钢-砌体组合墙梁结构在砌体结构房屋改造托换中的应用研究

针对砌体结构房屋加固改造中拆墙托换的问题,提出了一种新型的托换结构体系。首先对拟拆墙体上部采用外包角钢加固形成钢-砌体组合托梁,然后对上层墙体采用钢筋网聚合物砂浆面层进行加固,组合托梁与加固后的上层墙体形成组合墙梁结构,形成托换结构体系。通过对4个试件的试验研究得到:该托换结构的受力机理与砌体墙梁结构相同,可简化为拱结构,加固后的上层墙体通过拱作用将荷载向两端支座传递,角钢和钢筋网水平钢筋为拉杆,减小了组合托梁的内力,提高了构件的承载力。托梁端部和上层墙体端部均设置构造柱,保证了上层墙体内钢筋网水平钢筋的锚固,避免了托梁支座处砌体局压破坏。原墙体内是否有圈梁和角钢大小对托换结构的承载力有一定影响。该托换体系墙体最终产生斜压破坏,墙体的抗剪承载力可按照砌体墙梁墙体抗剪计算公式计算,但计算结果偏保守。     

砖混结构建筑物墙体托换的加固设计

砖混结构建筑物拆除承重墙,需进行墙体托换的加固设计。托换时,可根据现场的情况,在圈梁的上方或下方,也可以在圈梁的两侧施工托换梁。托换梁与竖向承重构件的连接应可靠,以保证荷载向基础传递。     

砌体墙托换结构受力性能试验研究

在建筑物移位工程中,对上部结构进行托换是其关键技术。为研究砌体托换结构的受力性能及破坏形态,设计了9个足尺砌体承重墙双梁式托换结构,对其进行静力加载试验,研究不同托换梁截面高度及纵筋配置对托换结构受力性能及破坏形态的影响。试验结果表明:托换结构出现了两种破坏形态,即砌体墙与托换梁界面冲切滑移破坏及砌体墙斜压或局压破坏;随着托换梁截面高度增加,从界面冲切滑移破坏向砌体墙斜压或局压破坏发展,而砌体墙的破坏现象与砌体结构中的墙梁破坏特征相似。根据试验结果,建议托换梁与墙体界面剪切强度取值为0.6 MPa。     

Experimental research on mechanical property of underpinning structure in masonry wall

在建筑物移位工程中,对上部结构进行托换是其关键技术。为研究砌体托换结构的受力性能及破坏形态,设计了9个足尺砌体承重墙双梁式托换结构,对其进行静力加载试验,研究不同托换梁截面高度及纵筋配置对托换结构受力性能及破坏形态的影响。试验结果表明：托换结构出现了两种破坏形态,即砌体墙与托换梁界面冲切滑移破坏及砌体墙斜压或局压破坏;随着托换梁截面高度增加,从界面冲切滑移破坏向砌体墙斜压或局压破坏发展,而砌体墙的破坏现象与砌体结构中的墙梁破坏特征相似。根据试验结果,建议托换梁与墙体界面剪切强度取值为0.6 MPa。     

某砖混结构加固改造与施工

结合某砖混结构办公用房的改造,讨论用托换梁来承担被拆除部分墙体上原来承受的荷载,托换梁的施工过程和质量至关重要,通过光纤光栅应变传感器(FBG)对实际改造过程中托换梁的变形进行施工监测,实测变形结果满足现行规范要求,验证了该加固改造方案的可行性。还讨论了此类结构加固改造荷载变化的原因、计算方法以及施工过程中的关键技术,总结了砖混结构托换梁施工时应注意的若干技术问题。     

双梁托换技术在砖混改底框结构中的应用

接近使用年限的砖混房屋,由于使用功能改造为底部框架结构,需要设置托换构件将上部传来的荷载传递给底部框架,而双梁托换技术普遍被使用,但双梁托换荷载传递路径变得复杂,对于可能出现的新问题需要进一步研究。结合双梁托换技术在实际工程中的应用,利用有限元与现场试验对比分析,结果表明：(1)加固设计计算时,保留墙体和混凝土托换梁间的粘结模拟可以基于试验数据采用ANSYS实体单元模拟获得;(2)托换梁使得楼板支撑部位发生改变,导致楼板出现剪切面和负弯矩截面,易产生安全隐患,建议对楼板端部截面进行抗弯和抗剪承载力加强处理,以期为同类工程的加固改造设计提供参考依据。     

穿越沈阳站既有站房地下通道施工技术

沈阳站既有东站房下穿地下通道,工程采用MIDAS有限元分析软件建立托换体系三维实体模型,模拟分析既有桩基上部柱荷载传递至托换体系的变形,并对因通道开挖造成基坑底部土体应力卸载从而引起地铁结构整体产生向上位移进行了模拟分析。施工中通过设置托换体系,即设置托换桩及托换梁、板结构,分层盖挖土方和分段施工通道主体结构等施工措施,确保了下部地铁运营安全,为类似工程施工提供借鉴。     

钢筋混凝土柱托换节点力学性能分析

通过有限元分析和理论分析,对钢筋混凝土柱托换节点的受力性能进行研究,比较有连系梁和无连系梁情况下托换节点的破坏机理,与试验结果进行对比,最终给出2种托换节点的极限承载力计算公式。     

托换梁加固技术在砖混结构改造中的应用

在砖混结构中,常由于使用功能的改变需要对墙体进行拆除,并设置托换梁以承担荷载。文章结合工程实例阐述了托换梁结构的设计,包括托换形式的选择及托换结构的计算,并对托换梁加固技术的具体施工过程进行了简要的论述,阐述了托换梁加固技术的具体施工工序,对主要的施工要点进行了介绍,强调在托换梁加固施工中应重视施工方案的合理性及科学性,确保满足强度、刚度以及稳定性等方面的要求,保证工程安全。     

某砖混结构墙体托换过程监测及性能研究

由于建筑结构功能改变,将某砖混结构教学楼通过墙体托换技术改造成大空间办公楼。为保证托换体系施工过程的安全性,采用光纤光栅技术（FBG）和分布式光纤应变传感技术（BOTDA）,对托换体系的托换梁及加固柱进行施工全过程的应力-应变监测,并分析了托换体系的工作性能。监测结果表明：墙体拆除后设计的托换体系各组成构件均能参与结构...     

围护墙一支护桩复合结构在基坑工程中的应用

本文依托成都某基坑工程,针对永久性桩锚支护结构,采用杆件有限元法和等值梁法联合设计的方法,研究了大刚度桩锚支护结构的力学性状与变形特征。研究内容涵盖了基坑开挖阶段、正常使用阶段和地震发生阶段三种情况。首先,在基坑开挖阶段建立杆件有限元模型和等值梁法模型,通过优化设计,确定了永久支护结构的技术参数;其次,利用FLAC软件建立三维数值分析模型,验证了基坑开挖工况、地下水恢复工况下数值模型的稳定特征;最后,输入地震荷载,模拟计算模型的动力反应,获得了静动力作用下永久支护结构的力学变形特性曲线。通过设计计算结果与实际监测数据对比,确定了满足整体稳定安全系数≥2．0、锚杆抗拉安全系数≥2．0、荷载分项系数为1．25及工程重要性系数为1．1要求的桩锚支护结构在七度抗震设防烈度下的永久性与安全性。     

桩托换结构截桩试验研究及数值模拟

为了揭示托换结构截桩过程中荷载转移对结构变形规律的影响,本文开展了两种不同截桩工况下托换梁的截桩试验研究,获取了截桩过程中托换梁梁底的变形曲线,并在试验基础上开展了托换梁数值模拟分析。研究结果表明:在单桩所受荷载为1000k N的范围内,托换梁在截桩全过程中都处于弹性阶段,梁体未出现裂缝;先截除短轴桩,后截除长轴桩对托换梁的变形影响更小。     

型钢混凝土组合框架力学性能非线性分析

在充分考虑混凝土损伤、材料非线性及单元类型的基础上,建立了由预应力（非预应力）型钢混凝土梁及角钢混凝土柱构成的型钢混凝土组合框架有限元模型,对其在水平荷载作用下的力学性能进行数值分析及试验对比验证。在此基础上,进一步研究了水平荷载作用下组合框架受力的全过程,并对影响此类框架力学性能的主要因素进行了参数敏感性分析。结果表明:组合框架在梁端和柱底部均出现塑性铰,能实现“强柱弱梁”的破坏机制;随着轴压比增大,水平荷载 位移曲线峰值荷载先增加后减小,峰值荷载对应的位移减小,延性降低;随着长细比增加,结构刚度降低,峰值荷载减小,延性增加。     

历史建筑地下空间拓展工程

北京某历史建筑,在不改变建筑外观与紧邻景观条件下,采用新建内嵌式地下结构方案,实现既有地下室大跨度结构改造、增加层高与外部拓展。为进行大跨度结构改造,采用托换结构与新建地下结构合二为一的永久性托换结构,实现既有建筑内部承重结构的整体托换,避免了采用临时性托换在其拆除时引起的既有结构二次变形。为增加地下室层高,将永久性托换结构荷载及其承担的结构荷载向两侧传递到地基基础侧向托换结构的托换桩上,拆除既有地下室内部承重构件后,顺序进行土体开挖、地基基础侧向托换结构水平构件施工、永久托换结构下部新建地下结构施工。地基基础侧向托换结构在保持既有地基应力和变形状态、控制土体开挖引起既有建筑沉降的同时,对永久托换结构荷载起到中间传递功能。本文从地下空间拓展建筑与结构方案、荷载托换与传递体系、托换结构设计、结构稳定性、沉降控制、沉降监测等方面对工程情况进行了介绍。本工程采用的新建内嵌式地下结构方案及荷载托换技术具有普遍应用价值,可广泛应用于既有建筑地下空间拓展工程。     

吴忠宾馆平移工程分荷结构研究

吴忠宾馆高53.7m,12层,自重达2万t,需平移82.5m,是目前国内最大规模的平移工程。平移过程中,应用分荷结构即采用混凝土托换梁与斜向钢结构卸荷柱协同受力的形式,将柱荷载传至托换梁,再作用于下滑梁,解决了柱荷载大而集中的问题。     

锚箱式索梁锚固结构受力特性研究Ⅱ:传力机理

鉴于锚箱结构体系及其受力特性的复杂性,以苏通大桥锚箱式索梁锚固结构为研究对象,采用理论研究与模型试验相结合的研究方法,对于锚箱式索梁锚固结构的传力途径、传力机理及其关键影响因素等相关关键问题进行系统研究。研究表明:斜拉索索力作用下锚箱式索梁锚固结构体系受剪力和弯矩的联合作用,并通过锚箱关键受力板件与钢箱梁腹板间的焊缝实现荷载传递,这一受力特性决定了锚箱结构的力学行为特性;由锚箱结构体系的复杂性所决定,不同的设计参数组合将导致其力学特性出现显著差异;锚箱顶底板与钢箱梁腹板的焊缝长度是影响其传力机理的关键因素;各关键影响因素对于锚箱结构力学行为特性的影响具有耦合性,对锚箱结构的传力机理进行系统研究是确定其关键设计参数从而实现其合理结构设计的基本前提。     

新型钢梁与混凝土墙体连接节点静载试验研究

针对一种新型的钢梁与混凝土墙体的连接节点,设计缩小比例模型,并对其进行静载试验和有限元分析,试验结果和有限元分析结果吻合较好。通过试验和有限元分析,研究了钢梁端部的受力状态以及埋设在混凝土剪力墙内的大尺寸方钢与混凝土之间的粘结性能,验证了使用荷载下连接节点系统的可靠性。从而为工程设计提供依据。     

高层建筑结构平移施工全过程实时监测分析

为了保证常州红星大厦平移施工过程的安全和评价平移就位后结构的性能,对该建筑物平移施工全过程进行了实时监测。分别在结构顶层和层1布置了加速度传感器以监测结构的振动响应,在柱根部、上托架梁底部和下轨道梁顶部等关键部位布置了应变传感器以监测结构的应变。监测结果表明:首次启动和顶推机构失效会引起较大的结构振动,正常平移过程中结构的振动与普通结构在环境激励下的振动相当;平移施工过程在上部结构中引起的附加应变可以忽略不计,在轨道中引起的应变较大,设计时需要引起重视。实时监测数据为结构平移施工过程提供技术支撑,监测结果可为以后的平移工程设计和施工提供参考。     

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架受力性能试验研究

大悬挑变截面梁折线形斜柱钢刚架,结构型式不规则、受力复杂。为考察其受力性能,评价其安全性,对该结构进行了设计验证和极限承载力的缩尺模型试验研究和有限元分析。试验研究表明：变截面梁折线形斜柱钢刚架在设计荷载作用下均处于弹性状态,在极限承载力试验中,变截面梁与折线形斜柱连接部位最先屈服,2.56倍设计荷载时结构达到极限状态。结合试验结果与有限元计算结果,分析了结构的受力变形特征和内力分布规律,分析表明,有限元计算结果与试验结果吻合良好,试验结果验证了理论分析与原型结构设计的正确性;研究表明,折线形斜柱大悬挑钢刚架结构在保证顶部水平约束的情况下,具有较高的承载能力和足够的安全性。