位移放大型自复位防屈曲支撑滞回性能分析与数值模拟

提出一种位移放大型自复位防屈曲支撑,通过Abaqus有限元软件建立数值模型,研究支撑滞回性能、自复位特性以及耗能能力。结果表明:该位移放大型自复位防屈曲支撑具有较好的滞回性能、耗能能力及自复位特性。该支撑的承载力受自复位系统刚度影响较大,耗能能力受预拉力影响较小,当预拉力水平较低时,提高预拉力可以大幅提高支撑的复位性能。

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。

大跨度张弦梁结构的地震响应分析

本文分析了预张力的大小、撑杆的数目、地震的行波效应和结构约束条件对大跨度张弦梁结构地震响应的影响。结果表明:结构的初始地震响应随着索内预张力的增大而增大,然后逐渐趋于接近,与预张力大小无关;撑杆的数目和位置对结构的地震响应影响很小;与地震波的一致输入相比,考虑行波效应的索应力响应峰值增大62.9%,竖向位移响应峰值增大36.2%;张弦梁结构的地震响应对支座约束条件很敏感,约束条件改变,地震响应改变很大。

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.

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。

一种新型自复位耗能拉索支撑的理论研究与数值分析

传统的支撑框架体系通过材料的塑性屈服耗散地震能量,在震后往往产生较大的残余变形,不仅修复代价高昂,更会严重危害结构的使用安全。提出了一种新型支撑形式——自复位耗能拉索支撑,可在特定的地震水准下降低刚度,耗散地震能量,同时利用复位筋提供的恢复力消除支撑残余变形。对其构造和工作原理进行了详细的说明,建立了力学分析模型,理论推导了在单调荷载和往复荷载作用下的荷载-位移关系,提出了控制参数的计算方法。建立了ABAQUS有限元模型,通过与理论分析结果对比验证了支撑的工作性能。研究结果表明在楼层层间位移角达到2%时,支撑仍然具有完全的自复位能力。提出的力学模型和数值模型可为此类支撑的设计提供理论基础。

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.

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.

一种新型自复位防屈曲支撑的拟静力试验

为了控制安装有传统防屈曲支撑的结构在大地震作用下产生的最大变形及残余变形,提出一种新型防屈曲支撑———自复位防屈曲支撑(SCBRB).对其构造及工作和复位原理进行了详细说明.在此基础上,给出复位材料的预应力及变形需求等关键参数的设计方法,并实现了这种支撑.该支撑综合了防屈曲支撑及自复位体系的优点.拟静力试验研究结果表明预应力成功地按设计值施加并且完好保持是决定复位效果的关键因素,预应力不足则其复位效果变差,预应力与耗能内芯屈服力之比大于等于1.3时即可保证完全复位.传统防屈曲支撑与自复位防屈曲支撑拟静力试验的对比结果表明:此类支撑基本消除了纯防屈曲支撑的残余变形,具有良好的复位效果.

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.

预应力巨型支撑—钢框架结构初始预拉力取值准则

目的研究新型结构形式——预应力巨型支撑-钢框架结构体系的工作机理,获得其初始预拉力取值准则.方法采用SAP2000建立典型算例,逐步增大初始预拉力,模拟了预应力巨型支撑参与工作的整个过程,并进行理论分析.结果预应力巨型支撑可以使结构整体产生与外部水平作用相反方向的侧移,从而减小结构的整体侧移,提高结构抗侧刚度;特定方向的外部作用下受压预应力巨型支撑对提高结构抗侧刚度起反作用,但实际工程中外部作用方向不定,应设置x型支撑.结论初始预拉力以在外部作用下受压预应力巨型支撑剩余拉力接近零为准则.

串联双筋自复位屈曲约束支撑参数分析

有效控制支撑的震后残余变形是控制支撑-框架结构残余位移的有效途径之一。为此提出一种新型串联双筋自复位屈曲约束支撑。研究结果表明:BRB核心板面积越大,SCBRB的耗能能力越强,预应力筋的面积变化对SCBRB各阶段的刚度影响较大,初始张拉力将影响SCBRB的自复位效果,且三者都会影响支撑的变形能力。

兰州市某深基坑支护设计及监测研究分析

以兰州市庙滩子某一深基坑工程为背景,论述了排桩预应力锚杆在深基坑工程中的设计要点,同时对施工过程中桩顶及桩身位移进行了实时监测,并且利用有限元软件PLAXIS,采用HSS土体本构模型对此工程进行了数值验证。监测及数值模拟分析表明:采用排桩预应力锚杆支护,深基坑的开挖对邻近建筑物影响很小,此支护形式能够有效的限制基坑的侧向位移,同时数值模拟结果与监测数据基本吻合,表明HSS土体本构模型较适合含有卵石、泥岩地质条件下的数值分析。

全钢自复位屈曲约束支撑框架地震响应分析

为研究全钢自复位BRB框架的抗震性能,以BRB框架设计为参照,根据"等强原则"和支撑自复位要求,在确定ST-SCBRB核心板面积的基础上改变预应力筋的数量,研究其对SCBRB框架地震响应的影响。分析表明:SCBRB框架的层间位移角小于"等强原则"下BRB框架的层间位移角;SCBRB中预应力筋根数越多,SCBRB刚度越大,对应框架层间位移角越小,同时也对支撑的变形需求减小;楼层加速度和层间剪力会有一定程度的增加,其中增加的剪力主要由SCBRB承担,框架柱承担的剪力作用反而减小;SCBRB的变形能力因初始张拉应变减小有所提高,故存在一个能使SCBRB的性能满足需求的最优预应力筋数量。

深基坑开挖中预应力锚杆或预应力支撑支护结构的计算分析

对深基坑开挖中的预应力锚杆或预应力支撑的支护结构的受力计算提出了相应的计算方法,并通过工程实例的计算分析,说明预应力在减少支护结构的位移、改善受力状态中的作用.

预应力管桩在基坑围护中的应用

预应力管桩桩身质量好、施工速度快、工程造价低,已在桩基工程中得到日益广泛的应用,某基坑支护工程通过对比悬臂钻孔灌注桩、钻孔桩加内支撑和预应力管桩加锚杆等不同方案后,决定采用预应力管桩方案,通过拉锚与管桩结合,完成了支护工作,取得良好的经济和社会效益。

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。

预应力型钢组合支撑应用于软土基坑支护

采用高强螺栓连接的预应力型钢组合支撑既有效提高了支撑与支护桩连接节点的强度,又扩大了传统钢支撑的适用范围。由于施工机械不能碰压钢支撑系统,盆式开挖取代先撑后挖成为可行挖土方式。介绍了型钢组合支撑的基本构造和力学分析原则;结合淤泥质土中具体工程,简述了型钢组合支撑施工流程,展示了坑周土体侧移和支撑轴力监测结果,侧移曲线并没有"大肚子",而是接近悬臂开挖的抛物线;根据监测数据反分析结果,指出支撑型钢没有等强连接是主要原因,并提出增加支撑刚度的措施。现有型钢组合支撑可用于环境保护要求一般的基坑,在改进后可用于保护要求高的基坑。

船闸人字门结构响应分析及优化

基于人字闸门的结构形式及受力特点,考虑底枢承轴巢与蘑菇球头之间的非线性摩擦接触,建立三维有限元模型,模拟背拉杆预应力调试过程,分析背拉杆预应力对门体抗扭刚度的影响,对结构静态响应及动态特性进行定量评估,并提出优化方案。

九运会体育馆钢屋盖预应力拉索施工技术

广州体育馆是新建成的第九届全国运动会用大型室内运动场 .主场馆平面由两个对称的弓形组成 ,纵轴长 16 0m ,横轴长 110m .屋面板全部为透光阳光板 .屋盖为空间钢结构 ,在大跨度钢桁架之间采用了施加预应力的拉索支撑 .与采用型钢支撑相比 ,拉索支撑内无压力、美观 ,而且有利于运动场采光 ,是一种新颖的先进结构 .由于施加预应力 ,后批张拉时会对先行张拉的钢索内力有影响 .屋架安装用支撑的拆除也会对已经张拉完成的钢索内力有影响 .于是选择合理的钢索体系以及如何建立合适的钢索永存拉应力 ,对于本工程的施工既重要又是难点 .