跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站抗震设计探讨

针对跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站结构抗震冗余度低,在高烈度地区应用较少,为更好地分析高架车站抗震受力全过程,以某跨座式单轨独柱大悬挑钢-混组合框架高架车站工程实例为背景,根据建筑规范和城市轨道交通规范要求设定合理的抗震性能目标,并研究构件抗震受力历时过程中的受力情况。采用大型有限元Midas作为主要计算软件,选取合理的地震波,进行多遇地震和设防地震有限元计算时采用弹性时程分析方法,且对振型分解反应谱法地震作用进行相应的放大,结果分析构件满足抗震性能目标要求。进行罕遇地震计算时,为更好地模拟工程实际情况,计算模型考虑桩土共同作用,采用结构-承台-桩基整体计算建模方法,进行弹塑性时程分析,关键构件采用截面纤维模型进行计算,能够反映关键构件在大震作用下进入破损阶段之后的行为,可以查看关键构件截面混凝土的开裂和压碎历史,钢材或钢筋的屈服和硬化过程。研究结果表明结构构件均满足抗震性能目标:(1)关键构件的钢材纤维受拉受压均未超过屈服强度,保持弹性工作状态,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,同时延性系数D/D1小于1,均说明关键构件满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(2)桩基的钢筋纤维受拉、受压均未超过屈服强度,混凝土纤维受拉开裂,受压未达到屈服强度,满足抗震性能为压弯、抗剪不屈服的目标;(3)地震作用下,带有桩模型与无桩模型的基底剪力有一定差距,表现为带有桩基模型的地震剪力较大,设计时应考虑桩土共同作用。

高层建筑结构侧向刚度变化及其控制方法研究(Ⅰ)

结合震害资料,通过对算例的深入分析和比较,研究了高层建筑楼层侧向刚度突变的影响因素、控制方法及其对结构抗震性能的影响,对现行规范中层刚度比的控制方法提出了建议和补充。本文第一部分重点研究层高变化的影响。

高层建筑结构侧向刚度变化及其控制方法研究(Ⅱ)

结合震害资料,通过对算例的深入分析和比较,研究了高层建筑楼层侧向刚度突变的影响因素、控制方法及其对结构抗震性能的影响,对现行规范中层刚度比的控制方法提出了建议和补充。本文这一部分重点研究转换层的影响。

北京当代MOMA隔震连体结构的整体分析

近年来我国出现了许多复杂的连体结构。拟建的北京当代MOMA工程中,采用8个设有隔震支座的空中连廊将9幢主体塔楼依次相连,从而形成环形超大规模复杂连体结构。本文针对上述连体结构,进行了考虑隔震支座非线性性质的地震响应分析,将有连体与无连体结构的动力响应进行对比。结果表明,设计中选用的隔震支座可以满足要求;由于采用隔震支座,减弱了连体结构对主体结构的影响,从而使主体结构的设计难度大为降低,保证了结构的安全性。最后,针对本工程连体结构的其他相关问题进行讨论,并给出结构设计方法。

陶板幕墙抗震性能试验研究

本文通过足尺钢结构框架外挂陶板幕墙模型的震动台试验,研究了陶板幕墙的抗震性能。试验分别输入Elcentro地震波、人工波及唐山地震天津记录波。试验结果表明,所测试的陶板幕墙体系抗震性能良好,符合抗震设计要求。

既有地铁隧道旁侧基坑开挖影响分析

基于广州北站综合交通枢纽一期广清城际铁路广州北站站房工程,对在既有广铁九号线旁进行基坑开挖的影响进行研究。根据工程与地铁的位置关系、周边环境、地质条件以及施工工序等,利用三维有限元软件建模,对照基坑墙顶水平位移、地表沉降等工程监测数据分析与评估广清城际广州北站站房工程施工对周围环境产生的各种影响。研究发现,墙顶水平位移相对较大的点位往往位于基坑围护的中部,较小的点位往往位于基坑围护的角点部位,基坑的时序开挖会引起周围土体位移场和应力场的叠加增大,因此基坑开挖时的后开挖区域往往是基坑的最大影响区,地表沉降与墙体的变形规律密切相关。随着基坑施工的进行,地铁产生靠近基坑移动的结构变形趋势,并有轻微上浮,施工过程中的结构最大变形发生在站房基坑中心。研究成果可为合理制定邻近施工的施工方式提供一定依据。

“桥建合一”独柱大悬臂高架车站设计要点研究

针对跨座式轨道交通领域中的“桥建合一”独柱大悬臂高架车站结构抗震冗余度低,涉及铁路、城市轨道交通两个领域的建筑、结构、桥梁等多个专业,目前缺乏统一的设计标准等问题,以多个工程实例为背景,采用有限元计算对比分析的方法,对该结构体系的特点及材料选择、设计标准和抗震设计方法、基础模拟方式、盖梁的次弯矩和扭矩、钢屋盖对整体结构影响等5个设计要点进行研究。研究表明:(1)在抗震设防烈度7度以上的高烈度地区,采用钢-混组合结构可获得更优的性价比;(2)从结构的安全可靠出发,计算模型中基础模拟宜考虑桩土相互作用的影响,并采用较“小震弹性”要求更高的抗震性能化设计;(3)钢屋盖对整体计算结果有较大影响,悬挑盖梁根部的次弯矩和扭矩影响不容忽视。

基坑二次开挖的排桩支挡结构承载特性分析

通过基坑二次开挖的排桩支挡结构模型试验,以新增支护桩桩间距为主要参数,研究其对组合支挡结构承载特性的影响。试验结果表明:随着开挖深度的增加,既有支护桩桩顶位移比新增支护桩桩顶位移变化更明显;随着新增支护桩桩间距的增加,既有支护桩的最大弯矩值增大,而维持稳定的极限开挖深度减小;由于土拱效应的影响,新增支护桩的桩间距过大会导致整个支挡结构的安全性降低;为了确保整个支挡结构发挥最佳支挡性能,应控制新增支护桩的桩间距在2~3倍桩径之间。该结果可为基坑二次开挖的相关研究提供一定的参考。

既有隧道旁侧深基坑支护结构开挖响应分析

基于广州北站站房工程,对在既有广铁九号线旁基坑开挖的影响进行研究。根据工程的具体位置、周边环境以及施工工序等,利用有限元软件建模,对照基坑墙体侧向变形、地下水位、支撑轴力等工程监测数据,分析与评估广州北站站房工程施工支护结构的响应规律。研究得出,墙体侧向变形展现出明显的中部对称性。初期轴力变化较大的点位,呈现出一种跳空陡增而后回落的态势,而靠近广州轨道九号线的点位呈现出一种阶梯状的缓慢爬升态势。在基坑的开挖过程中,支护结构的变形模式呈现为“弓形”,且最大的侧向位移大致发生在开挖面附近,有限土体一侧的墙体水平位移值会随着有限土体宽度的增大而逐渐增大。研究成果可为同类型基坑施工提供一定依据。