不同埋深处土质场地地下结构地震内力变化规律

地震作用下不同埋深的土质场地地下结构的反应是不同的,为此开展了不同埋深的结构内力的变化规律研究。本文选取两个实际土质场地条件下典型的地下结构为基准模型,设定不同的埋深工况;将土质场地地下结构体系简化为平面应变问题,结构采用弹性梁单元,土体采用平面应变单元,土体非线性采用等效线性化;侧向边界取较大宽度以减弱边界影响,进行动力时间历程法分析,提取侧墙最不利位置的内力进行分析。结果表明:场地类别、土层厚度对结构内力随埋深变化有影响;内力中的弯矩和剪力有先变大再变小的趋势,存在最不利埋深。

火灾下钢-混凝土组合梁内力变化的试验研究

实际工程中,钢-混凝土组合梁大多具有轴向约束,从而使得组合梁在大变形时产生悬链线效应来继续承担外部荷载。为研究火灾下钢-混凝土组合梁的悬链线效应产生机制,开展了 2 块足尺钢-混凝土组合梁的火灾试验,测试组合梁截面内力随受火时间的变化过程。介绍了试件设计、加载方案和测量内容,描述了相关试验现象及破坏特征,得出以下主要结论:升温时,组合梁截面温度梯度分布变化较大且易产生附加弯矩,对组合梁极限承载能力产生不利影响;火灾下组合梁的破坏模式主要表现为梁端负弯矩处形成明显的塑性铰,同时板底钢梁的受拉下翼缘出现整体侧向失稳,这与常见单个钢梁的受压翼缘屈曲而整体失稳的现象相悖;荷载比是影响组合梁抗火性能重要的参数之一;通过实测得到火灾发生时组合梁内力的变化过程,分析出在同等条件下的相同时间内,荷载值越大组合梁悬链线效应越明显。

钻井井壁内力变化的灰色预测

近１０ａ来，用钻井法施工的井筒相继产生了不同程度的破坏。井壁产生破坏，是其内部承载力不足的体现。为探求井壁在使用中的内力变化，运用灰色预测方法对井壁的内力进行预测，并将预测结果与实测结果进行对比。结果表明，该方法有很强的适用性和准确性，为井壁的安全预报提供了理论依据。

矩形顶管管节内力变化及地表沉降规律分析

为了研究矩形顶管施工过程中管节内力变化规律及施工过程中地表沉降规律,以昆明轨道交通4号线菊华站B号出入口为研究对象,在管节间安装土压力盒,监测顶管施工时管节内力变化;在地表设置沉降监测点,监测顶管施工中地表沉降情况。监测分析结果表明:掌子面前方地表上浮,掌子面后方地表下沉;顶管轴线处位移大于顶管两侧位移;顶管纠偏操作会影响地表沉降规律;管节内力在截面表现为管节外侧内力大于内侧内力,同时表现出管节底部内力大于顶部内力,顶部内力大于两侧内力。

考虑径向约束力条件下的压力分散型锚索内力变化规律

本文在对径向约束力条件下的压力分散型锚索内力变化规律进行研究的过程中,首先分析了接触面满足摩尔-库伦强度条件时弹性理论解,最后总结了径向约束力条件下的压力分散型锚索内力变化规律。

事故处理和设计局部变更应注意框架结构的内力变化

从定性概念出发,框架是超静定结构。如果其中某一部件的截面尺寸、长度或混凝土强度发生了变化,框架结构的内力也会发生变化。除变化的部件外,与其相联接的部件也有变化。正所谓:“牵一发而全身俱动。”对具体某个结构,这种变化到底有多大?变化的量对结构的安全有多大的影响?

桁架因高度不同而内力变化的优化设计

通过马钢股份公司三钢轧总厂全连铸工程46 m长钢桁架的设计,按照桁架高度5 m和6 m的两种方案,分别计算出桁架因高度不同而内力变化的各项设计指标,从而选出优化设计方案。

软土深基坑开挖变形特性及围护结构内力变化的试验研究

以宁波某典型软土深基坑工程为例,运用概率统计方法,对基坑开挖过程监测数据进行分析,得出一些有益规律。同时,结合理论反演分析,深入探讨了分步开挖条件下,围护结构变形特性及其内力变化规律,进一步分析了地表沉降与围护结构变形内在关系,并对工程影响范围等主要指标作了研究。研究结果表明:软土地质条件下围护结构变形不易控制,最大变形于开挖面位置,围护结构内力最大值随开挖深度增加而增大,开挖至底板标高附近时,其内力发挥达到最大值且增幅最大,处于最危险状态,应予以高度关注。

基于监测数据修正多尺度有限元模型的超高层转换桁架和节点内力变化规律研究

为克服超高层结构关键构件和节点在传统局部分析模型中存在边界误差和不能全面反映结构受力的不足,根据应变监测获取超高层结构的静力响应,分析采用非均匀温度场作用下超高层结构多尺度有限元模型的估算结果与实际结构动静力响应之间的差异,提出了基于结构自振频率、悬挑桁架和节点的温度应力系数为目标的响应面模型修正方法,在修正后的多尺度有限元模型中施加规范给定五十年一遇的风荷载,分析转换桁架和节点的局部应力变化。分析结果表明:超高层结构幕墙施工状态下温度与应力之间的相关性系数超过0.8,温度变化对构件应力影响较大,验证了以温度应力系数为目标的超高层结构响应面模型修正方法有效性,以及采用非均匀温度场作用下多尺度有限元模型分析结构局部构件内力变化的可行性。

基于构件开裂刚度改变后内力的变化规律研究

构件的开裂改变了刚度,同时会使内力重新分布。研究构件开裂后内力的变化规律,是分析构件开裂后实际内力变化的有效方式。文章通过有限元软件ABAQUS的扩展有限元XFEM,对混凝土刚性框架进行弹塑性分析,并与有限元软件ETABS的弹性分析结果进行对比,研究了构件开裂刚度改变后内力的变化规律。结果表明:弯矩的弹塑性与弹性计算结果相比,构件裂缝贯通1/8~1/2时,下降了10%~20%,钢筋没有达到屈服;构件裂缝贯通1/2~3/4时,下降了20%~30%,而贯通约3/4时,裂缝处最外侧钢筋屈服;裂缝贯通3/4至完全贯通,下降了30%~80%,且裂缝宽度<2 mm时,下降了30%~50%,而裂缝宽度>2 mm时,下降程度发展较快,可达50%~80%;当裂缝贯通截面时,裂缝处的纵筋屈服,且裂缝宽度>5 mm时,弯矩下降的程度>90%,失去承载能力。

地下水位变化对地铁车站结构内力的影响

以苏州地铁某标准车站为例,应用sap84软件分析地下两层站在地下水位变化时结构控制截面的内力变化。并通过分析构件在不同荷载情况下内力变化,以此来讨论结构控制截面随水位下降的变化情况,为以后地铁车站结构设计分析提供参考。

水平注浆对既有盾构隧道横向变形与内力的纠偏控制效果研究

为探究水平注浆对既有隧道的纠偏控制效果和受力变形规律,建立注浆对既有隧道作用的计算模型,利用非均匀膨胀模型计算注浆引起的既有隧道周围附加应力,根据隧道围压重分布理论推导既有隧道的围压变化。以基坑开挖工程结合注浆工程为算例,计算既有隧道在各个阶段下的围压变化,并根据数值软件建立三环管片模型,得到注浆对既有隧道横向收敛、混凝土应力以及螺栓应力的影响,最后对注浆量、注浆距离以及注浆范围进行参数分析。研究结果表明:水平注浆作用会引起既有隧道围压重分布,其作用在隧道上的附加围压主要呈现为“横椭圆”分布,本案例下隧道两侧腰部的围压复原率达到40%,隧道的收敛及内力复原率均达到了50%。随着注浆量的不断增大,横向收敛及内力均线性增大。随着注浆距离的减小,横向收敛和内力呈现指数型线性增大。单一改变注浆量和注浆距离均可使隧道的变形和内力恢复至正常状态,可考虑首要改变注浆距离以节约资源。注浆效果对注浆深度的敏感性远不及注浆量和注浆距离,注浆深度的改变较小时,注浆效果无明显差异。通过分析隧道复原率可确定注浆工程的参数设置,研究成果可为注浆纠偏邻近既有隧道工程提供参考。

下穿隧道施工对高边坡抗滑桩内力影响研究

依托长沙市夏鹃路下穿智慧公园隧道工程深挖路堑段,基于现场情况设计了边坡段支护结构抗滑桩现场监测试验方案并开展了为期1年的现场监测,对其监测结果进行分析得出以下结论:高边坡下穿隧道施工会对坡脚抗滑桩的内力和围岩状态产生较大影响,尤其当隧道掌子面距桩2倍洞径到过桩2倍洞径时影响最大;高边坡下穿隧道施工时,桩侧土压力作用点产生上移再下移的变化,导致抗滑桩受弯先增大后减小;抗滑桩背坡侧进行明洞施工时,明洞施工产生的外力可使抗滑桩受弯程度减小,间接提高了抗滑桩的抗弯能力冗余度;桩侧土压力大小和分布会随着其上土体沉积和旁边隧道施工而产生较大变化,进而引起桩身内力变化;当抗滑桩两侧都有隧道施工时,应两侧都布置土压力监测点,以得到更完整的土压力分布数据,进行更准确分析。

地表清方新建复杂构筑物对既有隧道的安全影响研究

在铁路隧道工程建设过程中,当前研究更多注重于新建隧道下穿既有构筑物,重点分析新建隧道对既有上部构筑物的结构安全影响及如何保护上部构筑物,而忽视了在已建成隧道上方的地表清方工程对既有隧道结构、运营安全的影响。文中结合成昆铁路米易至攀枝花段冉家湾隧道实际工程案例,采用FLAC^(3D)计算分析隧道开挖支护完成后地表建设场地平整清方引起的隧道结构位移及内力变化。

胶州湾第二海底隧道黄岛端基坑开挖对既有隧道影响分析

为了研究近海地区深基坑开挖施工对下方既有隧道的影响,以胶州湾第二海底隧道工程黄岛端陆域段工程场区项目为背景,采用MIDAS-GTS计算软件进行三维数值建模,分析基坑开挖对既有隧道产生的竖向位移及应力变化,以探究基坑开挖是否对下方临近隧道的结构产生不利影响。研究结果表明,在原支护条件下,上方基坑开挖对主线隧道产生的位移及内力变化均较小,在基坑正下方拱顶发生最大位移5.9mm,沿线其余位置变化较小,均控制在2mm以内,且相距越远,位移值越小,但在实际施工时不可忽略其他因素的影响,建议优化施工顺序,加强监测,降低基坑施工对既有隧道的结构安全和运营安全影响。

盾构下穿既有地铁隧道环向围压及受力变化

为研究盾构近距离下穿对既有隧道管片环向内力的影响,综合考虑盾构正面附加推力、侧摩阻力、盾尾附加注浆力及土体损失4个因素在水平及竖直方向上产生的附加应力,提出一种既有隧道在附加应力作用下的围压重分布模型,推导了既有隧道环向围压的计算公式,利用修正惯用法计算了相应围压作用下的衬砌内力。结合具体工程案例,研究了盾构下穿前后既有隧道的环向围压、弯矩、轴力及剪力的变化,分析了下穿盾构埋深、盾构掘进位置及研究断面变化对环向围压的影响规律。研究结果表明:盾构下穿会引起既有隧道环向围压、弯矩、剪力和轴力减小;随着盾构埋深增加,既有隧道受到的附加围压及弯矩的影响逐渐减弱,且减小速度逐渐放缓;在穿越过程中,既有隧道受到的影响先增大、后减小,且在隧道上下拱顶位置的附加围压及弯矩变化较大;当既有隧道上的断面逐渐远离穿越中心点时,环向附加围压的分布模式由"竖椭圆分布"逐渐变为"横椭圆分布"。

曲线刚构桥通车后活荷载作用下曲率半径对内力的影响分析

以某曲线连续刚构弯桥为工程背景,通过有限元程序MIDAS建立了完整的分析模型。通过有限元程序改变活荷载的大小,分析曲梁内力的变化情况,比较分析了不同荷载下曲线刚构桥的内力变化,得出了一些有益的结论。

施工偏差对连续刚构桥墩内力影响分析

某连续刚构桥跨径组合为(72+130+72)m,施工过程中由于施工误差造成2个桥墩横桥向尺寸均减少10cm,为分析其对桥墩受力的影响,利用有限元软件建立全桥模型,分别计算施工阶段最大悬臂状态三个不利荷载工况下原结构和现有结构桥墩的内力变化,并对成桥运营状态下桥墩受力和承载力进行对比分析,分析结果表明:该桥墩横向减少10cm对桥墩受力影响较小,但对墩梁固结位置施工要求较高,施工中应避免该种状况发生。

基于协同传递效应的盾构隧道穿越对地层与建筑物影响研究

城市主城区中修建大规模的地铁工程时,地下隧道下穿各类建筑物会对隧道上覆地层产生扰动,从而导致周围的建筑物不均匀沉降甚至倾斜开裂,对建筑物的安全构成威胁。文章以深圳地铁13号线盾构施工为工程背景,以隧道穿越的深圳职业技术学院某宿舍楼为研究对象,运用有限元软件MIDAS GTS/NX,建立隧道-土体-桩基-建筑物三维有限元模型,采用数值模拟方法对隧道开挖时地表沉降、建筑物变形以及内力的变化进行分析。结果表明:隧道施工引起的地层变形主要集中在隧道上方的土层中,盾构掘进前和盾构掘进后的建筑物梁柱构件内力没有明显改变,隧道下穿建筑物造成的影响是由于盾构施工打破建筑物与基础之间的初始平衡状态,导致建筑物结构产生的附加内力在建筑构件中协同传递而造成的。

基于高层商业综合楼项目结构设计问题研究

本工程是B级高层商业综合楼,采用现浇钢筋砼框架剪力墙结构体系。由于建筑物对于空间内部使用的要求,梁,柱和剪力墙部件受到限制。使用砼框架柱时,轴压比大于规格限制。该项目使用高钢含量的混凝土柱来计算和分析钢和砼型材的接缝特性,以确保钢和砼型材能够承受力而不会滑移。由于建筑物的功能要求,阳台的角柱不允许在1、10和20层上。为了满足Y方向上的偏移角度要求,阳台的角柱分为三部分,并在1层、10和20层成为悬挑梁进行有效转换。基于抗震性能设计,结合工程超限条件,对悬挑梁和剪力墙分支进行了主应力分析,以达到性能指标并确保结构安全。