考虑地连墙槽段接缝影响的竖井应力和变形规律研究

由地下连续墙(简称“地连墙”)筑成的圆形围护结构径向变形小,在竖井工程中得到广泛应用,但在计算中如何合理考虑其环向效应是亟待解决的科学问题。为揭示地连墙槽段接缝泥皮对圆形超深竖井应力变形的影响,在某输水隧洞超深竖井数值分析中,采用实体单元模拟地连墙Ⅰ、Ⅱ槽段接缝泥皮,并在地连墙-岩土、混凝土衬砌-地连墙、地连墙-缝间填充物之间均设置接触面,对泥皮缝宽、材料特性进行了参数敏感性研究,获得了竖井支护结构的受力特征。结果表明:地连墙受力以竖向应力与竖向弯矩为主,随缝宽的减小或者缝模量的提高,地连墙的径向位移、竖向弯矩与竖向压力均减小,而环向压力增大;在开挖至土岩交界面时地连墙径向位移与竖向弯矩最大,开挖至坑底时环向弯矩最大。圆形衬砌受力以环向为主,其与地连墙受力方向互补,弥补了地连墙槽段接缝泥皮的环向削弱作用。研究成果可为竖井的设计优化与施工提供技术支撑。

接头形式对框格式地下连续墙应力变形影响的有限元分析

在水电工程中采用地下连续墙处理复杂地质条件的地基时,在施工过程中不可避免地产生施工接头,接头的存在对地下连续墙的整体受力性能存在一定的影响,成为困扰工程界的一个难题。根据桐子林水电站末段框格式地下连续墙地质条件,在连续墙上分别设置刚性接头、铰接头及半自由接头,模拟地下连续墙在工程上常采用的各种接头形式,建立了不同接头形式的3组框格式地下连续墙槽段有限元模型。基于ABAQUS软件对框格式地下连续墙在不同接头形式下的施工过程进行了非线性有限元数值模拟,详细分析比较了3种接头形式的地下连续墙在最危险施工工况下的应力与变形,得到了不同的施工接头对框格式地下连续墙应力变形的影响情况,研究成果可为类似工程提供借鉴。

南通市体育会展中心铸钢节点模型的非线性有限元分析

本文结合南通体育会展中心工程中的铸钢节点,运用大型通用有限元程序ANSYS对铸钢节点模型进行了非线性有限元分析,并与试验实测值进行比较。通过比较分析,采用线性强化塑性本构模型得出的计算结果与试验结果要比按理想弹塑性本构模型所得结果吻合得更好[1]。

左右梁高不同外加强环式钢框架节点力学性能

为了研究左右梁高不同的圆形钢管柱-H型钢梁外加强环式框架异形节点的力学性能,利用非线性有限元软件ABAQUS建立了三维空间外加强环式钢框架异形节点有限元模型,并进行弹塑性有限元分析.对比分析了不同几何参数对外加强环式钢框架节点的承载能力及初期刚度的影响.结果表明:随着左右梁高度比的增加,节点域的承载力降低,初期刚度增加;增加柱壁厚度和梁翼缘厚度,导致节点域的承载力增加;随着轴压比的增加,节点域的承载力随之降低;柱壁厚度、梁翼缘板厚度以及轴压比对节点域的初期刚度影响较小.

变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点破坏机理和承载力研究

对变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点进行了低周往复循环加载试验,考察了隔板折线加强构造对节点破坏模式、承载力、塑性转角和延性等抗震性能的影响。采用盲孔法对节点区关键部位进行了焊接残余应力测试,获得了节点区焊接残余应力分布。对节点试验试件进行了基于考虑焊接残余应力的结构钢椭球面断裂模型及耦联的椭球面屈服模型和轻骨料混凝土二次函数型破坏面模型的数值模拟和破坏机理分析,获得了节点区断裂与屈服演化规律和节点域内轻骨料混凝土的受力状态。根据节点试验和数值分析结果,提出了变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁折线隔板贯通节点的抗弯、抗剪承载力计算式。

淤泥质土层临近地铁结构地下连续墙施工技术

苏州太湖新城地下空间工程围护结构采用地下连续墙,针对地处淤泥质底层,距在建地铁车站近等施工难点,选择工字型型钢接头。在槽壁加固、成槽成墙过程控制、护壁泥浆调配、保证入土深度方采取措施,保证了地下连续墙和周边建筑物的安全。

折线隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点抗震性能试验研究

通过对折线加强隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点和基本型异型节点试件进行低周往复加载试验,研究了隔板折线加强构造对节点破坏形态、承载力、塑性转角、滞回性能、骨架曲线、刚度退化和耗能等的影响。试验结果表明：基本型异型节点在刚度较大、几何尺寸变化较大的大截面梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.028 rad;隔板折线加强异型节点的主要破坏模式为隔板折线加强区形成塑性铰及延性拉断、梁腹板焊接孔开裂及梁翼缘对接焊缝断裂,其塑性转角可达0.034~0.057 rad,承载力和耗能能力较基本型异型节点分别提高16.5%~47.0%和21.2%~144.0%;隔板贯通方钢管轻骨料混凝土柱-H形钢梁异型节点中,大截面梁先于小截面梁破坏,柱壁板间焊缝未发生撕裂破坏,轻骨料混凝土未发生压碎、拉裂、剥离或滑移破坏,节点的抗震性能主要受钢梁和隔板间焊缝破坏（而非轻骨料混凝土）的影响。

折线隔板加强的箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形梁节点抗震性能试验研究

对5个折线隔板加强的隔板贯通式箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形梁异型节点和1个基本型隔板贯通式异型节点进行拟静力试验,研究折线隔板扩大头和箱形梁翼缘削弱型隔板贯通式箱形柱-箱形梁与H形梁异型节点的破坏模式、滞回性能、承载力、塑性转角、刚度退化和耗能能力等。试验结果表明:基本型异型节点在几何尺寸变化剧烈(应力高度集中)的箱形梁翼缘对接焊缝侧边开裂,节点的塑性转角约为0.014 rad,达不到FEMA要求的0.03 rad;折线隔板扩大头异型节点的塑性转角达到0.032~0.046 rad,承载力和耗能能力较基本型异型节点分别提高22.2%~64.3%和6.32~9.94倍;箱形梁翼缘与隔板对接焊缝断裂、隔板与柱壁板间焊缝剪切撕裂是折线隔板扩大头异型节点的主要破坏模式;试验的隔板贯通式箱形柱-箱形梁与H形梁异型节点显示,刚度较大的箱形梁翼缘对接焊缝均先于H形梁断裂。

隔板贯通式箱形截面梁柱节点边梁抗震性能研究

对5个折线加强隔板贯通箱形柱-翼缘开孔箱形边梁框架子结构试件和1个常规隔板贯通箱形柱-箱形边梁框架子结构试件进行了低周往复加载试验,并进行了基于结构钢椭球面断裂模型及耦联的屈服模型的数值分析,对比研究了隔板折线加强和梁翼缘开孔构造对箱形边梁破坏模式、滞回性能、承载力、塑性转角、刚度退化、耗能性能的影响,以及梁端对接焊缝断裂和屈服的演化规律。结果表明：箱形边梁梁端荷载-位移的滞回性能稳定,贯通式隔板“割断”柱的构造对箱形边梁的抗震性能并无影响。常规试件在几何变化剧烈、应力集中严重的箱形梁翼缘对接焊缝处脆断,箱形梁的塑性转角约为0.01 rad;折线隔板加强试件在隔板末端形成塑性铰,极限荷载下箱形梁翼缘对接焊缝被拉断,呈延性破坏。折线隔板加强试件箱形梁的塑性转角可达0.025～0.035 rad,承载力和耗能能力较常规试件分别提高36.3%～62.9%和136%～272%。

隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-箱梁节点抗震性能试验

对折线隔板贯通变截面方钢管轻骨料混凝土边柱-钢箱梁节点和基本型节点进行了循环加载试验,获得了节点的破坏模式、滞回曲线、塑性转角、耗能能力、节点域应变演化等抗震性能指标.结果显示,上隔板与小截面柱间焊缝的剪应变远大于下隔板与大截面柱间焊缝;基本型节点在几何突变剧烈的梁翼缘对接焊缝侧边、梁腹板角焊缝端点及构造复杂的梁腹板焊接工艺孔处脆断;折线隔板节点的典型破坏模式为折线隔板段形成塑性铰、极限加载时焊接工艺孔处梁腹板屈曲和开裂、塑性铰区隔板断裂、梁腹板竖向角焊缝开裂.折线隔板节点的极限承载力、塑性转角和耗能能力较基本型节点分别增加40.2%~58.6%、22.7%~44.6%和65.7%~118.6%.

隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点强震灾变机理分析

对隔板贯通箱形柱-箱形梁+H形钢梁异型节点试验试件进行了数值模拟分析,对比研究了折线扩大头隔板贯通箱形柱-翼缘削弱箱形梁与H形钢梁异型节点和基本型异型节点在强震下的破坏模式、断裂风险区、节点区应变演化规律.结果表明,贯通隔板折线扩大头区形成塑性铰,节点域应变集中在上核心区.