采動(dòng)區(qū)半剛性門式剛架平面穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著地下資源的不斷開采，地表出現(xiàn)大面積的塌陷，形成采動(dòng)沉陷區(qū)，從而對(duì)上部建筑產(chǎn)生影響。而目前在我國，存在大量采動(dòng)區(qū)的已建門式剛架和位于老采空區(qū)的新建門式剛架，此采動(dòng)區(qū)地表變形對(duì)門式剛架的平面穩(wěn)定性影響較大。同時(shí)，對(duì)于實(shí)際的門式剛架，不同的梁柱連接剛度也會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體剛度，從而使采動(dòng)區(qū)地表變形對(duì)半剛性門式剛架平面穩(wěn)定性影響更大。因此，對(duì)半剛性門式剛架在地表變形下的平面穩(wěn)定性進(jìn)行研究具有重大的實(shí)際意義。
　　本文主要對(duì)半剛性門式剛架

2、在地表變形下的平面內(nèi)穩(wěn)定性及機(jī)理進(jìn)行研究。通過足尺模型試驗(yàn)，驗(yàn)證了在豎向不均勻沉降、拉伸地表變形和壓縮地表變形這三種地表變形作用下半剛性門式剛架有限元模型計(jì)算結(jié)果的合理性。根據(jù)所測得主要測點(diǎn)的應(yīng)力和柱頂側(cè)移的變化情況，分析得出水平地表變形對(duì)半剛性門式剛架的平面穩(wěn)定性影響較大，其中拉伸地表變形對(duì)半剛性門式剛架平面穩(wěn)定性影響最大，豎向不均勻沉降對(duì)半剛性門式剛架的平面穩(wěn)定性影響較小。
　　利用ANSYS建立與試驗(yàn)相同尺寸及約束方式的有限

3、元模型，對(duì)本課題研究進(jìn)行深入的研究拓展：（1）分別研究了豎向不均勻沉降、拉伸地表變形和壓縮地表變形三種地表變形下柱腳剛接的半剛性門式剛架平面穩(wěn)定性能。（2）通過梁跨中撓度或柱頂側(cè)移量這兩個(gè)參量，考慮不同柱腳約束方式、梁柱節(jié)點(diǎn)剛度以及梁柱線剛度比的門式剛架在以上三種地表變形下平面失穩(wěn)破壞的變化情況。（3）通過Matlab語言編制程序?qū)Φ乇碜冃蜗掳雱傂蚤T式剛架的平面穩(wěn)定性進(jìn)行較為深入、全面的理論研究，并與ANSYS有限元模擬結(jié)果對(duì)比。通過對(duì)

4、比發(fā)現(xiàn)，兩者吻合度較好，主要差別是有限元模擬計(jì)算中，當(dāng)門式剛架進(jìn)入塑性后，整體剛度會(huì)有所下降，但理論計(jì)算剛度仍不變，計(jì)算的柱頂側(cè)移量偏小。
　　通過這一系列的研究表明，在豎向不均勻沉降下半剛性門式剛架發(fā)生的是反對(duì)稱失穩(wěn)，在水平地表下半剛性門式剛架發(fā)生的是對(duì)稱失穩(wěn)；豎向不均勻沉降下的半剛性門式剛架，在豎向荷載和豎向不均勻沉降的共同作用下柱頂?shù)淖冃螘?huì)產(chǎn)生P-Δ二階效應(yīng)；在拉伸地表變形下的半剛性門式剛架，在豎向荷載和拉伸地表變形的共同作