超固结黏土中不排水柱孔扩张弹塑性解及应用

为求得超固结黏土中考虑K0影响的柱孔不排水扩张精确解,该文基于黏土和砂土模型(CASM)屈服准则,采用经典的应力剪胀关系,充分考虑土体静止土压力参数K0和重度超固结比,运用非相关联流动法则进行应力空间转换,进而建立超固结黏土中考虑K0影响情况下柱孔不排水扩张问题的一阶偏微分方程组求解模型。根据弹塑性边界已知的应力和位移条件,通过数值求解方法确定柱孔扩张模型的精确解。对比修正剑桥模型(MCC)解,基于SMP准侧改进的修正剑桥模型(SMP-MCC)解及黏土和砂土统一硬化模型(CSUH)解进行参数分析表明:当土体OCR≤2时,该文方法较好地模拟土体单元屈服应力和破坏应力;当土体OCR>2时,该文方法克服了超固结黏土高估屈服应力和破坏应力;当K0由1.0变化到2.5时,归一化极限扩孔压力由5.4变化到3.2,归一化极限超静孔隙水压力由2.4变化到1.0。并通过现场实测数据验证了该文方法的实用性与正确性。

超高钢梁安装全过程施工模拟分析

超高钢梁在吊装过程中,其稳定性是需要解决的关键问题。以深圳前海控股桂湾汇施工总承包项目为依托,采用MIDAS软件着重分析了超高钢梁在吊装过程中提升不同步的问题,得到在不同提升工况下钢绞线上的提升力及钢梁关键点位处的应力,通过于实际检测数据的比较,证明了分析模型和方法的可行性。在此基础上,总结了钢梁不同步提升时应力及钢绞线上提升力变化的一般规律;指出不同步提升过程当中应当重点关注的部位,提出了不均匀系数的合理化取值及减小不同步提升现象的具体措施;对于钢梁安装过程中稳定性分析,通过分析了设置柔性支撑前后钢梁上的应力及变形趋势,验证了设置柔性支撑可以有效的保证钢梁安装过程中的稳定性,为之后类似工程提供借鉴和参考意义。

气温骤降对超长混凝土结构底板温度应力的影响

温度应力是超长混凝土结构开裂的主要因素之一。为了研究气温骤降对超长混凝土温度和应力的影响以及采取塑料泡沫板保温措施效果,结合合肥国际陆港项目超长筏板基础,采用MIDASGen有限元软件模拟混凝土底板浇筑完成后,不同时段遭遇环境温度骤降情况。数据分析表明:气温骤降引起结构底板表面温度急剧下降,表面拉应力快速增长,而底板浇筑完成后8~10d内遭遇气温骤降对混凝土结构底板产生的拉应力最大。通过采取保温措施可有效避免气温骤降带来的不利影响。

冻融循环后陶粒混凝土的基本性能及损伤模型研究

通过改变冻融循环次数,研究了陶砂取代率对陶粒混凝土力学性能及抗冻性能的影响规律,测得并分析了相应阶段的抗压损失率、抗折强度损失率、质量损失率和动弹性模量损失率。以相应的损失率作为损伤变量,对表现最优的陶粒混凝土组建立相应的冻融损伤模型,并建立寿命预测模型对各个地区的陶粒混凝土抗冻性进行寿命预测。研究结果表明:随着冻融循环次数增加,表现最好的是陶砂取代率为30%时的陶粒混凝土组,该组陶粒混凝土经过120次冻融循环后,抗压强度损失率和抗折强度损失率分别为21.7%和24.5%,强度分别为37.8MPa和5.1MPa,已经超过大部分普通混凝土。陶粒混凝土的损失率(抗压和抗折强度损失率)变化和动弹性模量损失率变化比较一致,而陶粒混凝土的质量呈现先增后减,故根据动弹性模量损失率建立的冻融损伤模型可以更直观反应陶粒混凝土性能变化,寿命预测模型的建立可以为以后的相关研究提供依据。

贵阳老百货大楼结构动力弹塑性分析

研究结构在罕遇地震作用下的损伤情况、变形性能,探寻结构的薄弱部位和薄弱层是动力弹塑性分析的主要目的,弹塑性分析还可以对结构的抗震性能进行综合评估,进而指导结构设计,保证结构安全。本文以某超高层框架-核心筒为例,采用动力弹塑性三维非线性结构分析软件Perform-3D进行罕遇地震作用下的计算,结果表明:在罕遇地震作用下连梁能够迅速进入损伤,作为结构抗震第一道防线,在整个地震过程中保持很好的耗能作用;框架柱受弯均未达到屈服状态,作为二道防线的框架柱具有较好安全储备;剪力墙应变处在弹性阶段,墙体保持基本完好。

不同处理措施对结构柱节点核心区影响分析

在进行结构设计过程中,由于建筑功能以及现场施工环境等条件的限制,通常使得梁无法搭接到柱的中心位置,从而引起柱的节点核心区不能满足相关规范要求。本文以西安儿童医院项目为依托,阐述建筑结构中柱子节点核心区的受力机理以及相关设计依据,分析不同处理措施对结构柱节点核心区的影响。通过分析西安儿童医院项目,对设计初期结构中节点核心区不满足规范要求的区域进行研究分析,分别采用提高混凝土型号、加大梁截面以及加腋三种方法,研究其对柱节点核心区抗剪承载力的影响,研究发现,三种方法对于节点核心区抗剪承载力均有提升效果,但提升的效果以及对结构的影响有所差异,以此得到不同处理方式的优劣性,为相关设计工作提供参考。

再生骨料混凝土结构的经济性分析

随着天然砂石的短缺及建筑垃圾资源化效率低的问题日益凸显,再生混凝土运用而生,其推广使用的经济效益尤为关键。本文以实际项目为例,分别对粗骨料取代率为30%、50%、100%的再生混凝土进行经济性分析,结果表明:随着粗骨料取代率的增大,全楼混凝土用量变化较小,总钢筋用量增加。当粗骨料取代率分别为30%、50%、100%时,混凝土用量变化率分别为0.01%、0.03%、0.04%。同强度再生混凝土综合单价均低于普通混凝土,且取代率越高,差额越大;无论取代率为何值,再生混凝土综合费用均低于普通混凝土。

不同养护条件对再生混凝土强度的影响

建筑节能减排已成为与社会发展的重大需求,建筑废弃物资源化技术是建筑节能减排技术的关键,再生骨料混凝土作为建筑垃圾资源化的重要组成部分,因此加强废弃混凝土的回收再利用是一项重要的研究课题。以实际项目为例,对不同养护条件下再生混凝土的抗压强度进行研究,结果表明:再生混凝土的抗压强度与养护龄期呈正相关关系;龄期相同时,不同养护方式的再生混凝土抗压强度由高到低依次为:覆膜养护、洒水养护、自然养护;养护条件对再生混凝土抗压强度峰值影响较小,龄期达到一定时间,再生混凝土的抗压强度可达到与普通混凝土相同的抗压强度;龄期相同时,基础位置的再生混凝土抗压强度高于架空层,龄期在14d后,其抗压强度变化趋势较为平缓。

聚合物与粉煤灰改性砂浆性能的研究

为改善掺加粉煤灰的砂浆的综合性能,研究了在砂浆中加入聚合物时新拌砂浆施工性能和硬化砂浆的力学性能,试验表明:加入聚合物能降低砂浆水胶比,改变新拌砂浆含气量,提高硬化砂浆的韧性和黏结强度。聚合物改性粉煤灰砂浆具有优良的综合性能,可用于混凝土修补加固工程中。

再生骨料混凝土预制构件在市政工程中的应用研究

再生骨料混凝土是一种废弃物再利用的产物,对节约资源、保护环境具有重要意义,但它也存在一些缺点,其力学性能受骨料来源、破碎工艺、骨料含掺量、骨料性能、水灰比、砂率等影响较大,力学性能较不稳定。介绍了再生骨料混凝土的发展以及在实际工程中的应用,通过30%粗骨料替代率再生骨料混凝土预制盖板在某市政路主干道一期涵洞改建工程中的应用,研究了再生骨料混凝土的抗压强度、抗折强度、抗碳化性能。结果表明:30%粗骨料替代率再生骨料混凝土的抗压强度和普通混凝土相当,抗折强度比普通混凝土增大15.6%,抗碳化性能优于普通混凝土。30%粗骨料替代率再生骨料混凝土预制构件可以使用在结构性构件—涵洞盖板,每平方米可节约造价11.25元,降低了项目造价。

降板特征对车库顶板温度应力影响研究

以济南国际医学科学中心医疗硅谷项目为依托,分析地下车库顶板在不同降板高度影响下的温度应力分布关系,确定出合适的降板高度。主要研究方法为:首先根据气象资料以及相关理论计算出地下车库结构的综合降温,之后以SAP2000为计算平台对地下车库各构件在无降板以及降板高度分别0.4m、0.8m、1.1m四种工况下的温度应力进行分析,探讨了不同工况下车库各构件处的应力分布大小以及之间的相互关系。结果表明,降板高度越大温度应力释放效果越明显,当降板高度相同时,温度应力释放效果与降板范围宽度正相关;降板高度增加使得梁的最大轴力增大,柱的最大弯矩减小;通过对计算结果进行比较,发现当降板高度不小于0.8m时,利用降板措施来减少温度对车库顶板的影响较为明显的。

某办公楼采用普通混凝土与再生骨料混凝土在罕遇地震下的对比分析

中建八局产业基地办公楼项目为五层框架结构,局部有二层裙房,结构总高19.4m。整个项目采用再生骨料混凝土。对此办公楼在相同配筋情况下分别采用普通混凝土与再生骨料混凝土在大震工况下进行对比分析;对再生骨料混凝土分析时所采用的弹性模量、强度设计值、材料的本构关系等参照再生骨料混凝土相关规范。罕遇地震下的动力弹塑性对比分析采用sap2000软件,通过对比分析再生骨料混凝土与普通混凝土在罕遇地震下的结果表明再生骨料混凝土在罕遇地震下的结构性能与普通混凝土有一定差别,当结构满足小震设计相关指标时通过适当的构造措施可满足罕遇地震情况下的相关安全指标。

温度诱导缝对超长结构温度应力的影响研究

为研究设置温度诱导缝在解决超长结构温度应力问题方面的作用和效果,以某科技文化中心项目为例,采用MIDAS Gen和ABAQUS就地下室顶板进行建模分析,探讨了四种不同类型温度诱导缝的效果。结果表明:设置温度诱导缝可以较好地释放温度应力;综合考虑结构布置的便利和设置温度诱导缝的效果,选用不增设柱跨、不断开主梁的凹槽型温度诱导缝较为合理;可以通过加强温度诱导缝所在跨主梁的配筋来解决主梁不断开的问题。

装配式钢结构全栓接刚节点的受力性能分析

基于减少装配式钢结构施工现场焊接量及提高施工效率减少工期的目的,对一种可应用于装配式钢结构住宅的全栓接梁柱节点进行研究,通过建立通用有限元模型,对节点进行单调静力分析及滞回分析。分析结果表明:该节点具有足够的转动刚度,设计分析模型中可简化为刚接节点;全过程分析中,破坏未出现在螺栓群区域,破坏形态为悬臂钢牛腿翼缘屈曲破坏;耗能能力较好,滞回分析中未见明显的刚度退化、强度退化,具有优良的抗震性能。相较于传统梁柱刚接节点,该全栓接节点具有工厂加工简单、焊缝质量有保障、施工现场无焊接作业、施工速度快等优点,可广泛应用于装配式钢结构建筑中。

隔震支座在高层连体结构中的应用

西安儿童医院项目的四幢病房楼之间在9层至11层由四个钢连廊相互连接,将四个简单规则结构连接成复杂连体结构。为了满足建筑使用要求以及减轻连廊对各主楼的影响,采用连接支座为弱连接的设计思路,因此连廊支座均采用铅芯橡胶隔震支座。为研究设置铅芯橡胶隔震支座的连廊对各主楼的影响,分别计算单塔模型和多塔连体模型,并对周期、位移、楼层地震剪力等方面的结果进行对比。结果表明,单塔模型和多塔连体模型的计算结果差距较小,因此可以认为通过设置铅芯橡胶隔震支座,连廊对各主楼的影响非常小,各主楼采用单塔模型进行独立设计即可。同时对隔震支座以及与之相连的竖向构件采用大震分析、关键构件的有限元分析,以保证连廊与主楼连接部位的安全。

坡屋面钢梁形式研究

为研究坡屋面在不同坡度下采用何种钢梁形式对施工有利并便于设计,文章以济南都市阳台二组团C-7地块项目为实例,采用通用有限元软件ABAQUS就某一跨简支钢梁进行静力分析,探讨了六种不同倾角的倾斜上翼缘钢梁、普通钢梁以及上部设置单T型和双T型构件的钢梁,其中普通钢梁作为对照组进行对比分析。结果表明:坡屋面坡度小于15°,即钢梁上翼缘倾角小于15°时,采用倾斜上翼缘钢梁是可行的,承载力和刚度与普通钢梁比没有显著降低,在设计时,模型中可按普通钢梁建模;坡屋面坡度大于15°时,建议采用单T型和双T型构件的钢梁,模型中仍可按普通钢梁建模,设计中有一定的富余度;在实际工程中根据坡屋面坡度不同选用合理的方案可达到节省材料或方便设计和施工的目的。

聚合物改性高强修补水泥砂浆的研究

为制得既具有优良的施工性能,又具有较高抗折强度、抗压强度和粘结强度以及韧性和耐久性好的混凝土修补水泥砂浆,该文研究了高效减水剂、聚合物和硅灰对砂浆施工性能和力学性能的影响,并提出了水泥砂浆的优化配合比,该水泥砂浆能够满足高强混凝土修补的要求。

超高砌体墙加固有限元分析

文中对某项目的超高砌体墙加固工程采用三种加固方法:1)增设构造柱加固;2)增设构造柱+钢板加固;3)增设构造柱+钢丝网加固;另以原纯砌体墙模型作为参照模型,利用ABAQUS软件分别对这三种加固方法进行有限元建模分析,结果发现:1)原纯砌体墙在水平力作用下为脆性破坏,无法满足要求;2)增设构造柱加固的墙体在水平力作用下为延性破坏,显示了极好的延性;3)增设构造柱+钢板加固的墙体,在水平力作用下为延性破坏,但对墙体的抗剪能力提高有限;4)增设构造柱+钢丝网加固的墙体,在水平力作用下为延性破坏,并且抗剪承载力较好,远大于方法一的加固效果。综上所述,增设构造柱+钢丝网的加固方法效果最好、施工方便,具有良好的经济效益。

加固用高性能聚合物改性砂浆研究

针对钢丝绳网片-聚合物砂浆外层加固法,研究了高效减水剂、聚合物、粉煤灰、硅灰和膨胀剂对高性能复合砂浆施工性能和力学性能的影响。试验结果表明,经各种材料复合改性的砂浆具有很好的施工和力学性能,并提出了该砂浆的优化配合比。

钢渣骨料混凝土基本力学性能研究

通过正交试验研究钢渣粗骨料掺量(20%、40%、60%)、细骨料掺量(20%、40%、60%)和砂率(0.38、0.40、0.42)对混凝土工作性能、立方体抗压强度、劈裂抗拉强度的影响,得到钢渣骨料混凝土基本力学性能的变化规律。结果表明:钢渣作为骨料掺入混凝土能提高其立方体抗压强度、劈裂抗拉强度,且在20%~60%的掺量变化区间内,随着钢渣掺量的提高,钢渣骨料混凝土的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度有不同程度下降,同时会对混凝土的流动性能造成不利影响。通过极差分析,最终得出当钢渣砂掺量为20%、钢渣石掺量为20%,砂率为0.38时,制备出的C40钢渣骨料混凝土在力学性能及实际应用上较为优良。钢渣骨料混凝土基本力学性能的改良与钢渣骨料与水泥石的胶结密切相关。