钢框架预应力支撑结构拉索初始预拉力设计方法

为了研究钢框架预应力支撑结构体系中拉索初始预拉力的取值方法,从理论上对钢框架预应力支撑结构体系进行分析,推导出预应力框架支撑结构体系拉索初始预拉力的取值公式,得到预应力拉索初始预拉力与结构层间位移角之间的关系.采用反弯点法,推导出预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度计算公式,得到预应力框架支撑结构体系的抗侧刚度与构件的材料属性、截面属性、预应力拉索与水平面的倾角有关,与拉索的初始预拉力无关.基于推导出的预应力拉索初始预拉力和层间位移角的关系公式,提出一种预应力拉索初始预拉力的设计方法,通过算例验证了提出的预应力拉索初始预拉力设计方法的可行性,保证结构体系在设计的外荷载作用下,卸载索不退出工作,而增载索的安全储备提高了30%左右.

钢框架预应力支撑结构拉索截面面积设计方法

为了研究钢框架预应力支撑结构体系中拉索截面面积的取值方法,从理论上对钢框架预应力支撑结构体系的抗侧刚度进行分析,推导出结构体系的抗侧刚度计算公式.钢框架预应力支撑结构体系的抗侧刚度不仅与构件的几何属性和材料属性有关,而且与预应力支撑与水平面的夹角有关,结构体系的抗侧刚度随着层间位移的增大而增大.基于钢框架预应力支撑结构体系抗侧刚度的计算公式,推导出了预应力拉索截面面积设计公式,提出了一种预应力拉索截面面积设计方法,并通过算例验证了提出的设计方法和设计公式的可行性,得到的钢框架预应力支撑结构,可以保证结构体系在设计的外荷载作用下,满足设计对于结构层间位移的要求.

巨型钢框架—预应力支撑体系预拉力取值准则试验

目的研究巨型钢框架—预应力支撑体系的工作机理,获得其预拉力取值准则.方法进行室内模型试验,在不同的初始预拉力下,对模型进行横向加载到额定荷载,记录加载过程中受压索传感器示数为零时对应的外荷载和此时受拉索的剩余索力,以及相应的顶点侧移.结果巨型钢框架—预应力支撑可以减小结构的整体侧移,提高结构抗侧刚度;初始阶段,结构抗侧刚度随拉索预应力增大而增大,当拉索预应力增加到一定程度时,结构抗侧刚度几乎不变;预拉力以在外部作用下受压预应力支撑剩余拉力接近零为准则.结论验证了竖向预应力钢结构体系拉索预拉力取值一般准则的正确性:使得结构在外荷载作用下,受压最大的拉索剩余拉力接近于零.

盾构扩挖法建造地铁车站的桩-柱-预应力支撑体系参数研究

盾构扩挖法建造地铁车站的施工方案的一个技术关键是在拆除部分管片之前对隧道结构进行加固.综合国内外对于管片破除时的加固措施,提出一种新型的支撑体系:桩-柱-预应力支撑体系.通过有限元分析对支撑体系中钢索预应力施加的位置和大小进行了研究.结果表明:管片开口部位的上下位置均需要施加预应力;远离管片开口部位的对面管片腰部也需要施加预应力,大小约为开口部位的10%;隧道外侧施做排桩有利于控制管片的纵向变形;在不超过混凝土设计强度的情况下,预应力越大,对管片纵向的约束越强.

可拉压预应力钢支撑结构及其性能评价

针对传统钢支撑不能受拉、混凝土支撑工序复杂且拆除产生大量建筑垃圾等问题,研发可拉压预应力钢支撑结构。对可拉压预应力钢支撑结构进行技术评价及造价对比,结果表明:其抗压承载力与传统钢支撑相同,与混凝土支撑相当;抗拉性能及支撑刚度与混凝土支撑相当,优于传统钢支撑;施工便捷性与传统钢支撑相当,优于混凝土支撑;造价与传统钢支撑相当,比混凝土支撑低20%~30%。在地铁基坑工程中,首道支撑采用可拉压预应力钢支撑,相比混凝土支撑,在保证支护效果的同时,能够产生更好的经济效益和社会效益。

复杂地质下预应力型钢支撑支护技术

随着国家城市化进程深入推进,基坑工程向着更深更广的方向发展,传统的混凝土支撑体系受其施工方式限制,造成其他工序作业不便,相比之下预应力型钢支撑支护技术能有效弥补混凝土支撑体系的不足。文章结合杭州新浦嘉园项目,对比分析两种支撑支护技术的优缺点,介绍了预应力型钢支撑支护原理、布置原则,同时结合项目监测结果,验证了预应力型钢支撑支护技术既能保证深基坑工程施工安全,也能达到提质增效的效果。

软土深基坑预应力混凝土伺服支撑设计与实践

结合上海市虹口区某深基坑工程案例,介绍了预应力混凝土伺服支撑技术的应用情况。实践表明,混凝土支撑施加预应力可采用双圈梁结合支敦及千斤顶系统,该系统能保证混凝土支撑体系传力明确且变形协调;混凝土支撑采用预应力措施后,可以有效消除支撑自身的变形,控制支挡结构的变形,进而减小基坑周边保护对象的变形;预应力混凝土支撑实施过程应加强动态监测,关注相邻支撑加载时的联动影响,并根据监测结果动态调整支撑力。

装配式高层预应力钢框架-支撑体系性能研究

为了加快我国工业化装配式钢结构发展的进程,提出了一种实现节点刚性连接的装配式高层预应力钢框架-支撑体系,通过有限元软件ABAQUS分析,研究拉索的截面面积、初始预应力度以及柱子的轴压比等参数对高层预应力钢框架支撑性能的影响,对比分析不同参数下结构的承载能力和刚度退化规律,得到该结构体系的受力模式和拉索初始预应力的取值准则.结果表明:预应力支撑可以有效地改善结构的受力性能,与钢框架结构相比,整体抗侧刚度提高了210%,极限承载能力提高了54%;拉索的初始预应力度越大,越可以延缓结构抗侧刚度的初次退化;预应力支撑钢结构体系设计时,拉索初始预拉力的取值准则为,在设计的外荷载作用下,预应力拉索的拉力大于0.

预应力鱼腹式钢支撑体系在深基坑中的应用

介绍了预应力鱼腹式钢支撑体系的结构组成及工作原理,并以徐州市陆港大厦工程为例,从支护选型、施工工艺、监测结果等方面进行了阐述。工程实践表明,预应力鱼腹式钢支撑体系可以有效控制基坑变形,确保基坑安全,并能有效减少工期及造价。

带跨层预应力斜支撑的高层钢框筒结构静力性能研究

对于高层钢框筒结构体系,风荷载起控制作用,结构顶层侧移、层间位移角不易控制,为提高钢框筒结构的抗侧能力,将柔性预应力索用于钢框筒结构,并运用SAP 2000有限元软件对跨层预应力支撑钢框筒结构和钢框筒结构的抗侧性能和剪力滞后效应进行分析、对比,进一步研究预应力支撑的初始预拉力、弹性模量、布置角度、截面直径和布置方式等参数对跨层预应力支撑钢框筒结构受力性能的影响。研究表明:对钢框筒结构施加预应力支撑,显著提高其抗侧能力,并改善结构局部的剪力滞后效应;跨层预应力支撑宜布置为45°左右的交叉剪刀形状;在实际钢框筒结构工程允许的范围内,预应力支撑应选取较大的弹性模量和直径。

软土地区深基坑预应力钢筋混凝土支撑对邻近地铁隧道变形影响分析

依托上海地区一邻近地铁的深基坑工程,通过基坑分区后大坑内预应力钢筋混凝土支撑的使用,解决了上海软土地区复杂地质条件下深基坑开挖对邻近地铁隧道结构变形影响较大的技术难题。第三至第五道支撑使用预应力钢筋混凝土,共设置89个伺服式千斤顶。监测结果表明,大坑内预应力钢筋混凝土支撑的使用,使中隔墙墙身侧向位移向坑外方向持续发展,未改变隧道水平位移、竖向位移及管径收敛沿轴线方向的变化趋势;在该支撑系统工作过程中,隧道水平位移变化量控制在0.5 mm内,竖向位移和管径收敛变化量控制在2~3 mm内。预应力钢筋混凝土支撑的使用成本增加有限。

一种基坑钢支撑预应力施加数值模拟方法研究

在FLAC3D中,采用梁单元模拟基坑钢支撑时,现有的预应力施加模拟方法是在梁单元设置以后,通过对梁单元两端的节点施加一对相反的作用力来代表要施加的预应力,导致支撑预应力变为围护体系的外力这一与实际不符的情况发生。为此,本文根据钢支撑与围护结构相互作用的机理,提出一种改进的钢支撑预应力施加模拟方法—虚拟位移法,即先固定梁单元一端节点,另一端节点施加节点虚拟位移,虚拟位移再施加于梁单元上,使梁单元压缩形成预应力。以深圳地铁5号线前海湾站基坑工程为背景,进行了常规方法和虚拟位移法的比较:在对支撑结构的影响上,常规方法引起各道支撑的轴力变化与实际存在明显的差别,而虚拟位移法则与实际一致。本文工作有实际意义。

预应力型钢装配式组合内支撑施工技术的应用

文章结合实际工程案例,探讨预应力型钢装配式组合内支撑施工技术的应用,该施工技术由型钢装配组合成的对撑、角撑、八字撑等支撑梁,架设于立柱的托梁上,与基坑支护的围檩相连接,通过预压顶紧装置施加预应力,形成平面预应力支撑系统,将作用于围檩上的水土压力可靠地传递到对撑、角撑中,有效地控制了基坑的侧向变形,确保基坑安全。

预应力鱼腹梁支撑体系在异形基坑中的应用与研究

宁波轨道交通1号线某异形基坑采用混凝土支撑+鱼腹梁组合支撑体系,采用数值模拟和实测反馈等方法对预应力鱼腹梁支撑在异形基坑中的适应性进行研究。结果表明:Midas能够模拟鱼腹梁施工中的力学行为,其支撑安装和拆除工效均高于混凝土支撑,通过多次施加预应力能较好地控制围护结构变形,且材料可重复应用,节能环保。

预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧移性能研究

在当前的工程建设中,预应力钢结构以其技术先进、经济合理、安全适用,应用前景广阔。本文利用有限元分析软件SAP2000研究对比了预应力巨型支撑-钢框架结构与纯钢框架结构、巨型支撑-钢框架结构的抗侧移性能;从集中荷载模式和均布荷载模式两方面对预应力巨型支撑-钢框架结构的侧移模式进行了分析;并运用数值模拟手段研究了支撑的预应力与结构抗侧刚度的关系等关键问题,并得出了相应的结论,可为预应力巨型支撑-钢框架结构的设计和加固提供一些参考依据。

拉索直径对预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧性能的影响

通过有限元建模分析,研究了拉索直径对预应力巨型支撑-钢框架结构抗侧移性能的影响;着重研究了拉索直径、预拉力和最大层间位移这几个参量之间的相互关系,并推导了最大层间位移关于拉索直径的拟合公式。经算例验证,该公式具有较好的适用性和精度。文章的相关研究结论可为预应力巨型支撑-钢框架结构拉索直径的优化提供参考依据。

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。

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。

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。

钢框架-预应力索支撑结构断索动效应

为研究多层钢框架-预应力索支撑结构体系中预应力拉索在偶然荷载作用下突然断裂引起剩余结构振动响应的特征,采用瞬时加载法,借助大变形动力有限元软件ANSYS/LS-DYNA对底层一侧索支撑突然失效的一榀六层平面钢框架-预应力索支撑结构进行了动力响应的仿真分析。结果表明:剩余结构顶点侧移及与断索相邻关键构件端内力的动力系数均不大于2.0;顶点侧移、内力的最大值均发生在索完全破坏后;索的预拉力增大对断索后剩余结构的安全不利,但索直径变化对断索后的剩余结构影响不大;索的预拉力、直径变化对动力系数影响都很小。