锚碇式支护在市政深基坑工程中的应用研究

结合福州市三环路某箱型通道基坑采用锚碇式支护体系的工程实例,推导锚碇结构的弹性支点刚度系数,并将其应用于计算。建立有限差分数值模型,分析锚碇式支护结构的变形特征,验证其可靠性,分析讨论锚碇结构发生整体侧移对支点刚度产生的不利影响,提出计算软土基坑时对弹性支点刚度系数进行折减使用的方案。施工及监测结果表明,锚碇式支护结构在工程中获得良好的应用效果。

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。

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。

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。

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。

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。

基顶不等高结构的设计问题分析

山地场地的建筑依山而建,经常出现基顶不等高的结构形式,主要表现为吊脚结构和掉层结构。论文分析了这类结构设计存在的一些问题,针对目前此类结构尚无技术规定的情况,建议了一些设计措施。此类结构的缺陷带给结构很大的影响,甚至涉及结构的安全使用,迫切需要针对此类结构开展系统的理论研究,并形成技术规定,用来指导这类结构的设计。

开挖方式对支护结构和建筑物影响的数值分析

鉴于基坑周围环境保护方面的要求,基坑施工过程中除选择正确的支护体系外,开挖方式也是保证工程质量的关键,特别是在软土地区。采用三维有限差分软件FLAC3D对基坑开挖过程中不同开挖方式对桩式支护结构和邻近框架结构的影响进行计算分析。通过计算得出整体式开挖、分三段顺序式开挖、分三段由中间向两侧式开挖、盆式开挖及岛式开挖五种类型下,支护结构位移、地表沉降和对邻近建筑物位移的影响。结果表明:岛式开挖能有效地减小支护结构的水平位移,地表的竖向沉降和建筑物的竖向变形;盆式开挖则对建筑物水平位移的减小更有优势;整体开挖、盆式开挖和岛式开挖有利于减小建筑物的倾斜。开挖方式对位移的影响与基坑开挖深度相关,基坑开挖越深,影响的差异性越小。

基于粘弹性人工边界的掉层结构地震响应分析

为实现山地建筑结构土-结相互作用体系的动力分析,基于粘弹性人工边界理论,利用Matlab编写了用于Abaqus自动施加粘弹性人工边界与外源波动等效节点力的程序,采用该程序模拟的地基无限域外源波动模型的动力响应符合波动理论,验证了该程序的准确性。将采用粘弹性人工边界的土-结相互作用体系与底柱固接的刚性地基分别应用于山地地形掉层框架结构,对模型结构进行动力时程分析,研究陡坎土体土质条件对掉层结构动力响应的影响,计算结果表明,软弱土体陡坎对地震动放大作用较为显著,位于其上的掉层结构的动力响应相较于土质条件较好场地的掉层结构更显不利,需要在结构设计时采取相应措施。

重庆某山地掉层建筑边坡支挡及结构设计

掉层建筑因不等高基础嵌固的存在,结构刚度在水平及竖向分布不均匀。同时,受到边坡岩土性质、边坡高度、边坡支挡形式和结构接地类型等因素的影响,掉层结构的受力与变形特点、动力响应特征等与常规建筑结构存在较大差异。以某山地掉层剪力墙结构为例,从设计理论依据、荷载取值、结构布置、抗震验算、抗震构造、边坡支挡、基础与主体设计等方面对掉层结构的设计方法进行了简要介绍。通过对掉层结构不规则性特点和震害特征分析,对其设计要点进行了总结,可为类似项目提供一定的借鉴。

山地掉层结构扭转效应控制参数的讨论

不等高基础嵌固的山地掉层结构在地震作用中存在难以避免的扭转效应,合理控制参数的选择在扭转效应研究中至关重要。文中对山地掉层结构扭转效应研究中的基本控制参数进行了总结,介绍了刚心的不同定义,对比了不同定义的刚心对应的偏心率与掉层结构扭转效应的关系,并通过对系列山地掉层结构模型的数值模拟,讨论了扭转控制指标在山地掉层结构中的适用性。建议以“单一楼层刚度中心”定义的刚心对应的偏心率表征掉层结构的扭转效应,耦联周期比已不能作为反映结构扭转效应程度的指标,位移比限值在掉层结构的适用性有待进一步探讨。

8度区山地建筑结构及场地设计探讨

随着城市化进程,山地开发建设越来越多,山地建筑结构天生具有不规则性且往往与边坡关系紧密,处理不好会造成安全隐患,更需要建筑、结构、岩土专业在方案阶段进行密切配合。本文以8度区工程实例进行山地建筑结构及场地边坡设计探讨。该建筑为5层住宅,层高3.3m,采用钢筋混凝土剪力墙结构体系。位于山坡上,存在一层掉层且单侧挡土,属于典型山地建筑结构。本文简要介绍了工程概况、场地地质情况,从边坡设计、基础做法、上部结构设计、土压力取值四个方面对本项目的设计思路进行了详细介绍,针对项目特点提出了结构及边坡分析设计措施。可为类似工程的设计提供参考。

回字形环山地建筑结构设计

中央美院青岛创业中心项目为角部重叠的回字形山地建筑,采用了框架-剪力墙结构体系。主体建筑结构总高度为54m,坐落在三个台地上,每两个相邻台地高差10m左右。掉层处采用"掉层脱开式且有拉梁"的方式进行结构布置。结合山地建筑结构的基本概念和受力特点,介绍了本项目的结构处理方式和设计难点,采用PKPM,MIDAS Building, SAUSAGE软件对结构进行了弹性反应谱法分析、弹性时程分析、动力弹塑性时程分析和抗震性能设计,同时针对各种不利因素采取了相应的加强措施,确保了结构安全。

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。

山地建筑结构设计问题探讨

山地建筑一般位于地震烈度较高地区,地基较为复杂,山地建筑结构设计的不确定因素较多,且需要考虑和解决的工程问题与平地建筑有所不同,山地建筑结构属于一种竖向不规则类型,目前,尚有许多工程技术问题需要深入研究。因此,对于山地建筑的结构设计,应充分考虑其特殊性和复杂性,确保结构的安全。论文结合结构设计规范就山地建筑结构设计中的一些问题进行探讨。

坡地住宅建筑结构设计实践

结合调整设计实例阐述山地项目规划设计阶段各专业同力协作的重要性,通过建立切合实际的掉层结构计算模型,深入分析抗震计算结果以及结合地形地质的基础、挡土墙选型设计,阐述山地建筑结构概念设计的重要性以及需考虑细节和重点,可为类似工程提供借鉴。

掉层结构桩基础设计

基础做为上部结构的嵌固部位,不仅要满足竖向承载力的要求,还要具有足够的水平承载力及刚度,确保有效抵抗上部结构传来的水平荷载,约束结构的侧向位移。掉层结构由于基础接地位置不等高的特点,导致其基础在水平荷载作用下受力复杂。采用MIDAS GTS软件建立上部结构、桩基础及地基土协同工作的三维模型进行计算。得到了不同掉层高度、不同掉层范围及不同地质条件时结构桩内力及变形结果。研究不同情况下的结构桩基础内力的变化规律,提出设计建议。可为类似工程的设计提供参考。

掉层层数对框支结构抗震性能的影响探讨

掉层结构为山地建筑常用的结构形式,基于实际工程遇到的问题,对不同掉层层数的框支转换结构进行弹塑性计算,得到框支柱、转换层、框支框架的内力及性能水准结果,分析了掉层层数对不同种类框支框架的抗震性能的影响。得到带掉层框支转换结构中框支框架设计中应注意的部分问题及经验:一端框支柱位于上接地端,另一端框支柱位于下接地端的框支框架应避免出现;框支柱均位于上接地端的框支框架宜避免设置,如若设置,应重点加强框支柱抗剪;框支柱均位于下接地端的框支框架随着掉层层数增加,抗震性能提高。