钢结构建筑顶棚的抗震性测试分析研究

研究钢结构建筑顶棚的抗震性及结构强度的数值分析问题,为建筑设计和地震预防评估提供数值依据。为了实现对地震下钢结构建筑顶棚的抗震性测试和提高,需要进行地震下钢结构建筑顶棚结构力学分析。在钢结构建筑顶棚结构模型中,剪切钢筋在连接面附近均屈服,水平拉筋和水平构造筋基本处于弹性状态,挡块的强度主要来自混凝在开裂面上的剪力传递值,得到单排和双排连接面转动刚体钢结构建筑顶棚,在同载荷水平下,采用离散性抗震约束关系,得到建筑抗震工程抗震约束断裂屈服积分函数,构建单元平衡方程,依据Euler-Bernoulli梁理论,得到屈服机制的评定系数,实现准确的抗震性测试分析,实验研究得出,该模型对钢结构建筑顶棚的抗震性分析准确,有效提高了钢结构建筑顶棚应力强度和抗震性能。     

框架建筑体的造价约束与抗震强度关系模型

研究钢筋混凝土框架建筑结构的工程造价约束与建筑体抗震强度关系模型,设计最佳工程造价与抗震强度关系配比,对提高建筑物的抗震能力,降低土建造价各项费用具有重要意义。传统模型构建中,在给定建筑材料配比总可靠度条件下进行框架结构优化设计,没考虑框架结构的多阶段决策离散变量,导致分析精度和配比不合理。提出一种基于决策约束的框架建筑体的造价约束与抗震强度关系模型,设计典型的高层框架建筑体结构,优化框架建筑体的梁、柱截面尺寸选材,得到高层框架建筑体的造价约束横向计算单元模型。通过多阶段决策约束算子,得到造价约束下的最大可靠度约束函数。实验分析得出,每平方米造价增加比例不超过5.3%,房屋抗震设防水准可提高一个等级,通过模型构建,优化建筑配比,减少成本开支的同时提高了建筑质量。     

混凝土劈裂抗拉强度下复合墙板建筑结构优化

由于混凝土本身结构特性和各种缺陷的随机分布和随机增长,导致混凝土劈裂,在劈裂状态下为了提高混凝土墙体的抗拉强度,需要对复合墙板建筑结构进行优化设计。设计了一种优化的混凝土劈裂抗拉强度下复合墙板建筑结构,指导建筑设计和施工建设。通过统计分析方法,建立作用于建筑结构上劈裂荷载的统计模型,在劈裂冲击下,结构总弹性层间位移机制在预期的结构抗侧承载力作用下出现塑性失效,得到抗拉作用于建筑结构上的劈裂荷载参数模型。构建等效单自由度体系,试验中研究劈裂荷载作用下的单自由度钢梁动力响应,得到试件劈裂破坏形态图。仿真结果表明,采用该设计模型,能有效提高混凝土复合墙板建筑结构的强度,受劈裂损伤的影响较小,工程应用价值较高。     

建筑中防水性能造价约束与抗冲击能力建模

分析土建结构中防水工程造价与建筑体抗冲击能力的关系,达到最优的造价约束与抗冲击性能配比。传统的防水建造中,采用的经验模态分解和刚度退化结合的模型设计建筑防水性能余数和抗冲击能力的关系模型,模型受到造价配比、冲击损伤和材料的疲劳性能的影响,关系模型构成复杂,应用价值不大。提出一种基于冲击损伤开裂点和屈服点等特征能量限制的防水性能造价约束模型,分析造价约束与建筑体抗冲击能力的关系。分析建筑结构的冲击损伤开裂点和屈服点等特征能量限制模型,构建单元平衡方程,依据Euler-Bernoulli防水性能造价余数理论,建立多尺度钢框架非线性有限元模型,从结构的整体层面对结构的屈服机制作出评价,得到建筑防水设计中的抗冲击纵向残余应力分布模型。采用有限元软件ANSYS分析建筑中的防水性能造价约束参数,实现建筑中防水性能造价约束与抗冲击能力建模分析。试验分析得出,采用该模型,能实现以最低的防水造价成本,实现最大的建筑结构的抗冲击性能,能在相同的抗冲击防损伤强度下,节约防水造价成本28%,提高建筑质量,节约工程开销具有重要意义。     

考虑剪切变形弹性修正的超高层结构设计

超高层建筑结构设计中由于受到剪切变形弹力作用的影响,产生线性梁柱动力弹塑性应变力,影响结构强度。提出一种考虑剪切变形弹性修正的超高层结构设计方法。进行了超高层建筑钢结构剪切变形弹性修正应力拟合模型分析,在各种尺寸下分析梁的荷载位移,由Monter Carlo方法在试件截面进行劈裂破坏面的惩罚约束,得到超高层建筑钢梁结构抗剪连接梁应力-应变全曲线,然后进行了超高层建筑的钢梁结构优化设计。实验结果表明,采用该模型能有效提高超高层钢梁结构的受力强度,实现剪切变形弹性修正,提高超高层建筑的强度和可靠性。     

自密实混凝土夹芯保温墙板施工技术

自密实混凝土夹芯保温墙板体系是一种新型的具有保温隔热效果的复合墙板体系。该体系具有抗震性能好,自重轻,保温隔热性能良好,达到了国家规定50%的节能要求,是对我国绿色建筑结构体系的必要补充。     

多层集群建筑地下空间结构保温隔热优化设计

在多层住宅建筑规划中,对地下空间结构的合理开发利用,提高建筑体的保温隔热性能。研究和设计一种多层集群建筑的地下空间结构的保温隔热设计方案,对建筑结构的结构振型质量系数和单体建筑集中质量剪切模型进行定量分析,以提高建筑结构的抗震隔热保温能力,设计多层集群建筑地下空间的保温承重混凝土设计配比模型,在不考虑任何装饰装修复合保温效果的情况下,实现高性能、高功能与环境协调性的协调统一。试验结果表明,该建筑设计方案能有效提高了地下空间结构的保温隔热性能,能在相同的室外温度下,提高室内温度14%,建筑设计性能优越。     

线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型

研究线性荷载下混凝土梁抗拉强度幂值函数预测模型,对筋混凝土柱的拟静力试验进行模拟分布,构建钢筋混凝土柱状结构下的应力损伤模型,实现对混凝土梁抗拉强度幂值函数预测,对提高建筑物的强度具有重要意义。进行混凝土抗拉强度线性徐变的本构关系分析,综合考虑混凝土的材料非线性效应与时间非线性效应,根据低短期荷载模型设计混凝土结构的非线性徐变多块结构化网格,得到线性荷载下的混凝土梁多块结构化网格模型。试验采用4点弯曲分级加载方式,分别是试件DSHCW-1、试件DSHCW-2、试件DSHCW-3和试件DSHCW-4,进行幂值函数预测。得到不同等级地震作用下的剩余抗拉强度与承载力数值分析,构建混凝土的抗拉强度滞回曲线,实验结果得出,采用该试件模型,能有效提高混凝土梁的抗拉强度,通过对幂值函数准确预测,对混凝土梁结构的强度提高有较大贡献,为高层建筑抗震设计计算或加固提供数学模型和理论基础。     

高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析

为了减少由地震造成的高层建筑墙体坍塌而导致的人员伤亡和财产损失,需要对高层建筑混凝土墙体力学结构的抗震性能进行分析。现有的弹性时程分析法、振型分解反映谱法等方法分析出的墙体力学结构抗震性能结果的精准度均较低。提出一种新的高层建筑混凝土墙体力学结构抗震性能分析方法,基于Mander模型和Steel02钢本构模型对高层建筑混凝土墙体应变-应力关系、钢筋纤维和钢纤维进行模拟,采用OpenSEES软件构建高层建筑混凝土墙体的有限元模型,通过循环侧推加载模式对高层建筑混凝土墙体有限元模型进行模拟,测试不同震级下的墙体抗震能力,由此分析高层建筑混凝土墙体力学结构的抗震性能。实验结果表明,所提方法得到的分析结果精准度更高。     

新型村镇建筑结构设计的研究

本文主要基于对异形柱框架—薄壁墙复合结构体系抗震性能的研究成果,重点分析了该结构体系墙体洞口边缘部位的配筋情况,提出将异形柱框架—薄壁墙复合结构体系作为新型村镇建筑结构的一种选择,借鉴已有的各类建筑结构体系在结构设计时需要重点关注的内容,给出该类基于节能利废的新型村镇建筑结构设计要点,为工程设计提供参考。