STS新管幕工法钢管顶进现场试验

采用STS(steel tube slab)新管幕工法建造沈阳地铁九号线奥体中心站.通过钢管顶进现场试验,对顶管过程中的地表竖向变形及顶管顶力进行监测.经过对监测数据的整理分析,重点研究了顶管过程中地表竖向变形及顶力的变化规律,总结出顶管顶进过程中地表横断面变形规律及地表变形随顶进距离的变化规律,并对其变形机理展开分析.根据顶管顶力监测值得出STS新管幕特殊顶管形式下适合沈阳地区的顶力估算方法,对STS新管幕工法的应用及发展具有重要的参考意义.

地铁暗挖车站STS管幕结构施工技术研究

在复杂地质及多风险源地段修建地铁车站,传统的暗挖工法不能满足施工需要,STS(steel tube slab)管幕工法作为一种修建超浅埋地铁暗挖车站的新型施工方法被提出。以STS管幕结构修建沈阳地铁某车站为依托,结合现场施工,通过现场试验和监测对顶管过程中的注浆减阻、管间掏土、螺栓连接、混凝土灌注和地表沉降等进行研究,解决了钢管顶进准确定位的难题和大直径带翼缘板钢管减阻问题,得到清理管间土和混凝土灌注的施工方法,并确保了STS管幕工法修建地铁暗挖车站管幕结构的成功实施。

不同结构参数下STS管幕构件力学性能的数值分析

以8榀STS(steel tube slab)管幕构件室内试验为依托,为充分研究STS管幕构件的力学性能,建立构件的有限元模型,分析钢管厚度、螺栓直径、配筋率、翼缘板间距等参数对STS管幕构件力学性能的影响.结果表明:钢管厚度的变化,对试件的极限承载力影响不大,但能够有效地提高试件横向刚度;翼缘板间距的变化,对试件的极限承载力和横向刚度影响较显著;螺栓直径、配筋率的变化,对试件的极限承载力和横向刚度影响均不明显.

STS管幕结构横向抗弯刚度计算模型及参数优化

STS(steel tube slab)管幕工法是一种新型的地铁暗挖支护体系,由于管幕结构的变形机理尚不明确,管间连接参数需要进一步优化,阻碍了STS管幕工法的应用和推广.本文建立STS管幕结构的有限元模型,并结合室内试验验证有限元模型的合理性,系统性研究翼缘板厚度和螺栓直径对管幕结构横向抗弯刚度的影响规律,然后结合SPSS统计分析软件和归一化处理方法得出,螺栓直径和翼缘板厚度的比值在2.0~2.5时STS管幕结构的变形最合理.结合室内试验和有限元分析结果,建立了STS管幕结构横向抗弯刚度计算模型,并通过室内试验评估了该模型的正确性,计算误差均在20%以内.

基于模糊数学的STS管幕结构的连接参数优化

依托STS管幕结构纵向抗弯性能试验,建立了STS管幕构件纵向抗弯性能有限元分析模型并验证了模型的可行性.采用正交试验研究了钢管壁厚、钢管直径、螺栓直径、钢管间距、翼缘板厚度对构件纵向抗弯承载力、跨中位移和经济性指标的影响,结合模糊数学理论优化了连接参数.结果表明:对构件达到屈服荷载时跨中位移影响最大的参数为钢管直径,对构件纵向抗弯承载力和每延米构件材料平均价格影响最大的参数为钢管壁厚.为兼顾安全性和经济性,连接参数比值应为钢管直径∶钢管壁厚∶螺栓直径∶钢管间距∶翼缘板厚度=1∶0.03∶0.05∶1.15∶0.02.

混凝土填充率对STS管幕结构抗弯性能的影响研究

STS管幕结构是由多根钢管并排组成具有强效横向连接的、辅助地铁暗挖施工的一种支护结构,具有安全、高效的特点。但在施工过程中难以保证混凝土的填充率,给该结构的整体受力性能带来了安全隐患,为推进STS管幕结构的应用,采用数值模拟的方法分析了混凝土不同填充类型和填充率对管幕结构抗弯承载力及刚度的影响。结果表明:管内中轴线以上及管间受压区从上至下20%高度范围内的混凝土对管幕结构的承载能力起主导作用,因此建议在实际工程中保证管内填满混凝土,同时确保管间压区混凝土填充率至少达到20%以上。

钢管束混凝土现浇楼板结构计算及优化

某项目采用混凝土现浇楼板结构,支模工序以钢管桁架结构代替传统支模工艺,并针对不同房间尺寸设计6种不同尺寸的标准节钢管桁架结构。采用结构力学求解器对桁架结构在浇筑混凝土楼板时的受力情况进行计算,对结果分析显示3700mm标准节结构承载能力不能满足设计使用需求。在提出优化方案后,分别对3种方案进行分析对比,得出增加钢管壁厚的方案经济效益最好。

钢管束结构中混凝土楼板开裂分析

针对钢管混凝土束剪力墙结构(简称钢管束结构)中现浇混凝土楼板出现的开裂问题进行有限元分析研究,找出楼板开裂的原因并针对性地给出预防建议。根据钢管束结构不同于混凝土结构的特点,利用ANSYS建立了一套不同于传统设计方法的钢管束结构有限元建模方法,按照实际工程设计文件进行有限元建模分析。结果表明:在正常使用阶段,楼板板面双向应力较大的位置集中在横向、纵向承重构件附近,楼板板底双向应力在跨中位置比较大;在施工阶段,考虑楼板自重、温度变化和混凝土收缩的影响,楼板板底拉应力最大的区域出现在钢管混凝土束剪力墙等承重构件附近;楼板应力云图与现场裂缝分布情况有较高的一致性,所提出的建模方法能较好地反映钢管束结构中楼板的受力情况;根据开裂楼板的配筋验算结果,建议在钢管混凝土束剪力墙周边板格和靠近钢管混凝土柱的板格增加配筋用量。

钢管混凝土柱升板结构新工艺的研究

升板结构中钢管混凝土柱代替预制混凝土柱可提高柱的承载力，施工方便，并可降低工程造价，缩短工期。足尺寸试验研究结果表明，采用钢管混凝土柱外贴焊钢板配合特制的钢卡环等措施，可解决施工中板的临时搁置、就位、升板机固定等技术问题。

大连新世纪大厦钢-混凝土组合结构方案设计与分析

本文介绍了大连新世纪大厦（地上39层，地下3层）钢-混凝土组合结构方案设计分析过程和结果，并对方案的可行性进行了探讨．

钢管混凝土结构在高层住宅中的应用与探讨

对钢管混凝土结构高层住宅中的有关结构整体及环形连接板的设计、防火性能等问题 ,从设计的角度作了综合性探讨 ,提出一些需要思考和值得注意的问题。由于钢管混凝土柱同具有相同承载力的钢筋混凝土圆柱相比 ,其刚度将大大减小。因此对侧向刚度要求较高和较敏感的结构 ,在设计中应予充分关注和采取相应措施。

基于ABAQUS的STS管幕结构受力性能数值分析

以STS(Steel Tube Slab)管幕构件室内试验为依托,为充分研究STS管幕构件的力学性能,建立构件的有限元模型,用试验结果标定有限元模型。在此基础上,对管幕结构不同荷载阶段下的变形和应力进行分析,并研究了钢管厚度,翼缘板厚度,螺栓直径等参数对STS管幕构件延性的影响。结果表明:钢管厚度的变化,对试件的延性影响较大;翼缘板厚度的变化,能显著提高试件的延性;螺栓直径的变化,对试件的延性影响不明显。

不同偏移的连接参数对STS管幕构件抗弯性能的数值分析

在STS(Steel Tube Slab)管幕构件室内试验的基础上,采用ABAQUS研究实际施工中STS管幕构件的受力性能。对管幕结构不同荷载阶段下的变形和应力进行分析,研究了带翼缘钢管发生左右偏移、上旋转偏移和下旋转偏移三个施工过程关键参数对STS管幕构件承载力、横向刚度以及延性的影响。结果表明:左右偏移对承载力和刚度影响不大,对延性影响较大;上旋转偏移承载力随着焊接距离增加而降低,刚度和延性影响不显著;下旋转偏移对构件承载力和刚度影响不大,对延性影响较大。

钢管混凝土剪力墙-板结构振动台试验研究

为研究钢管混凝土剪力墙-板结构体系的抗震性能,对一个比例为1∶8的结构缩尺模型进行模拟地震振动台试验,得到试验模型在4个不同强度水平地震作用下的损伤和位移等宏观地震反应。试验结果表明:结构在多遇地震作用下表现出较大的抗震刚度,在罕遇、极罕遇地震作用下弹塑性发展充分,表现出良好的抗震延性,满足"小震不坏、中震可修、大震不倒"的抗震设防标准;钢管混凝土剪力墙构件在试验过程中未发现损坏,是结构良好延性的保证;板-墙连接节点是结构抗震的薄弱部位。在试验基础上,分别建立新型板-墙结构和传统板-墙结构两个分析模型,进行数值模拟分析对比。结果显示新型板-墙结构在地震作用下刚度退化更慢,极限承载力更高,延性发展充分,具有更好的抗震性能。