论文摘要
城市化进程推动了深基坑支护技术的发展,各式各样的支护方式也应运而生,格构梁喷锚支护以其施工方便、占地空间小、经济安全等优点在基坑支护中广泛应用。目前国内外对于这种支护形式的研究很多,但无论从理论还是试验方面大都是基于锚杆和预应力锚杆的探讨,对于格构梁的研究很少,没有形成定性定量的理论体系。格构梁是格构梁喷锚支护体系中很重要的一部分,它直接关系到整个支护体系工作状态的好坏,并且格构梁受地基情况、锚杆作用等多个因素的影响,受力特性复杂。设计人员往往根掘构造要求和经验对格构梁进行设计,通常采用结构上的简支梁、连续梁计算,但这些方法并不完全适合格构梁,有明显的不合理处。因此,对格构梁进行研究是十分必要和迫切的任务。本文以考虑梁和地基共同作用的winkler方法为基础,引入双参数法、考虑水平作用的winkler方法,推导出三参数方法计算公式来计算格构梁。用数学软件Matlab编程,计算分析了在梁刚度变化和地基刚度变化时受力的变化规律,并计算分析几种格构梁改进计算方法的适用性。通过原始winkler方法和考虑水平力作用的改进型winkler方法的计算结果与实测值进行比较,验证了改进方法的先进性。对青岛滨海花园深基坑工程的格构梁进行现场监测,取纵梁为研究对象,通过测得梁的应变计算出梁的内力值。本文用结构分析软件ANSYS模拟工程实例中格构梁的受力情况,比较真实地模拟梁与土体的相互作用,形象地反映梁的空间作用。本文对模型进行了合理的简化和边界处理,模拟了基坑开挖过程中七个工况下梁的不同状态,计算结果与实测值比较接近,验证了这种方法的可行性。通过本文的研究提出了适合青岛地区喷锚支护设计中格构梁的设计计算方法,并对其他类型的地基情况给出建议。同时利用ANSYS计算方法对格构梁设计计算也具有较好的参考价值。
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摘要Abstract第1章 引言1.1 深基坑支护工程发展历史1.1.1 深基坑工程特点1.1.2 国内外深基坑工程研究现状1.2 深基坑支护结构类型及发展趋势1.3 格构梁喷锚支护简介1.4 预应力锚索格构梁研究现状1.4.1 格构梁计算理论研究现状1.4.2 格构梁试验研究现状1.5 研究问题的提出1.5.1 青岛市深基坑支护存在的问题1.5.2 问题的提出1.6 研究目的与意义1.7 本文的研究思路、内容和技术路线1.7.1 研究思路1.7.2 本文的主要研究内容1.7.3 本文创新点1.7.4 技术路线第2章 格构梁的设计计算理论优缺点分析2.1 格构梁与弹性地基梁的受力性状分析2.2 弹性地基梁理论计算方法2.2.1 简支梁或连续梁2.2.2 倒梁法2.2.3 Winker弹性地基梁法2.2.4 基于弹性半空间地基模型的格构梁理论计算2.3 Winkler弹性地基梁方法及其发展2.3.1 线弹性Winkler地基模型2.3.2 海藤尼解2.3.3 Winkler弹性地基梁的数值求解2.3.4 Winkler地基模型的改进2.4 本章小结第3章 基于Matlab编程的理论计算对比分析3.1 编程技术说明3.2 差分法和有限元法计算模型的建立3.3 格构梁刚度变化计算结果对比分析3.3.1 钢筋混凝土梁计算结果对比3.3.3 地基刚度变化计算结果分析3.4 地基模型对比分析3.4.1 Winkler地基模型和双参数地基模型的比较3.4.2 Winkler地基模型和考虑水平力作用的winkler地基模型的比较3.4.3 Winkler地基模型和三参数地基模型的比较3.5 本章小结第4章 格构梁现场监测试验4.1 监测内容及方法4.1.1 监测内容4.1.2 监测的目的4.1.3 监测仪器设备的选用4.2 格构梁监测试验4.2.1 钢筋混凝土格构梁设置4.2.2 格构梁的监测试验方案4.3 本章小结第5章 ANSYS有限元模拟5.1 ANSYS简介5.1.1 ANSYS主要功能5.1.2 常用模拟基坑开挖土体的两种模型5.1.3 常用屈服准则5.2 ANSYS建模5.2.1 模型用到的单元介绍5.2.2 土体、梁、锚索和混凝土面层共同作用5.2.3 模型简化及技术处理5.2.4 模型的参数选取5.2.5 土体分工况开挖模拟5.3 模拟计算结果及分析5.3.1 工况开挖流程图5.3.2 位移等值线分析5.3.3 格构梁的内力研究5.4 本章小结第6章 工程实例计算结果对比分析6.1 节点荷载分配6.2 节点分配荷载的调整6.3 深基坑工程计算实例6.4 计算、实测和模拟对比分析6.5 分析结果对工程的指导作用6.6 本章小结结论参考文献附录1攻读硕士学位期间发表论文与参与的科研成果情况致谢
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