离岸深水全直桩码头承载特性与简化计算方法

全直桩码头是一种新型高桩码头结构型式，在离岸深水海域得到越来越广泛的应用。该结构的承载机理、破坏模式及设计计算方法等与传统高桩码头结构存在较大差异，目前研究尚不完善。采用ABAQUS建立全直桩码头结构-地基相互作用三维弹塑性有限元模型，研究水平荷载作用下码头的承载变形特性及破坏模式。明确了对于水平荷载作用下的离岸深水全直桩码头，基桩的塑性破坏是结构失稳的控制因素，地基土体的承载力对结构水平极限承载力不起决定性作用。在此基础上，采用经典的P-y曲线，建立了全直桩码头水平向承载力简化计算方法。该方法可以计算出桩身任意位置的内力及变形，且适于大、小位移情况。并提出了以“塑性铰”作为简化计算方法中水平极限承载力的判断标准。通过与有限元计算结果进行对比，验证了所建立简化计算方法的正确性。     

高陡斜坡区基桩水平承载特性模型试验研究

凭经验建造的高陡斜坡区桥梁基桩因水平作用引起病害的情况越来越多。为此,以红顶特大桥为原型,设计一套加载装置和试验方案,考虑基桩位于边坡中的位置与受力形式2个因素,对基桩水平承载特性进行水平静载与轴–横向组合加载模型试验研究并分别得到桩顶位移,水平荷载与相对位置及竖向荷载的拟合关系。结果表明,水平循环荷载作用下,桩顶水平位移与桩身弯矩均随荷载及其循环作用次数的增大而增大;水平荷载作用下,基桩水平极限承载力与其所在位置距坡脚的水平距离呈反比,即基桩越靠近坡脚线,其水平极限承载力越大,同时桩顶水平位移、桩身弯矩则越小;水平与竖向同时加载对基桩水平极限承载力的影响,与预加竖向荷载是否达到基桩竖向变形稳定荷载临界值有关,竖向荷载小于该临界值时,可提高基桩水平极限承载力,竖向荷载大于该临界值时,会降低基桩水平极限承载力。     

逆作法复合桩基承载性能的室内模型试验

通过对单桩、两桩以及四桩的逆作法复合桩基室内模型试验,研究在极限荷载作用下逆作法复合桩基的荷载与沉降关系及桩、土荷载分担特性。试验结果表明:逆作法复合桩基的荷载-沉降曲线具有两个拐点,分别对应封桩结束并加下一级荷载时刻和基础破坏时刻;逆作法复合桩基封桩前的沉降量介于浅基础与复合地基的沉降量之间,桩不直接参与分担上部荷载,只起到改善土体刚度的作用;合理选择封桩时机可以控制桩、土的荷载分担比;封桩后基础总体刚度大幅度提高,基桩不但参与基础受力而且控制基础沉降;在基桩达到极限承载力之前,基桩分担了大部分复合桩基阶段的荷载,基础的沉降也得到了明显的控制;在基桩达到极限承载力之后,上部荷载又大部分由地基土承担。     

倾斜荷载下高陡边坡桥梁基桩内力计算

高陡边坡上桥梁基桩既要承受来自上部轴向与水平向的荷载作用，又要抵抗桩侧滑坡推力，具有承重与阻滑双重功能，其受力性状远比抗滑桩和平地上两侧无坡度的单一倾斜受荷桩要复杂得多。在考虑高陡岩质边坡滑坡推力的基础上，根据现场试验得到岩质边坡滑坡推力分布应为两端小、中间大的抛物线形式的规律，提出桩后岩质边坡滑坡体推力按抛物线分布荷载计算模型，进而提出适用于高陡边坡桥梁基桩内力及位移分析的有限差分解，并结合湖南邵怀高速公路K83＋745桥梁基桩实测数据分析表明理论与实测结果吻合良好，所提出的针对高陡边坡桥梁基桩内力及位移计算的有限差分法是可行的，深入探讨高陡边坡桥梁基桩内力及位移计算对于推广其工程应用具有理论和工程应用价值。     

梅江会展中心张弦桁架抗连续倒塌分析

通过对天津梅江会展中心张弦桁架移除关键构件后的残余结构的承载力分析,得到张弦结构的支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆等关键构件的破坏对结构承载力影响最大;为了模拟杆件失效前静力荷载产生的初始变形对结构连续倒塌的影响,采用考虑初始变形的全动力等效荷载瞬时卸载法模拟杆件失效。对支座、边索和边跨桁架支座处下弦杆失效进行连续倒塌动力分析,研究了纵向联系桁架对张弦结构抗连续倒塌的作用,得到平面张弦桁架通过纵向联系桁架组装成一整体,其整体性随着纵向联系构件抗弯刚度的增大而提高,共同作用效果明显。在此基础上,利用山墙的抗风柱,将边跨张弦桁架改变为多支点支承的普通桁架,设计时该抗风柱不仅承担水平风荷载,还承担竖向荷载,从而提高结构的抗连续倒塌能力。并根据该工程的特点提出集桁架支座、张拉端（锚固端）和桁架下弦管于一体的铸钢节点构造,不仅满足建筑要求,还使得该处节点承载力大大加强,可供相关工程参考。     

富凯大厦主体结构设计

富凯大厦是一座综合性的高档写字楼。根据工程场地条件,设计采用了平板式筏形基础。上部抗侧力结构为框架-核心筒体系。为满足净高要求,工程楼盖结构采用了井字梁体系。中庭连接两侧塔楼,受力复杂,采用了框架-剪力墙结构体系,并采取了相应的加强措施。结构计算分析表明,变形与承载力均满足要求。     

高陡岩质边坡上桥梁基桩模型试验研究

高陡岩质边坡上桥梁基桩的受力性状极为复杂,既要承受上部荷载,又要抵抗桩侧滑坡推力,具有承重与阻滑双重功能,且由于陡坡的存在,使得该类基桩与平地上无坡度的基桩在承载机理上存在明显差异。以竖向荷载下基桩挠曲微分方程为基础,采用方程分析法导出了高陡岩质边坡上桥梁桩基模型试验的相似准则,并以该准则为指导,开展陡坡桩基室内模型试验。通过室内试验得到了不同组合荷载及加载方式条件下基桩弯矩及桩顶水平位移的情况,探讨了该类桩受力性状,并获得基桩桩侧土压力、抗力分布形态及影响范围的情况,以助于更深入地了解陡坡上桥梁基桩的荷载传递机理,具有一定的理论和工程应用价值。     

钢管桁架屋盖结构静动力性能的有限元分析

武汉市某体育馆上部采用圆钢管拱桁架屋盖结构,由两榀方钢管立体桁架支承.通过考虑10种不同的荷载工况组合,得出拱桁架上、下弦杆的轴力随跨度的变化情况.为探讨边界条件对拱桁架结构极限承载力的影响,选取四种不同的模型进行弹塑性双重非线性分析,并得到荷载-位移全过程曲线.拱桁架与立体桁架之间的连接分别按铰接和刚接处理,分析比较了屋盖整体结构的自振频率及振型,并借助ANSYS,采用振型分解反应谱法研究其抗震性能.结果表明,支承刚度对拱桁架的极限承载力影响显著,屋盖整体结构在水平地震作用下的反应不明显.该屋盖的承载力及变形均能满足要求,且具有一定的安全储备.     

黄河口生态旅游区游船码头结构设计北大核心

黄河口生态旅游区游船码头位于山东省东营市黄河口生态旅游区内,因建筑造型及功能布局特别,本工程结构异常不规则:基础设计时需考虑因上部不对称荷载造成的偏心,四个倾斜的混凝土核心筒为主要竖向构件和抗侧力体系,正交布置的大跨度和大悬挑楼面型钢桁架支承所有楼层,立面交叉管桁架既是主要结构受力构件又是幕墙龙骨双重属性。上述不规则给结构设计带来较大难度,通过多种程序的对比计算分析,运用各种材料组合设计,确保结构安全并实现了建筑效果。     

岩质边坡上桥梁基桩承载力特性分析

基于岩质边坡上桥梁基桩较一般平地上基桩受力特性的复杂性,文章借助ANSYS有限元软件建立了分析模型,并分别模拟验算了基桩顶部在施加不同等级水平荷载及竖向荷载作用下,其与桩周围岩的受力特性及位移变化情况,以此来分析研究边坡基桩的承载机理。     

建筑物浅基础型式的选择

本文结合实例扼要论述在多层房屋建筑浅基础设计中,当地基软弱或建筑荷载较大时,采用十字交叉梁条形基础有利于充分发挥上部持力层的容许承载力,并较容易满足下卧软弱土层的容许承载力,且具有沉降量和工程量较小等诸多优点,一般比筏形基础优越,宜优先考虑选用。     

黄河口生态旅游区游船码头结构设计

黄河口生态旅游区游船码头位于山东省东营市黄河口生态旅游区内,因建筑造型及功能布局特别,本工程结构异常不规则:基础设计时需考虑因上部不对称荷载造成的偏心,四个倾斜的混凝土核心筒为主要竖向构件和抗侧力体系,正交布置的大跨度和大悬挑楼面型钢桁架支承所有楼层,立面交叉管桁架既是主要结构受力构件又是幕墙龙骨双重属性。上述不规则给结构设计带来较大难度,通过多种程序的对比计算分析,运用各种材料组合设计,确保结构安全并实现了建筑效果。     

平面钢桁架结构抗火性能研究

介绍了利用ABAQUS软件计算平面桁架结构在火灾作用下的极限承载力和耐火极限的方法,并对平面桁架结构进行了火灾作用下的抗火性能分析,得出了在不同火灾温度下的极限承载力和不同荷载比下的耐火极限温度,并对计算结果进行了分析比较。结果表明,20~200℃时,桁架的承载力变化不大,温度在400℃以上,承载能力急剧下降;随着荷载比的增大,结构的耐火极限温度线性降低。     

地震作用下临近边坡的条形基础极限承载力研究

地震荷载对基础的极限承载力起着不利影响,但目前尚缺少系统的关于地震作用下的边坡地基极限承载力的研究。极限分析法是一种解决复杂岩土问题的严格分析方法,利用基于极限分析上限法的(discontinuity layout optimization(DLO))数值模拟技术,通过拟静力法考虑水平地震作用,对置放于边坡顶部条形基础的极限承载力进行研究,给出了地震荷载作用下临近边坡条形基础的极限承载力系数设计图,可用于地震荷载作用下边坡地基极限承载力的初步估算。研究表明,与水平地基不同,边坡地基的承载力研究同时涉及边坡稳定和极限承载力两类岩土工程问题,土体自重、内摩擦角及黏聚力均会对其产生耦合影响。已往研究中承载力系数的计算沿用水平地基研究方法对Nc,Nγ进行独立计算,并线性叠加计算极限承载力,未考虑边坡稳定问题对承载力研究带来的复杂性,对c–φ型边坡的极限承载力造成低估。     

基础型式对均质岩坡—基础—上部结构共同作用影响分析

随我国山地城镇建设中,一些建筑需建于岩质边坡地基之上,建筑结构与岩坡地基之间的共同作用成为一个现实的研究课题。通过有限元数值分析的方法,对岩坡地基与上部结构及基础共同作用受力中基础型式的影响问题进行了计算分析,其中岩坡地基为10m高的直立边坡,上部结构为10层框架结构,基础型式考虑了独立基础、条形基础、筏形基础、桩基础4种情况。分析中上部结构、基础与岩坡地基满足三者的受力平衡和变形协调条件。研究了4种基础型式下考虑相互作用后的岩坡地基强度变形情况及上部框架结构及基础内力和变形情况,得出了一些有益的结论,对相关工程实践具有参考意义。     

搭接柱转换结构与帽和腰桁架在高层建筑中的力学性能研究

为适应功能要求,高层建筑中上下楼层结构形式通常需要改变。搭接柱转换结构是一种新型转换形式,利用ANSYS软件对一栋28层、98.4 m高的搭接柱转换结构以及分别设有帽桁架和腰桁架的情形下进行整体分析。结果表明:1)在搭接柱转换结构中,上部荷载作用会使得搭接体发生扭转,增大转换层附近梁挠度,在设计时要加强控制此部位梁挠度。2)转换层附近内筒体在水平荷载作用下,形成平面外受弯,使得其抗弯、抗剪能力下降和抗侧移刚度降低,应加强此处内筒体刚度。3)设置一道帽桁架可显著降低结构竖向位移差;帽、腰桁架同时设置时,效果更好。     

大跨度桁架梁定向滑动支座设置研究

苏州市某文体中心体育场馆共3层,最大跨度达34.5 m。结构荷载及跨度均较大,楼面支撑采用桁架梁。该桁架梁两端支座水平荷载较大,连接柱难以满足承载力要求,考虑设计及施工可行性,文章提出滑动支座设置,分析新支座形式下结构变形、内力及抗震性能,给出的桁架梁滑移支座具体设置方案可供同类工程参考。     

海口双子塔-南塔桩-筏基础设计与研究

海口双子塔-南塔超高层建筑采用桩-筏基础,其上部结构传力复杂、水平及竖向荷载大、内筒与外框地基差异变形及群桩效应明显,基础设计难度大。分析研究了桩-筏基础设计中单桩承载力特征值取值、超高层塔楼核心筒与巨柱间的差异沉降控制、水平荷载影响等关键问题,总结了巨型外框-核心筒超高层结构桩-筏基础的设计要点。基于承载力及变形控制要求比选了3种不同的基础设计方案,结果表明采用变刚度调平设计方法有效地减少了不同区域的差异沉降,桩身承载力满足要求,经济指标更优。     

多榀木桁架的静载试验及其承载能力

以现代木结构中的齿板连接木桁架为基础,开发一种多榀木桁架,研究其承载能力和抗变形能力。依据《木结构试验方法标准》（GB/T 50329—2012）中规定的木桁架分级加载试验方法,对比3种木桁架在设计标准荷载下的变形情况和破坏加载阶段的极限承载力。结果表明,多榀木桁架的极限承载力能达到其设计标准荷载的2倍以上,具有良好的安全储备性能;设计时需严格验算木桁架的节点齿板承载力,以满足相应木桁架承载力水平的要求;组成多榀木桁架的单榀之间通过木销连接,具有较好的协同效应,能有效解决单榀的失稳问题;木销连接是一种有效的多榀连接方式,能达到多榀木桁架极限承载力高于单榀之和的目的,使其抗变形能力更优。     

第十讲超高层建筑结构施工控制（四）

在施工过程中,转换桁架与上部结构是相互影响的。一方面,上部结构施工增加了转换桁架的荷载,使转换桁架不断下挠,另一方面,转换桁架下挠又反过来影响上部结构楼层水平度。因此,如果在转换桁架与上部结构之间设置标高补偿装置,及时补偿转换桁架下挠引起的上部结构标高损失,就可以确保上部结构楼层面始终处于水平状态,而上部结构也可以采用常规工艺施工。这就是标高同步补偿法施工控制技术工艺原理（图27）。