大型倒虹结构分析与试验研究(1)程力学毕业论(2)
2013-10-25 01:03
导读：3科研、试验成果及结论 3.1我们对倒虹吸4种结构型式和20种工况用矩阵位移法和文克尔地基进行了计算，计算结果表明，箱型结构在加腋情况下较其他三种
3 科研、试验成果及结论
3.1 我们对倒虹吸4种结构型式和20种工况用矩阵位移法和文克尔地基进行了计算，计算结果表明，箱型结构在加腋情况下较其他三种断面型式的受力条件优越，而且箱型结构易于施工，便于运行管理，且对各种附加荷载的敏感性较其他断面型式为低。因此，对于大型倒虹吸工程来说，以采用加腋的箱型断面结构为最佳；
3.2 淇河倒虹的结构设计是合理的，最危险工况为工况ⅰ、工况ⅱ与工况ⅴ。最大垂直位移为18.07cm，最大不均匀沉降为1.88cm，满足工程要求；最大向右侧水平位移为1.4cm，因此，在两联框架之间采用缝宽4cm是可行的；
3.3 由于倒虹结构为地下建筑物，一般情况下不需考虑温度变化的影响，但对大型倒虹结构则应按—15℃降温来计算施工工况产生的收缩力；
3.4 地基反力采用直线分布假定，用结构力学方法计算框架，可以反映倒虹结构的基本受力状态，其缺点是难以较全而地反映地基特性的影响。但是结构力学方法比较成熟，易于掌握，而且实测和模型试验结果也证明，对于较软的地基，除在柱子底部地基反力有集中外，底板的反力基本是均匀分布的。因此，对于大型倒虹结构，结构力学方法仍不失为一种有效的计算方法。我们编制的“智能化倒虹框架结构分析专用程序”具有直观、输入工作量小、计算速度快并能绘出设计所需的内力图等优点，可以在箱型框架设计中推广使用；
3.5 对于箱型框架当构件的跨高比小于5时，应当考虑角隅梁腋的影响，但可以不考虑剪切变形的影响，否则应考虑剪切变形的影响。当构件的跨高比小于2时，则应按深梁计算构件。考虑角隅部分影响的计算的弯矩值，在构件跨中较按均一等高截面计算的弯矩值小（可小5％）；而在构件端部则较按等高截面计算的弯矩值大（可大20％左右）。为了简化计算，建议采用“弯矩移动”值来计算考虑梁腋影响时的端部断面弯矩；
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3.6 弹性地基对建筑物的内力状态有较大影响，对大型倒虹应考虑结构和地基的相互影响，按弹性地上的闭合框架计算；
3.7 对于高压缩地基上的箱型框架结构，由于它对地基不均匀沉降比较敏感，适应性较差，底板刚度的选择应以宜刚不宜柔为宜，否则将使上部结构产生过大的内力，以致引起箱型框架的开裂。另外，当底板刚度不大时，上部结构的刚度的变化对底板内力几乎没有明显的影响，而上部结构本身的内力却增加很明显，因此采用加大顶板厚度来减小底板内力是不适宜的；
3.8 当地基较软时，地基反力除箱型框架柱底部分有反力集中外，其他底板部分渐趋均匀，因此，对跨度较小的箱型框架采用地基反力按直线分布是合理的。随着地基刚度增加，底板承受的反力愈来愈小，因此，对于较硬的地基，可以采用较薄的底板（满足构造和运用要求），认为反力全部作用在柱子底部是合理的；
3.9 将计算成果与光弹、电测试验成果分析比较证明，二维和三维有限元计算成果与光弹、电测试验成果比较一致，因此，用有限元计算大型倒虹结构是经济合理和可靠的；
3.10 在淇河倒虹计算中运用推导的三维接触元公式进行了计算，计算结果与三维光弹和三维整体电测试验结果比较一致，说明对于大型倒虹结构，采用三维接触元模拟地基与结构接触面的作用，是非常必要的，成果是可靠的；
3.11二维非线性有限元仿真计算，成功地确定了淇河倒虹箱框架在不同工况下的裂缝位置和开裂范围，为设计提供了可贵的资料 .
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