掉层RC框架结构的横坡向扭转规律分析

对掉层RC框架结构的弹性扭转特征进行分析,并基于掉层RC框架结构的扭转特征提出将相对偏心距作为反映其扭转程度的参量,根据“等代柱”思想提出了简化的计算方法,分析了结构在横坡向单向地震作用下的弹性及弹塑性扭转反应规律,以及相对偏心距与结构扭转程度的对应关系。结果表明:横坡向地震作用时,掉层RC框架结构在掉层侧和上接地侧变形差异较大,结构扭转反应明显;掉层部分跨数的改变对掉层部分和上接地层的扭转反应影响程度更大些;弹塑性阶段,结构上接地侧柱破坏相对掉层侧严重,且相对偏心距>0.65时,上接地侧柱端破坏大于OP状态的比例显著增大;本文提出的简化方法得到的相对偏心距在弹性和弹塑性阶段均能较好地反映结构的扭转程度。

卵石地层邻近轻轨高架基坑支护方案研究

文中基于北京门头沟区某邻近轻轨高架的基坑支护工程,综合考虑工程造价、施工进度、地层情况、开挖深度及周边环境条件,整体采用桩锚支护结构,其中,邻近轻轨高架区段采用双排桩+二道锚杆支护形式。结果表明,该基坑支护设计方案能减小地铁结构变形,确保基坑土方开挖安全,既满足了工期要求,降低了造价,又有效保护了轻轨高架及周边环境的安全。

桩承框架结构上下部结构损伤的损伤程度识别

提出了一种基于支持向量机回归分析的桩承框架结构上下部结构损伤的损伤程度识别方法。该方法首先对损伤单元假定不同的损伤程度并计算损伤前后其各阶高效模态的模态应变能差值。其次,采用计算得到的相应损伤单元的各阶高效模态应变能差值和假定损伤程度进行损伤程度识别的支持向量机训练。最后,利用训练好的支持向量机进行相应损伤单元的损伤程度识别。通过数值模拟对该方法的有效性进行了初步验证,结果表明:该方法能够有效地识别桩承框架结构上下部结构损伤的损伤程度,具有较高的识别精度。

某坡地建筑的基础设计及高差处理

某酒店依山而建,各客房分区呈台阶状分布,为一典型的掉层结构。结构各分区之间与周边保留建筑、道路存在多处高差,如何选择合理的基础形式、处理边坡与主体结构之间的关系显得至关重要。经过方案比选,本工程采用筏板基础,高差处采用折板形式过渡,折板内侧结合支护设计另设置一道永久支护承担高差带来的水、土压力。本工程应用表明此基础方案现场适应性强、经济优势明显。

尼泊尔8.1级地震加德满都—樟木沿线民居震害调查与分析

为了分析尼泊尔地震中山区公路沿线自建民居的震害,在对加德满都-樟木口岸公路沿线民居震害调查的基础上,详细介绍了框架结构和砌体结构自建民居的特点,按照地震直接灾害和次生灾害,总结了这2种自建民居结构的震害特征,给出了其地震破坏比例.框架结构基本完好的比例是砌体结构的3倍多,而中等破坏、严重破坏和毁坏的比例约为砌体结构的1/2.根据震害调查和统计分析,得到以下结论:自建框架结构虽未经过正规设计,不满足尼泊尔建筑规范的相关要求,施工质量也比较欠缺,但破坏程度小于自建砌体结构;随公路海拔的升高,沿线民居的震害程度有加重的趋势;山区地震导致的次生灾害对沿线民居建筑的破坏比较严重.

坡地掉层结构上接地支座形式对框架结构抗震性能的影响分析

坡地掉层结构上接地柱与地面采用固接时由于强约束条件导致地震中上接地柱破坏严重,改变支座约束方式是改善其抗震性能的途径之一。对坡地框架结构上接地柱的底端采4四类不同的约束方式,设计不同掉层跨数和层数的算例,进行多遇和罕遇地震作用下掉层结构的抗震性能分析,考察不同上接地柱端约束方式对掉层结构抗震性能的影响规律。结果表明,当上接地柱底端为固接时,掉层框架薄弱层在上接地1、2层,掉层跨数和层数越多,上接地层柱底梁端破坏越严重;上接地柱采用铰接支座时,上接地层的侧向变形较大,上接地柱柱端破坏向其上端、上层转移;上接地柱采用隔震支座或者滑动支座时,薄弱层位于掉层部分,掉层跨数越少破坏越严重,掉层跨数占结构总跨数的4/5时,掉层部分破坏较轻。建议掉层跨数较多时上接地柱采用隔震支座或者滑动支座。

长短桩组合排桩悬臂支护工作机理试验研究

采用排桩作为基坑支护结构时,桩长必须满足允许变形、抗倾覆、整体稳定、抗隆起稳定等要求。而这些不同的要求需要的桩长是不一样的。目前的设计方法是,对排桩中所有的桩都取相同桩长来满足这些要求。提出了在排桩中采用长、短桩组合支护的方法,这样既可满足设计要求,又可降低造价。用实验的方法对基坑开挖过程中悬臂不等长支护桩的桩顶位移和桩身弯矩进行了研究,对比不同排桩桩距时,分别采用等长桩与不等长桩的支护效果,揭示了不等长支护桩长桩与短桩的协同工作机制。

掉层RC框架结构基于典型失效模式的失效概率评估

结构失效模式决定了结构在强震下的抗震性能。该文采用基于可靠度理论的割集方法,对掉层框架结构地震作用下的典型失效模型的失效概率进行评估,并与规则框架结构进行对比,分析了掉层框架结构失效模式的特点。结果表明:掉层框架结构的柱极限剪切失效模式年平均发生概率高于规则结构,且掉层框架结构存在剪切破坏先于弯曲破坏的风险,应采取适当加强措施以满足"强剪弱弯"的设计原则;对掉层结构进行基于年平均概率的柱剪力增大系数分析,建议对掉层结构上接地柱进行抗剪承载力设计时,采用抗震等级提高一级所对应的剪力增大系数,且上接地柱全柱段箍筋应加密布置。

明挖区间隧道无柱大空间预应力结构设计

提出3种无柱大空间预应力区间结构方案,并选取预应力密排框架箱形结构方案。针对该方案,通过完成内张拉预应力技术研究、有限元计算分析优化、结构构件设计计算和验算、新方案和普通方案构件承载力设计值与荷载效应组合设计值的对比等,得出预应力密排框架箱形结构方案设计安全可靠,可满足地铁明挖区间无柱大空间区间隧道要求,并为地铁明挖无柱大空间车站结构设计提供借鉴。

布置金属阻尼器的RC掉层框架结构减震性能分析

掉层框架结构由于上接地端的强约束作用,与一般框架结构相比抗震性能更差,上接地柱破坏严重。为研究布置金属阻尼器对改善掉层框架结构抗震性能的影响,对掉2层3跨的RC掉层框架结构振动台试验进行数值模拟验证模型的准确性;按现行规范设计了6个不同形式的RC掉层框架结构算例,基于减震性能曲线法确定RC掉层框架结构中金属阻尼器的布置方式,对比分析结构的动力响应评价其减震效果。结果表明:以减震性能曲线法布置金属阻尼器能有效提高RC掉层框架结构的抗震性能,能达到预期的性能目标;布置金属阻尼器的掉层结构上接地端层间位移角和层间扭转角不再发生突变,楼层各项指标分布更加均匀;罕遇地震作用下,金属阻尼器进入屈服阶段后,平均消耗地震动能量达60%,减震效果显著;金属阻尼器可有效降低掉层结构的梁柱塑性铰产生数量并延缓其发展速率,延缓结构的刚度退化。

天津软土地区深基坑多级支护结构变形的参数分析

深基坑无支撑多级支护结构是一种适用于软土地区大面积深基坑的新型支护技术,不仅可以很好地约束支护结构的变形,而且取得了较好的经济效益。基于天津市某基坑工程实例,采用大型通用有限差分软件FLAC3D对深基坑多级支护结构进行了数值模拟分析,并分析了第一级支护结构长度、两级支护间距离、两级开挖深度比以及第一、二级支护结构的倾角的参数变化对第一级支护结构的最大水平位移的影响。研究结果表明,基坑的第一级支护结构的最大水平位移随着第二级支护结构长度的增加、两级支护间距离的增大以及第一、二级支护结构的倾角的增大而减小,其中两级支护间距离和第一、二级支护结构的倾角对位移影响显著;开挖深度比H1/H2对变形的影响与两级支护间距离B和第二级支护结构长度L2有关。

京沈客专望京隧道超深竖井施工技术革新

针对京沈客专望京隧道2号竖井施工中68 m深的地下连续墙在富含承压水且以粉细砂层为主的软弱地层中成槽难、垂直度控制难、42 m深的基坑安全与主体结构质量控制难等问题,提出对超深地下连续墙创新采用双拼工字钢接头柱、基坑上半部采用钢支撑替代混凝土支撑、基坑下半部环框梁与混凝土内支撑逆作、环框梁和腰梁合二为一、改进接头防水方式、改变竖井主体结构施工工艺等多项技术革新。得出主要结论如下:1)在地下水丰富的软弱地层中,采用双拼工字钢接头柱可以显著提高超深地下连续墙的垂直度,减少接缝渗漏水现象;2)通过优化超深竖井内部支撑体系和主体结构的施工顺序,并且将临时支撑结构和永久结构合二为一,可以显著加快施工进度、提高施工安全、节省施工成本。

框架免动力加速对流锚杆多年冻土边坡支护结构的提出及理论计算方法

针对多年冻土边坡的冻融滑塌问题,结合无动力通风技术、通风管降温技术和锚固技术,提出一种新型框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构,并阐述了新型结构的工作机理。基于通风工程和传热学理论,建立免动力加速对流锚杆与土体换热的计算模型,给出免动力加速对流锚杆的热效应理论计算方法;基于Winkler弹性地基梁理论,建立框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构与土体协同工作的计算模型,提出框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的力学效应理论计算方法。结合算例,采用提出的理论计算方法对框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的热-力学效应进行分析,并利用自主研发的框架免动力加速对流锚杆支护多年冻土边坡的水热力耦合分析软件对提出的理论计算方法进行验证,结果表明:(1)无动力风帽极大提升了免动力加速对流锚杆的通风能力,增大了外界冷空气与边坡内部土体之间的对流换热强度,促使多年冻土边坡内冻融交界面逐年抬升;(2)框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构减弱了边坡土体的冻胀作用,能够提高多年冻土边坡的稳定性;(3)文章提出的理论计算方法具有一定的准确性和合理性,可为框架免动力加速对流锚杆边坡支护结构的设计提供理论依据。

基于双参数地基梁的框支密肋复合墙梁受力分析

为了研究框支密肋复合墙梁的受力性能,应用弹性地基梁理论,将上部密肋复合墙体简化为考虑剪切作用影响的Pasternak双参数弹性地基,托梁视为倒置于弹性地基上的有限长梁,借鉴Vlasov模型推导了考虑材料性能差异的等效地基参数,进而建立了托梁的挠曲变形控制微分方程;采用传递矩阵法求解了墙梁界面的竖向应力分布及托梁内力,并与有限元分析结果进行了对比,二者吻合较好.结果表明,基于双参数弹性地基上的梁模型能够较好地反映框支密肋复合墙梁的受力性能.

框架结构顶进前基坑围护桩合理支护参数研究

合理的基坑支护参数是保障框架结构顶进下穿作业安全进行的前提。以某箱形框架结构顶进下穿既有铁路为工程背景,以抗倾覆安全系数作为基坑围护桩稳定性定量评价指标,设计四因素四水平共计16组正交试验方案,采用理正深基坑软件,对不同方案下围护桩的稳定性及经济性进行对比研究。研究结果表明:桩径、桩心距、冠梁高度、嵌固深度为影响围护桩安全稳定的四个主控因素;当围护桩桩径为1.0 m,桩心距为1.5 m,嵌固深度为8.0 m,冠梁高度为1.5 m时,基坑围护桩抗倾覆安全系数满足要求,同时经济效益最优。

基坑内外水头差变化对支护结构性能影响分析

基坑内外水头差常常是富水地区基坑施工质量控制的重点。基于具体工程实例,对水头变化情况下支护结构的变形和内力情况进行仿真分析,结果表明,基坑外水头增加基坑安全状态会变差,且当内外水头差增大时,距桩顶2 m段位置的水平和竖向位移增大明显,基坑底部及支护桩底的水平应力会有较大幅度的改变,但水头差变化对桩身的竖向应力影响较小。

配筋加强的掉层框架结构振动台试验研究

为研究《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》提出的配筋加强措施对掉层框架结构损伤及破坏机制的影响,分别依据《建筑抗震设计规范》(GB 50010-2010)和《山地建筑结构设计规程(征求意见稿)》设计和制作了一个6层掉层框架结构1/8缩尺模型,对比分析其振动台试验的试验现象及动力响应。结果表明:模型的加速度响应与加速度频谱和结构自身关系密切;配筋加强后模型承载力有所提高,配筋加强对结构变形的影响随地震强度的增加逐渐显著,最终变形减小,且变形形状不再明显外凹;结构掉层部分的损伤大大减轻,上接地柱的破坏程度有所改善,最大层间位移角的位置向上转移,且上部楼层的损伤程度增加;配筋加强后结构无显著薄弱层存在,表现出更好的整体性。

设置水平接地构件的掉层RC框架结构振动台试验研究

在山地掉层结构的实际设计中是否应建议设置水平接地构件是一个具有争议的问题。基于岩质地基的前提,设计和制作设置水平接地楼盖与未设置水平接地楼盖的6层1/8掉层RC框架结构模型各一个并进行振动台试验。对两模型的试验宏观现象及频率、振型曲线、阻尼比、加速度响应、位移响应、扭转响应等进行对比研究。结果表明:水平接地构件的设置加强结构顺、横坡向的刚度,显著改变结构的振型曲线;水平接地构件所在楼层的加速度放大系数受到限制,且相邻下层的加速度放大系数随地震强度增加而增大;两模型顺、横坡向变形规律不同且水平接地构件的设置大大减弱结构的扭转效应;设置水平接地构件的模型整体破坏相对轻些,且未发生显著的损伤转移。

MPA法和Pushover法在掉层框架结构中的适用性对比分析

结合已有的规则结构分析结果,设置不同的掉层跨数、掉层数量的掉层结构,以逐步增量弹塑性时程分析(IDA)结果为依据,运用多模态Pushover法(MPA)和传统的Pushover法进行对比分析。结果表明:相对于规则框架结构,除MPA外,掉层结构的掉层部分在各类侧向力分布模式相对于IDA下的层间Pushover曲线有较大差异。SRSS分布下在掉一、二层位置,过高估计结构的响应。上接地层以上部位各侧向力下的层间Pushover曲线较IDA曲线误差较小。掉层的楼层的层剪力在上接地位置存在明显的突变。掉层跨数的改变对上部楼层弹塑性分析结果影响较小,但跨数的改变会改变同等烈度下结构的层间Pushover曲线和内力响应。与此同时,掉层跨数的增加会减轻"剪力突变"现象。伴随着掉层层数的增加,掉层部分均匀分布和倒三角分布与IDA下层间推覆曲线的差异会扩大。总之,相对于传统Pushover分析,MPA分析的结果更接近于相对准确值,需要进一步研究以提高精度。

高阶振型在山地掉层结构中的影响研究

设置不同掉层层数、掉层跨数和坎上楼层层数的模型,对比分析各模型在不同振型数下结构响应值的误差,根据分析结果来验证常用振型数量控制方法的适用性和差异性。结果表明,高阶振型对山地结构中掉层部分的内力响应影响显著。不同的掉层结构布置对振型数的选择有重要影响,掉层层数的增加使层剪力误差超限的楼层位置从顶层转移到掉层部分,致使掉层部分对高阶振型更加敏感。伴随着掉层跨数的减少,最大层剪力误差及误差超限的楼层数均呈先增大后减小趋势,即存在最不利的掉层跨数比,此时各内力响应误差均最大。坎上楼层的增加会提高掉层部分的剪力误差值。相对于层剪力,层间位移更易于通过提高振型数来控制精度。振型位移控制法的精度较高,但会增加大量结构计算和分析成本。振型质量参与系数法仅在个别结构中的层间剪力误差较小,总体来说其控制效果较差。解决这一问题,还需进一步研究以便提出一种新的振型控制方法。