的巨型钢管混凝土柱抗震性能试验研究 被引量:1
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作者 罗金辉 李元齐 +2 位作者 张元植 傅学怡 沈祖炎 《土木工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期34-44,共11页
针对7个按1:5缩尺的设置分配梁加内环板传力构造的巨型钢管混凝土柱试件进行拟静力试验研究,考察了轴压比、长细比、管壁宽厚比及纵向T形加劲肋等因素对此类构件抗震新能的影响。研究结果表明,管壁宽厚比大于60的试件,在达到极限荷... 针对7个按1:5缩尺的设置分配梁加内环板传力构造的巨型钢管混凝土柱试件进行拟静力试验研究,考察了轴压比、长细比、管壁宽厚比及纵向T形加劲肋等因素对此类构件抗震新能的影响。研究结果表明,管壁宽厚比大于60的试件,在达到极限荷载之前(约为极限荷载的63%)发生管壁局部屈曲,延性较差;设置T形加劲肋可有效减小管壁宽厚比,提高管壁局部屈曲强度,改善试件的延性性能及耗能能力;试件位移延性系数随轴压比和试件长细比的增大而降低,刚度退化越明显;在低周反复荷载作用下,同时设置分配梁与内环板传力构造的钢管混凝土柱试件破坏时的位移角超过了规范规定的弹塑性层问位移角限值,满足抗震设计要求,且钢管与核心混凝土变形协调,相应的截面属性和压弯承载力可按平截面假定计算。 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 传力构造 缩尺模型试验 抗震性能 T形加劲肋
设分配梁巨型钢管混凝土柱轴压承载性能试验研究 预览
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作者 罗金辉 刘匀 +2 位作者 张元植 李元齐 傅学怡 《同济大学学报:自然科学版》 CSCD 北大核心 2018年第9期1201-1210,共10页
分3批次完成了设分配梁传力构造的巨型钢管混凝土柱轴压系列试件,对3批试件的破坏模态、极限承载力、分配梁应变分布规律等进行综合对比分析.结果表明,通过分配梁传递给核心混凝土的竖向荷载大小与分配梁的横截面面积成正比,且远大... 分3批次完成了设分配梁传力构造的巨型钢管混凝土柱轴压系列试件,对3批试件的破坏模态、极限承载力、分配梁应变分布规律等进行综合对比分析.结果表明,通过分配梁传递给核心混凝土的竖向荷载大小与分配梁的横截面面积成正比,且远大于通过钢混凝土黏结作用所传递的荷载,表明采用分配梁传递竖向荷载是高效、可行的.3批试件的分配梁均在梁端部区域形成了剪切屈服段,且当梁端形成剪切塑性铰后,分配梁传递给核心混凝土的竖向荷载基本维持不变,达到极限荷载时,分配梁两端发生剪切破坏.将内环板与分配梁结合设置,显著提高了分配梁传递竖向荷载的能力及试件的轴压极限承载能力.因此,在巨型钢管混凝土柱内设置分配梁传力构造,可有效促进钢管与混凝土共同工作,保障巨型钢管混凝土柱具有优越的轴压承载性能. 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 传力构造 分配梁 缩尺模型试验 荷载传递
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巨型钢管混凝土柱分配梁构造下竖向荷载传递机理研究(I):试验研究 被引量:4
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作者 张元植 李元齐 +2 位作者 罗金辉 傅学怡 沈祖炎 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1-10,共10页
在前期试验研究的基础上,对设置分配梁构造的超大截面矩形钢管混凝土柱进行轴压1:5缩尺模型试验研究。为考察分配梁构造对竖向荷载的传递机制,试验中竖向荷载仅通过加载梁施加于钢管壁,混凝土不直接承担荷载。通过对试件破坏模式、... 在前期试验研究的基础上,对设置分配梁构造的超大截面矩形钢管混凝土柱进行轴压1:5缩尺模型试验研究。为考察分配梁构造对竖向荷载的传递机制,试验中竖向荷载仅通过加载梁施加于钢管壁,混凝土不直接承担荷载。通过对试件破坏模式、分配梁破坏模式、管壁应变分布、试件承载性能及钢-混凝土共同工作性能进行分析,结果表明:所有试件表现出良好的延性,根据试验竖向荷载一位移曲线得出试件达到峰值荷载前具有较长的屈服平台段;混凝土承担的荷载取决于分配梁截面面积及截面刚度,并随分配梁截面面积的减小而降低;分配梁破坏模式为在梁端产生剪切屈服区域并产生较大塑性变形,部分试件分配梁下翼缘及腹板处形成了贯通撕裂裂缝;分配梁试验屈服承载力略大于梁全截面抗剪承载力,试验极限承载力接近梁全截面抗拉承载力。 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 分配梁构造 轴压承载力 共同工作 缩尺试验
广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱制作技术 预览
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作者 周茂臣 曹辉发 +2 位作者 沈洪宇 范道红 王伟 《钢结构》 2014年第8期60-63,59共5页
广州周大福金融中心采用带伸臂桁架的巨型框架-核心简体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱的结构特点,从优化坡口形式、设计装焊工艺卡、编制构件翻身专项方案等方面详细阐述其制作技术... 广州周大福金融中心采用带伸臂桁架的巨型框架-核心简体系,其中巨型框架由8根巨柱和6道环桁架组成。针对广州周大福金融中心超大超重巨型钢柱的结构特点,从优化坡口形式、设计装焊工艺卡、编制构件翻身专项方案等方面详细阐述其制作技术,可为类似构件的制作提供经验。 展开更多
关键词 巨型框架 巨型钢管混凝土 焊接变形控制
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大跨度双向悬挑双向倾斜博物馆主体结构设计 预览
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作者 洪哲 《福建建筑》 2013年第8期20-24,53共6页
曲靖市文化中心博物馆建筑造型新颖,展厅区采用大跨度双向悬挑结构,结构体系复杂。为满足规范三水准设防目标要求,设计采用基于性能的设计方法,通过定量分析计算,确保结构构件在小震、中震及大震作用下具有可靠的承载力及变形冗余度。... 曲靖市文化中心博物馆建筑造型新颖,展厅区采用大跨度双向悬挑结构,结构体系复杂。为满足规范三水准设防目标要求,设计采用基于性能的设计方法,通过定量分析计算,确保结构构件在小震、中震及大震作用下具有可靠的承载力及变形冗余度。本文着重介绍如何提高不规则结构的抗扭性能、如何控制长悬挑结构竖向变形、以及如何处理钢结构与混凝土结构的衔接过渡、如何进行抗连续倒塌设计等问题的解决方法,拟总结项目设计中的关键技术作为类似工程的设计参考。 展开更多
关键词 大跨度双向悬挑钢桁架 巨型钢管混凝土 性能设计 抗连续倒塌
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巨型钢管混凝土柱共同工作性能数值分析 预览 被引量:8
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作者 罗金辉 李元齐 +1 位作者 沈祖炎 傅学怡 《同济大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1447-1454,共8页
为研究超高层建筑结构中大型转换梁(或转换桁架)与巨型钢管混凝土柱连接处超大截面矩形钢管混凝土柱中钢管与核心混凝土的共同工作性能,针对提出的节点内直接设置分配梁的构造,采用ABAQUS软件对3种不同构造措施的4个超大截面矩形钢管... 为研究超高层建筑结构中大型转换梁(或转换桁架)与巨型钢管混凝土柱连接处超大截面矩形钢管混凝土柱中钢管与核心混凝土的共同工作性能,针对提出的节点内直接设置分配梁的构造,采用ABAQUS软件对3种不同构造措施的4个超大截面矩形钢管混凝土柱1∶5缩尺模型的轴压试件进行了非线性有限元分析,结果表明,有限元分析得到的轴压荷载-位移曲线、混凝土工作承担系数曲线和破坏模态均与试验吻合良好,验证了有限元模型的有效性.在此基础上通过有限元分析考察了分配梁刚度和管壁宽厚比对仅设置分配梁和分配梁加环板2种构造的超大截面矩形钢管混凝土柱钢-混凝土共同工作性能的影响,分析表明,管壁宽厚比对超大截面矩形钢管混凝土柱钢-混凝土共同工作性能影响较小;增大分配梁的刚度可以较大地改善钢-混凝土的共同工作性能. 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 共同工作性能 分配梁 数值分析
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大连国贸中心大厦超高层结构设计与研究 被引量:2
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作者 王立长 王想军 +7 位作者 纪大海 曲鑫蕃 刘楠 左清林 李东方 温海林 关键 曹乐 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2012年第2期 74-80,共7页
大连国贸中心大厦地下6层,地上106层,结构高度433m,目前项目已施工至地下层1处,采用外巨柱框架+内型钢混凝土筒体超高层混合结构体系。通过合理的结构选型和构造措施,使新建结构既能与原基础可靠连接,又能满足塔楼结构抗震性能要求,同... 大连国贸中心大厦地下6层,地上106层,结构高度433m,目前项目已施工至地下层1处,采用外巨柱框架+内型钢混凝土筒体超高层混合结构体系。通过合理的结构选型和构造措施,使新建结构既能与原基础可靠连接,又能满足塔楼结构抗震性能要求,同时也使已建地下室拆除加固量最小。结构采用基于性能的抗震设计方法,提高了重要和关键构件的安全性。通过弹性和弹塑性分析找到结构的薄弱部位,并采取合理的加强措施。采用多个空间计算程序对该结构进行了静力计算对比和动力特性及抗震性能分析,结果表明,设计选用的结构体系安全可靠,具有良好的抗震性能。 展开更多
关键词 超高层建筑 混合结构 巨型钢管混凝土 钢板剪力墙 伸臂桁架 性能目标 加固改造
京基金融中心巨型钢管混凝土柱试验研究 被引量:6
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作者 杨晓蒙 田春雨 +1 位作者 王翠坤 曹伟良 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2010年第11期87-90,共4页
京基金融中心采用的巨型钢管混凝土柱,截面尺寸巨大、形式复杂,其受力性能、截面刚度和承载力计算方法与普通钢管混凝土柱不同。对结构底部角柱进行了缩尺模型的低周往复荷载试验与有限元分析,研究了其承载力、刚度、延性和滞回耗能能... 京基金融中心采用的巨型钢管混凝土柱,截面尺寸巨大、形式复杂,其受力性能、截面刚度和承载力计算方法与普通钢管混凝土柱不同。对结构底部角柱进行了缩尺模型的低周往复荷载试验与有限元分析,研究了其承载力、刚度、延性和滞回耗能能力以及破坏特征。试验结果表明:在竖向荷载作用下,钢管与混凝土、钢筋能够协同工作;在压弯往复荷载作用下,柱的耗能能力较强,延性较好。根据研究结果,对巨型钢管混凝土柱刚度和承载力的设计计算方法提出了建议。 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土 承载力 刚度 抗震性能 设计方法
沈阳宝能金融中心T1塔楼结构设计 被引量:2
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作者 傅学怡 吴兵 +5 位作者 孟美莉 冯叶文 郑竹 邸博 黄船宁 周坚荣 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2017年第5期1-8,共8页
沈阳宝能金融中心T1塔楼高565m,采用巨型空间斜撑外框架+劲性钢筋混凝土核心筒+外伸臂钢桁架结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理地配置核心筒、外框结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥了结构... 沈阳宝能金融中心T1塔楼高565m,采用巨型空间斜撑外框架+劲性钢筋混凝土核心筒+外伸臂钢桁架结构体系,有效满足了该超高层结构的设计要求。通过合理地配置核心筒、外框结构的刚度及其连接构件,形成多重抗侧力结构体系,充分发挥了结构构件的效用,保证了结构的安全性。对结构进行了包括小震弹性、中震及大震弹塑性等深入细致的计算分析,结果表明结构具有良好的抗侧刚度和抗扭性能,可较好地满足抗震设计两阶段的性能目标。 展开更多
关键词 沈阳宝能金融中心 巨型结构 双腔体巨型钢管混凝土 伸臂 空间带状桁架 巨型斜撑
巨型钢管混凝土分叉柱节点压弯性能试验研究 预览 被引量:2
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作者 杨光 曹万林 +2 位作者 董宏英 杨蔚彪 田士川 《北京工业大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期88-96,共9页
为了解决构造措施对巨型钢管混凝土分叉柱节点承载力影响程度的问题,以在建工程北京“中国尊”为工程背景,进行了2个不同构造的分叉柱节点偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏特征、承载力、侧向抗弯刚度、侧向变形及应变规律.结果表... 为了解决构造措施对巨型钢管混凝土分叉柱节点承载力影响程度的问题,以在建工程北京“中国尊”为工程背景,进行了2个不同构造的分叉柱节点偏心受压重复荷载试验,研究了其受压破坏特征、承载力、侧向抗弯刚度、侧向变形及应变规律.结果表明:试件的破坏形态以弯曲破坏为主,破坏位置与分叉柱节点刚度分布有关,且侧向变形主要发生在侧向位移较大的柱肢部分;在钢管屈服之前,柱肢异形截面符合平截面假定,钢材屈服以后基本符合平截面假定;在忽略横向构造措施承载力贡献的情况下,仅考虑钢管的约束效应计算承载力与实测值相差较大,说明受压区钢管及横隔板的组合约束效应更强. 展开更多
关键词 巨型钢管混凝土分叉节点 重复荷载试验 压弯性能 承载力
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中山古镇灯都商厦体形复杂超高层结构设计关键技术 被引量:2
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作者 王华林 陈星 李娜 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2011年第5期33-37,共5页
中山古镇灯都商厦呈传统油灯状,其体形凹凸变化十分突出,采用单一的结构体系很难满足抗侧刚度的全楼均匀性,给结构设计造成了非常大的挑战。为此,结合工程本身的外形变化特性,结构设计上采取了多种结构体系相结合的方法,根据不同平面尺... 中山古镇灯都商厦呈传统油灯状,其体形凹凸变化十分突出,采用单一的结构体系很难满足抗侧刚度的全楼均匀性,给结构设计造成了非常大的挑战。为此,结合工程本身的外形变化特性,结构设计上采取了多种结构体系相结合的方法,根据不同平面尺寸对整体刚度的影响以及各种体系对抗侧刚度的贡献,交替采用了多种结构体系,以保证体形复杂的结构在抗侧刚度上的均匀性。工程利用巨型斜置钢管混凝土柱、内置钢管混凝土剪力墙、钢结构桁架、跨楼层交叉撑、加强层等关键技术组成了刚度、延性和稳定性均良好的结构体系,有效解决了刚度突变、整体倾覆、中部球状大悬挑等难点,对各构件交叉、楼层转换等关键点均采用了针对性措施,确保工程安全和有效实施。 展开更多
关键词 体形复杂 超高层结构 巨型斜置钢管混凝土 内置钢管混凝土剪力墙 跨楼层交叉撑 刚度突变 整体倾覆
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