钢框架结构科技会展中心结构设计分享.pptx

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1、1中国光谷科技会展中心 光立方21 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广301 中国光谷科技会展中心简介平面尺寸为198m99m高度为40.8m地上建筑面积约为69170平米地上三层，分别为15.0m、13.2 m、8.3m，设有夹层。结构计算分为7层。一层展厅、会议接待、休

2、息区等，夹层1、2为办公、设备用房等二层为展厅，夹层3为办公、设备用房等三层为办公、会议、化妆、多功能厅、厨房等。本项目可迅速改造为公共应急避难场所，在2020年武汉新冠抗疫中迅速改造为方舱医院。1.1 1.1 建筑尺寸及主要功能建筑尺寸及主要功能4安全等级为一级，重要性系数0=1.1；设计使用年限为50年；抗震设防类别为重点设防类（乙类）；6度，第一组，0.05g，类场地，场地特征周期 0.35s；钢管混凝土钢管混凝土钢钢框架框架+中心防屈曲约束支撑中心防屈曲约束支撑结构体系；钢框架抗震等级为二级；地下室顶板的一边开有大洞，嵌固端下移到基础顶面；中等风化泥岩，独立扩展基础；1.2 1.2 结

3、构设计有关参数结构设计有关参数中国光谷科技会展中心 室内照片中国光谷科技会展中心 连廊照片5一层建筑平面一层建筑平面1.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图61.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图夹层夹层1 1、2 2建筑平面建筑平面71.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图二层二层建筑平面建筑平面81.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图夹层夹层3 3建筑平面建筑平面91.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图三层三层建筑平面建筑平面101.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图屋面层屋面层建筑平面

4、建筑平面111.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图计算分析中结构分层计算分析中结构分层建筑建筑分层分层121.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图电算模型（切面）电算模型（切面）整体电算模型整体电算模型131.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图一层（结构一层（结构1 1层）结构布置图层）结构布置图141.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图夹夹层层1 1（结构（结构2 2层）结构布置图层）结构布置图151.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图夹夹层层2 2（结构（结构3 3层）结构布置图层）结构布置图161.3

5、 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图三三层（结构层（结构4 4层）结构布置图层）结构布置图171.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图夹夹层层3 3（结构（结构5 5层）结构布置图层）结构布置图181.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图三三层（结构层（结构6 6层）结构布置图层）结构布置图191.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图屋顶屋顶层（结构层（结构7 7层）结构布置图层）结构布置图201.3 1.3 各层建筑及结构平面图各层建筑及结构平面图屋顶屋顶36m36m跨桁架跨桁架结构布置图结构布置图211.4 1.4 主要计算结果

6、主要计算结果振型T1（s）T2（s）T3（s）周期(秒)2.11891.88141.7832平动系数（0.00+0.98）（0.75+0.01）（0.25+0.01）扭转系数0.020.240.74振型与周期（振型与周期（YJKYJK）第一第一振型振型（Y Y向平动）向平动）第二第二振型振型（X X向平动）向平动）第三第三振型振型（扭转）（扭转）221.4 1.4 主要计算结果主要计算结果X方向有效质量系数96.54%总地震基底剪力Qox31345.74kN基底剪重比Qox/Ge1.185%Y方向有效质量系数95.14%总地震基底剪力Qoy29526.06kN基底剪重比Qoy/Ge1.116%

7、有效质量系数与基底地震作用效应（有效质量系数与基底地震作用效应（YJKYJK）作用层间位移角、位移比最大值YJK计算结果X向地震作用层间位移角1/2335(5层)层位移比1.27（1层，X+5%）层间位移比1.16（4层，X-5%）Y向地震作用层间位移角1/1640(5层)层位移比1.21（5层，Y-5%）层间位移比1.23（7层，Y+5%）X向风荷载层间位移角1/9154(3层)Y向风荷载层间位移角1/4140(4层)结构层间位移角、层间位移比、层位移比（结构层间位移角、层间位移比、层位移比（YJKYJK）231.4 1.4 主要计算结果主要计算结果楼层侧刚比楼层侧刚比（YJKYJK）楼层X

8、方向Y方向1层8.975615.67542层1.43431.59963层0.97881.04664层1.59511.52725层0.98870.98406层0.81221.01777层楼层受剪承载力比楼层受剪承载力比（YJKYJK）楼层X方向Y方向1层1.821.922层0.730.743层1.041.064层1.511.485层0.800.826层1.471.377层综合考虑楼层抗侧刚度比与受剪承载力比，2层、3层、5层、6层，不满足要求，应按照高规3.5.8条对剪力乘以1.25的增大系数。241 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介

9、绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广2502 项目关键技术及创新1 1）采用）采用D+BD+B建设模式，实现设计、施工一体化和高效性。建设模式，实现设计、施工一体化和高效性。前期施工介入设计，后期设计驻场施工，10余万平方米建设规模，在确保极高完成度的前提下，从设计到投入使用仅1年半时间。2 2）中国光谷科技会展中心采用钢结构体系，为全装配式）中国光谷科技会展中心采用

10、钢结构体系，为全装配式建筑。建筑。主体钢结构及外幕墙钢结构构件在工厂事先制作好后运到现场安装，节约大量时间；屋面大跨空间采用钢桁架结构整体吊装和分块吊装。中国光谷科技会展中心中国光谷科技会展中心 2602 项目关键技术及创新3 3）在设计中，将先进的防屈曲约束支撑减震技术应用于大型）在设计中，将先进的防屈曲约束支撑减震技术应用于大型展馆建筑。展馆建筑。（后文详述）项目为大型综合性展览中心，使用功能复杂，结构不规则项多，主体结构体系为钢管混凝土框架+中心防屈曲约束支撑（BRB），采用BRB提高主体结构抗震性能。4 4）采用新型双翼缘）采用新型双翼缘H H型钢梁加强钢梁的抗弯能力。型钢梁加强钢梁的

11、抗弯能力。本工程标准柱跨为9.0mx9.0m，展区柱跨为18mx18m，楼面荷载较大，地下一层、一层活荷载按35KN/m2考虑，二层活荷载按12kN/m2考虑，三层活荷载按10kN/m2，特点为柱跨大、荷载重，设计阶段采用双翼缘H型钢梁，解决了普通H型钢梁抗弯能力不足的问题。电算模型电算模型BRBBRB整体出铰情况整体出铰情况2702 项目关键技术及创新285 5）在结构设计中，将摩擦摆隔震支座创新性用于连廊与主体结构之间的连接。）在结构设计中，将摩擦摆隔震支座创新性用于连廊与主体结构之间的连接。（后文详述）本工程主体与其它建筑有空中连廊连接，为减小结构复杂程度，连廊与主体结构之间设缝脱开，连

12、廊两端采用摩擦摆隔震支座的弱连接方式，减小地震中空中连廊对各主体结构产生的相互影响。02 项目关键技术及创新296 6）建筑钢结构幕墙与主体结构连接采用了新型连接方式。）建筑钢结构幕墙与主体结构连接采用了新型连接方式。（后文详述）本工程外侧立面带有钢结构装饰幕墙，幕墙斜向构件较多、侧向刚度大，在设计中对外侧钢结构幕墙采用结构措施，使主体结构和外侧钢结构幕墙能够分开单独计算和设计。7 7）抗浮锚杆采用均匀布置于底板中间区域的方式抗浮锚杆采用均匀布置于底板中间区域的方式。本工程抗浮锚杆未采用集中布置于独基附近的布置方式，而是建立合理的力学模型，比较三种锚杆布置形式，选用锚杆均匀布置于地下室底板中间

13、区域的抗浮方式，能有效的减小水浮力作用下底板受力，使板受力相对均匀。抗浮锚杆布置方式抗浮锚杆布置方式有限元模型有限元模型02 项目关键技术及创新301 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广3103 BRB减震设计介绍BRBBRB设置的设置的必要性必要性：1）重要会展中心，形成

14、多道抗震防线；2）BRB首先屈服，耗散能量，减小地震作用，保护主体框架结构。BRBBRB布置位置布置位置：1）地上各层BRB大部分设置在楼梯间周边；2）在结构内基本为均匀设置。BRBBRB工作目标工作目标：1）小震及风荷载，弹性；2）中震，部分屈服耗能；3）大震，基本都屈服耗能。3.1 3.1 各层各层BRBBRB设置设置的位置的位置323.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定1 1）列举法）列举法：列出所有支撑在小震和风荷载下，弹性计算的轴力，来选择。支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力

15、预估大震内力BRB支撑取用2-1-106-137.8-318-7425002-48-172-223.6-516-12045002-2106137.83187425002-49171222.35131197500支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用3-1-175-227.5-525-12257503-48-204-265.2-612-14287503-2175227.552512257503-49205266.56151435750支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大

16、震内力BRB支撑取用支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用4-1-203-263.9-609-14217504-48-204-265.2-612-14287504-2203263.960914217504-49206267.86181442750支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用5-1-187-243.1-561-13095005-48-199-258.7-597-13935005-2187243.156113095005-49198257.45

17、941386500支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用支撑编号小震下最大内力1.3小震内力预估中震内力预估大震内力BRB支撑取用6-1-165-214.5-495-11555006-48-176-228.8-528-12325006-2165214.549511555006-49176228.85281232500332 2）试算试算法法：用同一条大震时程波，：用同一条大震时程波，计算：（1）不设置BRB；（2)全部支撑250kN；（3）全部支撑500kN；（4）全部支撑750kN；（5）全部支撑1000kN；（6）全部支撑1250kN；（7）全部支撑15

18、00kN时：（1 1）支撑屈服情况支撑屈服情况3.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定342 2）试算试算法法：（1 1）支撑屈服情况，支撑屈服情况，底层支撑均未屈服，可全部采用一般支撑；底层支撑均未屈服，可全部采用一般支撑；支撑屈支撑屈服力增大，屈服的服力增大，屈服的BRBBRB越来越少，耗能效果减弱。越来越少，耗能效果减弱。3.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定352 2）试算试算法法：（2 2）层剪力情况）层剪力情况 无无BRBBRB支撑与有支撑与有BRBBRB支撑层剪力支撑层剪力曲线曲线2 2层以上有差异，无明确规律层以上有差异，无明确规律；采

19、用不同屈服力的采用不同屈服力的BRBBRB支撑，其基底剪力大小基本一致支撑，其基底剪力大小基本一致。X X向层剪力比较向层剪力比较Y Y向层剪力比较向层剪力比较3.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定362 2）试算试算法法：（3 3）层间位移角情况）层间位移角情况 无无BRBBRB支撑层间位移角均大于有支撑层间位移角均大于有BRBBRB支撑的层间位移角；支撑的层间位移角；随随BRBBRB屈服力的增大，层间位移角先减小后增大；屈服力的增大，层间位移角先减小后增大；屈服力并非越小或越大越好，应对屈服力并非越小或越大越好，应对各层各层选择适当屈服力选择适当屈服力BRBBRB支撑

20、。支撑。X X向层向层间位移角间位移角比较比较Y Y向层向层间位移角间位移角比较比较3.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定371 1）结构）结构1 1层层不设置不设置BRBBRB支撑；支撑；2 2）结构）结构3 3层、层、4 4层层在地震下的支撑内力较大，设置在地震下的支撑内力较大，设置750kN750kN屈服力的屈服力的BRBBRB；3 3）结构）结构2 2层、层、5 5层及层及6 6层层设置设置500kN500kN屈服力的屈服力的BRBBRB；4 4）结构）结构7 7层层在地震下的支撑内力较小，设置在地震下的支撑内力较小，设置250kN250kN屈服力的屈服力的BRB

21、BRB。3.2 3.2 各层各层BRBBRB屈服力的确定屈服力的确定383.3 3.3 设置设置BRBBRB后的分析结果后的分析结果39X X向层向层间位移角间位移角比较比较Y Y向层向层间位移角间位移角比较比较3.3 3.3 设置设置BRBBRB后的分析结果后的分析结果403.3 3.3 设置设置BRBBRB后的分析结果后的分析结果411 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷

22、科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广4204 连廊设计介绍4.1 4.1 各连廊基本情况介绍各连廊基本情况介绍6、7、8号楼，混凝土框架剪力墙，9层办公，平面181m55m，层高：12层5.4m、38层4.2m、9层4.1m。5号楼，混凝土框架剪力墙，9层办公，平面40 m32m，层高：1层5.2m，2层5.6m、38层4.2m、9层4.1m。连廊1、2连接6、7、8号楼与5号楼，跨度为21.6m，距地面25.4m。连廊3、4连接中国光谷科技会展中心与6、7、8号楼，跨度为32.5m，距地面30.6m。434.1 4.1 各连

23、廊基本情况介绍各连廊基本情况介绍44 5号，6、7、8号楼与光谷科技会展中心项目业主、施工方及施工进度项目业主、施工方及施工进度等均不一致。多栋单体连在一起，体量差异大，连廊直接刚性连接在一起，会使结构异常复杂。连廊两端设置摩擦摆隔震支座的弱连接弱连接，能将各单体相互分开，减小地震中连廊对各主体的相互影响。4.2 4.2 连廊采用摩擦摆支座的原因连廊采用摩擦摆支座的原因45 根据后述计算及目前FPB支座定型产品，拟选用曲面半径1.00m，支座理论周期2.0065s，动摩擦系数0.050.01，支座最大变形能力200 mm的摩擦摆隔震支座。摩擦摆模型系统示意图摩擦摆支座滞回模型4.2 4.2 连

24、廊采用摩擦摆支座的原因连廊采用摩擦摆支座的原因46静力叠加分析法1）方法：假定连廊、两端结构各自独立，分别计算其在小震、大震下的位移，再按最不利状况进行叠加。2）结果：（1）各连廊摩擦摆支座的初始刚度、滑动后刚度以及总静参数计算：支座编号竖向荷载W（kN）屈服位移Dy（mm）支座初始刚度Ki(kN/m)支座滑动后刚度Kfps(kN/m)滑动前最大摩擦力（kN）各连廊总静摩擦力（kN）风载总侧向力（KN）连廊11、3780.02.01950078039.01561482、4780.02.01950078039.0连廊21、310502.026250105052.52101482、410502.0

25、26250105052.5连廊31、525202.0630002520126.010882312、629202.0730002920146.03、729202.0730002920146.04、825202.0630002520126.0连廊41、323202.0580002320116.06542312、442202.01055004220211.04.3 4.3 支座滑动位移的分析支座滑动位移的分析47静力叠加分析法2）结果：（2）各连廊按底部剪力法分析，位移为剪力与支座滑动后刚度比值：小震剪力（kN）小震位移（mm）大震剪力（kN）大震位移（mm）连廊131.09.9217.269.6连

26、廊241.89.9292.569.6连廊3216.59.91515.269.6连廊4130.19.9910.869.64.3 4.3 支座滑动位移的分析支座滑动位移的分析48静力叠加分析法2）结果：（2）各单体单独计算下的位移：小震大震X向Y向X向Y向光谷科技会展中心10.56.873.547.56、7、8楼6.86.247.643.55楼7.79.653.867.2（3）最不利原则，叠加位移：小震位移（mm）大震位移（mm）X向Y向X向Y向连廊117.619.5123.4136.8连廊217.619.5123.4136.8连廊320.416.7143.1117.1连廊420.416.7143

27、.1117.14.3 4.3 支座滑动位移的分析支座滑动位移的分析49整体时程分析法 1）方法：全面考虑塔楼-连廊-塔楼之间的动力相互作用，整体模型包括会展中心、5号楼和6、7、8号楼、连廊1、连廊2、连廊3、连廊4。多遇地震作用下连廊多遇地震作用下连廊3 3各支座最大变形各支座最大变形罕罕遇地震作用下连廊遇地震作用下连廊3 3各支座最大变形各支座最大变形X(mm)TRB1TRB2RGB1包络值Y(mm)TRB1TRB2RGB1包络值支座118.7412.3514.7718.74支座113.2618.5016.2718.50支座218.8723.5022.9123.50支座213.3618.6

28、116.4018.61支座318.4118.5518.3118.55支座315.1916.5818.7818.78支座418.9710.0015.6418.97支座415.1616.5818.7418.74X(mm)TRB1TRB2RGB1包络值Y(mm)TRB1TRB2RGB1包络值支座1129.7685.8096.53129.76支座192.09128.53113.04128.53支座2129.73162.45149.50162.45支座292.82129.33113.95129.33支座3129.02130.42124.08130.42支座3105.50115.07130.49130.4

29、9支座4132.1070.19109.07132.10支座4105.24114.99130.21130.214.3 4.3 支座滑动位移的分析支座滑动位移的分析502）结果：（1）小震下，各连廊X向最大位移23.5mm，Y向最大位移20.13mm。（2）大震下，各连廊X向最大位移162.45mm，Y向最大位移139.83mm。（3）与静力叠加法计算的结果相当，相互印证结果可信。（4）表明设置摩擦摆支座后，连廊与两端结构的相互影响不大，对位移影响不大。（5）静力叠加法及时程分析的结果最大163mm，选用最大变形200 mm的摩擦摆支座合适。整体时程分析法4.3 4.3 支座滑动位移的分析支座滑动

30、位移的分析51连廊对主体结构自振特性的影响光谷科技会展中心(s)有连廊无连廊T11.99191.9928T21.88951.8995T31.78621.81866、7、8号楼(s)有连廊无连廊T11.19381.2080T21.12011.1223T31.06911.08125号楼(s)有连廊无连廊T11.63991.6717T21.37061.4020T31.30791.33334.4 4.4 隔震连廊对主体结构的影响隔震连廊对主体结构的影响52连廊对主体结构层剪力的影响层剪力值层剪力值(kN)(kN)整体模型整体模型（kNkN）无连廊模型无连廊模型（kNkN）无连廊无连廊/有连廊有连廊摩擦

31、摆支座提供的摩擦摆支座提供的最大静摩擦力（最大静摩擦力（kNkN）与层剪力与层剪力比值比值摩擦摆支座提供的最摩擦摆支座提供的最大动水平力（大动水平力（kNkN）与层剪力与层剪力比值比值多遇地震多遇地震X X向向基底剪力29796.13 36536.57 1.23 所在楼层18831.64 22192.31 1.18 871.00.046364.30.019罕遇地震罕遇地震X X向向基底剪力207819.64 253657.68 1.22 所在楼层131288.59 154914.10 1.18 871.00.00662354.80.018多遇地震多遇地震Y Y向向基底剪力26517.22 30

32、701.55 1.16 所在楼层14926.83 17161.63 1.15 871.00.058341.80.023罕遇地震罕遇地震Y Y向向基底剪力184923.45 213148.72 1.15 所在楼层103697.70 119245.89 1.15 871.00.00842373.80.023有连廊和无连廊对会展中心楼层剪力影响4.4 4.4 隔震连廊对主体结构的影响隔震连廊对主体结构的影响53连廊对主体结构层剪力的影响1）隔震连廊减小了主体结构其所在层的层剪力和基底剪力。按无连廊计算各单体剪力，设计安全。2）会展中心体量较大，连廊对其整体影响较小。摩擦摆最大静摩擦力为层剪力的0.0

33、58倍，滑动后水平力为层剪力的0.023倍。3）对会展中心采取：（1）对所在楼层剪力放大1.06倍；（2）在支座连接处施加最大作用力，确保局部构件传递水平力时，达到构件性能水准要求。4.4 4.4 隔震连廊对主体结构的影响隔震连廊对主体结构的影响54采用摩擦摆支座，实现了连廊对两端结构的弱影响，各单体在采取相应措施后，可以分开进行分析设计。4.4 4.4 隔震连廊对主体结构的影响隔震连廊对主体结构的影响554.5.1 山东省科技馆新馆连体设计4.5 4.5 其他相关案例介绍其他相关案例介绍564.5.1 山东省科技馆新馆连体设计57位置：地处济南市西部新城核心区内。建筑创意：通过曲面天窗、屋面

34、天桥及曲面幕墙等元素，形成数学符号“”效果，让建筑充满流动变化之美。地上平面总尺寸为256.7m57.2m。总建筑面积79997m2。地上4层（局部设有夹层），主要层高为8.8m及8m。特大型科技展馆，平面长、楼层高、荷载重、跨度大；7度III类场地乙类建筑，地震作用较为严重；平面开大洞、存在较多夹层、扭转效应明显，属于特别不规则的超限高层建筑。整体投资预算偏低，需严格控制工程造价。4.5.1 山东省科技馆新馆连体设计58山东省科技馆新馆结构分缝示意山东省科技馆新馆结构分缝示意4.5.1 山东省科技馆新馆连体设计59 主体建筑中间区域二层以上为通高中庭，仅局部有通道连接。利用该区域，将主体结构

35、分为东、西两部分：二层局部有楼板设置双柱分缝脱开；三层及四层，局部通道采用钢结构连桥，一端固定铰支座，另一端滑动支座；屋面天窗一端固定铰支座，另一端滑动支座，使东、西两部分脱开。混凝土框架-支撑结构，支撑采用屈曲约束支撑（BRB）4.5.1 山东省科技馆新馆连体设计滑动端滑动端604.5.1 山东省科技馆新馆连体设计614.5.1 山东省科技馆新馆连体设计624.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍63中国动漫博物馆位于杭州市白马湖畔；总建筑面积约为30382平米；建筑最大平面尺寸为152m63m，最高点距地面44.50m；地上六层，层高分别为10.4m、7.0 m、7.0m、5.0m、4

36、.0m、4.0m，局部设夹层与地下室；本工程抗震设防烈度为6度，抗震设防类别为乙类，按7度采取抗震措施，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组。本工程场地类别为类。特殊要求：网格筒作为承重构件；原因：建筑效果要求，将幕墙骨架和结构承重柱合二为一。4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍644.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍65 本工程结构体系：一层采用一层采用钢网格筒钢网格筒-钢框架钢框架-支撑（钢板剪力墙）结构支撑（钢板剪力墙）结构 二层及以上采用二层及以上采用钢框架钢框架-支撑（钢板剪力墙）支撑（钢板剪力墙）+跨层桁架结构。跨层桁架结构。支撑包括一般支撑与屈曲约束

37、支撑耗能构件的平面布置（FQ为屈曲约束钢板墙，ZC为屈曲约束支撑）4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍66上部结构计算模型三维视图上部结构计算模型三维视图网格筒的平面分布网格筒的平面分布4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍67结构抗震设计思想：局部释放抗侧刚度，金属阻尼器减震，抗震局部释放抗侧刚度，金属阻尼器减震，抗震 1 1）局部释放抗侧刚度：）局部释放抗侧刚度：在大网格筒上部与二层楼面结构之间设置叠层橡胶隔震支座，支座的水平刚度很小，大网格筒主要承受竖向荷载，较少承担上部结构的水平地震力，可使整体结构地震力分布均匀，整体地震作用下降。2 2）金属阻尼器减震：）金属阻尼器减震

38、：在层间位移角较大处，采用了耗能型屈曲约束支撑和耗能型屈曲约束钢板墙。3 3）抗震：）抗震：三个小网格筒和框架除承受竖向荷载（含竖向地震作用）外，还需承受水平作用。4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍68大网格筒正立面投影图大网格筒正立面投影图4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍69问题：大网格筒的抗侧刚度对结构带来不利影响问题：大网格筒的抗侧刚度对结构带来不利影响 1）承担近50%的水平地震力，过度集中，增大网格筒发生失稳或其他失效的可能，造成整体结构的不安全。2）动力稳定分析短时间内难以完成，缩尺试验的水平向加载也难以实现。3）较小的层间位移角导致耗能构件（柱间BRB支撑和

39、钢板剪力墙）难以发挥耗散地震能量的作用。大网格筒与上部结构不同连接方式的计算结果：分担的地震力分担的地震力占总剪力百分比占总剪力百分比T1/T2/T3下层与上层侧刚比下层与上层侧刚比与上部结构固结X向14457kN46.1%1.51/1.28/1.194.29Y向11026kN35.9%4.52与上部结构滑动(抗侧刚度释放)X向4010kN11.4%1.63/1.39/1.302.24Y向4090kN12.0%1.83结论：释放大网格筒抗侧刚度对网格筒本身和整体结构均有利。结论：释放大网格筒抗侧刚度对网格筒本身和整体结构均有利。4.5.2 中国动漫博物馆的支座释放刚度介绍701 1 项目简介项

40、目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广715.1 5.1 装饰幕墙对整体计算分析的影响装饰幕墙对整体计算分析的影响1）外侧立面带有钢结构装饰幕墙。2）装饰幕墙与主体结构使用期限不同。3）幕墙斜向构件较多，需采用结构措施，使的主体结构与幕墙能够分开单独计算和设计。05 钢结构装饰幕墙设计介绍7

41、25.2 释放钢结构幕墙影响的结构措施释放钢结构幕墙影响的结构措施1）幕墙竖向构件直接落到基础面，竖向荷载采用自承重；2）幕墙竖向构件与基础面之间设置滑动支座，释放水平向移动；3）幕墙与主体结构之间采用铰接构件连接，主体结构只承受幕墙传递的水平向荷载和减小幕墙竖向构件的平面外计算长度。73不带钢结构幕墙计算带钢结构幕墙计算振型T1（s）T2（s）T3（s）T1（s）T2（s）T3（s）周期(秒)2.03491.96041.81571.98461.84481.7025平动系数(0.48+92.18)(81.82+0.68)(10.61+0.21)（0.15+90.98）（92.02+0.27）（

42、2.14+1.41）扭转系数0.8010.86(88.90)1.760.4195.28周期差异2.47%5.89%6.23%楼层不带钢结构幕墙计算带钢结构幕墙计算X向（kN）Y向（kN）X向（kN）Y向（kN）78449932189639348612085123761311112401513007132221418313241415813158241732815860316091163611769416442216255169931790217081135711295923641230650基底剪力差异1.96%3.57%采用结构处理措施采用结构处理措施后，在主体结构计算分析中，可以后，在主体

43、结构计算分析中，可以不带钢结构幕墙计算。不带钢结构幕墙计算。5.2 释放钢结构幕墙影响的结构措施释放钢结构幕墙影响的结构措施741 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广756.1 6.1 穿层长柱稳定性分析穿层长柱稳定性分析1）有36.5m高的的通高框架柱。2）有限元模型中，

44、柱底约束X、Y、Z三向位移，释放扭转约束；柱顶约束X、Y两个方向位移，释放竖向位移及扭转约束。3）长柱在竖向力作用下失稳的极限承载力为内力设计值的8倍。4）长柱在水平荷载作用下失稳的极限承载力为水平力设计值的8.7倍。06 项目其他设计问题介绍766.2 抗连续倒塌分析拆除法771）分别拆除结构重要构件。2）针对本工程，由于结构高度不高，且武汉风荷载较小，风荷载不参与组合。3）拆除框架柱后的各类构件的应力比限值如下。构件类型RdSdSd/Rd（SGk+0.5Sqk）/f应力比不大于与拆除柱相连的中间钢梁1.251.111f2.0（SGk+0.5Sqk）0.671.44（SGk+0.5Sqk）/

45、f1.085与拆除柱相连的端部钢梁1.251.111f2.0（SGk+0.5Sqk）1.0 x1.44（SGk+0.5Sqk）/f0.694其他中间钢梁1.251.111f1.0（SGk+0.5Sqk）0.670.72（SGk+0.5Sqk）/f2.073其他端部梁1.251.111f1.0（SGk+0.5Sqk）1.00.72（SGk+0.5Sqk）/f1.389其他柱1.01.111f1.0（SGk+0.5Sqk）1.00.900（SGk+0.5Sqk）/f1.1116.2 6.2 抗连续倒塌分析抗连续倒塌分析拆除法拆除法78在拆除构件后，剩余构件承载力均能满足规范要求，结构不会发生连续倒

46、塌。6.2 6.2 抗连续倒塌分析抗连续倒塌分析拆除法拆除法791 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广80可提供850个床位07 中国光谷科技会展中心与方舱医院81平 疫 结 合 的 改 造 方 案平 疫 结 合 的 改 造 方 案07 中国光谷科技会展中心与方舱医院82平

47、 疫 结 合 的 改 造 样 板 验 收 区平 疫 结 合 的 改 造 样 板 验 收 区07 中国光谷科技会展中心与方舱医院831 1 项目简介项目简介2 2 项目关键技术及创新项目关键技术及创新3 3 BRBBRB减震设计介绍减震设计介绍4 4 连廊设计介绍连廊设计介绍5 5 钢结构装饰幕墙设计介绍钢结构装饰幕墙设计介绍6 6 项目其他设计问题介绍项目其他设计问题介绍7 7 中国光谷科技会展中心与方仓医院中国光谷科技会展中心与方仓医院8 8 项目科技创新与应用推广项目科技创新与应用推广84曾获奖项：2019-2020建筑设计奖 结构专业 一等奖2021年中国施工企业管理协会科技进步二等奖2

48、020年中冶集团科学技术奖二等奖2017年度武汉双十佳优秀创新项目奖20172018年度湖北省建设优质工程“楚天杯”20172018年度建设工程金属结构（优质工程）“金钢奖”2017年度省部级建筑新技术应用示范工程2018年湖北省优秀勘察设计项目“一等奖”2019年中勘协优秀公共建筑项目“二等奖”2018-2019年 国家优质工程奖 论文发表：1）陈焰周，肖飞，张凯静，许敏 中国光谷科技会展中心结构设计【J】钢结构 2017年11月第32卷 2）肖飞，陈焰周，刘飞宇，孙威，李霆 差异体量连接建筑间弱连接设计方法及分析【J】工程抗震与加固改造 2018年3月 第40卷 3）邹 杰，肖 飞 抗浮锚

49、杆布置方式对基础底板受力及配筋影响分析【J】建筑结构 2016年12月 第46卷 实用新型专利：1）一种用于幕墙安装的连接装置（肖飞、陈焰周、张凯静、甘仕伟、孙威）专利号：ZL 2017 2 0123641.52）一种双翼缘H型钢梁（肖飞、陈焰周、张玉良、孙威）专利号：ZL 2017 2 0123789.93）一种筏板结构(肖飞）专利号：ZL 2017 2 0150574.64）H型钢次梁与H型钢主梁刚接连接节点（肖飞、徐伟、孙威、刘飞宇、张凯静）专利号：ZL 2016 2 1080399.X5）H型钢次梁与箱形钢主梁刚接连接节点（孙威、肖飞、徐伟、刘飞宇、张玉良）专利号：ZL 2016 2

50、1075852.86）钢梁与圆钢管混凝土柱穿心式加强型连接节点（肖飞、张玉良、邹杰）专利号：ZL 2016 2 1076436.X7）上翻式隐藏牛腿的连廊支座节点（肖飞、孙威、刘飞宇、陈焰周、张凯静）专利号：ZL 2016 2 1068633.78）箱形钢次梁与箱形钢主梁刚接连接节点（肖飞、刘飞宇、孙威、徐伟、唐明勇）专利号：ZL 2016 2 1075758.29）一种矩形钢管梁与楼板连接的组合梁结构（肖飞）专利号：ZL 2017 2 0134853.310）一种H形钢梁与楼板的组合梁结构（肖飞）专利号：ZL 2017 2 0134852.908 项目科技创新与应用推广85姓名肖飞陈焰周许敏