考虑土-结构相互作用的大型商业综合体建筑结构地铁振动响应研究

大型商业综合体建筑结构的平面与竖向通常不规则,并且往往与地铁线路的距离较近,导致其在地铁振动作用下的响应相对复杂。基于天津市在建地铁四号线及其附近某商业综合体的实际工程项目,采用Abaqus建立了土体-地铁-大型商业综合体建筑结构的有限元模型,研究了土-结构相互作用、非一致激励以及不同楼面活荷载对上部结构振动响应的影响规律。结果表明,不考虑土-结构相互作用将显著高估地铁振动对上部结构振动响应的影响;分析时采用一致振动激励将忽视结构平面范围不同区域内竖向振动响应的差异,并显著高估部分位置处的竖向振动响应;此外,人群、商品、设备等附加楼面活荷载可以起到降低地铁振动作用下上部结构振动响应的作用。研究结论有助于准确评估地铁振动对环境的影响。

桩承式路堤土拱形成及荷载传递机制离散元分析

土拱效应是桩承式路堤中影响荷载传递的关键因素。基于前人的室内模型试验,建立了桩承式路堤离散元(DEM)数值分析模型。基于路堤中应力偏转规律对土拱随桩土相对位移的形成规律进行了分析。在该基础上提出了合理拱轴线土拱模型,并引入荷载传递系数α对土拱与土拱下方路堤填料间的荷载传递进行量化分析。模拟结果表明,桩土相对位移引起路堤中应力主方向发生偏转并形成虚拟土拱;土拱形态及高度随桩土相对位移的变化而变化,最大拱高约0.8倍桩净间距;α随土拱高度的增加呈对数关系减小。

车辆动载下路基土竖向动应力及扩散规律

推导了车辆动载作用下路基土中竖向动应力的求解方法,提出用速度系数来表征车辆动载下路基顶面产生的竖向动应力与车辆运行速度的关系,并模拟试验确定了速度系数的取值为0.105。原位监测试验表明:车辆动载在路基顶面产生的竖向动应力值约为0～16 kPa,大小与车辆载重及运行速度等因素有关。计算分析了5种类型车辆动载下路基土中竖向动应力的扩散规律。结果显示:随着深度增加,路基土中的竖向动应力逐渐减小,当路基土的深度超过8m时,所有类型车辆荷载在路基土中产生的竖向动应力不到路基顶面的10%;车辆载重越大,竖向动应力扩散速度越慢。

关于半刚性桩复合地基若干问题的研究

针对半刚性复合地基中广泛使用的水泥土桩和CFG桩在工程实践中和研究中的一些问题,例如水泥土桩的变形模量、水泥土桩及CFG桩的桩间土应力发挥系数β、水泥土桩及CFG桩的复合地基静荷载试验方法等。结合一些具体工程,对这些问题进行了试验研究及理论分析;提出了水泥土桩的变形模量和桩间土应力发挥系数的建议取值以及解决垫层设置和垫层压缩量对工程实践影响的修正方法。

飞机主起落架构型对道面力学响应的影响

为给飞机和跑道的优化设计提供参考和理论依据,基于弹性层状体系理论,建立了水泥混凝土跑道的三维有限元模型;选取了2组荷载水平相当、主起落架构型差异明显的飞机,对比分析了飞机主起落架构型变化对跑道全宽度位移、应变、板底拉应力以及土基响应深度的影响.模拟结果表明:当荷载相同时,主起落架上机轮总数越多,水泥混凝土道面板位移峰值、板底最大拉应力越小,起落架构型差异导致的道面板位移峰值相差13%左右,板底拉应力相差达35%;起落架间距越小,荷载作用区位移曲线越平缓,荷载作用区拉应变越小,土基响应深度越大,起落架构型变化导致的荷载作用区拉应变相差12%,土基响应深度相差14%;主起落架构型变化对距离荷载作用位置较远区域的竖向位移基本无影响.

线性吸力下非饱和土地基临界荷载统一解

基于非饱和土的平面应变抗剪强度统一解,考虑基质吸力与中间主应力的共同影响,建立线性吸力分布下能适用于任意侧压力系数的非饱和土地基临界荷载统一解,并进行可比性及参数影响分析。所得临界荷载统一解可退化为众多特别是均布吸力下的已有解,具有广泛的适用性。研究结果表明:基质吸力及其分布对临界荷载的影响显著,且线性吸力下的影响不如均布吸力时明显;临界荷载的强度理论效应重要,基于Mohr-Coulomb强度准则结果的基础设计及施工理论上偏保守;对于正常和一般超固结非饱和土,按侧压力系数为1得到的临界荷载偏高;应充分考虑中间主应力效应、选择合适的侧压力系数、实测吸力及分布并采取有效措施保证其稳定存在。所得结果可为非饱和土地基承载力确定及基础优化设计提供一定的理论指导,具有广阔的工程应用前景。

荷载标准值与分项系数的分析

近些年来我国时常出现建筑物被风吹毁,结构被雪压塌事故。针对于这些现象,本文对规范中风荷载、雪荷载以及楼面均布荷载的标准值和分项系数的取值展开了分析。做了对荷载规范相关内容的变动的分析,以及和实测数据的计算结果的对比。分析结果表明,目前我国规范中的风荷载和雪荷载的取值偏低,分项系数的取值并没有因地区不同而加以区别,不符合可靠性设计的基本原则,同时取值偏小。对于楼面均布荷载并没有按照规范中所规定的方法进行取值,且分项系数同样偏低。

连续宽箱梁桥活载正应力增大系数研究

针对连续箱梁桥设计过程中活载正应力增大系数已有计算方法的不足,以某混凝土连续宽箱梁桥为背景,建立实体单元空间有限元计算模型,将全桥关键截面各个位置点的正应力增大系数计算值与已有方法所得值进行对比,探讨已有方法的可行性,以供同类工程设计参考。

砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)临界循环应力比的试验研究

循环荷载下,砂土与EPS颗粒混合的轻质土(LSES)存在临界循环应力比Sth,将割线弹性模量衰减系数δ与循环次数的关系曲线能保持平缓的最大循环应力比定义为Sth,它是结构稳定与破坏两种状态的界限指标,根据动三轴试验结果,认为影响Sth的主要因素有围压、水泥掺量和EPS颗粒含量。一般来说,水泥掺量的增加、围压和EPS颗粒含量的减小均会提高Sth,但由于高围压下的结构重塑,水泥掺量低且EPS颗粒含量高的试样的Sth表现出一些不同的性状。

建筑结构使用年限荷载调整系数取值

为适应不同使用年限建筑结构设计和评估的需要,从等超概率原则和结构可靠度角度出发,探讨不同使用年限影响系数的取值。结合现行设计规范表达式和楼面活荷载、地震作用的概率模型和统计参数,得到目标可靠度指标与随机变量设计值之间的关系,给出不同使用年限的可变荷载对应的使用年限影响系数。

水泥土桩及CFG桩复合地基问题的探讨

对水泥土桩的变形模量 ,水泥土桩和 CFG桩复合地基的桩间土应力发挥系数以及它们的静载荷试验方法进行了试验研究和理论分析 ,对今后进一步推广应用水泥土桩及

半刚性碎石桩复合地基受力特性的研究

通过理论分析和工程试验 ,研究了半刚性碎石桩复合地基桩土荷载分担比 ,分析了半刚性碎石桩复合地基的分界桩土应力比和荷载分界点 ,证明了随着荷载的增加 ,桩分担荷载的比例呈现增大的趋势。计算了桩间土应力折减系数 ,发现荷载超过某一数值以后 。

基于应力传递系数的分析模型优化与土壤压实应力预测

针对目前基于有限尺度环刀的土壤应力传递系数(Stress transmission coefficient,STC)取值方法无法满足不同深度土壤条件下集中系数随加载环境变化研究的问题,将土壤剖面分割为有限尺度的土层,基于分析模型推导ΠSTC公式,以多层土壤应力传递系数连乘方式计算田间指定深度土壤应力传递系数。基于传感器技术进行田间原位土壤平板下陷试验,通过控制压板直径和土层厚度实测9种加载状态下土壤的应力传递系数;同时,通过有限尺度(Φ50×50 mm环刀)取样于室内,结合土压力传感器进行非扰动土单轴压缩试验,测量各土层(0~50 mm、50~100 mm、100~150 mm、150~200 mm)应力传递系数。运用ΠSTC公式计算3种深度(100、150、200 mm)土壤的应力传递系数分别为0.30、0.17、0.07,综合实测数据通过双因素方差分析研究应力传递系数随加载环境的变化规律,由此反算不同加载条件的集中系数。结果显示,随着压板尺度的改变,实测与计算所得相同深度土壤的应力传递系数间并无显著差异,表明土壤应力传递系数与压板土壤接触面当量半径无关,利用ΠSTC公式计算田间土壤应力传递系数方法可行;随土层厚度的增加,应力传递系数显著减小,说明应力传递性能随土层厚度的增加而逐渐减弱;集中系数随压板直径和土层厚度的增加而逐渐减小。利用分析模型较为准确地预测了田间指定加载环境和土壤环境中因连续加载而变化的土壤应力,优化了土壤压实应力传递的研究方法。

纤维再生混凝土单向板承载力极限状态方程及可靠度计算

当前缺少计算纤维再生混凝土单向板处于承载力极限状态时的可靠度计算公式。为此,首先基于纤维再生混凝土的本构关系,推导了受压区等效矩形应力图系数;然后根据单向板破坏控制因素确定随机变量统计参数,建立纤维再生混凝土板的受弯承载力极限状态方程;接着结合验算点法推导可靠度计算公式,研究了纤维加入前后再生混凝土单向板可靠度指标的变化,以及纵筋配筋率和活恒载效应比对指标的影响。结果表明,纤维的加入和纵筋配筋率的增加均提升了再生混凝土单向板的可靠性,但可靠度指标随着活恒载效应比的增大而降低。同时﹐所提出的可靠度公式可作为纤维再生混凝土单向板工程可靠度计算时的参考。

大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及关键参数

疲劳问题是钢桥设计中需要重点关注的问题。对日本、欧洲和我国铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数进行了调研分析,明确了各国铁路钢桥在疲劳计算方法和相关参数选择方面的异同。以我国一座千米级跨度铁路钢桁梁悬索桥为例,对其加劲梁杆件的疲劳受力特征、恒活载比及应力比进行了计算分析。研究结果表明:部分杆件在单线和双线荷载作用下疲劳受力特征不一致,恒活载比和应力比超出了我国现行规范的范围。针对这种情况,提出了我国大跨度铁路钢桥的疲劳计算方法调整建议,在此基础上对大跨度钢桥疲劳计算中涉及到的相关参数进行了梳理分析,提出了需要开展研究的参数包括损伤修正系数、多线系数、板厚系数等。提出的大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数研究建议,可为下一步疲劳设计参数的研究及后续规范的修订补充提供参考。

施工图审查中几个常见问题的探讨

本文就2006年下半年审图工作中遇到的一些问题,包括单柱单桩的基础梁刚度问题、地下室抗浮问题、综合楼墙柱基础计算中的楼面活荷载折减系数取值问题等,提出个人看法,供讨论。

分层总和法在某建筑地基沉降预测中的应用与分析

建筑地基沉降是岩土工程领域的一个难点,在建筑设计和施工前常要预测建筑物的地基沉降,从而采取措施将建筑地基沉降控制在规范和设计要求的范围内,现常用的地基沉降计算和预测方法是分层总和法,本文介绍了分层总和法的原理,并运用于某具体的厂区分段堆场、钢料堆场、部件工场、切割工场的地基沉降预测计算中,通过沉降实测值与沉降预测值对比,表明分层总和法能很好地运用于场地地基沉降的预测。

浅谈研发厂房楼面均布活荷载及可变荷载地震组合值系数的取值

现行规范未对研发厂房的楼面均布活荷载及可变荷载地震组合值系数的取值作出明确规定。结合工程实例,通过计算分析及相关资料的整理,对此类厂房的楼面均布活荷载及可变荷载地震组合值系数ΨEc的取值提出一些建议,为类似工程设计提供参考。

消防车等效均布活荷载取值研究

消防车荷载对结构设计的安全性与经济性影响很大,我国现行《建筑结构荷载规范》(GB50009—2001)(2006年版)规定的消防车等效均布活荷载取值比较粗略,未给出工程中常用的3～5m跨度双向板的荷载取值,也未对地下室顶板覆土时荷载的折减方法做出明确规定。综合考虑消防车台数、楼板跨度、长宽比、覆土厚度等因素的影响,按荷载最不利布置原则确定消防车与板的相对位置,采用有限元法确定消防车的等效均布活荷载值,并提出了相应的设计建议。

构造应力作用下巷道底板冲击破坏的原因分析

针对在褶皱区构造应力作用下回采巷道底板冲击频发的问题,基于底板冲击发生的力学条件,以某矿250206上工作面为工程背景,借助弹性薄板理论对回采巷道在水平构造应力作用下底板冲击发生的原因进行了分析,建立了底板失稳破坏的力学模型,通过理论推导计算出了底板发生失稳破坏的临界载荷表达式,并给出了底板所受水平应力的计算公式,最后对底板冲击危险性系数进行了修正。