下穿黄河盾构隧道管片衬砌结构受力特征模型试验

针对兰州地铁穿河段盾构隧道穿越强透水砂卵石地层和承受较高外水压的特点,首先研制了外水压加载装置,该装置在衬砌模型内部创造了一个封闭的负压环境,通过控制模型内外气压差来实现外水压的等效加载,同时结合隧道-地层复合模拟试验系统开展了几何相似比为1∶10的室内模型加载试验,实现了土压和水压的分别控制加载.研究了水压、土压、土体侧压力系数及拼装方式对管片受力特征的影响.研究结果表明,随着水压的增大,管片轴力明显提高,弯矩略有减小,偏心距则明显降低;随着隧道上覆土压的增大,管片衬砌结构的轴力、弯矩、偏心距均呈增大趋势,但总体上量值变化较小;在水压一定时,覆土厚度的增加对管片弯矩的影响越来越大,而轴力变化速率均比较稳定;正常水压条件下,随着土体侧压力系数的增大,管片衬砌结构的轴力增大,弯矩减小,偏心距减小,随着水压的增大,侧压力系数对于管片结构受力特征的影响越来越小;错缝拼装情况下,管片内力在部分环向及纵向接头处会产生较大突变,且管片内力较通缝拼装情况大.     

适于低层农房的装配式轻钢边框-薄墙板组合结构抗震性能试验研究

为了满足绿色农房产业化的需求,研发了一种装配式轻钢边框-单排配筋薄墙板组合结构受力体系.进行了轻钢框架及组合结构单元低周反复荷载试验,分析了再生混凝土的填充作用对轻钢框架的影响以及墙板钢筋暗支撑、墙板厚度与轻钢边框截面对组合结构力学性能的影响.结果表明:与空钢管框架相比,钢管内填充再生混凝土具有良好的力学性能;薄墙板与轻钢框架组合结构在受力过程中呈现出明显的2道抗震防线.建议采用Park-Ang损伤指数来确定该类装配式组合结构在不同受力阶段的损伤指数,为结构抗震设计提供参考.     

盾构隧洞多层复合衬砌力学特性及其影响因素

为了探索高内水压作用下盾构隧洞多层复合衬砌力学特征,文章以广州西江引水工程盾构隧洞为工程实例,分析多层复合衬砌承载及相互作用机制,建立复合衬砌盾构施工精细的计算模型,揭示复合衬砌力学特性及其影响因素,并以此为基础,评价复合衬砌防渗效果。研究表明:该实例多层复合衬砌可采用以压剪为主、局部抗压的相互作用模型;外管片在手孔处应力集中,局部出现了微裂缝,其他区域应力水平较低,复合衬砌能满足承载要求;外管片在内水压作用下接头张开,最大张开量小于接头极限变形值与张开量控制值,管片接头不会出现外水内渗;内衬自密实混凝土最大拉应变小于极限拉应变,也未形成贯通的塑性区,混凝土未出现裂缝,因而满足抗渗要求;内水压作用下内衬钢板产生的最大应力远小于屈服强度,这说明钢板仍然处于弹性承载阶段,其强度与刚度未被削弱;内衬钢板可有效地抑制内水压引起的衬砌外张,内衬混凝土应力随着钢板厚度的增加而减小;内衬轻质垫层的布置边界需避开外管片手孔、接头等部位,以减缓管片结构应力集中;不同内衬自密实混凝土厚度对衬砌应力影响较小,在隧洞净空允许的前提下宜取相对大的厚度。     

钢管砼结构在体育场馆中运用研究

本文介绍了钢管砼柱的结构受力体系，主要构造的处理．地震作用的影响，以夏钢管砼轴压杆件作为网架压杆的晨盖结构设计。对钢管砼的特点和技术经济效益的分析表明，钢管砼普遍应用在大型、高层，超高层及高耸钢结构中，带来的效果也是很明显的，本文从体育馆的建筑构遣中简述了钢管砼的作用。     

盾构输水隧洞复合衬砌计算模型

通过分析现有的复合衬砌计算模型,指出双层框架模型在复合衬砌结构受力分析时存在的不完善之处。为能反映外管片已发生的变形对管片与内衬二者相互作用的附加影响,提出一种新型的计算模型即实体叠合计算模型。针对实体单元建模,管片接头处理复杂的特点,提出一种模拟管片接头的简化模型;根据内、外衬砌接触界面处理方式的不同,建立了4种内、外层衬砌相互作用模型。利用上述模型对青草沙原水过江隧洞典型断面进行分析。研究结果表明:实体叠合模型计算所得的管片与内衬的内力、变形的变化规律与已有的实测数据规律相吻合,模型计算结果可为设计提供参考。     

钢管混凝土结构的特点和在高压输电线路的应用

因为现在钢管杆的特点是结构简单、受力合理、占地面积小等,所以在高压输电线路中得到更广泛的应用,尤其是在建设城市电力线路中处于主导作用。而基于钢管和砼两种材料在受力过程中的相互作用的钢管混凝土组合结构,不仅能显著提高组合材料的强度,对于结构物的整体刚度也有明显改善,该新型组合结构由于受力合理,目前主要用于高层建筑中;但在特高压输线路墩台搭设的应用还处于探索阶段。本文意在论证钢管混凝土架设特高压输电线的合理性,为今后特高压输电线路的建设提供思路。     

钢管砼桁拱静力性能分析

以福建闽清净跨１３６ｍ的石潭溪钢管砼桁为分析对象,进行了施工中和成桥后的静力测试和计算分析．结果表明,横撑对荷载横向分布起二次分配作用,能降低偏载时单肋拱面内受力;全焊式桁肋胶管中的弯矩值较小．可以按理想桁格式考虑;钢管初应力对钢管砼构件承载力的影响不大,使用阶段钢管对核心砼的紧箍力已发挥作用;仅靠空钢管无论是承载力还是变形都不能满足设计要求．     

大断面深埋高水压盾构隧道实测内力反算与分析

结合南京地铁3号线大直径盾构隧道工程,对隧道管片钢筋应变进行了现场测试,基于既有的管片内力反算方法,考虑混凝土非线性性质及管片接头,提出了适用于深埋高水压盾构隧道的内力改进算法,并对改进算法反算内力与结构设计计算内力进行了对比分析.结果表明:改进算法更能反映管片的实际受力状态,更适用于荷载模式复杂且接头传力机制多变的大断面深埋高水压盾构隧道;采用设计方法计算的深埋高水压盾构隧道管片及接头内力与改进算法反算内力的分布规律基本一致,但在量值上具有一定的差异;采用设计方法计算的管片及接头轴力为改进算法反算轴力的1/2左右,反算的管片弯矩在拱底位置与惯用法计算弯矩接近,在拱腰及拱顶位置与梁-弹簧法更为接近,反算的接头弯矩大于梁-弹簧模型计算接头弯矩.研究成果可为大直径深埋盾构隧道设计提供参考.     

黏土地层盾构管片上浮的力学行为研究

本文对西安地铁黏土地层中盾构隧道管片上浮规律分析总结,依据管片同步注浆凝结过程将盾构隧道在黏土地层中管片上浮分为2个阶段,第1阶段管片上浮主要受浆液浮力和注浆产生力的影响,第2阶段主要受土压力合力影响。通过分析管片受力状态和管片上浮原因,分别找出2阶段管片上浮影响的主要因素。根据受力原因分析及推进经验总结,为黏土地层中盾构隧道管片上浮提出预防控制措施,为盾构隧道在相同地层中处理类似问题提供经验指导。     

圆中空夹层钢管混凝土压扭构件工作机理研究

为了对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力下的工作机理进行研究,采用大型通用有限元软件ABAQUS对圆实心钢管混凝土压、扭复合受力构件进行建模计算,现有的试验验证了计算结果与计算方法的正确性.再采用同样的方法对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力状态下进行了模拟计算.通过计算发现,扭矩—转角全过程关系曲线分为弹性、弹塑性、塑性强化三阶段.通过对三个阶段扭矩—转角全过程关系曲线、内外钢管和混凝土的应力分布云图、三者间相互作用力以及轴压比影响的分析,结果表明,在加载过程中,当轴压比较小时,随着轴压比的增大,极限扭矩增加;当轴压比较大时,随着轴压比增大,极限扭矩降低.     

混凝土浇筑过程中方钢管柱的力学性能

钢管混凝土在内部混凝土浇筑过程中空钢管的受力特性和安全性非常重要。该文建立了分析混凝土浇筑过程中方钢管柱受力性能的有限元模型,并采用实测的混凝土静水压力、钢管管壁应变等指标的对比分析验证了该模型的合理性。基于有限元模型,分析了不同混凝土浇筑高度和钢管宽厚比时由于混凝土浇筑引起的管壁变形及应力。研究结果表明:空钢管内设置横向内隔板可有效地减小管壁应力及变形;当方钢管宽厚比较大时,混凝土浇筑过程中对管壁产生的应力和变形数值都较显著。该文建模方法可进一步用以模拟钢管混凝土结构在施工阶段的力学性能分析。     

浅谈钢管混凝土结构在建筑工程中的应用与前景

钢管混凝土是一种新型的组合结构型式,即在钢管内填充混凝土,将两种不同性质的材料组合而形成的组合结构,在国内外的高层建筑和桥梁建筑等结构中得到广泛的应用。本文主要介绍了钢管混凝土的发展概况、特点、施工与计算等方面的一些内容,供有关人员参考。     

一种钢管砼-钢箱组合梁力学特性的研究

针对传统组合梁受力性能的不足 ,提出一种钢管砼 钢箱组合梁形式 .钢管砼 钢箱组合梁是用小径钢管砼取代砼板 ,将受压的砼板从单向受压状态转换为三向受压状态 .在梁的下翼缘可以施加预应力提高极限承载力 ,同时在梁承受负弯矩处可对小径钢管砼施加预应力来缓解砼的开裂 .理论分析表明新型截面较传统组合梁可以更大限度发挥材料的利用率 ,并提高极限承载力和延性 .     

钢管混凝土拱与钢管拱的稳定性及抗震性分析

以某收费站工程为背景建立有限元模型,分析钢管拱结构填充混凝土对其稳定性的影响及混凝土的适宜填入量、线性和非线性因素对2种结构稳定性的影响、结构抗震性能用反应谱和时程分析法。结果表明,钢管拱结构拱脚到拱跨约1／5部分灌入混凝土,结构稳定性最好;综合考虑结构稳定性和支座受力情况,选择适宜的矢跨比;相比钢管拱结构,钢管混凝土拱结构受非线性因素影响较大;水平Y 向地震作用对结构内力的影响大于水平 X 向地震作用对结构内力的影响。     

带肋中空夹层钢管自密实混凝土轴压性能研究

设计5类带肋中空夹层钢管自密实混凝土结构以满足此类钢-混凝土组合结构运用于类似风电塔架等高耸结构的要求。对设计的5类结构试件进行轴压试验，研究了试件在试验过程中的变形情况、破坏形式、荷载与应变关系和肋板布置方式对试件承载力的影响；验证有限元计算模型有效性之后，对试件在全过程受荷中的刚度变化，延性特性和内、外钢管的工作机理进行研究分析。最后提出综合性能评价标准衡量5类试件在非线性工作阶段的受力性能。通过这一系列的研究表明，在钢管中焊接与试件相同高度的通长肋板对试件包括承载力在内的各方面受力性能有显著的提高，而在钢管中焊接分层肋板对试件除了延性性能之外的各方面受力性能都有不同程度的降低。     

复合钢管混凝土柱轴压承载力的计算

为了研究具有内钢管和型钢增强的复合钢管混凝土柱的承载力,将钢管混凝土统一理论推广应用于复合钢管混凝土柱轴压强度计算中,在分析了复合钢管混凝土柱轴压受力机理的基础上,综合考虑不同内外钢材的截面形式,提出了组合等效套箍系数,应用于复合钢管混凝土柱的轴压强度计算,并将计算结果与文献的试验数据进行了对比。结果表明:可以用统一理论计算复合钢管混凝土柱的轴压承载力;该方法具有形式统一、计算简便、计算精度高的优点。     

钢管-钢管混凝土复合拱桥静力性能研究

应用经实桥测试验证的有限元模型,以管内混凝土填充长度系数为参数,对钢管-钢管混凝土复合拱的结构内力、截面应力、拱肋挠度、极限承载力和弹性一类稳定系数进行了分析.分析结果表明:复合拱的主要优势在于稳定性方面,管内混凝土填充至L/4处较合适,但应注意变刚度截面应力的控制.     

浅淡钢管砼结构基本性能与施工质量控制

本文通过简介我国钢管砼结构的应用历程,剖析了钢管砼结构的基本性能及其特点,阐述了钢管砼结构施工的质量控制要求,为钢管砼在现代建筑中更广阔的发展提出了一些有用的建议。     

装配式钢管密肋保温复合墙体抗震性能试验研究

为研究钢管分布形式对钢管密肋保温复合剪力墙墙体抗震性能的影响,设计制作了4片缩尺比为1∶2的装配式钢管密肋保温复合剪力墙墙体,通过对1片剪力墙墙体的轴压试验和3片剪力墙墙体的低周往复荷载试验,研究了墙体的破坏形态及模式、承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化以及变形和耗能性能.试验结果表明:对于竖向荷载作用下的密肋复合墙体,由于在肋柱中布置了钢管,其抗压承载力显著提高;对于低周往复荷载作用的密肋复合墙体,其主要破坏形态为整体剪切破坏,且基本按照“填充砌块—肋格—边框柱”的顺序破坏,与普通钢筋密肋复合墙相比,钢管密肋保温复合墙的抗剪承载力提高了112％,同时具有良好的变形能力和耗能性能.研究结果完善了装配式密肋复合板结构体系,为密肋复合板结构应用于高层住宅建筑提供了理论依据.     

浅谈桩基础与桩体复合地基的区别和联系

本文阐述了桩基础和桩型复合地基的发展过程,分析了桩基础和桩型复合地基的相似之处,并且从荷载传递的路径、结构构成和桩体材料、桩体本身的受力情况三方面综合分析了两者的差异,得出两者的根本区别是荷载传递路径不同的结论。