土木工程施工若干动力问题初步研究

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在土木工程施工过程当中,结构本身以及施工临时结构有可能承受动荷载的作用。但是目前对于这些动荷载效应的研究却相对不足,导致了在施工当中,存在着一些不安全的因素。本文针对施工当中客观存在的四个动力问题:冲击问题、吊装动力问题、高空脚手架抗风问题以及施工振动问题,进行了一点相对比较系统的研究,获得了一些比较有价值的结论。 对于施工冲击问题,用能量法讨论了简支梁和悬臂梁在冲击荷载作用下的动荷载系数,分析了经典材料力学方法的缺点和瑞利法计算冲击效应的优点,并首次将瑞利一有限单元法应用到施工分析当中,通过对不同情况下重物对卸料平台的冲击作用的计算分析,得出了在给定卸料平台的条件下,1t重物在100mm处自由坠落产生的冲击效应已足以使被冲击点的平台杆件进入塑性状态,施工时应严格控制卸料高度和卷扬机的落绳速度。 对于吊装过程的动力问题,比较系统的导出了各个状态下吊机起动,制动时动荷载系数的表达式。并分别就计算公式中几个控制参数的不同取值情况,作了分析比较,得出了各参数对动荷载系数的影响程度,并结合工程实际情况指出了在吊装过程中要减少动荷载效应而必须注意的事项。 对于高空脚手架抗风问题,主要以附着升降脚手架为例,利用同济大学风洞试验的研究成果,结合规范推荐的计算方法,探讨了风荷载体形系数和风振系数的取值方法,并根据规范要求建立了脚手架模型,利用ansys有限元分析程序建模、分析了其在风荷载作用下极限承载力的变化情况。 对于施工振动问题,主要讨论了施工振动的主要特点和施工振动危害评价指标,对于锤击法沉桩问题,根据工程实测分析了锤击施工时地基振动的特点,指出了目前比较常用的计算锤击沉桩引起的振动效应的公式。对于振动沉桩,指出了振动沉桩的工作机理和减小振动效应的基本方法。另外,根据工程实例,分析了振动沉桩引起的振动效应的特点。对于强夯法处理地基时引起的振动问题,指出了目前较为常用一个计算强夯效应的简化计算模型,并根据工程实例,分析了强夯振动的基本特点。最后指出了一些常用的防治施工振动的方法。
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