柱脚不均匀沉降对单斜撑钢井架的影响与治理研究

长期的荷载作用可能导致矿井井架变形和不均匀沉降,甚至可能引起结构整体倾覆。针对童亭煤矿钢结构单斜撑井架的沉降和受力特点,采用ANSYS有限元软件构建了单斜撑井架结构模型,研究了斜撑基础不均匀沉降对井架结构内力的影响规律,并对井架内力受不均匀沉降影响机理进行分析。结果表明:①立架与斜撑间的沉降差值会引起立架C柱底和顶部横梁的应力呈线性增加,对斜撑影响较小;X方向沉降率达到2.04‰时,立架最大应力出现于C柱底,约为148 MPa,低于钢材设计强度的限值。②两斜撑基础间的不均匀沉降对单斜撑井架的不利影响更大,断绳工况下的Y方向沉降率为0.88‰时即发生应力超限破坏,略低于《矿山井架设计标准》中对单斜撑式钢井架斜撑基础间最大1‰的沉降差值限制。③不均匀沉降导致井架内力重分布,井架最大应力值和位移值均随沉降值增大而增大,其中立架C柱和斜撑上下天轮梁为最危险部位。针对井架沉降现状,提出了重点部位的加固和顶升方案,加固后井架内力和变形均大幅降低,静力性能提升30%。

同步同心旋喷式复合斜撑桩周边底板开裂原因初步分析及预防措施

结合宁波滨海软土地区典型同步同心旋喷式复合斜桩支撑项目的各种底板裂缝情况,分析了复合斜撑桩周边底板出现裂缝的初步原因,并提出了多种预防措施,上述措施在后续项目实践中取得了良好效果,可供今后同类项目设计及施工借鉴。

反压土+斜抛撑在基坑变形加固中的应用

基坑监测数据是反映基坑施工安全的重要指标依据,当监测数据超过预警值时,需对基坑支护体系采取加强措施。本文以华欣财富广场项目为例,为保证基坑开挖及施工安全,对地下室开挖过程中原支护体系突发位移的问题进行应急处理,采取坑底反压土结合φ609×16mm钢管斜抛撑的方式对基坑进行应急加固,分析了地基反压土+斜抛撑的支撑加固方式在应对基坑位移时的应用效果。结果证明,采用该技术对基坑支护进行加固,保证了项目的施工安全。

满堂支架斜杆设置方式探析

在分析斜杆配置对满堂支架承载力影响显著性及使用安全的重要性的基础上,对满堂支架斜杆或剪刀撑设置方式的演变过程进行了综述,归纳了脚手架理论发展过程中曾被采用的结构模型及对应的斜杆设置方式,分析了其结构原理及优缺点。在有限元数值模拟的基础上,系统揭示了斜杆配置方式与配置率对架体整体屈曲承载力的影响规律,为新一轮脚手架的标准编制提供了理论和试验基础。

框支密肋复合墙结构地震易损性研究

地震易损性分析通过概率计算建立地震强度和结构损伤之间的关系,可以实现结构地震风险预测和评估。为了对框支密肋复合墙结构在不同地震强度下的抗震能力进行评估,该文采用OpenSEES有限元软件,选用密肋复合墙的刚架-等效斜撑简化模型,建立结构整体分析模型,基于增量动力时程分析(IDA)和易损性分析,研究不同参数的变化对结构抗震性能的影响。结果表明:转换层刚度比的变化对结构性能影响显著,结构竖向布置均匀对抗震有利,建议8度区框支密肋复合墙结构的刚度比取值为1.0~2.5;肋柱数量、砌块强度的变化可对结构的抗震性能产生影响,应合理选择;混凝土强度等级对结构的抗震性能影响较大,在实际应用中应在满足规范要求的前提下选择较大的混凝土强度等级。

一体化内嵌墙板与梁柔性连接钢框架结构抗震性能研究

一体化内嵌墙板用于钢框架结构可进一步提高装配率,为了提高一体化内嵌墙板的安装效率并减少其对主体结构抗震性能的影响,提出了一种“上挂下坐”式柔性连接方法。为了验证该柔性连接的可靠性并探明采用该方法连接的一体化内嵌墙板对钢框架结构抗震性能的影响,通过低周反复荷载试验和有限元分析研究了多种工况下单榀及空间钢框架结构的受力性能。结果表明:“上挂下坐”式柔性连接可靠,“上挂”区未见明显损伤;墙板与框架柱之间填充轻质泡沫材料,利于耗能且能降低框架结构损伤;采用“上挂下坐”式柔性连接的一体化内嵌墙板对钢框架结构抗震性能的影响分为三个阶段,其中小震下不参与主体结构抗侧,当层间位移角大于1/174时,其对刚度的贡献逐渐显现且存在随机波动性;大震下一体化内嵌墙板可等效为“只受压不受拉”的斜压杆单支撑模型,考虑内嵌墙板作用后基底剪力、塑性铰数量、层间位移角均显著增大或增多,其刚度的随机性对层间位移角和塑性铰存在影响、对基底剪力基本无影响。研究成果可为采用柔性连接的一体化内嵌墙板用于钢框架结构提供参考依据。

城市轨道交通专用斜撑连续刚构桥关键设计参数研究

以重庆轨道交通15号线跨嘉陵江大桥为工程依托,在考虑结构形成过程的主要受力状态及力学特性的基础上,简化主要受力状态的力学模型,进行主梁斜撑支点、斜撑角度和刚度、墩高关键设计参数系统研究。结果表明:主梁斜撑支点位置对结构弯矩分配影响较大,应按主梁承弯斜撑承压的原则设计支承位置,上弦梁段与跨中梁段长度比宜在0.41~0.53范围;当主梁斜撑支点位置处于合理时,斜撑刚度和角度的变化对弯矩影响较小,但斜撑角度直接决定上弦梁及斜撑的轴力,综合考虑工程经济性,斜撑角度取值宜在25°~45°范围;当斜撑支点位置、刚度和角度取值均合理时,墩高与主跨跨径之比宜大于1/6。

基于参数化建模的桥梁模型截面优化程序的设计及应用

针对桥梁结构形式多样性和荷载工况复杂性,需要设计适应性高的分析模型。本文利用参数化建模,结合“智选截面”程序自动完成模型构件截面的优化。参数化程序中,以节间数和斜腹杆长度系数为参数变量创建节点坐标。“智选截面”程序中设定构件强度和稳定验算条件,根据可选截面和受力形式进行循环迭代计算,自动筛选出最优截面。此优化设计程序成功地用于变参数桥梁模型设计竞赛,也可为新型结构形式提供参考。

大跨上承式钢管混凝土拱桥横向减震措施研究

特大跨上承式钢管混凝土拱桥的横向刚度较弱,往往是抗震的薄弱环节。针对某跨径500m的上承式CFST拱桥在横向罕遇地震下部分拱肋间斜撑应力超限易屈曲失稳和引桥墩墩底截面横向抗震能力不足的问题,提出在拱顶段斜撑和引桥墩上设置防屈曲支撑等四种减震方案。对原桥方案和4种防屈曲支撑布置方案建立有限元分析模型并进行非线性时程分析,将4种方案各关键截面的位移、内力和抗弯能力需求比与原方案进行对比分析。结果表明:方案一对拱顶位移、拱脚和拱顶内力减震效果不明显,且对设置防屈曲支撑的拱肋段弯矩有显著增大;方案二和方案三能有效减小引桥墩墩底弯矩,但对拱肋的位移和内力无明显减小;方案四(斜撑和引桥墩设置防屈曲支撑)对全桥的位移和内力减震效果最优,对拱顶和引桥墩墩顶的最大位移减震率分别为8.4%和28.6%,对全桥关键截面的抗弯能力需求比提高效果最好,能有效提高该桥梁的整体抗震性能。

大跨度体育场钢结构倒序法施工技术

在佛山市南海区体育中心施工过程中,存在钢帽子安装困难、斜撑关节轴承连接节点精度要求高,需设置大量临时斜撑胎架等难点。创新性提出钢结构倒序法施工技术,即先行安装钢帽子及支座组件,并辅助临时斜撑胎架进行钢屋盖模块化单元安装,然后合理划分全铰接斜撑安装单元,在高空进行焊接对接,实现体育场钢结构顺利安装,并减少安装斜撑时设置临时斜撑胎架的工作量。该施工技术不仅缩短工期,且获得了较大的经济效益。

邻近地铁深基坑钢管斜撑支护与土方开挖技术

以西安咸阳国际机场三期扩建工程GTC及轨道预留项目深基坑支护工程为研究背景,分析邻近地铁深基坑施工的工程重难点,利用有限元软件对不同影响因素进行理论分析,从而有利于进一步深化施工组织设计;分别从土方开挖、基坑支护与施工协调三方面探讨施工关键技术,监测数据表明该技术取得了良好的工程效果,可有效保证基坑开挖与使用过程中的安全,且能提高基坑工程的施工效率,有一定的经济效益。

共用基坑围护体系先浅后深施工技术

随着城市建设和经济水平的快速发展,深基坑项目越来越多。受资金、拆迁等因素影响,工程分期建设,相邻工程共用基坑围护体系越来越多。由于工程地质条件、围护结构强度以及整体稳定变形等均对共用基坑围护体系施工质量产生较大影响,因此制定合理的施工工艺并严格执行是施工质量控制的关键。结合瓯海区铁路站前保障性安居工程共用基坑围护体系施工实例,重点阐述了共用基坑围护体系施工工艺和技术质量控制要点。

超高扣件式钢管脚手架ANSYS受力性能分析

对超高扣件式钢管脚手架在不同立杆加固范围、不同剪刀撑搭设方式以及不同荷载位置等条件下进行ANSYS数值分析,总结出不同因素对其稳定性的影响。结果表明:当立杆加固范围小于15 m时,立杆加固范围对架体承载力影响较大;当立杆加固范围大于20 m时,其影响较小,建议立杆加固范围在架体总高度的40%~50%之间;竖向剪刀撑对架体的稳定性有着较大的影响,考虑到安全因素,宜在架体四周及内部同时布置竖向剪刀撑;架体顶部堆放荷载的不同位置也会对架体稳定性有所影响,建议将施工荷载放置在架体边跨的端部。实际搭设的超高脚手架经实际施工验证,结构安全。

前海时代广场复杂连体结构设计重难点分析

前海时代广场是由两栋超高层建筑及裙房组成的大底盘双塔高位连体结构,北塔采用矩形钢管混凝土柱+钢梁+立面斜撑+柱间斜撑+钢筋混凝土核心筒结构体系,南塔沿高度采用三种不同的结构体系,从下到上依次为带端柱剪力墙结构、钢管混凝土柱框架-核心筒结构、钢管柱框架-核心筒结构。针对北塔楼立面斜撑、南塔楼结构体系沿竖向变换、大跨度高位连体、节点设计等重难点问题,采用YJK、MIDAS Gen等软件,从对整体结构的影响、杆件的受力与变形、楼板应力与损伤、连接节点应力等方面,对结构进行了小震、中震、大震分析及专项分析,结果表明,结构整体指标满足相关规范求,各杆件达到了预期的性能目标。根据各阶段分析结果采取了相应设计措施,所得初步结论可供类似工程参考。

襄阳市图书馆框架-变直径壳筒复杂连体结构设计

襄阳市图书馆高32m,塔楼周边布置有多个“知识树”造型抽象而来的若干喇叭状筒,屋面造型源自树冠,悬挑跨度达30m。结构在充分理解建筑创意的基础上,将周边各“知识树”造型设计成变直径钢筋混凝土壳筒;屋面大悬挑则以简单的变截面实腹式钢梁实现,并在悬挑的根部设置斜撑,以减小悬挑梁的受力。在实现建筑与结构完美统一的同时,最大限度地追求受力合理,分析结果表明,该结构具有优良的抗震性能,能够满足预期的性能目标。

斜抛撑设计与施工在大型基坑中控制变形的应用

大型深基坑工程围护结构往往采用支护桩+外拉锚支撑体系形式,昆明市西山区某医院在基坑开挖过程中因基坑围护变形过大,导致外拉锚受力出现红色预警,轴力达到设计极限抗拉强度,针对该情况,为满足后续开挖安全,提出围护桩-斜抛撑-结构底板的组合受力体系,利用数值分析原理对整个开挖过程进行计算分析,模拟开挖过程基坑支撑体系的受力和变形,并针对施工工程关键点进行施工控制,消除了锚索轴力变化带来的不利影响,有益于类似条件下的深基坑工程建设。

斜拉悬臂支架在大悬臂盖梁中的施工技术研究

在桥梁工程中,随着设计的优化,普通的盖梁结构已经无法满足实际工程的需要,因此大悬臂预应力盖梁的设计及时解决了这一需求。相比于普通盖梁的施工,大悬臂盖梁发展出了一种无基础的斜拉悬臂支架施工方式,这种施工方式解决了因地基差,盖梁高程高,采取从地面搭设支架风险高,不经济等问题。通过这种斜拉悬臂支架大大减少了整个临时结构的支架用量,同时还保证了施工质量。

城中村安置房改造中深基坑围护施工技术应用

本文以宝山区杨行镇“城中村”改造安置房项目为例,围绕深基坑围护施工技术应用进行探讨。首先分析深基坑围护施工区域的地质条件,并研究了关键技术内容,涉及土方开挖、斜换撑施工、降排水施工、混凝土浇筑施工等环节;而后探讨裂缝问题产生原因及解决措施;最后总结了基坑监测要点,包括沉降监测、位移监测、水位监测等。通过强化施工技术与基坑监测控制,最终取得了预期的深基坑围护施工效果,希望本文研究可为相关从业人员提供帮助。

某抽柱托梁改造的组合梁钢斜撑体系有限元分析

文章以某既有多层框架结构抽柱托梁大跨度改造项目为例,在一至三层拆除双向8.5 m柱网的框架柱,形成25.5 m跨3层高的大空间,创新性选用组合梁+钢斜撑空间复合结构体系。采用MIDAS整体模型分析、ABAQUS有限元软件计算,并与实时监测数据对比分析,论证了该抽柱托梁工程的安全性。结果表明:钢构件的应力比、组合梁的竖向位移及斜撑底节点的水平位移符合规范限值,软件模拟的结果与现场监测结果的走势基本吻合,组合梁+钢斜撑体系安全、可靠,可供类似大跨度工程参考。

考虑弱支撑的装配式钢结构抗震性能推覆分析

采用SAP2000软件建立有限元模型,选择Pushover分析方法,对结构进行模拟分析,研究装配式墙体中弱支撑对钢框架结构抗震性能的影响。结果显示,在不同抗震设防要求和场地特征周期下,均能得到性能点。在两种不同水平力作用下,有支撑结构的基底剪力增大,顶点位移减小,多、罕遇地震设防烈度下层间位移角满足抗震设防目标,并远小于无支撑结构,证明弱支撑在结构抗震中发挥了重要作用,在结构设计中应予以考虑。