不均匀沉降对某框架结构的变形和内力影响分析

摘要

采空区开始塌陷到稳定是一个过程，较剧烈的会使地面产生较大的倾斜、沉降变形，形成一个盆地。框架结构为独立基础时，抵抗变形的能力较差，所以采空区塌陷对其影响较大。在实际当中采空区塌陷造成建筑物损坏的例子很多。虽然中国严禁在建筑物下采煤，但是由于建筑物建设时未探明地下情况，建在采空区上方的建筑物也有很多。不能保证采空区上方的土层长久稳定而不发生塌陷，只能被动的采取措施，所以说有必要研究下采空区塌陷对框架结构的损伤分析及损伤后的加固。
　　本文以典型的框架结构筛分车间为研究对象，通过现场观测并记录倾斜、沉降值，获得有限元分析时需要的变形数据。初步分析实测数据，得出沉降、倾斜的变形具有一致性，并初步判定筛分车间在塌陷过程中保持了较好的整体性。又根据现行相关规范中的对框架结构倾斜限值的规定，对筛分车间作出严重不符合标准的评价。
　　在结构设计图纸和相关规范标准的基础上，遵循一定的简化原则建立计算模型，通过对比SAP2000计算变形和实际结构的测量变形、对比SAP2000计算内力的大小和实际结构裂缝情况的相对应，判别简化模型的合理性。
　　分别单独分析框架结构在整体倾斜过程、局部沉降过程中的结构变形和内力的变化，分别得出两者对结构的影响规律，再通过两者的对比，得出对结构损伤影响的大小。
　　按塌陷时的地基实际变形施加给结构倾斜、沉降，计算分析变形和内力。然后将单独施加整体倾斜、局部沉降计算的变形和内力与此计算结构进行对比分析，找出塌陷时影响结构损伤的主要原因。
　　考虑填充墙的作用，利用等效斜压杆模型来模拟其作用。还是按塌陷时的地基实际变形施加给结构倾斜、沉降，计算出结构的变形和内力，利用前面总结的规律，结合现场实际损伤情况，对框架结构进行全面的损伤分析。通过与前面未考虑填充墙的计算结果对比分析，得出填充墙对结构的影响大小。
　　在有限元分析和实际结构变形、损伤基础上，对结构提出可行的处理办法，为采空区框架结构事故后处理和设计提供一定参考。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 研究现状

1.3 研究目的和意义

1.4 本文主要研究内容

2 地表和筛分车间变形观测及分析

2.1 引言

2.2 地表变形基本理论

2.3 某采空区塌陷区地表下沉曲线

2.4 变形测量方法

2.5 筛分车间变形观测

2.6 变形测量结果

2.7 本章小结

3 倾斜、沉降对筛分车间的影响

3.1 引言

3.2 模型选取

3.3 计算模型建立

3.4 整体平面倾斜对筛分车间的影响

3.5 沉降对筛分车间的影响

3.6 两种沉降方式下结构的变形和内力对比分析

3.7 本章小结

4 不均匀沉降对筛分车间的影响分析与处理

4.1 不考虑填充墙框架结构的影响分析

4.2 考虑填充墙框架结构的影响分析

4.3 筛分车间变形纠偏与裂缝处理

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献