基于Midas GTS NX探讨组合型钢支撑建模及工程应用

文章基于Midas GTS NX,提出了1D单元组合型钢支撑截面形状简化建模方法:连接所有H型钢上翼缘,形成等翼缘厚度、同支撑宽度的整体盖板,并分析了简化后支撑截面参数变化。以南京某基坑工程为研究对象,建立三维基坑模型,分析不同组合型钢支撑截面特性对基坑工程的影响,并结合理正基坑计算结果,探索简化组合型钢支撑截面形状建模方法的可行性及合理性。结果表明:(1)对比理正基坑计算结果,从支护结构侧向变形分布曲线、变形最大值的误差范围、支撑轴力及分布趋势等方面,验证了简化组合型钢支撑截面形状建模方法是合理、可行的,为组合型钢支撑建模提供参考;(2)建立三维模型分析时,组合型钢支撑不宜按等抗弯刚度代换原则简化为截面规则的混凝土支撑;(3)简化组合型钢支撑截面形状建模方法产生的支撑截面参数误差可忽略不计。

SMW工法桩与组合型钢支撑在软土地区的应用

结合杭州某基坑工程,对SMW工法桩+组合型钢支撑的支护体系在软土地区深基坑工程中的应用进行了介绍,包括支护形式的选择思路和设计、施工及监测。基坑支护施工共历时4个月,工期相较于传统的排桩+混凝土支撑方案缩短了1个月。监测数据显示:支护桩水平位移约为(0.23~0.29)%H,深层土体水平位移约为(0.58~0.65)%H(H为开挖深度),均满足常规基坑支护桩的变形要求。结果表明:通过将组合型钢支撑与SMW工法桩有效结合,可提高施工效率,节省工期,实现资源的循环利用。

基于装配式预应力型钢组合支撑的基坑分层开挖过程模拟分析

以黄木岗综合交通枢纽为依托,设计提出了一种装配式预应力型钢组合支撑体系,构建了基坑分层开挖与支护过程的有限元模型,分析了不同工况下基坑、土体与型钢组合支撑的力学特性,验证了型钢组合支撑的稳定可靠性,并探究了不同开挖方式与开挖厚度对支护结构和土体受力特性的影响规律。结果表明:①地连墙的水平位移在基坑深度为4~6 m时达到峰值,整体变形呈“鼓肚型”,且均在安全范围内;②基坑周边地表最大沉降量仅为-2.48 mm,远小于规范限值12 mm,且在基坑开挖3倍坑深的范围之外趋于稳定;③型钢组合支撑以受压为主,最大轴压应力为50 MPa,支撑体系受力合理;④分层开挖厚度2 m方案的地连墙变形、地表沉降峰值以及支撑结构内力均最小,但分层开挖厚度4 m方案的内力与变形增量不大,考虑到施工进度与经济性,因此建议选择分层开挖厚度4 m的方案。

组合型钢支撑在狭长型深基坑中的应用

南京老城区有很多受限于场地环境因素的狭长型基坑,且很多基坑临近古秦淮河,土质条件较差。这就使得这种类型的基坑对支护结构要求较高,而深基坑工程许多原有的施工工艺存在着诸多限制条件,已经不能满足这些工程的建设需求,从而促使越来越多的新型工艺在深基坑工程中得以应用,文章以南京某项目为例,详细阐述了组合型钢支撑在深厚软土中的应用。

预应力型钢组合支撑应用于软土基坑支护

采用高强螺栓连接的预应力型钢组合支撑既有效提高了支撑与支护桩连接节点的强度,又扩大了传统钢支撑的适用范围。由于施工机械不能碰压钢支撑系统,盆式开挖取代先撑后挖成为可行挖土方式。介绍了型钢组合支撑的基本构造和力学分析原则;结合淤泥质土中具体工程,简述了型钢组合支撑施工流程,展示了坑周土体侧移和支撑轴力监测结果,侧移曲线并没有"大肚子",而是接近悬臂开挖的抛物线;根据监测数据反分析结果,指出支撑型钢没有等强连接是主要原因,并提出增加支撑刚度的措施。现有型钢组合支撑可用于环境保护要求一般的基坑,在改进后可用于保护要求高的基坑。

深基坑组合型钢支撑梁稳定性分析

深基坑组合型钢支撑由多根H型钢通过高强螺栓连接而成,支撑梁被横梁和立柱组成的门架近似等间距支承,实践表明支撑梁承载力常被高估。根据支撑体系实际受力情况简化问题,假定横梁和立柱组成的门架为弹性支座,将均布在横梁上的多根型钢简化为作用横梁跨中的单根型钢,利用位移连续条件,先推导出单根横梁时支撑梁在竖向平面内稳定性计算长度取相邻横梁间距所要求的最小横梁刚度,而后分析横梁数量和结构初始缺陷对横梁刚度要求的影响,并指出将支撑梁简化为单根型钢偏于安全,还探讨将弹性分析结果应用到弹塑性结构的方法。结合某深基坑工程实例,按横梁强度计算的支撑梁承载力和支撑梁轴力监测结果都小于按支撑梁截面计算的承载力,说明所用横梁刚度低于最小刚度要求,支撑梁承载力由横梁刚度控制;现有立柱抗侧刚度不及横梁刚度1/10,支撑梁在水平面内稳定计算长度应取支撑梁全长。

预应力型钢组合支撑在大跨度基坑中的应用

以杭州某基坑支护工程为例,论述了预应力型钢组合支撑技术的施工要点,并与传统钢筋混凝土支撑技术进行比较,指出其具有能够重复使用、工期短以及造价低等优势。最后,根据基坑监测结果,验证了其在基坑支护上的先进性和实用性。

深基坑组合型钢内支撑构件平面内稳定分析

深基坑组合型钢内支撑构件平面内受力特性相当于具有多道弹性支撑杆的钢柱,弹性支撑杆的刚度为托架水平抗侧移刚度,该刚度一般小于支撑的门槛刚度,刚度贡献在设计时常被忽略。采用能量法对设有2至10道弹性支撑杆的轴压钢柱的平面内稳定性能进行分析,推导对应不同屈曲半波数的弹性临界荷载与支撑杆刚度之间的通解,在此基础上进一步得出不同屈曲半波数转折点对应的支撑刚度。与传统曲线拟合公式相比,计算精度有一定提高。分别对长度120 m,下设9道托架、长度60 m,下设4道托架的2个组合型钢内支撑构件进行平面内稳定分析。研究结果表明:当托架采用排架形式时,组合型钢内支撑构件计算长度系数降低5.6%~15%,但当托架采用刚架形式时,内支撑构件的计算长度系数可降低28%~50%,充分利用托架的水平抗侧移刚度可产生明显的经济效益。

预应力型钢组合支撑在基坑工程中的应用

在工期紧张、成本压力大的一些建筑工程中,如何提高深基坑工程的施工进度,减少或节约开发成本,是近年深基坑施工的一个典型问题。介绍了在天津某工程中预应力型钢组合支撑的应用情况,论述了型钢组合支撑的施工工艺,结合工程实践和现场跟踪记录,验证了型钢组合支撑在基坑支护中的先进性和实用性。

SMW工法与预应力型钢组合内支撑在相邻基坑综合设计同步施工中的应用

杭州市某工程有相邻仅96m的2个基坑,经过综合设计,科学利用工法工艺的特点,实现2个基坑同步交叉施工。介绍SMW工法与预应力型钢组合内支撑的在该工程项目中的组合应用情况,并阐述SMW工法与预应力型钢组合内支撑的施工工艺,结合工程实践和现场跟踪记录,验证了SMW工法与预应力型钢组合内支撑的组合应用在基坑工程中的先进性和实用性。

型钢组合支撑研究综述

型钢组合支撑作为一种新型的基坑支撑体系,因为其施工快、安全性高、对环境影响小等优点而逐渐成为通用的支撑体系。为更全面地认识型钢组合支撑,介绍了型钢体系的演化过程,整理了型钢组合支撑刚度、稳定性及施工流程等内容,同时提出了今后型钢组合支撑可以研究的方向。

型钢组合支撑在深大基坑施工中的应用

介绍了应用于深大基坑施工的型钢组合支撑基本构造以及其中关键节点设计,并且从实际项目出发,介绍了型钢组合支撑的设计方案,包括支撑布置设计以及基坑监测点的布置等。监测结果证明:型钢组合支撑应用效果良好,达到了预期要求,为今后型钢组合支撑的推广应用提供了可参考经验。

预应力型钢组合支撑在邻地铁基坑施工中的应用

杭州市某深基坑工程下有地铁线路南北穿过,遂决定将其分为东西两区施工。东区先行施工,拟采用大范围内一道预应力型钢组合支撑的方案。介绍了型钢组合支撑的支护方案设计方法、施工工艺和变形监测等内容。经实测数据分析,验证了其工程应用是安全、可靠的,且符合绿色环保理念,可为类似工程提供参考和借鉴。

SMW工法桩结合预应力型钢组合支撑支护体系在软土深基坑中的应用

结合宁波某基坑工程,介绍了SMW工法桩结合预应力型钢组合支撑支护体系在软土地区深基坑工程中的应用,重点对比了预应力型钢组合支撑和钢筋混凝土支撑体系及传统钢支撑体系的优缺点,并对预应力型钢组合支撑做了较为详细的介绍。工程实践表明,SMW工法桩结合预应力型钢组合支撑支护体系安全性好,变形控制能力强,且在节约工期、节能环保等方面有较大的优势,值得进一步推广。

H型钢组合支撑在地铁基坑中的应用研究

H型钢组合支撑具有可回收、高强连接、可施加预应力、可靠性高等优点,在国内的应用不断增多。房建基坑中应用的H型钢组合内支撑体系,竖向支撑结构较多,不能很好地适应地铁基坑的土方开挖要求。以地铁工程中常见的标准车站基坑(宽度约20 m)为例,通过计算对比分析,设计出大跨度、大间距的H型钢组合内支撑截面型式,相较于传统钢管支撑具有承载能力大、支撑间距大、截面型式经济合理等优点,能很好地适应地铁狭长型基坑的要求,具有推广应用价值。

超大跨预应力型钢组合支撑及其在深基坑工程中的应用

介绍了一种新型的大跨度预应力型钢组合支撑系统,大幅提高了钢支撑体系的截面刚度和承载能力,能够适用于超大跨度的深基坑支护。以杭州某在建对撑跨度达150 m的深基坑项目为例,介绍了大跨度预应力型钢组合支撑体系在深基坑中的应用情况,包括支撑的整体布置,型钢组合截面的组成及其构造连接。介绍了型钢组合支撑现场加载及温度监测试验,试验结果显示:3倍设计轴力下的支撑还处于弹性稳定阶段,没有出现任何异常,说明大跨度预应力型钢组合支撑具体足够的安全储备;日光照射是影响钢支撑截面温度的最主要原因,环境温度的变化对于支撑轴力及稳定性的影响有限。

预应力组合型钢支撑在基坑工程中的应用研究

垂直支护结构结合水平内支撑体系具有稳定性好、安全可靠的特点,从而成为深基坑工程中常用的支护体系之一。预应力型钢组合内支撑作为一种新型的水平内支撑型式,具有刚度大、可循环使用、可显著缩短工期等优点,且能减少环境污染,有效弥补钢筋混凝土内支撑和单杆钢内支撑的不足。文章针对预应力型钢组合内支撑体系,提出基本布置原则,采用弹塑性非线性有限元法,分析了预应力型钢组合支撑刚度、水平间距以及预加应力等参数对基坑变形、稳定性的影响,为预应力组合型钢支撑在基坑工程中的推广应用提供了有益的参考。

型钢组合支撑的工程应用与有限元分析

基坑工程往往会在人口密集的城市出现,其自身结构施工难度系数大,一旦发生安全质量事故,则会造成重大的人员伤亡和经济损失,后果不堪设想。基坑工程的内支撑轴力是决定其稳定性的最重要因素之一,传统钢筋混凝土支撑体系对环境污染大,不可重复利用,单杆钢内支撑具有整体性差的特点,装配式H型钢组合内支撑作为一种新型水平内支撑体系,具有可循环利用,对环境污染小,且刚度比较大,明显缩短工期等优点。主要根据现场实测数据和MIDAS GTS三维开挖模拟有限元分析对装配式型钢组合支撑稳定性进行研究,并且通过现场数据验证三维开挖模拟有限元分析的准确性。

轴力伺服型钢组合支撑在临近地铁深大基坑中的应用

紧邻地铁的深大基坑,支护安全度要求高、变形控制严格。在北京地区普遍采用桩锚基坑支护体系,但锚杆进入地铁保护区影响地铁的安全运行。预应力型钢组合支撑是近年来国内出现的新型支撑,具有可回收、施工方便、模块化制作、轴力伺服系统控制等优点。在软土地区的应用相对成熟,在北京等硬土地区应用较少。国家会议中心二期项目深基坑工程首次引入预应力型钢组合支撑和轴力伺服系统,通过对该项目的实际应用效果分析,满足临近地铁等复杂条件下深大基坑的环境变形控制要求。

SWM工法+型钢组合内支撑在某基坑工程支护设计中的应用

在太原市中心某工程场地狭小,周边环绕既有建筑,市政管网交错复杂,采用SMW工法+型钢组合内支撑进行基坑支护设计,既能做到安全、经济又能保证施工进度,可为类似工程提供借鉴。