考虑土体、基础和上部结构共同工作时的箱形基础的优化设计

本文建议用子结构法凝聚上部结构的荷载和刚度,同时用有限分层地基模型确定土体的刚度和基底反力,并计及基础自身的刚度影响,进而对箱基进行较全面的内力分析。 在此基础上,选择板、壁的厚度和钢筋用量作为设计变量,并采用可变容差法对箱基进行优化设计。利用本文编制的程序BFOD—88进行计算,所得结果比现行设计方法算得的数值降低造价13％以上。     

框架参与箱基共同工作时等效刚度的衰减规律

基于框架结构、箱基和地基土三者共同工作的空间受力体系，用能量法建立了上部框架结构参与箱基共同工作时等效刚度的通用计算模型．并根据势能等效的原则提出了“比例矩阵法”，推导了反映上部结构各层刚度在共同工作体系中发挥作用大小的刚度贡献系数解析表达式．揭示了上部框架结构某层的刚度贡献值随着层位的升高而衰减的若干基本规律．     

高层建筑超长桩箱基础的现场测试

进行了国内外罕见的高层建筑超长桩箱基础的现场实测研究,实测研究证明:轴线桩的设计可以大大减薄箱基底板的厚度;高层建筑群桩基础对箱形基础的刚度是有影响的;桩箱基础的底板弯矩可按局部弯曲计算;温差引起的高层建筑箱基底板钢筋应力的变化不容忽视;常规设计的桩箱基础的桩间土从施工开始分担上部荷载的工作机理,应是桩箱(筏)基础的变形控制设计的研究基础.     

箱基、框架和地基土空间共同工作的变分模型

采用空间子结构法将上部框架结构凝聚为一个“超级”空间单元，按照抗弯刚度等效的原则，将箱基代换为分别支承在有限分层弹性地基和文克尔地基上的弹性平板，再利用能量变分原理建立框架、土体和箱基三者空间共同工作的数学模型。该模型明确地显示了三者的受力关系，合理地体现了三者共同工作的三维效应，同时，由于引入凝聚技术，比一般的空间分析方法显著节省计算工作量。     

某高层建筑-箱型基础动力响应分析

文章考虑土-结构动力相互作用,利用有限元分析软件ANSYS对地震激励下的某超限高层建筑箱型基础进行了数值模拟,并对其动力响应进行了分析。首先,通过静力分析验证模型的合理性,确保其计算精度,并分别输入地震激励EL-centro波、Kobe波和上海人工波,分析箱型基础在不同激励下的层间位移、内力变化。结果表明:在不同的地震波作用下,箱基整体呈现出剪切变形模式,层间位移以底层为最大,轴力、剪力和弯矩也均是底层柱最大,因而箱基底层视为薄弱层;顶层由于围岩性质、上部结构嵌固以及地震耦合效应的影响,也容易成为薄弱部位;在地基-箱型基础-上部结构共同作用体系中,上部结构的刚度以及周围土体的约束,使箱基的整体性得到了极大提升,从而在设计地震加速度作用下其各个部位都能够处于正常工作的弹性阶段;箱基的中柱受到地震波耦合作用的影响要显著于边柱。分析结果为今后超限建筑的抗震优化设计提供了一定的理论和设计依据。     

低温环境对叠层橡胶支座变形特性影响的试验研究

为探索低温变化对叠层橡胶支座变形特性的影响,利用沈阳冬季寒冷环境温度对两种叠层橡胶支座在不同温度下进行刚度对比试验,证明了低温变化对橡胶支座垂直压缩刚度均有较大影响,对水平刚度影响随橡胶支座胶质及制作工艺不同而不同,同时也证明了橡胶支座水平刚度随压应力增大而增大,以及往复水平荷载作用下两种橡胶支座的水平刚度变化特性,设计使用叠层橡胶支座时,应给出不同环境温度下的垂直压缩刚度及水平刚度·     

基于空间共同工作模型的箱形基础优化设计

基于箱基、框架和地基土三者空间相互作用的分析模型确定箱基的整体弯矩和剪力，根据现行箱基设计规程ＪＧＪ６—８０的设计计算规定及构造要求计算各部件的局部设计内力并确定约束函数，建立了具有２９个优化变量和６１个约束函数的箱形基础最小造价优化设计数学模型。根据箱基的结构形式特点，提出优化变量子空间组合减维算法，以改进普通ε＿Ｋ──主动约束可行方向法的求优效率，算例表明，对于设计计算规定复杂、构造要求众多的箱基设计问题，优化方法具有主动设计的优势和明显的经济效益。     

临涣煤矿井塔箱基开裂原因与分析

根据实测数据分析表明：临涣煤矿副井井塔箱基开裂原因，主要是因表土地层的团结沉降和井筒锁口施工不合理，导致箱基座落到井筒之上，使箱基发生不均匀沉降。     

箱形基础在高层建筑中的应用

结合某工程实例，介绍了箱基的平面配置，纵横墙布置，箱基开洞等问题，以供同类工程参考。     

RC柱对串联隔震体系水平刚度影响研究

为了研究RC柱对串联隔震体系水平刚度的影响,文章以串联隔震体系及其构件的水平刚度方程为基础,基于假定提出了串联隔震体系刚度的简化方程;以橡胶支座基本设计荷载和常用参数为依据,主要分析了RC柱的轴压比和高宽比对构件自身及整体水平刚度的影响;并与三组串联隔震体系的有限元分析数据进行对比,结果表明了公式的正确性和适用性。     

台车水平刚度对开合屋盖结构动力性能的影响

以国家网球场“钻石球场”开合屋盖结构为分析对象,采用通用有限元软件SAP2000对比研究了台车水平刚度对开合屋盖结构自振特性及地震响应的影响.研究结果表明:随着台车水平刚度的不断减小,结构自振周期不断增大,开合屋盖结构轨道梁的横向及竖向位移也相应减小.此外,台车水平刚度的变化对结构固定屋盖及活动屋盖杆件的轴力均会造成影响,且对固定屋盖杆件轴向力影响较为明显.因此,在对此类结构进行设计及施工过程中应该充分考虑台车水平刚度的影响.     

双梁门式起重机水平刚度的计算

本文对起重机水平刚度的指标计算实行空间分析,充分考虑门式箱形空间结构中的广义约束力作用和刚度匹配影响,保证结构变形的连续性和协调性,对传统计算方法进行改进,提出新的实用计算公式,从而提高了对门式起重机水平刚度评价的真实度。     

马鞍形边界刚性屋面椭球形索穹顶受力性能分析

天津理工大学体育馆屋盖采用马鞍形边界刚性屋面椭球形索穹顶结构,本文以此为工程背景分析了屋盖在全跨均布荷载和半跨均布荷载下的受力特点,得到了位移和内力.考虑屋面系统后结构的刚度有较大提高,刚性屋面索穹顶结构设计中需要考虑屋面系统的作用.对预应力水平、水平支承刚度和撑杆高度进行了参数分析,结果表明:几何刚度对刚性屋面索穹顶整体刚度的影响小于对纯索穹顶的影响;撑杆高度对结构刚度的提高作用大于预应力水平的作用,实际工程中应优先采用提高撑杆高度的方式来提高结构刚度,在满足结构需求的条件下预应力应尽量小;边界刚度对索穹顶结构性能有较大影响,环梁边界的刚度无法达到3向铰接,结构的设计计算中应考虑弹性边界.     

基坑内支撑刚度计算方法辨析

对内支撑结构在支撑布置平面内进行线弹性受力分析,得到不同类型支撑弹性支点刚度计算公式,探讨了支撑不动点调整系数λ和支撑圈梁间夹角θ对支撑弹性支点刚度的影响.对材料、截面、长度均相同的支撑构件,平面斜撑刚度与水平对撑刚度比值为sin2θ,竖向斜撑刚度与水平对撑刚度比值为sin2θ/2.并通过有限元计算论证了此关系.     

黏弹性消能支撑的研究与设计

针对工程中实际需要,提出一些新型的黏弹性消能支撑型式,研究了它们的受力特点,并给出了消能支撑水平控制力的表达式;提出了消能支撑设计中钢杆应满足的承载力要求;同时分析了支撑中钢杆拉压刚度对黏弹性阻尼器损耗因子和抗剪刚度的影响,并在此基础上给出了考虑钢杆拉压刚度影响的消能支撑水平控制力表达式; 最后指出钢杆的拉压刚度对减震效果影响较大,在考虑工程可行性的基础上给出了钢杆应满足的刚度要求.     

单桩基础弱化对海上风机动力响应的影响

为研究海上风机在基础弱化条件下的动力响应特性以及基础刚度对其动力响应的影响,以某单桩基础的海上风机为例,建立考虑基础刚度弱化的海上风机动力分析模型,进行不同基础刚度条件下风机的整体动力响应分析。研究结果表明：基础刚度降低,对上部结构的约束作用减弱,结构的自振频率随基础刚度降低而减小,逐渐接近风机1P频率,增大结构共振风险;泥面和塔底处的水平位移受基础刚度影响较大,而塔顶水平位移对基础刚度变化不敏感;基础刚度降低会轻微增大极限弯矩荷载,但会较明显地增大塔底疲劳荷载,导致对结构疲劳的不利影响;风机紧急停机会产生更剧烈的结构响应,并且基础刚度降低会加剧这一现象。     

并联机床的平行机构对其静刚度的影响分析

为了研究机床静刚度对并联机床性能的影响,以东北大学研制的3-TPT并联机床为研究对象,通过对机床静刚度模型的理论分析,得出了机床静刚度的表达式.利用大型有限元分析软件ANSYS,在机床不同的受力条件下对机床主架静刚度和机床整机的静刚度进行仿真分析,指出了机床刚度的薄弱环节以及平行机构对机床整机的影响.分析结果表明:机床的z向刚度远大于水平方向的刚度;机床整机的刚度远大于机架的刚度,平行机构能使机床的刚度成倍增加,随着平行机构所在位置高度的增加,其z向刚度增大.     

Timoshenko模型桩水平振动的动力刚度

基于桩-土相互作用的连续介质模型,利用桩的水平振动土阻抗结果,将桩等效为Timoshenko梁,研究线性黏弹性土层中Timoshenko模型端承桩水平振动的动力特性,给出频率域内桩头动力刚度的半解析解,得到动力刚度随频率的变化曲线.在此基础上研究物性和几何参数对刚度的影响,并与Euler-Bernoulli模型桩的结果进行比较.研究结果表明,端承桩水平振动的动态刚度受桩长细比、土软硬程度、水平激振频率等的影响,这些结果可以为工程设计提供参考.     

水平弹性支承系杆拱桥的理论计算

为研究矢跨比、拱肋刚度和水平弹性支承刚度等设计参数对结构受力特性的影响,根据结构力学的力法导出了水平弹性支承的等截面抛物线拱在均布荷载作用下内力的计算表达式,便于结构设计初步阶段结构参数的确定.算例中本文公式计算结果与有限元计算结果一致,验证公式推导的正确性.分析结果表明:水平弹性支承的系杆拱桥可以根据支座水平刚度比不变、结构水平总刚度不变的原则进行简化.     

无穷元在复合箱基中的应用研究

用无穷元对地下连续墙、箱基和上部框架共同作用进行了理论分析和计算,得到一些有益的结论,可供工程设计参考