桩基厚承台基本动力方程的建立

基于厚壁结构动力理论对厚承台的动力学问题做探讨性分析,建立了桩基厚承台在竖向地震及竖向振动等作用下的基本动力学方程,包括厚承台的应力和位移边界条件,对厚承台的动力计算分析作了初步探索.     

桩顶水平位移约束下的长桩等代柱法

框架柱基为一柱一桩的基础形式往往难以保证柱子底部为理想刚接.设计人员一般在一柱一桩基础上设置双向拉梁来约束桩顶水平位移,以保证基础的侧向稳定性,但转角位移却不能避免.上部结构计算分析中,仍假定柱底为完全刚接,这样分析的结果必然与实际受力情况有较大出入.本文根据桩受水平荷载作用的m法,推导出弹性长桩在桩顶受水平位移约束条件下的抗弯刚度,将桩等代为一抗弯刚度相同、截面相同的两端刚接的柱子,从而可将桩基与上部结构以及基础梁一起进行共同作用分析,可得出比较符合实际情况的上部结构内力和拉梁内力,以及桩顶荷载.等代柱法概念明确,工程应用很方便,不失为一种考虑上部结构与基础共同作用的良好方法.     

设置粘弹阻尼器的基础隔震结构平稳响应分析

为设置粘弹性阻尼器的多层基础隔震结构平稳地震响应分析的扩阶复模态法.在建立了结构上、下部的运动方程以及阻尼器阻尼力的一阶微分方程基础上;将上部结构按第一振型展开,获得了含有第一振型广义位移、隔震层位移及阻尼力为未知参数的二阶方程组后,通过扩阶将原二阶方程组精确化为一阶状态方程组,运用复模态法,获得了结构位移、速度及阻尼器响应的解析解,在平稳白噪声随机激励作用下,结构及阻尼器的响应方差解析解,并给出一般性算例;最终建立了基于扩阶复模态法分析多层基础隔震结构附加粘弹性阻尼器的平稳地震响应的一整套计算方法.算例结果表明:设置粘弹性阻尼器的隔震结构比一般结构的抗震效果优越很多.     

素混凝土桩复合地基在水平荷载作用下的工作性能

目的为了研究素混凝土桩复合地基在水平荷载作用下的工作性能.方法采用模型试验,测定了不同褥垫层厚度、不同上部荷载等情况下,增强体水平位移和褥垫层水平破坏荷载.结果当竖向压力为200 kPa时,随着桩身入土深度的增加,桩身水平变形在逐渐减小,桩底位移与水平加载方向相反;随着褥垫层厚度增加,桩身水平位移减小;当褥垫层厚度为200 mm时,桩身水平位移随竖向荷载的增加而减小.结论水平荷载作用下,褥垫层厚度和上部荷载是影响增强体水平位移的主要因素之一.当褥垫层达到破坏荷载时,上部结构在褥垫层处产生滑移,据此初步建立了上部结构在滑移状态下的计算模型.     

一柱一桩基础单层厂房的侧向变位问题

排架结构单层厂房一柱一桩基础的稳定性较差，存在着基础能否为上部结构提供足够的位移和转角约束的问题．在水平荷载作用下，由于桩的变形使排架柱产生更多的侧向位移，严重影响排架刚度，设计中有必要对因桩的变形产生的排架柱位移进行验算和控制．文中针对弹性桩，采用m法对桩顶变形进行计算，进而计算由桩变形产生的枉侧向位移．通过对某工程实例吊车荷载作用下排架侧向位移的计算，证明桩的变形对排架侧向位移影响较大，尤其桩顶转角的影响大．     

组合荷载作用下倾斜桩基横向承载特性

为研究竖向与横向荷载组合作用下倾斜桩基的横向承载特性,结合珠海市横琴桥桩基选型工程开展了室内模型试验和数值模拟,在此基础上分析了不同桩身倾角、不同桩顶间距、不同竖向荷载及不同层厚比条件下倾斜桩基在组合荷载下的受力及变形特性。结果表明：增大桩身倾角、桩顶间距、承台顶竖向荷载、层厚比有利于提高倾斜桩基横向承载力,其中桩顶间距对桩基横向承载力的影响最大,其次分别为桩身倾角、承台顶竖向荷载、层厚比。倾斜桩基中的2#角桩桩顶弯矩最大,1#角桩桩顶弯矩次之,3#中桩桩顶弯矩最小;各基桩桩顶弯矩随桩身倾角、桩顶间距的增大而减小,随竖向荷载的增大先减小后增大;各基桩桩顶横向荷载分担随桩身倾角、桩顶间距及承台顶竖向荷载的增大趋于均匀。倾斜桩基右侧地基土横向变形随横向荷载的增大而增大,桩基左侧地基土横向变形随横向荷载的增大几乎不变,但其桩-土脱离程度逐渐增大;增大桩身倾角可减小桩-土脱离的程度;靠近承台底的地基土位移等值线呈波浪形,远离承台底的地基土位移等值线呈椭圆形。     

摩擦力的双向相互作用对滑移位移的影响分析

通过动力时程分析,考虑了滑移隔震结构在双向地面运动作用下摩擦力的相互作用对滑移位移的影响,研究了重要参数变化情况下的摩擦力双向相互作用效应.研究表明,摩擦力的相互作用对隔震层滑移位移的影响较大,而对上部结构加速度的响应影响相对较小.所以,如果忽略摩擦力的双向相互作用效应,将导致低估隔震层滑移位移和高估上部结构的加速度.     

高层组合隔震结构随机地震响应及优化分析

利用虚拟激励法分析了高层组合隔震体系在平稳随机地震激励下的随机响应。隔震层由叠层橡胶支座、摩擦滑移支座及粘滞阻尼器组成。采用等效线性化处理,建立非线性阻尼多自由度线性模型,采用了能较好模拟长周期地面运动的加速度功率谱密度函数。分别建立隔震层位移和上部结构层间位移的极限状态方程,采用一次二阶矩方法计算结构各层间位移的失效概率,并根据串联系统的可靠度界限理论计算隔震结构的体系可靠度。以江苏省高烈度区宿迁市某25层的高层组合隔震结构为例,通过随机地震响应分析,得到结构隔震层和上部结构位移峰值响应的统计量以及各楼层的失效概率和结构体系可靠度,结果表明高层结构采用组合隔震技术后,体系的动力可靠度较不隔震时有明显提高。     

位移相关摩擦阻尼基础隔震结构地震分析

采用Bouc-Wen滞回模型和库仑摩擦模型来模拟铅芯橡胶隔震垫和摩擦阻尼器的力学模型,建立了位移相关摩擦阻尼隔震结构运动方程.数值分析表明,在常规强震激励下,位移相关摩擦阻尼能减少隔震层位移,但会增加上部结构的层间位移和加速度反应;而在脉冲型近场地震激励下则不仅能显著降低隔震层位移,同时对上部结构的地震响应也有一定的减震效果.参数分析对位移相关摩擦阻尼器的三个主要设计参数的合理选取给出了建议.     

盾构开挖对桩基内力和变形的影响

为研究盾构开挖对建筑物的影响,以某6层框架结构为研究对象,考虑上部结构-桩基-土体的共同作用。采用有限元软件ABAQUS6.14-1建立了盾构隧道、土体、桩基、上部框架的整体三维有限元模型,计算分析盾构下穿框架结构对桩基础变形和内力的影响。有限元计算结果表明:桩距盾构轴线的距离不同对桩底水平位移的影响比桩顶大,不同位置的桩的轴力受盾构开挖的影响各有不同,当开挖面推进到桩轴线并前进4倍洞径以内时桩的水平位移、弯矩和轴力的变化最为显著,桩上部所受弯矩较大且距地面0.2倍桩长处弯矩最大,应用采桩基础托换的方法减小该位置处的桩身弯矩。     

基础隔震偏心结构地震反应影响因素分析

对基础隔震偏心结构进行了水平双向地震作用下的平-扭耦联地震反应分析, 研究了上部结构偏心距、扭转与平动周期比和隔震层偏心距对结构地震反应的影响, 分析表明, 上部结构的偏心距和周期比对结构2个水平方向的地震反应的影响较小, 而对上部结构角部最大层间位移和结构的扭转反应有较大影响;隔震层的偏心距对结构2个水平方向的地震反应有一定影响, 对隔震层中隔震支座的最大水平位移和结构的扭转反应有显著影响.     

两栖式清淤机步进行走机构的动力分析

本文对两栖式清淤机的仿海龟爬行的行走机构进行了运动分折及动力分析.通过运动分析,得知控制支腿的转角(?),可在很小车轮位移时获得较大的机身位移.这有利于清淤机在地面情况不佳的场合行驶.通过动力分析建立了机构起升及爬行过程中运动微分方程,及各自的力学条件,便于进一步研究机构的动力性能及运行工况.     

既有竖向荷载对承台桩水平承载特性影响的PIV试验研究

为研究既有竖向荷载下承台桩的水平承载特性,进行了2组PIV模型试验,分析了不同竖向荷载对承台桩的水平位移量、桩身弯矩及桩周土体位移场的影响规律,研究了竖向荷载对承台桩下桩土作用的影响机理。试验结果表明：在同一水平荷载下,桩顶既有竖向荷载有利于减小桩身水平位移,削弱水平荷载引起的桩身弯矩;在水平加载过程中,桩土作用的主要区域为桩周土体的中上部区域,桩顶竖向荷载的施加会调动桩侧土体,形成更大的土体扰动区;竖向荷载引起的土体密实化效应会降低桩身的水平位移和弯矩,提高承台桩的水平承载力;同时这一密实现象也降低了桩侧土体的隆起量与塌陷面积。     

南京建筑工程学院高层住宅楼结构设计

介绍一幢剪力墙结构体系高层住宅设计实例。文中涉及到高层建筑桩基选型，桩头持力层的确定；上部结构剪力墙的平面布置，水平地震作用下剪力墙结构周期、振型及位移。     

桩基厚承台结构非线性分析

建立公路常见多柱情况下桩基厚承台非线性有限元计算力学模型,运用有限元分析软件,对桩基厚承台进行从加荷、开裂、屈服直至破坏的全过程非线性有限元计算,分析裂缝扩展情况、应力分布规律和传力机理,为桩基厚承台传力模型的建立提供理论计算依据.     

三角形桩基承台抗弯弯矩与冲切的计算探讨

结合钢筋的投影方向,对三角形桩基承台的抗弯弯矩计算进行了有益的探讨;同时结合柱对混凝土板的抗冲切试验结果及一些理论解,对角桩冲切的规范公式进行了评述.对三角形桩基承台相关规范设计条文进行了详细解释,对提升三角形桩基承台的设计水平起到一定的促进作用.     

单层工业厂房铰接排架的动力分析

钢筋混凝土单层厂房铰接排架在我国应用极为广泛。由于单层厂房通常荷载较大,且重量集中在上部,在水平动荷载作用下,例如脉动风压,地震等动荷载。其动力效应比静荷载作用时大很多。本文从符合实际情况的力学模型入手,建立起铰接排架在几种动荷载作用下的运动微分方程,并得出了较精确的解析解。为铰接排架在动荷作用下位移和内力计算提供了必要的理论基础。所得结果对受水平动荷作用时铰接排架的设计及其它动荷作     

滚轴基础隔震的动力分析

为了分析滚轴隔震结构在地震作用下的动力响应，在滑移隔震研究的基础上，针对滚轴纯滚动运动特点，推导出了滚轴隔震结构的动力方程.对某一工程实例采用滚轴隔震的方法，进行了在El Centro地震波作用下的数值模拟仿真，并分析了隔震结构的峰值加速度、相对位移、基底位移和基底残余位移等.结果表明：滚轴隔震能有效地减缓上部结构在强震时的响应.当滚动摩阻系数大于0.15 cm时可以不施加限位装置，滚动摩阻系数越小，上部结构的加速度和层间位移越小，进一步减缓上部结构 “鞭梢效应”的效果越明显.     

考虑横向剪切变形简支矩形中厚板的屈曲分析

基于考虑横向剪切变形中厚板的几何方程、物理方程及平衡方程,建立关于一个中面挠度和两个中面转角为独立变量的中厚板大挠度弯曲的位移型控制微分方程,从而获得中厚板小挠度屈曲的位移型控制微分方程.该方程退化为薄板屈曲的控制微分方程的正确性说明推导过程的正确性及一般性.文中中厚板小挠度屈曲的位移型控制微分方程是一个六阶耦合微分方程,对其使用双重三角级数并作为广义坐标,将两个中面转角解耦为中面挠度的函数,进一步建立中厚板小挠度屈曲的特征方程,从而借助MATLAB工具得到简支矩形中厚板小挠度屈曲的临界荷载表达式,最后应用MATLAB工具通过临界荷载表达式获得临界荷载系数的曲线,整个求解过程简便,且其曲线退化后符合经典的薄板临界荷载曲线.     

基于微分求积法分析粘弹性桩基的混沌效应

为了更好地研究预制基础桩的非线性动力特征及其它特性,考虑桩-土之间的摩擦影响,利用kelvin模型,建立在轴向荷载下粘弹性桩基的非线性振动动力学模型,通过力学模型分析得到结构的动力偏微分方程;运用微分求积法(DQM)将偏微分方程在空间域进行网格划分并离散化,进而导出粘弹性桩基的常微分动力方程;最后用matlab数值模拟得到不同桩基弹性模量下的相平面图、功率谱图、庞加莱截面图和时程曲线图.结果表明:在轴向荷载作用下粘弹性桩基会发生混沌运动,且桩基弹性模量越大桩基越容易发生混沌运动,同时更加直观形象地验证了混沌效应的基本特征.