围岩承载层分层演化规律及“层-双拱”承载结构强度分析

以信湖煤矿典型深部软岩巷道为工程背景,依据巷道围岩应力变化趋势及围岩强度变化,按照深部软岩巷道四线段全应力-应变曲线划分围岩次生承载结构为"流动层-塑性软化层-塑性硬化层-弹性层"耦合承载层,塑性软化层、塑性硬化层组成塑性承载区。并根据巷道围岩承载层划分提出动态补强支护方案:一次支护采用锚网喷支护,二次补强选取浅、深孔注浆锚杆锚索联合支护,结合支护方案特点提出"层-双拱"承载结构力学模型,在极限平衡条件下对"层-双拱"承载结构进行受力分析得到其极限承载强度解析式,工程计算得到信湖煤矿一水平回风石门经"层-双拱"承载结构支护后极限承载强度可达29.30 MPa,理论验证了支护方案的可靠性。同时,现场监测结果表明:回风石门在动态补强支护后巷道围岩变形趋于平稳,巷道顶板最大下沉量仅为36 mm,两帮移近量为67 mm,巷道能够保持长期稳定。

长沙某超高层框架-核心筒结构设计

长沙某超高层结构高度149.50 m,根据塔楼使用人数,结构按重点设防类别进行抗震设计。塔楼采用框架-核心筒结构体系,论述了基础设计、楼板不连续、设备层、墙体稳定。得出有利于工程设计的应用结果。

多层冷弯薄壁型钢组合墙体-钢框架混合结构的推覆性能分析

冷弯薄壁型钢组合墙体-钢框架多层混合结构上下层墙体间及墙体与框架间传力均不连续,是抗震的薄弱部位。提出一种层间加强连接部件,以提高墙体与框架的协同工作能力。对层间加强部件进行竖向轴压试验及水平荷载数值模拟分析,得到加强部件的承载能力及性能最优部件,同时建立了4~6层加入层间加强部件的基于墙体简化力学模型的混合结构,并对其进行Pushover分析。结果表明:(1)层间加强部件中的GHJ系列试件的竖向及水平承载力均略高于GHJB系列试件,破坏前有较大的变形,属于延性破坏,且具有较强的耗能能力;(2)多层混合结构Pushover分析表明结构在多遇地震以及7,8度罕遇地震作用下层间位移角均满足限值要求,位移角超过限值时也无倒塌现象,结构进入中等破坏后,在地震持续作用下需经损伤积累才发生倒塌等严重破坏。

多层钢结构厂房结构及节点性能化设计

根据钢标性能化设计,采用“低延性-高承载力”的抗震设计思路,对某常规设计的多层钢结构厂房进行性能化设计,对实际性能化设计过程中产生的问题进行分析阐述,证明采用合理承载力性能等级和延性等级结构设计是成立的,在节点设计时性能化设计是更为合理的计算方式,并通过对比钢结构工业厂房常规设计和性能化设计,对用钢量方面做比较,得出结构总用钢量可以减少10%的结论,在烈度不高的工业建筑中采用性能化设计对节约钢材用量产生了积极效果,为钢结构优化设计提供了新的方向。对组合钢次梁截面优化,探索组合梁更加合理的受力计算模式,得出上小下大截面组合梁相近应力比的情况下能节省40%的钢材用量的结论。

对抗震规范中基于性能设计方法的研究

对中国新颁布的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)中的"建筑抗震性能设计"的参考方法进行探讨,以框架-混凝土核心筒结构为实例,运用广厦建筑结构CAD有限元软件GSSAP,分别对核心筒结构中布置的框架梁、剪力墙以及连梁等构件在不同性能要求下的承载力以及结构的层间位移进行了验算。结果表明:如欲满足规范中"建筑抗震性能设计"的参考方法中关于设防烈度地震以及罕遇地震作用下承载力的要求,结构的剪力墙、连梁构件的配筋量将急剧增加,出现严重超筋现象,在实际工程中很难进行施工,框架梁则没有发生超筋现象;如欲满足规范中给出的设防烈度地震以及罕遇地震作用下侧向变形的要求,剪力墙、连梁构件以及框架梁、框架柱的截面尺寸均需要进行大幅度增加,不符合经济合理的设计原则。

考虑时变可靠度的再生混凝土结构设计

由于再生粗骨料来源和废混凝土工程服役情况的复杂性,导致再生混凝土的性能表现出明显的离散性和时变性特点。为保证再生混凝土构件服役期内安全可靠,以再生混凝土的时变应力-应变曲线、碳化性能、保护层开裂等研究成果为基础,同时基于构件的时变可靠度分析,发现再生混凝土抗压强度、梁配筋率、保护层厚度、碳化系数以及钢筋锈蚀率对可靠指标影响显著,进而提出了保证再生混凝土构件时变可靠度水准的方法。结合已经确定的再生混凝土材料分项系数,提出了保持再生混凝土抗压强度标准值与普通混凝土相同,提高构件纵向配筋率/配箍率的设计方法。并给出了考虑时变可靠度的再生混凝土构件承载力计算式,可用于再生混凝土结构设计。