大断面异形盾构隧道弯矩传递系数原型加载试验研究

由于异形盾构隧道特殊的结构断面型式,管片设计暂无相关规范可循,故基于原型三环管片力学加载试验对异形盾构管片环向接头弯矩传递系数进行研究,研究结果表明:1)随埋深增加,异形盾构管片结构整体刚度提升,但由于各接头刚度与相邻管片结构刚度比随埋深增加变化规律不一致,异形盾构管片接头弯矩传递能力呈部分减弱部分增强的现象;2)同埋深条件下,随着侧压力系数的增加,除右拱腰处接头外,其余接头弯矩传递能力随着接头刚度与相邻管片结构刚度比的增大而逐渐增强;3)随着埋深增加,各接头弯矩传递能力对侧压力系数的敏感程度逐渐减弱;4)极限破坏后,异形盾构管片内外弧面裂缝的分布规律证明了明显的弯矩传递现象。

连续梁转动刚度及弯矩传递系数研究

本文利用弯矩分配法。

弯矩综合集体分配法在刚架和框刚中的应用探索

弯矩集体分配法是在弯矩普通分配法的基础上发展的,采用弯矩集体分配法计算超静定结构的杆端弯矩,可以缩短整个弯矩分配和弯矩传递过程。本文着重于探索弯矩综合集体分配法在刚架和框架中的适用性,以拓宽此法在超静定结构中的应用范围,并为今后进一步探索此法在其它超静定结构中的适用性开敞思路。

楼面荷载作用下圆弧形曲梁内力

采用数学分析方法得出楼面均布荷载在圆弧形曲梁上的分布公式。然后通过积分方法推导出单跨圆弧形曲梁典型部位上的剪力、扭矩和弯矩。进一步运用结构力学方法求出圆弧形曲梁弯矩传递系数,利用分层总和法计算包含圆弧形曲梁和直梁的框架在竖向荷载作用下梁柱端部内力。算例分析表明采用上述方法计算出的梁柱内力符合工程精度要求。

青草沙水源地原水工程输水隧道单层衬砌管片接头荷载试验研究

纵缝转角刚度、纵缝(环缝)剪切刚度和弯矩传递系数是盾构隧道衬砌结构计算模型中的关键参数,历来是本领域研究的重点和热点。结合青草沙水源地原水工程,通过管片接头原型荷载试验,对上述关键计算参数进行研究。试验结果表明正弯矩作用下接头转角刚度符合双直线模型,负弯矩作用下转角刚度近似成线性,而且不同的接头构造情况下纵缝转角刚度值和其变化规律不同。在纵缝和环缝剪切试验中,管片间的错动随荷载变化过程分为3个阶段,其中错动主要发生在第二阶段。弯矩传递试验表明弯矩传递系数随着荷载的增大而减小。并且当纵缝转角刚度较大时,弯矩传递系数较小,反之亦然。最后结合试验结果,给出了盾构隧道衬砌结构计算模型关键参数具体取值范围和一些有益的结论,以供盾构隧道衬砌结构设计计算参考。

类矩形盾构隧道错缝管片环间传力性能研究

针对类矩形错缝拼装盾构隧道,通过三环拼装管片进行环间传力性能试验研究,并与纵缝压弯试验进行对比分析,分析环缝间产生的剪力对纵缝变形的限制作用,明确弯矩传递机制。相同弯矩作用下,随着纵向力的增大,弯矩传递系数呈增大趋势;相同纵向力但不同弯矩作用下的环间传力性能有所变化。研究指出该类型接头的环间作用力的局限性,明确类矩形错缝拼装接缝附近的薄弱环节,对新型地铁衬砌设计和施工提供试验依据和技术支持。

快速接头盾构隧道衬砌结构设计参数研究

管片接头受力性能是影响盾构隧道衬砌结构设计参数的关键因素,而采用快速连接件的接头受力性能尚不明确。文章参考国外盾构隧道衬砌快速连接件的研究和应用情况,结合上海市天然气管线过江隧道工程,通过管片接头荷载试验,对快速接头的纵缝转角刚度、纵缝抗剪刚度、环缝抗剪刚度进行研究。结合试验结果建立了基于梁弹簧法的三环错缝分析模型,给出了该模型关键参数的具体取值范围。最后通过计算对比提出了该种快速接头盾构隧道衬砌结构的修正惯用模型设计参数——刚度折减系数、弯矩传递系数。

钢筋混凝土梁-墙直交节点弯矩传递比例分析

要深入了解梁-墙平面外连接节点的受力性能,特别是发生"拉脱破坏"的原因,需要明确平面外弯矩在剪力墙临界截面上引起的弯矩和扭矩的传递比例。通过有限元计算,对影响剪力墙截面力分布和节点弯矩传递比例的主要因素,如梁、墙截面尺寸以及边界条件等进行了参数分析;在此基础上,利用简化模型推导了节点弯矩传递比例的理论计算公式,并进行了数值拟合;通过与分析结果和ACI无梁楼盖相关计算公式的对比发现,ACI公式明显低估了抗弯条带的弯矩传递比例。

一个很有价值的新型钢结构节点

在开发利用地铁上空空间的活动中创造了中心受压穿心铰支座,又通过各种结构设计的综合研究,揭示了中心受压穿心铰支座更深层的优点和价值。梁、桁架类的受弯构件,应用中心受压穿心铰支座和柱子连接,就会产生没有弯矩传给柱子的效果,而且对柱子产生了三百六十度的约束,因此对大跨度、超大跨度、高层、超高层的开拓提供了一个行之有效的新思路。不仅如此,笔者在给工程公司展开咨询活动中,发现这种新型的钢结构节点对施工技术的开拓,建立自主知识产权等有很大的创新推动力,笔者诚恳地介绍给大家,希望大家有更多的创造。

使用平面刚架程序时的铰结点模拟

本文提出了两种增设杆件和刚结点来模拟铰结点的方法——小三角形法和双三角形法,以使能利用简单的平面刚架程序来计算带有铰结点的刚架。

摩擦型高强螺栓连接节点性能试验研究

通过试验,对6个采用摩擦型高强螺栓连接的钢梁和连接板连接节点域在往复荷载作用下的承载力、破坏形态以及变形性能等进行了研究。研究结果表明,摩擦型高强螺栓连接节点能够传递一定弯矩并具有较强变形能力,但其承载力较差,在设计中宜作为铰接节点处理。另外螺栓规格及螺栓排列方式对节点性能也有较大影响。

钢筋混凝土柱的梁节点研究

钢管混凝土是“钢管套箍混凝土（Concrete—Filled Steel Tube）”的简称，套箍混凝土分别借助密排的螺旋形箍筋、方格钢筋网片、复合方形箍筋等来进行混凝土的套箍强化，而钢管混凝土是将混凝土注入薄壁圆形钢管内形成的组合结构材料。

错缝输水盾构隧道衬砌力学性能试验研究

针对三门核电站二期取排水盾构隧道工程设计问题,通过接头足尺试验,研究错缝拼装管片的受力性能,包括极限承载能力和破坏模式,利用单环压弯试验进行对比分析,探讨错缝与通缝衬砌在受力性能上的区别。主要结论为:(1)一般负弯矩纵缝接头处的弯矩传递系数相对较大;(2)对错缝拼装的衬砌而言,环缝和管片本体的破坏更易发生,而不会先发生纵缝破坏;(3)环间弯矩传递系数会随纵向力的上升而逐渐增大。

常用H型钢次梁端部节点力学性能研究

钢结构工程中目前常用的H型腹板栓接主次梁连接方式已被证实为半刚性,但此种半刚性连接节点的具体力学性能却仍未研究清楚。基此,对工程中一些常见截面尺寸的H型钢次梁进行对比分析研究。研究方式不改变腹板栓接主次梁节点部分自身的连接方式,将次梁的线刚度作为变量,经过大量的计算和比较,分别作出各自的弯矩—转角(M·θ)曲线、节点转动刚度统计表和弯矩传递百分比汇总表。研究发现,节点初始转动刚度与次梁线刚度之间相对大小导致节点连接部分最终分担的弯矩有所不同,连接节点部分所传递的弯矩百分比值基本稳定在10%左右,并由此指导H型钢次梁端部节点设计。

地铁车辆段场中常用腹板栓接节点半刚性研究

通过对地铁车辆段场中常用的腹板栓接节点进行力学分析,得到弯矩传递百分比与节点刚度的关系。采用有限元软件建立相应的模型,对节点刚度进行研究。研究发现,对于腹板栓接的连接方式应视为半刚性连接,且腹板栓接节点部分的转动刚度并不是固定不变的,而是随着荷载值的增加呈现出先陡然增大、然后趋于稳定、最后再逐渐减小的变化趋势。

1∶1站立式大断面异形盾构管片力学试验系统的研发与应用

异形盾构管片由于特殊的断面型式,在应用到实际工程前须对其承载能力、力学特征和破坏模式进行研究。提出一种1∶1站立式原型异形盾构管片力学加载方法,构建可重构式的钢结构加载和数据采集平台以及基于PLC闭环控制理论的千斤顶液压控制系统。基于该试验系统,研究自重状态和覆土状态下异形管片结构内力和形变特征,揭示浅埋条件下管片结构自重对异形管片内力和形变的影响规律,获得所研究的异形盾构管片极限埋深为18.5 m,并通过对管片结构内外弧面裂缝分布规律的分析,发现了异形管片明显的弯矩传递现象。

盾构法隧道错缝拼装衬砌的受力分析

对错缝拼装衬砌的内力计算分析的关键是如何考虑隧道纵向剪切作用以及由此而产生的环间弯矩传递。目前在错缝衬砌的设计中,用得最多的是η-ζ法,而η和ζ值的确定主要凭工程实践经验,具有较大的随意性和不确定性。为此,通过错缝拼装衬砌的三维受力性态分析,研究在错缝拼装条件下环缝接头对管片接头的约束作用以及由此而产生的环间弯矩传递。