波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析

为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力的影响因素进行研究,并根据有限元分析结果提出SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明:利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好,误差在10%以内;横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩;宽高比、混凝土顶板厚度、荷载作用位置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大,钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。

大跨度管桁架屋盖整体提升对下部混凝土结构的影响研究

为研究张家口奥体中心游泳馆大跨度管桁架屋盖在提升过程中对下部混凝土结构的影响,分析了不同数量、不同布置方式的提升架对混凝土楼板和框架梁挠度影响。设计5种不同提升架模型,研究其受力特性。研究结果表明,提升架模型d在风荷载作用下的水平位移为其他模型的2倍,模型e 4个吊点在相同竖向荷载作用下传递至支座的轴力相差较大。提升架吊索失效不利于提升架受力,应予防治。当提升架支座反力作用于梁板时,只对受力点影响较大,对其余部位影响较小,且多受力点共同作用对梁板的影响为多个单受力点对梁板影响的线性叠加。薄弱区框架梁承受提升架支座反力时,可在梁下部加设临时钢柱支撑,加设支撑后梁最大挠度减小约50%。

钢-混组合结构连续梁内力调整技术

为改善钢-混组合结构连续梁中支点负弯矩区受力,以山西省综改区潇河产业园太原起步区某桥梁工程为例,通过采用支座位移法来施加预应力,研究了不同支点位移量对钢-混组合结构连续梁桥受力变化的影响规律。针对U01联,通过采用支座位移法解决了边墩支点反力储备不足问题,相比于常规的支点压重等手段节省工程造价,可为今后类似项目提供参考。

型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的应用研究

为研究型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的适用性,基于福州某软土深基坑工程,依据其工程地质条件、水文地质条件以及周边环境条件,提出采用型钢倾斜桩的支护方案,并采用有限元分析方法及监测数据验证方式,对软土深基坑的土体变形、桩身内力及变形进行研究。结果表明:采用型钢倾斜桩组合支护结构,可显著减小支护桩侧移和内力,且型钢倾斜桩相较于混凝土桩成本更低;针对局部土质较差的情况,可采用坑内被动区加固的方式提高斜桩的侧阻力,以满足斜桩的承载力要求;基坑支护结构以及周边环境变形监测数据,验证了型钢倾斜桩在软土深基坑工程中的适用性,可为类似软土深基坑工程提供参考。

深部巷道钢管混凝土支架与锚杆-索耦合支护技术的理论分析与数值模拟研究

在深部巷道中使用的钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护技术经常失效,导致巷道失稳。其中,增加锚杆-索的长度是一种现场常用的返修方式,但比较浪费支护材料。本文提出通过改变锚杆-索的预紧力来改善钢管混凝土支架的受力状态。首先,总结了钢管混凝土支架常见的破坏模式,并利用弹性中心法获得了钢管混凝土支架与锚索耦合支护情况下的钢管混凝土支架的内力;结果表明,施加锚索可以减小钢管混凝土支架的内力,保证其高承载力。然后,建立了钢管混凝土支架与锚杆-索在不同侧压力系数和不同耦合支护条件下的数值计算模型;进一步研究了不同侧压、不同支护方案以及在不同角度范围内增加锚杆-索预紧力下巷道围岩与支护体的应力和位移演化规律。结果表明,当锚杆和锚索预紧力分别为60和100 kN时,钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护效果可以达到最佳,且最佳锚杆-索预紧力增加角度范围为15°~45°。最终将钢管混凝土支架与锚杆-索的耦合支护技术进行了现场应用,有效控制了深部巷道大变形,对深部巷道的支护方案设计具有一定的指导意义。

梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构设计

长沙梅溪湖国际文化艺术中心大剧场结构主要由内部主体框架-剪力墙结构和非解析连续异形曲面造型外帷幕钢结构组成。外帷幕钢结构以曲面脊线等特征线为协调或支承边界,采用基本随形单层钢网格壳体结构,通过外围随形斜折柱钢框架、前厅蜂窝网格壳体结构及内部伞撑支承于主体混凝土结构。针对结构空间受力的主要特点,采用SAP2000软件重点分析外帷幕钢结构对主体结构的附加倾覆效应;针对倾斜蜂窝网格壳体与大跨连廊构成的组合转换承载体系,对其受力特点、人行激励下的舒适度及抗连续倒塌等进行专项分析。结果表明,倾斜钢框架和蜂窝网格壳体结构在重力荷载下对主体结构的附加倾覆效应显著,设计中需要关注主体水平构件轴向力的叠加效应,需要对部分楼盖采取加厚楼板、提高配筋率、设置钢板、施加无粘结预应力等加强措施。

钢格栅支护在临近铁路既有线工程中的应用

临近铁路既有线路的基坑工程施工环境限制条件多,且安全性要求较高,传统的混凝土灌注桩、钢板桩等施工方法因场地限制,大型机械无法操作,故不能采用,而钢格栅支护施工效果较为理想。以实际的工程为背景,采用钢格栅支护法和逆作法相结合的设计思路,进行了分析和优化。通过有限元软件的分析掌握了此类支护结构的受力特点,并进行了配筋设计。通过对土层资料、施工方法、设计理论等方面进行优化,更好地保证了工程的顺利进行。

钢板桩支护结构内力分析及应用研究

以江苏扬州某市政快速路项目受限条件下采用的支护结构方案为例,详细研究了项目水文地质和周边环境条件,对选用的拉森钢板桩方案进行了内力分析,并验算了该支护结构在对应条件下的各项稳定性及嵌固深度是否满足规范要求,以支撑支护方案的可行性。该方案可为类似工程项目提供参考。

塔梁弹性支座刚度对三跨连续悬索桥结构体系影响的研究

为研究塔梁竖向弹性支座刚度对三跨连续弹性支承钢箱梁悬索桥结构静动力特性的影响,以主跨926 m的浙江秀山大桥为依托,采用有限元通用软件midas Civil 2013建立4种方案模型,并对比4种方案结构静动力特性,提出合理的塔梁竖向弹性支座刚度控制因素。结果表明,随着塔梁弹性支座刚度增大,梁端和塔梁支座处钢箱梁转角、钢箱梁塔梁支座处和跨中位移也随之减小,但塔梁支座处钢箱梁的弯矩和应力会随之增大;成桥恒载状态下塔梁弹性支座反力也逐渐增大,其相邻的长吊索索力减小60%,但只有合适的塔梁弹性支座刚度,才可显著减小相邻长吊索的应力幅;钢箱梁底板应力和长吊索应力幅是塔梁弹性支座刚度取值的控制因素;结构基频有轻微减小,结构横向刚度有所降低。

深埋硬岩隧道初期支护劣化过程衬砌力学特性试验研究

通过室内相似模型试验对深埋硬岩隧道的开挖、支护及初期支护的劣化过程进行模拟,就初期支护劣化过程中的二次衬砌的荷载、位移及内力的变化规律进行深入研究。研究结果表明,二衬的内力随喷射混凝土的劣化呈现出相对稳定的增加,而随着锚杆的劣化呈现出明显的阶段性增加,而且锚杆的劣化相比较于喷射混凝土的劣化对二次衬砌的影响更为明显;总体上二次衬砌的荷载、位移及内力的增加都呈现出先缓慢增加,后快速增加,而后又趋于稳定的变化规律,拱顶及边墙是受力变化最为明显的区域,通过检算,衬砌的安全性是远远满足规范要求的,结构有较大的安全冗余度,可见当前的设计是偏于保守的。

封闭式可缩性金属支架解析计算

对于深埋、软弱矿山巷道,可缩性金属支架是常用的支护形式,以适应围岩发生较大变形及其压力。针对封闭式可缩性金属支架,考虑在较大荷载作用下或围岩产生较大变形情况下支架节产生缩动时,进行其内力的计算。实际上,地下结构为超静定结构,支架缩动为非可逆过程,且缩动后支架形状会产生变化、卡缆将限制支架变形,这些都将使支架产生残余内力。通过计算支架的缩动残余内力、卡缆作用残余内力和荷载作用内力,并相叠加,进而获得支架缩动后支架的真实内力,从而为可缩性支架的设计计算提供依据。

波形钢腹板连续刚构桥的地震响应分析

为研究波形钢腹板连续刚构桥地震响应特性,分别对主跨160 m的PC及波形钢腹板连续刚构桥进行时程响应分析。采用MIDAS建立2种连续刚构桥模型,分析模型基本动力特性和在3种地震波作用下的地震响应。分析结果表明:波形钢腹板连续刚构桥振型贡献率无明显集中现象;地震波作用下,桥墩及主梁产生的轴力和绕横桥向弯矩较PC连续刚构桥大,绕顺桥向弯矩较PC连续刚构桥小;主梁跨中节点位移顺、横桥向均较PC连续刚构桥大;加速度衰减速度,顺桥向较PC连续刚构桥小,横桥向较PC连续刚构桥大;在主梁截面设计中,仍以静力计算结果控制。

钢框架—钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异补偿对结构性能的影响

经过多种补偿方案的比较,提出钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异的楼层组优化补偿方案,并研究竖向变形差异补偿对结构的内力和变形的影响。利用有限元程序SAP2000进行结构分析,在分析中分层施加竖向荷载,考虑混凝土收缩和徐变的影响。分析表明,钢框架-钢筋混凝土核心筒体系竖向变形差异楼层组优化补偿方案,既能保证补偿的精度,又经过优化使施工更为方便,是一种比较合理的补偿方案。采用楼层组优化补偿方案可以使楼层的最大累积变形差异明显减小,保证水平构件的水平度。在补偿结构中,只有位于平面四角处的连系梁内力减小较多,其他梁或柱的内力变化很小。与原结构类似,在补偿结构中,钢框架柱之间的竖向变形差异远远小于柱-筒之间的竖向变形差异。

大断面黄土隧道变形控制技术及支护受力特征

本文以宝兰客专西坡隧道的现场施工为工程背景,通过现场设置试验断面进行试验量测,量测内容包括围岩压力、初支钢架内力、洞内拱顶沉降和周边收敛,来研究支护结构的受力规律,并分析三台阶临时仰拱法、合理选定开挖进尺、超前支护、拱脚变形控制和仰拱封闭距离控制等隧道变形控制技术的实施效果。最终得出,土压力最大值分别为536.k Pa和267.1k Pa,分别在左侧仰拱和右侧拱脚达到;初支钢架内力内外侧最大值为173.99MPa和16.85MPa,分别在左侧上导、右侧下导拱脚达到;围岩压力和初支钢架内力值均控制在要求范围内。拱顶最大沉降分别为110.2mm和115.1mm,周边收敛最大值分别为3.8mm和37.1mm,均控制在要求范围内,验证了西坡隧道施工变形控制技术的实施效果。拱顶沉降和周边收敛在上导开挖阶段变形速率最快,在仰拱封闭后基本趋于稳定,建议减小上导开挖进尺及台阶长度,并采取合理施工进度安排,尽量缩短上导的封闭时间。

节点刚度对多层钢框架静力性能的影响分析

由于缺乏计算理论和方法,大多数半刚性节点按刚性节点进行设计,与实际情况相差很大.介绍了实际工程中多层钢框架结构经常采用的半刚性连接形式;采用有限元分析的方法,将半刚性连接节点视为弹簧单元;通过通用有限元软件Ansys建立有限元模型进行计算分析,研究了节点刚度对多层钢框架结构变形和内力的影响.计算结果表明,采用了半刚性连接的钢框架结构,相对于理想刚接的情况,结构的内力和变形都有很大变化.在钢框架分析和设计中,应考虑半刚性节点的影响.

预应力钢-混凝土连续组合梁内力重分布试验研究

在 6根两跨预应力钢 -混凝土连续组合梁试验的基础上 ,对预应力钢 -混凝土连续组合梁内力重分布过程及弯矩调幅系数进行了研究 ,并提出了与普通连续组合梁相统一的弯矩调幅系数计算公式 。

平面钢屋架节点刚性次应力影响分析

应用有限元分析软件,对两种跨度下典型平面钢屋架节点刚性所产生的次应力进行了分析计算.对典型平面钢屋架采用了平面铰接模型、平面刚接模型Ⅰ以及平面刚接模型Ⅱ.分析了在普通荷载作用下钢屋架次应力的大小、分布规律以及影响次内力大小的主要因素,并初步探讨了次应力对钢屋架计算方法的影响.结果表明,钢屋架杆件的次内力随着杆件线刚度的增大而增大,随着屋架跨度的增大,次应力的影响也愈大,且次应力的影响不可忽略.该结论可为考虑次应力的钢屋架的设计提供参考.

预应力型钢混凝土框架试验研究及分析

预应力型钢混凝土(PSRC)结构是一种结合预应力混凝土结构与型钢混凝土结构优点的组合结构。为研究预应力型钢混凝土框架的受力性能及弯矩重分布规律,完成2榀接近足尺单跨预应力型钢混凝土框架静力试验,分析其受力过程、破坏形态、裂缝的开展与分布、刚度变化以及内力重分布规律。实验结果表明,预应力型钢混凝土框架梁发生类似于钢筋混凝土适筋梁的正截面受弯破坏,属延性破坏,在达到正截面承载能力极限状态之前基本符合平截面假定。基于实验,提出了考虑次轴力的预应力型钢混凝土框架梁的承载力计算公式。试验弯矩调幅值约为30%,调幅能力高于普通后张有粘结预应力混凝土框架结构。

框支-斜交密肋复合墙结构影响因素及框支梁内力系数研究

采用正交试验设计方法,考虑框支梁高跨比(hb/l0)、抗震墙截面宽度与高度比(Bw/Hw)、密肋复合墙高跨比(hw/l0),通过对框支-斜交密肋复合墙结构计算结果直观分析和方差分析,对构件关键部位内力和整体结构最大转角影响因素进行显著性分析,得出hb/l0和Bw/Hw对框支梁和框支柱的部分内力具有显著影响,对整体结构最大转角具有一定影响的结论.并在此基础上给出相应框支梁内力系数实用设计计算方法.

马蹄形隧道初期支护内力反演分析的理论研究

隧道开挖过程中,混凝土支护结构的内力分布表现出特有的动态变化特征,对施工环境下隧道支护结构的内力分布特征进行研究并对其薄弱部位进行预判是保障隧道施工安全的重要手段之一。文章将隧道弧段和边墙段初期支护分别视为弹性地基曲梁和直梁,基于初参数法和围岩压力量测,从理论上推导了马蹄形断面隧道初期支护内力计算的反演表达式;结合某隧道围岩压力的实测数据,反演了初期支护的内力分布。初期支护内力实测数据和反演分析结果对比分析表明,所提出的马蹄形隧道初期支护内力的理论反分析方法切实可行,可为隧道初期支护设计和施工工艺的优化提供理论依据。