侧爆作用下硐室锚杆受力动态响应数值分析

利用数值分析软件LS-DYNA3D, 研究了在侧爆应力波的作用下硐室锚杆支护受力动态响应。数值分析结果表明:通过对比相同比例距离的试验和数值模拟压应力时程曲线,说明数值模拟结果可信;基于不同位置锚杆中间单元轴向应力时程曲线分析,发现迎爆侧受到应力波的作用明显大于背爆侧;迎爆侧侧墙锚杆既受压又受拉,并且锚杆8受压最大;受拉较强部位主要集中在迎爆侧,锚杆7拉应力峰值最大;从锚头到锚端锚杆拉应力峰值和压应力峰值都是先增加再减小,最大压应力峰值偏向锚端,而最大受拉位置与应力波的幅值和波长有关。     

地铁车站裂缝变形机理及构造优化措施

引用应变椭球体理论中三个互相垂直方向的C最小应变轴、B应变轴、A最大应变轴,重点阐述地铁车站的侧墙与中板连接段、顶板与侧墙连接段分别出现多条变形裂缝的变形特征是整体性的,把侧墙、地下连续墙、底板、中板、顶板及周围土层看成脆性材料与塑性材料组合的复合材料,多条变形裂缝的变形特征和形成机理均符合应变椭球体理论。分别针对底板、侧墙、中间格构柱、中板、顶板提出具体构造的优化措施,能有效减少底板、中间格构柱及侧墙、地下连续墙的最终隆起量,从而适度减小中板和顶板的变形、开裂及侧墙的挠曲受拉隆起、开裂等。     

侧墙支架大模板体系在盖挖逆作车站的应用

结合某城市地铁盖挖逆作车站工程实例,介绍了侧墙支架大模板体系在盖挖逆作地铁车站工程中的应用,并利用SAP2000有限元软件,分析了在顶板和中板限高条件下侧墙支架体系的受力特点,通过力学计算,验证了盖挖逆作地铁车站施工中侧墙支架大模板的安全性和稳定性,为类似工程和现场施工提供理论依据。     

腾讯(北京)总部大楼钢结构吊柱受力状态转换法施工技术

腾讯(北京)总部大楼项目钢吊柱位于悬挑角部钢结构,结构复杂,施工工期紧,如采用搭设临时支撑顺序施工法,ANSYS模拟计算发现卸载完成后,大量吊柱的受力状态为受压,需采取一定措施将受力状态转换成受拉,从而满足设计要求。通过对吊柱两端节点的特殊设计,并对现场各部分结构施工顺序的合理安排,完成吊柱受力状态由受压转换为受拉,保证受力状态的顺利转换。     

考虑初始静应力状态的土–地下结构非线性静、动力耦合作用研究

 针对已有研究方法的不足,开展土–地铁车站结构静、动力耦合作用理论和计算方法的初步研究,建立土–地下结构静、动力耦合非线性相互作用的物理力学分析模型,在此基础上开展一般场地上双层多跨大型地铁车站结构在静、动力耦合作用下的力学反应及其地震成灾机制研究。研究结果表明：在静、动力耦合作用下,双层多跨大型地铁车站结构构件出现地震震害的先后顺序为：中板与侧墙连接部位处的下表面、中柱顶底端、顶板与侧墙的连接部位下表面、底板侧跨中部上表面、顶板中跨与柱的连接部位上表面;(2) 中柱的顶、底端和侧墙的底部为抗震最不利的部位,当输入地震动强度较小时,这些部位只发生局部受拉或受压破坏,当输入地震动强度增强时,这些部位往往会发生受拉和受压破坏交替出现的严重破坏;(3) 具有脉冲特性的近场地震波更易造成地铁车站结构的动力损伤或地震破坏。     

无柱拱形车站中板结构受力特性数值分析

以上海某无柱大跨拱形车站为背景,采用ABAQUS建立受拉中板数值模型,并开展了荷载标准值与设计值两种工况下的数值分析。结果表明,受拉中板变形以竖向位移为主;中板结构整体受拉,两端节点上部与跨中下部受拉应力较大,节点处上部钢筋拉应力较大,甚至接近屈服应力;中板—地连墙节点上部是最危险部位,需着重加强。     

三向应力状态下钢纤维混凝土的强度特性及破坏准则

本文利用作者研制的混凝土三轴试验系统,对钢纤维混凝土试件在三向受压、两向受压一向受拉、两向受拉一向受压及三向受拉的应力状态下的强度进行了试验研究.除离散的试件外,可用于统计分析的试件数为184块,应力比22种.根据试验资料,、探讨了中间主应力和纤维体积含量对三向受力状态下钢纤维混凝士强度的影响;阐述了钢纤维混凝土在偏平面上破坏面的特性;给出了钢纤维混凝土三向应力状态下空间破坏准则的数学表达式.该表达式包含了三向受拉及两向受拉一向受压应力状态的影响.     

悬挂结构变形控制顺向施工新工艺

悬挂结构采用常规的自下而上施工程序时,必须经过柱受压的施工状态向柱受拉的设计状态转化,在江苏邮政指挥中心施工中,采用临时设置的预应力钢绞线索的预应力张拉与释放来实现受力状态转变过程中的悬挂结构变形控制新工艺。     

大跨连续刚构桥零号块力学性能分析

文章以一座主跨为210 m的大跨连续刚构桥为研究对象,运用桥梁博士计算软件进行全桥整体分析,根据圣维南原使用ANSYS理建立零号块有限元模型,并对零号块进行承载能力极限状态与正常使用极限状态下的空间应力分析。结果表明:零号块的主要受拉区域为横隔板、横隔板与腹板和顶板的交界位置处以及顶板预应力钢筋的锚固位置;零号块的顶板、腹板、底板主要表现为受压,其中较大压应力分布在顶板和腹板上半部分,顶板处于三向压应力状态。     

断面形式对PBA逆筑法所修地铁车站主体结构受力的影响

为了解断面形式对PBA工法修筑的地铁车站主体结构的影响,运用数值计算手段,建立二维数值模型,分别模拟单跨及双跨车站的施工过程,然后提取两种断面主体结构拱部与侧墙的外轮廓、内轮廓节点力以进行比较分析。结果表明：车站断面形式不同对拱部内侧受拉的影响程度远大于拱部外侧,其中在车站中线附近2/5整体跨度的范围内,单跨车站的拱部内侧最大拉应力远远大于双跨车站拱部内侧最大拉应力;断面形式不同对于拱部受压的影响程度要显著地小于拱部受拉;在一定程度上可以忽略断面形式改变对于侧墙受力的影响。     

钢管混凝土叠合柱偏心受压性能试验研究

对长细比为4.67的13个钢管混凝土叠合柱试件进行偏心受压试验,测试柱承载至破坏全过程中核心钢管、管内混凝土、管外混凝土以及管外纵筋的应力、应变分布规律,研究试件的承载机理和破坏特征,同时结合截面非线性数值分析,研究柱正截面承载力随偏心距、钢管位置系数、纵筋配筋率等参数变化的规律。结果表明：偏心受压钢管混凝土叠合短柱正截面的受力过程与钢筋混凝土短柱基本相似,破坏类型分为大偏心受压破坏,小偏心受压破坏和界限破坏3种,以受拉钢筋屈服,同时受压边缘混凝土达到极限压应变为界限破坏准则,其N-M相关曲线为二次抛物线;叠合柱横截面应变符合平截面分布,不论偏心距大小,受压钢筋屈服总是先于受压区混凝土压碎;叠合柱承载力随钢管位置系数的增大而增加,但增幅不大,故在保证叠合柱含钢率不变条件下,可以梁柱节点施工便利为主选择钢管直径;对于钢管混凝土叠合柱可参照钢筋混凝土结构采用截面极限平衡理论推导叠合柱的偏压承载力计算公式。     

隧道顶板和侧墙受力与变形的有限元分析

隧道侧墙和顶板的受力变形容易导致其产生裂缝和漏洞,从而给隧道安全运营带来了极大的威胁。以苏州漕湖大道准快速化工程中隧道工程为例,利用有限元软件计算顶板及侧墙变形,并对侧向土压力系数、埋深、上部荷载、弹性模量等主要影响因素进行了分析。结果表明,隧道的顶板和侧墙的最大应力和变形与外部荷载呈正相关;隧道侧墙底部出现应力集中,顶部出现最大变形,当埋深为10 m,弹性模量为30 GPa时,二者分别为15.66 MPa和5.24 mm;顶板的最大变形和最大位移均发生在顶板中部,当弹性模量为30 GPa时,上部仅受埋深10 m的土压力时,顶板的最大应力和最大变形量分别为24.19 MPa和21.51 mm,其变形量较大,需要考虑提高配筋率以提升抗拉强度;隧道侧墙和顶板的应力分布和大小不随弹性模量变化,但弹性模量增加能有效降低其变形,其大小与最大变形成反比。可为隧道顶板和侧墙的受力变形研究提供数据和参考。     

空心板梁桥梁底纵向裂缝分析

研究高速公路空心板梁桥梁底纵向裂缝的典型病害,对13m的空心板梁桥施工过程的受力状态和空间变形进行了数值模拟,着重研究了超载和铰缝失效对梁体纵向裂缝的影响。研究结果显示:空心板梁底在预应力钢绞线张拉后,纵向正应力处于受压状态;当施工过程及车辆荷载组合后,梁底纵向正应力依然处于受压状态;0.96倍超载系数,梁底纵向不会开裂。超载系数为0.96~1.5倍,梁体有开裂风险;1.5倍超载系数,梁体纵向开裂;铰缝刚度损伤不会对空心板底板横向正应力产生显著影响。     

岩石地基上柱下独立基础弯拉-膨胀破坏模式

为研究不同宽高比的岩石地基上柱下独立基础的受力特性及破坏模式,制作了6个底面尺寸相同,高度不同的钢筋混凝土独立基础模型试件,并在岩石地基上进行了竖向荷载作用下的受力破坏试验。结合数值模拟计算结果对比分析了不同宽高比的基础试件的破坏模式和受荷全过程的力学特性,提出岩石地基上柱下独立基础的破坏是弯曲拉应力与竖向受压导致基础侧向膨胀而产生的环向拉应力共同作用的结果,两者对基础破坏的贡献程度随基础宽高比变化。该种破坏模式的提出有助于岩石地基上柱下独立基础的合理设计。     

加劲梁悬索桥主索鞍可控状态自由滑移控制研究

加劲梁悬索桥吊装过程中主塔根部承受较大的弯矩,影响主塔安全、稳定及耐久性。从而塔根截面边跨侧部分可能出现较大拉应力,如该拉应力大于混凝土受拉强度,主塔边跨侧混凝土将开裂,从而严重影响的主塔的安全性,稳定性及耐久性。因此,将索塔或主索鞍在加劲梁吊装前向岸侧设置较小的预偏量,主缆架设完成后,主塔在两侧主缆拉力作用下处于小偏心受压状态,而随着加劲梁的吊装数量的增多,主塔逐渐出现向中跨侧的弯曲,吊装之前所设置的预偏量也就逐步减小,当加劲梁吊装完成且完成桥面铺装时,主塔处于成桥状态的轴心受压状态,主塔全截面受压,主塔的合理成桥状态得以实现。     

双排桩受力变形的数值模拟与现场监测对比分析

以武汉市凯德广场深基坑工程为依托,采用Midas GTS NX有限元软件和现场监测对双排桩进行受力变形研究,经对比分析可知:前后桩桩身位移、应力随深度变化曲线基本呈"S"形或反"S"形;桩间土体加固可减小桩身位移、应力,但不改变桩身受力机理及位移、应力随桩身的变化规律;前后桩受力相似,上端都受到向坑内的弯矩作用,单桩桩身坑内侧主受压,坑外侧主受拉,而桩底端受力刚好相反;桩中心线轴向应力不为零,桩身受土体侧摩阻力和连梁轴向拉压荷载作用;桩间土加固后,桩、土间整体性更强;双排桩桩间连梁主受拉;坑内预留土体深层水平位移随深度基本呈线性变化。     

六车道连拱隧道中墙动态施工力学研究

六车道连拱隧道由于跨度大和断面扁平,加上左右洞施工的相互影响、围岩的多次扰动等诸多因素,导致中墙在施工过程中的受力和变形极为复杂,中墙极易发生倾覆或破坏,而中墙的稳定是确保连拱隧道施工与营运安全的关键。本文通过三维有限元和现场量测,对六车道连拱隧道中墙的动态施工过程进行了三维数值模拟和验证、对比分析。研究结果表明:在施工过程中,中墙应力变化过程复杂,局部区域在部分施工阶段会承受拉应力,中墙配筋主要受抗拉和抗剪能力控制;为尽量减少中墙墙脚转角处剪应力集中,建议增大曲中墙墙脚处的曲度;中墙变形为非常复杂的扭曲变形,墙顶水平位移随二次衬砌的全部施做将大幅减少,施工时应及时施做二次衬砌。     

高速铁路下承式钢箱系杆叠拱桥的受力分析

以哈大客运专线某138m下承式钢箱系杆叠拱桥为例,采用有限元法,对桥梁的受力特性进行研究。结果表明：桥梁竖向挠度在双线半桥满布ZK活载作用时最不利;在受力上,拱肋全部受压,压应力上拱肋较下拱肋更大,系梁和纵梁则基本都受拉;3种钢构件面外弯曲作用都较小,简化计算时可忽略;横梁则以受弯为主,端横梁面外抗弯刚度较大时,中间横梁可近似认为只受面内弯曲作用;吊杆主要受轴拉作用,中间吊杆应力较大,端吊杆较小;混凝土板的受力状态以第一系统引起的轴拉作用和竖向荷载引起的弯曲作用为主,横桥向应力不控制设计;采用高配筋时裂缝宽度能得到有效控制。     

窄基塔单桩十字梁自平衡基础极限承载力试验

提出一种结构简单、整体性能好、施工快捷且经济效益好的新型窄基塔基础——单桩十字梁自平衡基础,在足尺试验及数值模拟的基础上,对新型基础的受力特点和破坏模式进行研究。建立土体-混凝土-钢筋的非线性有限元模型,考虑土体与混凝土的非线性接触,进行模型的加载-卸载分析,并将分析结果与试验结果进行对比; 通过分析得到新型基础的极限承载力,并得到新型基础在荷载作用下的破坏形式、薄弱位置及钢筋应力。结果表明:有限元模型的荷载-位移曲线、主筋轴力变化曲线及十字梁基础的裂缝发展与试验结果吻合较好,荷载-位移曲线基本呈缓变型或直线型,十字梁主筋轴力在上拔侧距十字梁底部0.5 m左右位置出现最大拉应力,在受压侧的十字梁与桩体交界面处存在最大压应力,单桩主筋拉应力的最大值出现在距桩顶大约1.95 m处,压应力最大值出现在距桩顶大约0.94 m处; 十字梁裂缝从十字梁根部下侧开始发展,受拉钢筋屈服,受压区混凝土发生破坏,所得结论为新型基础的设计提供依据。     

裂纹发生初始阶段的坚硬顶板内力变化和“反弹”特性分析

为研究超前裂纹对坚硬顶板内力变化的影响和顶板"反弹"、"压缩"特性,将煤壁前方煤层和直接顶视为弹性地基,假定在裂纹发生初始阶段顶板上方荷载不变,以最大拉应变强度条件为裂纹发生条件,对初次来压前的坚硬顶板进行分析,求得满足裂纹面边界条件、自然边界条件和连续条件的裂纹发生初始阶段顶板内力和挠度形式解中全部系数。据所得表达式,采用Matlab软件给出算例。算例表明:1裂纹面在煤壁前方,其位置在见报导的顶板超前断裂位置范围内。采空区的顶板下沉量随超前裂纹生长而明显地增大。在裂纹面附近区域顶板挠度发生反弹,在反弹区前方存在压缩区,与现场监测到的顶板"反弹"、"压缩"特性一致。2末排支护为顶板弯矩反弯点,随超前裂纹生长,末排支护前方顶板上侧受拉弯矩全面减小,而其后方顶板下侧受拉弯矩全面增大。煤壁前方顶板剪力随裂纹生长逐渐减小,煤壁后方顶板剪力不变。所得结果对于采场顶板状况的判断有一定的参考价值。