刘涛
- 作品数：15 被引量：39H指数：4
- 供职机构：中国建筑设计研究院更多>>
- 相关领域：建筑科学天文地球更多>>
- 视波速确定方法与行波效应研究被引量：12
- 2021年
- 通过对地震波在单一土层和不同土层之间传播规律的研究,提出基于岩土层剪切波速的视波速计算方法,并给出多土层视波速简化计算公式,便于工程应用。对于均质土层,地面某点的视波速仅与该点震源深度、震中距和土层的剪切波速有关,视波速恒大于剪切波速。采用结构中点的视波速取代根据其两端点得到的视波速,可以避免结构各方向长度不同的影响,计算简便,误差可以忽略不计。在震源深度范围内,地壳厚度通常远大于覆盖层厚度,多土层的等效剪切波速与震源所在岩层剪切波速较为接近,场地类别对视波速的影响较小。算例结果表明,文中给出的多土层视波速简化计算方法,与视波速方程数值解的误差一般在5%以内。根据95%构件内力影响系数的最大值确定地震行波效应的放大系数,可以避免由于构件内力过小引起行波效应异常增大。厦门新机场分析结果表明,考虑多点激励地震效应后,航站楼结构底部总剪力变化很小;虽然框架柱、支承屋盖钢管柱和大跨度屋盖杆件内力的平均值减小,但部分构件内力可增大约5%~10%。
- 范重张康伟张郁山刘涛张宇赵作周葛红斌黄进芳
- 关键词：震源深度震中距多点激励地震响应
- 鄂尔多斯东胜体育场巨型拱索结构设计优化
- 鄂尔多斯东胜体育场的巨拱与水平面垂线倾斜6.1°,采用中承式拱桥的设计理念,通过巨拱的23组钢索牵拉屋盖,使得大跨度屋盖的刚度显著提高,桁架高度有效降低,受力合理.通过对圆弧、2次抛物线、8次抛物线和三铰拱轴线的弯矩分布...
- 范重胡纯炀刘先明肖坚王义华杨苏刘涛
- 关键词：体育场开合屋盖优化设计
- 高层建筑结构嵌固条件影响研究被引量：2
- 2022年
- 该文对国内外考虑地下室及周边土体对高层建筑地震作用影响分析方面的研究进展进行了回顾,基于塔楼、地下室结构与周边土体的相互作用机理,建立可以考虑地基基础影响的力学模型。根据场地情况确定地下室周边土体弹簧及相应阻尼的计算参数。考察地下室顶板嵌固、地下室周边嵌固、底板嵌固以及土体-结构相互作用等4类嵌固条件在地震作用下计算结果的合理性,并研究塔楼单侧洞口长度对整体结构与结构构件受力性能的影响。分析结果表明:地下室顶板嵌固模型塔楼侧向刚度偏大,且无法考虑地下室与塔楼之间的相互影响。地下室周边嵌固模型无法反映地下室结构的变形与质量引起的惯性力,在地震作用下水平剪力沿地下室竖向减小过快,计算结果偏于不安全。底板嵌固模型忽略周边土体的作用,导致地下室在地震作用下水平剪力过大,计算结果过于保守。土体-结构相互作用模型可以较为真实地模拟地下室周边土体的刚度与阻尼,与其他计算模型相比,虽然塔楼性能变化较小,但地下室构件内力变化很大。单侧洞口对塔楼整体受力性能影响较小,但对框架柱和楼板的影响值得重视。
- 范重王晶刘涛杨苏杨开王义华曾德民
- 关键词：高层建筑地下室
- 框架-剪力墙双重抗侧力体系柱计算长度系数研究
- 2023年
- 针对框架-剪力墙双重抗侧力体系,通过刚度特征值综合反映框架与剪力墙的侧向刚度,考察其对框架剪力分担率与屈曲荷载的影响。建立了高度为48 m、72 m、96 m和120 m四个计算模型,分别采用有限元法和简化方法计算结构的屈曲荷载与框架柱的计算长度系数。刚度特征值可以综合反映框架与剪力墙相对刚度以及结构高度的影响,特征刚度值越大,框架分担的剪力也随之增大。框架屈曲荷载修正系数γ可以用于定量表征框架受到剪力墙侧向支撑作用强弱的程度,γ随着结构高度增大迅速减小。当框架-剪力墙高度较大时,其框架部分的屈曲荷载可能低于相应纯框架的屈曲荷载,说明此时框架部分为剪力墙提供了侧向支撑。计算结果表明:对于纯框架,按结构标准层分段加载有限元分析得到柱的计算长度系数在各标准层范围内保持不变,且各标准层之间差异不大;基于同层柱相互支援的修正《钢结构设计标准》法,得到柱的计算长度系数与分段加载有限元分析的结果较为接近,两者误差为−9.5%~14.2%。框架-剪力墙柱的计算长度系数介于无侧移框架与有侧移框架之间;随着结构高度增大,其值与纯框架的计算结果逐渐接近;修正《钢结构设计标准》法得到的计算长度系数与分段加载有限元分析的结果较为接近。由于柱的轴力随楼层高度增大逐渐减小,根据欧拉公式计算得到柱的计算长度系数不断增大,说明逐层加载有限元模型在确定柱计算长度系数方面存在局限性。该文方法可供框架-剪力墙双重抗侧力体系确定框架柱计算长度系数时参考。
- 范重徐岳柴会娟牟在根刘涛樊泽源
- 关键词：框架-剪力墙结构屈曲荷载计算长度系数
- 斜坡地面框架结构受力特点分析被引量：3
- 2016年
- 为了考察位于斜坡地面上框架结构的受力特点,分别建立了短向坡地、长向坡地和双向坡地三类计算模型,并分别考虑地面高差为1层与2层时的情况。详细分析了坡地建筑与平地建筑在结构动力特性、水平地震作用下的侧向位移与层间位移角、考虑偶然偏心作用时的扭转位移比、楼层侧向刚度比以及结构内力等方面的差异。分析结果表明,坡地建筑地下室侧向刚度较小,结构自振周期较长,平动振型与扭转振型相互耦联。随着地面坡度增大,结构自振周期增幅以及平动、扭转耦联程度随之加大。在水平地震作用下,坡地建筑地下室墙体顶点楼层的侧向位移与层间位移角均明显大于平地建筑。短向坡地建筑地下室对上部结构嵌固效果较好,长向坡地建筑次之,双向坡地建筑最差。在水平地震作用下,坡地建筑地下室顶板及其下部相邻层楼板应力与楼面梁轴力显著增大。随着地面坡度增大,楼板应力与楼面梁轴力增幅加大,而且影响范围向下延伸。针对坡地建筑受力的特点,提出相关的设计建议。
- 范重刘涛杨苏高嵩
- 关键词：坡地建筑动力特性扭转位移比侧向刚度比
- 鄂尔多斯东胜体育场巨型拱索结构设计优化被引量：5
- 2016年
- 鄂尔多斯东胜体育场的巨拱与水平面垂线倾斜6.1°,采用中承式拱桥的设计理念,通过巨拱的23组钢索牵拉屋盖,使得大跨度屋盖的刚度显著提高,桁架高度有效降低,受力合理。通过对圆弧、2次抛物线、8次抛物线和三铰拱轴线的弯矩分布进行分析比较,选择三铰拱轴线作为巨拱的初始轴线。考虑活动屋盖位形影响,将全开与全闭状态索力的平均值作为加载工况,使巨拱偏心弯矩最小,经过迭代计算与样条插值处理后,最终确定巨拱的轴线坐标。屋盖桁架布置与巨拱、钢索和谐统一,钢索对屋盖形成多点支承,满足活动屋盖运行对轨道刚度的要求。在不同荷载组合工况作用下,结构变形与杆件应力均满足规范相关要求,钢索不会发生破断或松弛,结构整体稳定性能优越。在巨拱邻近拱脚部分弦杆采用钢管混凝土构件,可以显著提高其抗震性能。断索分析结果表明,与断索同侧的相邻钢索的索力增加较为明显,对其他钢索、巨拱和屋盖杆件的影响较小,可以满足结构安全以及钢索更换要求。
- 范重胡纯炀刘先明肖坚王义华杨苏刘涛
- 关键词：开合屋盖拱轴线钢索
- 钢拉杆受力性能试验研究
- 2023年
- 为了考察钢拉杆在不同受力条件下的力学性能,对10根GLG650钢拉杆试件分别进行单调受拉和低周往复拉压试验,得到钢拉杆的荷载-位移曲线、屈服承载力、最大承载力、极限承载力以及相应的变形和破坏形态。试验及分析结果表明:钢拉杆屈服强化阶段,荷载-位移曲线接近于直线;在往复拉压作用下,长细比较小的钢拉杆荷载-位移曲线出现循环软化现象。受拉屈服后,随着钢拉杆轴向变形加大,反向受压时其侧向挠曲变形随之增大,杆件中部在压弯作用下进入屈服。钢拉杆的断后伸长率约为3.4%~6.8%,远小于钢材试样的破断伸长率。钢拉杆破断多发生在加载端或固定端,受压弯累计塑性损伤的影响,长细比较小时杆件中部破断的情况增多。根据受力特征点确定的钢拉杆荷载-位移滞回规则,可供在往复荷载作用下弹塑性计算分析时应用。
- 刘涛熊家鑫范重赵作周孙立领张爱林张艳霞崔喆葛红斌黄进芳
- 关键词：钢拉杆力学性能试验断后伸长率
- 重庆恒大中央广场T1塔楼整体稳定性分析被引量：1
- 2020年
- 结构整体稳定性是超高层建筑结构设计中的主要控制因素之一,我国现行规范通过刚重比判断结构的二阶效应的影响以及结构的整体稳定性。由于超高层结构的质量、刚度沿高度方向分布不均匀,现行规范对重力二阶效应的评价方法存在较大误差,结构整体稳定性常常难以满足要求。本文结合重庆恒大中央广场T1塔楼超高层结构,根据结构质量以及风荷载、地震作用的实际分布情况,对规范中刚重比计算公式进行修正,同时采用结构分析软件对结构的二阶效应进行模拟分析。计算结果表明,修正后的计算公式与软件分析结果吻合良好。此外,采用有限元法进行弹性屈曲分析,根据屈曲因子对结构的整体稳定性进行判断。最后,提出了结构整体稳定性评估的设计建议。
- 薛浩淳范重王义华杨苏刘涛曾德民
- 关键词：二阶效应刚重比屈曲分析
- 框架-核心筒混合结构整体稳定性研究被引量：4
- 2021年
- 为了研究高层与超高层框架-核心筒混合结构的整体稳定性能,推导了框架-核心筒简化力学模型,考察结构高度与抗震设防烈度的影响。基于ABAQUS有限元软件、简化方法和GB 50017—2017《钢结构设计标准》,分别对框架结构、筒体结构和框架-核心筒结构的屈曲模态、屈曲荷载和屈曲因子进行分析,考察屈曲因子与二阶效应的关系。分析结果表明:框架-核心筒结构整体失稳形态为弯剪型,未发生局部楼层或个别构件失稳的情况;屈曲变形主要分布在中上部楼层,屈曲变形的范围显著大于框架与核心筒分体模型的;由于框架与核心筒之间的互相支撑作用,框架-核心筒结构整体模型的屈曲荷载高于框架结构与筒体结构分体模型屈曲荷载之和;考虑二阶效应后,在侧向均布荷载作用下,框架-核心筒结构上部楼层层间位移角的增幅保持不变;基于屈曲因子与二阶效应的相关性,可以通过屈曲因子直接对结构的整体稳定性能进行判断。框架-核心筒结构中,其框架的屈曲荷载最大可超过纯框架结构屈曲荷载的10倍;可以根据框架-核心筒结构中框架屈曲荷载的增大系数,对有侧移框架柱的计算长度系数进行修正;由简化方法得到框架-核心筒结构的屈曲荷载与有限元法计算结果具有较好的一致性,可用于框架-核心筒结构屈曲荷载的初步估算。
- 范重薛浩淳王晶刘涛王义华杨苏曾德民
- 关键词：混合结构核心筒有限元分析屈曲荷载计算长度系数
- 大高差轮辐结构研究与应用被引量：1
- 2022年
- 针对外环高度变化较大可能引起轮辐结构径向索受压的问题,通过设置刚性撑杆代替部分受压的径向索,解决了采用传统轮辐结构无法成形的难题。推导出轮辐结构的预应力态求解公式,考虑结构自重和索夹重量等的影响,通过反复迭代确定内环各节点的标高,形成索-杆混合结构找形分析方法。对大高差轮辐结构的受力性能进行较为全面的分析,考察了外环高差、径索系杆以及附加环索等参数的影响。计算分析结果表明:大高差轮辐结构在承受长轴方向半跨活荷载和风荷载作用时较为不利,但个别径索或撑杆失效不会引起结构连续倒塌。随着外环高差加大,撑杆数量相应增多,短轴构件及长轴上径索的内力增大,长轴下径索的内力减小。在长度较大的径索中部设置系杆,能够有效地协调上、下径索之间的变形。在长轴附近设置附加环索,可以通过增强相邻径索之间的联系,提高屋面支承结构的竖向刚度。大高差轮辐结构设置刚性撑杆的成形方法已成功应用于厦门新体育中心体育场工程。
- 吴浩范重刘涛杨开张爱林张艳霞
- 关键词：高差找形方法受力性能
