建筑结构学报

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2008奥运会羽毛球馆大跨度新型弦支穹顶结构体系的优化设计选定

张爱林;葛家琪;刘学春;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 1-9.

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简要总结了2008奥运会羽毛球馆的建设背景,落实"绿色奥运,科技奥运,人文奥运"理念的思路和措施,阐述了预应力弦支穹顶结构新体系优化设计及选定过程,概括了本工程在体系优化设计、结构整体稳定分析、张拉施工仿真模拟、结构静力和动力模型试验、结构健康监控等研究工作。本文研究成果直接用于2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶结构设计和施工,可供今后同类结构的设计、施工参考。

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2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶预应力大跨度钢结构设计研究

葛家琪;王树;梁海彤;张爱林;张国军;管志忠;杨霄;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 10-21+51.

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2008奥运会羽毛球馆屋盖钢结构采用弦支穹顶结构体系,由上弦单层网壳、下弦环索与径向拉杆、竖向撑杆组成。在设计中建立屋盖钢结构和下部看台结构整体有限元计算模型进行结构分析。在综合考虑工程的重要性、结构几何力学特点、预应力损失、施工缺陷等多种因素的基础上,对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况进行组合,分别进行结构施工阶段及结构使用阶段的内力、变形和体系稳定分析。在大量计算和分析基础上,对结构几何体系和构件进行了优化设计。在设计中运用单元逐次激活技术,模拟预应力张拉施工过程,并考虑施工临时脚手架刚度的影响进行施工模拟分析。对于索撑节点采用三维实体有限元分析方法,运用接触分析技术,计算索撑节点预应力摩擦损失,并结合施工监测,确定预应力损失值;采用非线性弹簧系统,模拟索撑节点预应力损失并研究了其对整体结构的影响。

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2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定性能分析研究

葛家琪;张国军;王树;张爱林;梁海彤;管志忠;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 22-30+44.

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2008奥运会羽毛球馆屋面钢结构采用弦支穹顶结构体系。该体系为半柔性结构,结构的整体稳定性能是该类结构体系设计选型的控制因素。弦支穹顶结构具有屈曲特征值非常密集且为局部失稳屈曲模态的特点。本文重点对计算方法、材料弹塑性、节点构造以及预应力损失等因素对弦支穹顶结构整体稳定承载力计算的影响进行分析研究,研究表明荷载子步数、材料非线性以及索撑节点构造对奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定均有较大的影响。对基于结构整体稳定安全的大跨度钢结构性能化设计进行了初步探讨,提出了整体结构体系屈曲稳定承载力系数的建议取值。

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2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶预应力张拉模拟施工过程分析研究

张国军;葛家琪;秦杰;王树;王泽强;王敬仁;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 31-38.

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对于大跨度弦支穹顶结构,预应力张拉施工过程实际上是几何体系由机构(准机构)变为可承担设计荷载的结构体系过程。该类结构体系的安全控制有别于常规结构体系,它需要对结构的设计状态即最终使用状态进行控制,同时应研究预应力张拉施工过程中结构的力学性能,并对结构几何成形过程中的安全性进行控制。本文以2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶屋盖为研究对象,应用分步一次加载法和单元生死法两种不同的计算方法对弦支穹顶结构的预应力施工进行全过程模拟计算,分析了在预应力施工过程中结构位移、环索内力和径向拉杆内力变化规律,确认了张拉施工过程的安全性;得出分步一次加载法时结构力学响应大于单元生死法时结构力学响应的结论;证明弦支穹顶整体结构设计采用分步一次加载法是偏安全的。

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2008奥运会羽毛球馆索撑节点预应力损失分析研究

王树;张国军;张爱林;葛家琪;秦杰;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 39-44.

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2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式施加预应力,环索与撑杆相连的索撑节点的设计、构造与施工是保证环索实现预应力有效传递的关键技术。本文分析了索撑节点的几何构造,对预应力摩擦损失的计算方法进行了研究。利用ANSYS对环索和索撑节点进行了带摩擦的非线性接触有限元分析,并通过实际施工监测数据反算了预应力损失,将设计计算结果与实测数据分析结果进行了对比,并分析了预应力损失值偏大的原因。对张拉环索的弦支穹顶索撑节点提出如下建议:索撑铸钢节点的加工制作应采用精密加工,确保节点几何尺寸严格满足设计要求;索撑节点构造应进行改进,减小环索张拉时的预应力损失;在加强加工制作精度和施工质量控制的情况下,建议索撑节点预应力损失设计取值为5%~6%左右。

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2008奥运会羽毛球馆预应力损失对结构体系影响分析

王树;张国军;葛家琪;张爱林;管志忠;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 45-51.

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2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构采用张拉环索的方式进行预应力施工。由于加工制作安装技术难度大,环索与撑杆相连的下节点之间的实际预应力损失比设计取值偏大,引起环索各段索力不均。本文通过在环索节点和撑杆下节点间耦合自由度并增加变刚度弹簧单元来模拟预应力张拉时环索带摩擦滑移,利用此方法可以在有限元模型中模拟施工监测得到的各段环索预应力损失;在此基础上进一步分析了预应力损失对弦支穹顶结构的内力、变形以及整体稳定的影响。研究表明:预应力损失造成径向拉杆内力发生大幅度变化;造成钢网壳内力分布不均匀;对结构的整体变形影响不大,只是使同圈的结构变形不均匀;使结构的整体稳定性能下降20%左右。

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弦支穹顶预应力钢结构体系索与拉杆延性性能设计研究

葛家琪;王树;张国军;叶建国;张庆亮;王明珠;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 52-57.

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预应力大跨度钢结构体系的大变形倒塌失稳极限状态是结构安全的控制因素,其基本构件索与拉杆的延性性能分析研究对结构体系的安全设计至关重要。索与拉杆分别经过冷作硬化处理和调质热处理后,构件强度大幅度提高,而延性性能大幅降低。本文以2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构工程为实例,在罕遇地震作用以及体系静力失稳极限状态下,对环索及径向拉杆的应力、变形性能进行分析研究。总结得出弦支穹顶结构"体系大变形,索杆小应变"的力学性能规律,证明了延性性能相对较差的索杆构件应用于弦支穹顶结构体系的安全性。

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2008奥运会羽毛球馆新型弦支穹顶结构模型静力试验研究

张爱林;刘学春;王冬梅;魏文豪;黄冬明;武丽英;李照广;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 58-67.

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制作了2008奥运会羽毛球馆1∶10缩尺模型,采用ANSYS数值模拟加载和模型试验加载两种方法,研究了模型在成型前单层网壳态自重作用下、施工张拉过程中、成型后设计荷载作用下和三倍荷载作用下,并直至加载破坏等各阶段的力学性能。将ANSYS数值模拟加载和模型试验加载结果进行了对比分析,获得了模型的构件内力、节点位移、支座水平位移的变化规律,得到了代表整体稳定性能的极限承载力的理论值和试验数据。研究了活荷载不对称分布对结构整体稳定性的影响,得到了模型整体失稳的破坏形态。研究表明,结构在低荷载下,理论值与试验值吻合较好,但在超载状态下两者偏差显著增大。主要因为在高应力状态下,弦支穹顶结构初始缺陷对结构性能影响开始显著,而数值模拟很难囊括各类初始缺陷的影响,导致试验所得整体稳定性低于数值模拟结果。另外,弦支穹顶整体稳定性对活荷载的不对称分布敏感,ANSYS得到的具有初始几何缺陷非线性稳定系数比实际结构高40%,设计和施工中应充分考虑,最终

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2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构模型动力特性试验及理论分析

张爱林;王冬梅;刘学春;葛家琪;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 68-75.

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对2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构1∶10模型进行了动力特性的试验研究与理论分析。计算得出了模型不同施工阶段的频率值及振型;采用环境激励和正弦激励两种方法对模型的不同施工阶段进行了动力特性测定试验;阐述了试验的原理、过程及结果。研究表明:结构频率密集、周期较长、以竖直方向振动为主,振型大部分为正对称或反对称形态;结构阻尼比在0.02~0.03范围之内;理论计算结果与试验结果吻合较好。本文所得结论对2008奥运会羽毛球馆的设计、施工及今后相同结构设计具有参考意义。

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施工偏差随机分布对弦支穹顶结构整体稳定性影响的研究

刘学春;张爱林;葛家琪;王玲;齐宗林;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 76-82.

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基于概率理论,提出了适合于具有初始几何缺陷的弦支穹顶结构整体稳定性分析的施工偏差概率法,根据施工现场的误差分布特点,引入初始几何缺陷的随机分布形式,通过计算随机有限元模型,得到稳定系数样本值,并经过统计分析最终获得了具有一定可靠性的非线性整体稳定系数。以跨度93m、矢跨比1/12的优化后的弦支穹顶结构为算例,进行了考虑初始几何缺陷的非线性稳定性分析,与传统的特征值屈曲模态法和无初始几何缺陷的结果进行了对比分析,分析表明施工偏差概率法能够充分展现初始几何缺陷对弦支穹顶结构稳定性的影响,其计算稳定承载力比传统的特征值屈曲模态法低30%左右。通过对比分析,对初始几何缺陷最大值采用1.645倍的施工偏差控制限值,初始几何缺陷形状和大小更加合理,稳定分析结果偏于安全。施工偏差概率法在2008奥运会羽毛球馆弦支穹顶结构整体稳定分析中得到了良好的应用,验证了该方法的适用性。

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2008奥运会羽毛球馆预应力施工监测研究

秦杰;王泽强;张然;李国立;张爱林;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 83-91.

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详细介绍了2008奥运会羽毛球馆的预应力施工监测方案。通过模拟预应力张拉施工过程计算得到的理论值与施工监测值对比,两者总体上是吻合的,验证了仿真模拟预应力施工过程的计算模型和方法的合理正确性;但是施工过程中理论计算值与施工监测值相比,数值上比常规钢结构体系验收标准偏大,经有关方多次分析论证,主要是由于本工程索撑节点的加工制作精度不够高、安装难度大,达不到设计理想状态,造成预应力损失(达6%以上)比理论计算值(<2%)偏大很多;应用施工监测数据分析得出的预应力损失、起拱值等偏差结果,对模拟预应力张拉施工过程的计算模拟进行修正后,得到的施工过程结构响应结果与实测结果基本吻合,满足相关施工验收标准要求。

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2008奥运会羽毛球馆新型预应力弦支穹顶结构全寿命健康监控研究

张爱林;刘学春;王冬梅;王敬仁;张庆亮;李鹏飞;鞠晓晨;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 92-99.

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对羽毛球馆屋盖结构全寿命健康监测系统进行了设计,利用振弦应变计对索力、构件内力进行了实时监测,利用全站仪对结构关键点的位移及其沉降进行了定期监测,形成了一套完整的实时动态全寿命健康监测系统。对施工阶段进行了包括索力、网壳构件内力、网壳节点位移的全过程监控,监测数据表明索力、构件内力、结构位移与仿真分析的偏差都在一个较合理的范围之内,以索力为主控参数,节点竖向位移为第二控制参数,并综合考虑构件内力,认为其施工张拉已经达到设计要求。自索张拉施工完成至结构竣工的健康监测数据显示,索力、构件内力都增大不多,说明结构刚度比设计值大,荷载小于设计荷载,证明结构是安全的,同时也验证了系统的有效性。

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铝合金结构研究现状简述

沈祖炎;郭小农;李元齐;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 100-109.

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铝合金结构在国内外应用十分广泛,具有诸多优点,我国目前已经建成了10余座大型的铝合金空间结构。本文总结了国内外在铝合金结构材料特性、构件设计、节点连接和结构体系等多方面的研究现状。目前,发达国家对铝合金结构的研究相对成熟,尤其是对构件的研究已经基本完成。国内针对铝合金结构的研究已越来越深入和广泛,对各类构件都有研究,其中对轴心受压构件研究最为深入,但还没有从可靠度的角度对铝合金结构构件进行分析。因此,有必要建立国产铝合金材料的结构试验数据库,以实现资源共享,为铝合金结构的可靠度分析打下基础。

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国产结构用铝合金材料本构关系及物理力学性能研究

郭小农;沈祖炎;李元齐;苏慈;邱枕戈;姚念亮;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 110-117.

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通过对本文完成的42个国产结构用6061-T6铝合金拉伸试样拉伸试验的实测应力-应变曲线,以及从其他文献搜集到的同类材料11条应力-应变试验曲线的分析,表明国产结构用6061-T6铝合金的本构关系基本服从Ramberg-Osgood模型和SteinHardt建议。同时,还搜集了1092个国产结构用6061-T6铝合金材料的物理力学性能试验数据,包括规定非比例延伸强度f0.2、抗拉强度fu和弹性模量E。统计分析表明,这些参数均服从正态分布。最后,根据《建筑结构可靠度统一设计规范》,对国产结构用6061-T6铝合金材料的f0.2和E的标准值提出了建议,可供相关设计标准参考。

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铝合金轴心受压构件理论和试验研究

郭小农;沈祖炎;李元齐;邱枕戈;姚念亮;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 118-128.

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进行了63件国产6061-T6铝合金挤压型材的轴心受压构件试验,搜集到了142个已有同类试验数据。通过对国产铝合金轴心受压构件的大规模数值计算,得到了252条柱子曲线,据此将铝合金轴心压杆按不同材料类型分为两类,并建议了2条柱子曲线用于计算铝合金轴心压杆的稳定系数。最后,将本文的建议曲线和试验数据以及各国规范进行了比较。结果表明:有效试验点以建议曲线为中线基本均匀分布于建议曲线的两侧,建议曲线和欧洲规范EC9比较接近。本文的建议公式能够用于计算铝合金轴心压杆的稳定系数。

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铝合金受弯构件理论和试验研究

郭小农;沈祖炎;李元齐;苏慈;姚念亮;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 129-135+146.

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进行了14根国产6061-T6铝合金挤压型材的受弯构件试验,系统地搜集了24个已有同类试验数据。通过对国产铝合金受弯构件进行大规模数值计算,得到了480条φb-λ-曲线,据此拟合出了用于计算铝合金受弯构件弯扭失稳整体稳定系数的φb-λ-曲线。最后,将拟合曲线和试验数据及各国规范进行了比较。结果表明:所有有效试验点均高于拟合曲线,而拟合曲线和欧洲规范EC9中的曲线2(用于第3类和第4类截面)比较接近。

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铝合金偏心受压构件理论和试验研究

郭小农;沈祖炎;李元齐;邱枕戈;姚念亮;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 136-146.

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进行了45个国产6061-T6铝合金挤压型材的偏心受压构件试验,搜集到了12个已有同类试验数据。通过对国产铝合金偏心受压构件进行大规模数值计算,得到了1920条偏压构件弯曲失稳的相关曲线。在此基础上,将常用截面类型分为了三类,并拟合出了计算三类截面偏压构件弯曲失稳的精确相关公式,同时也拟合出了适用于所有截面类型的下限相关公式。最后,将拟合公式和试验数据进行了比较。结果表明:所有试验点均高于下限相关曲线,而和精确相关曲线十分接近。因此,本文提出的公式能够用于计算铝合金偏心受压构件的弯曲失稳极限承载力。

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铝合金结构构件可靠度分析

沈祖炎;郭小农;李元齐;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 147-152.

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以试验数据为基础,对铝合金结构基本构件(包括轴压构件、受弯构件和偏压构件)进行了设计可靠度分析。分析结果表明,构件类型和荷载组合对于结构构件可靠度的影响很大;在相同荷载条件下,轴压构件的可靠指标最低,受弯构件的可靠指标最高;对于同类构件,参与组合的风荷载越大,其可靠指标越低。最后,针对国产结构用铝合金6061-T6的构件承载力设计提出了合理的抗力分项系数和设计强度建议值。采用本文建议的强度设计值,铝合金结构基本构件的设计可靠指标平均值均大于3.70,完全满足《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)的规定。

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型钢混凝土异形柱轴压力系数限值的试验与理论分析

邵永健;陈宗平;薛建阳;赵鸿铁;朱聘儒;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 153-159.

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根据17个型钢混凝土(SRC)异形柱试件在低周反复水平力作用下的试验结果,采用大小偏压界限破坏理论和叠加法理论计算了SRC异形柱的轴压力系数限值,并与试验结果进行比较,结果表明:采用大小偏压界限破坏理论的计算结果与实际不符,计算SRC异形柱的轴压力系数限值存在缺陷;而采用叠加法理论的计算结果与试验结果吻合较好,并给出了SRC异形柱的轴压力系数限值。通过对比SRC异形柱的轴压力系数限值和RC异形柱的轴压比限值表明:与RC异形柱相比,SRC异形柱所能承受的轴压力限值明显提高,可有效改善普通RC异形柱因轴压比限值过低而影响其适用范围。

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采用腹板开圆孔梁柱节点的钢框架足尺模型抗震性能试验研究

李波;杨庆山;杨娜;茹继平;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 160-166.

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腹板开圆孔节点是一种新型削弱型节点,文中介绍了采用腹板开圆孔节点的钢框架足尺模型拟动力、拟静力试验,其中拟动力试验主要是研究钢框架的地震响应,拟静力试验主要考察结构的破坏形式。试验结果表明试验模型能够满足现有规范的相关要求,并没有因为腹板开圆孔节点的使用而降低结构的整体性能。测得的梁翼缘板应变分布规律说明由于腹板开圆孔削弱,塑性区外移到梁削弱处,随着地震输入能量的增加,削弱处的应变也急剧增加。在拟静力试验中腹板开圆孔节点的破坏形式是削弱处梁翼缘、腹板的局部变形;而传统全焊型节点,塑性区始终处于梁柱连接处,其破坏形式可能是梁柱连接焊缝的断裂。通过试验实测结果与数值分析结果的对比可以看出,在弹性阶段,采用腹板开圆孔节点的钢框架与等截面传统钢框架的地震响应相差很小,但进入塑性后,两者差异增大,有必要对腹板开圆孔节点的动力简化模型进行研究。

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悬伸梁和双跨连续梁的整体稳定承载力试验研究

张耀春;张壮南;王春刚;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 167-174+184.

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为了研究悬伸梁和双跨连续梁在集中荷载作用下的整体稳定性能,对两种单轴对称截面形式(上翼缘加强、下翼缘加强)、两种悬伸长度(1200mm、1600mm)共计5根悬伸梁,以及一种单轴对称截面形式(上翼缘加强)、三种相邻跨度之比(1∶0.48、1∶0.64、1∶1)共3根双跨连续梁进行了试验研究。在进行破坏试验前,对悬伸梁进行了三种荷载作用位置的弹性试验,对连续梁进行了三种加载比例的弹性试验,并利用Southwell法确定了临界荷载。试验研究结果表明:当最大弯矩出现在悬伸梁的简支跨且上翼缘受压时,上翼缘加强构件稳定承载力明显高于同尺寸的下翼缘加强构件;悬伸长度为1600mm的构件承载力明显高于悬伸长度为1200mm的构件承载力;荷载作用在简支梁段跨中时构件稳定承载力最低,荷载作用点离中间支座越近构件稳定承载力越高。双跨连续梁中,在等比例加载时,相邻跨度之比越大,构件稳定承载力越高。此外,对试验进行了有限元模拟,计算结果与试验结果吻合良好。

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配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋抗震性能试验研究

施楚贤;蔡勇;余志武;黄靓;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 175-184.

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为研究配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙房屋的抗震性能,通过对一幢按1/4缩尺比例建造的配筋混凝土砌块砌体框支剪力墙模型房屋进行子结构拟动力地震反应试验,研究了在各种加速度峰值地震作用下,这种结构体系的动力反应、破坏机理和倒塌机制,分析了试验模型的水平承载能力和破坏形态。试验结果表明,随着输入地震波的加速度峰值的增大,这种结构体系的地震反应由弹性阶段过渡到塑性阶段,最后底部框剪层承载力下降而临近倒塌;结构薄弱层在底部框剪层,最终破坏形态为剪切型;框架托梁与上部配筋混凝土砌块砌体剪力墙组成整体性能较好的组合深梁。这种结构体系应用于7度抗震设防区,具有较好的抗震性能。

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钢-轻骨料混凝土组合梁考虑滑移的有效宽度分析

刘寒冰;刘殿忠;赵庆明;闻玉辉;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 185-190.

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利用能量变分法,分析组合梁在界面产生相对滑移后,其组合梁翼缘板有效宽度的变化规律。假定钢-轻骨料混凝土组合梁翼缘板的纵向位移沿横向分布函数模式为三次抛物线,以组合梁界面相对滑移作为未知函数,应用最小势能原理,建立控制微分方程,获得了纵向应力的闭合解。在求解混凝土翼缘板纵向应力后,可确定翼缘有效宽度。文中推导了简支组合梁在均布荷载、集中荷载及两点对称集中荷载作用下的翼缘有效宽度的计算公式。利用有效宽度的计算公式可对任意截面有效宽度进行分析。通过算例分析了简支钢-轻骨料混凝土组合梁在不同荷载作用下的有效宽度沿梁长的分布规律:考虑相对滑移影响时,无论在哪种荷载作用下,沿梁长度方向翼缘板的有效宽度基本保持不变;在均布荷载作用下,跨中处翼缘板的有效宽度最大,向支座方向略有减小;在集中荷载作用下,荷载作用位置处翼缘板的有效宽度最小,向两侧逐渐增大。

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考虑轴压比影响时框架侧移计算的试验及理论研究

张明;孟焕陵;沈蒲生;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 191-197.

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为研究轴压比对框架柱侧移的影响,以轴压比为框架柱的主要变化参数,完成了10根钢筋混凝土柱与5根钢柱压弯试验。试验结果表明:随轴压比增加,框架柱抗侧刚度增加,侧移减小;对于混凝土柱,裂缝间距和宽度都增大,裂缝越集中于柱底,压区混凝土破坏越严重,延性越差;对于钢柱,则压区屈曲越严重。随着名义偏心距的增大,二阶效应加剧,轴力对框架柱抗侧刚度的提高有所减弱;轴力对钢柱抗侧刚度的有利影响不及混凝土柱明显。结合试验数据,拟合了考虑轴压比影响的柱抗侧刚度计算公式。根据此公式计算内力侧移的框架算例表明,考虑轴压比影响时,框架结构侧移明显减小;轴力从上至下逐渐增大,轴压比对框架结构的影响愈大,结构侧移减小愈明显。考虑轴压比对框架柱抗侧刚度的影响,符合工程实际,能为现行规范对高层框架侧移计算的完善提供参考。

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现浇混凝土空心双向板实用计算方法

杨恒;栾曙光;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 198-202.

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基于弹性理论,假定单宽空心板带与实心板带中点挠度比值等于整体空心板与整体实心板中点挠度比值,单宽空心板带与实心板带中点弯距比值等于整体空心板与整体实心板中点弯距比值。推导出单向布管的空心双向板的内力修正系数。在此基础上给出了基于实心双向板常规计算图表的现浇混凝土空心双向板的挠度和弯距计算公式。ANSYS通用有限元程序对算例的计算结果表明,挠度和中点弯距值的计算误差均小于10%;空心双向板的双向受力特性十分明显;平行于管轴方向的截面惯性矩大于垂直于管轴方向的截面惯性矩,其差值小于7%。此外,本文还对空心板布管方向和钢筋布置提出了建议。

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“柔性基础”刚性桩复合地基试验分析与变形计算

范跃武;周同和;范永丰;

建筑结构学报. 2007, 28(06): 203-209.

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为了建立路堤下刚性桩复合地基变形计算模型,通过对14组刚性4桩复合地基的现场试验结果的分析,研究柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状。试验研究表明采用一定强度或刚度的加筋垫层配合合适的桩帽设置,可改善柔性基础条件下刚性桩复合地基的工作性状,有效减小复合地基变形。复合地基承载力相同时,"柔性基础"沉降量为刚性基础的1.1~1.5倍。在一定荷载或承载力条件下,垫层中不设加筋材料时"柔性基础"短桩复合地基变形接近加筋垫层天然地基。垫层加筋有帽桩复合地基变形明显小于其他情况。对"柔性基础"短桩复合地基,设桩帽、垫层加筋,桩土应力比与不加筋相比增加了1~3倍;对刚性基础长短桩复合地基,碎石垫层中加筋与不加筋相比,桩土应力比范围得到延伸,其中长桩桩土压力比增大明显。提出了"柔性基础"条件下刚性桩复合地基承载力确定,以及考虑桩"上刺入"的刚性桩复合地基变形计算方法。该方法采用力平衡方程计算桩身中性点位置,将复合土层变形计算分为中性点平面

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《建筑结构学报》2007年(第28卷)总目录(1～6期)

建筑结构学报. 2007, 28(06): 211-212.

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2007年, 第28卷, 第06期　刊出日期：2007-12-05

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