承载作用论文范文
承载作用论文范文（精选9篇）
承载作用论文 第1篇
地基承载力大小对于建筑物设计的合理性、安全性、经济性至关重要。多年来工程界对地基基础进行了大量的试验和研究，取得了重大的成果，特别是土质地基，因其承载力低，容易出问题，特别为人所重视，使得基于塑性力学极限平衡原理发展起来的土质地基承载力计算理论相对比较完善。由于岩石能够承受较高的压力和剪力，能承受一定的拉力作用，具有强度高、变形小等特点，且在自然界中广泛存在，因而，它是岩土工程师首选的最优天然地基。但在漫长的地质运动中，由于多期的建造和构造等内外地质应力的复杂作用，现存于地表的岩体具有不连续、非均质和各向异性等固有特性，且受到水、温度、应力场综合影响，基岩强度受控于岩体结构、岩石强度、场地地形、基础旁侧荷载等诸多因素，以及对岩体本身特性的误区限制了地基承载力的发展，致使确定岩基承载力成为一个复杂的问题[1,2]。
1 承载力计算理论及其适用分析
有关地基承载力的理论较多，但从机理上的角度来讲，可分为两类:1)建立在极限平衡理论基础上的刚塑理论，其代表有普朗德尔理论、梅耶霍夫理论、太沙基理论及魏西克理论等;2)弹塑理论，国内许多地基规范确定承载力均以之为依据[3]。目前，偏心荷载或倾斜荷载条件下计算地基承载力的理论很多，但较为经典的是在普郎特尔之后的汉森理论，汉森公式主要用于倾斜荷载作用下的地基，也适用于埋深小于基础底面宽度的情况，同时考虑了基础埋深与宽度之比的影响，但它不适用于埋深较大的地基。
1.1 地基破坏模式及其分析
基础仅受竖直荷载作用时，地基破坏模式有三种:局部剪切破坏、冲切剪切破坏和整体剪切破坏[4]，而对于受倾斜荷载即垂直荷载Pv和水平荷载Ph共同作用条件下，有两种情况:
1)地基受到两个不同方向力的共同作用;
2)地基基础平面是倾斜的，在工程实践中工程技术人员往往只注意到前者而忽视了后者，这显然是错误的。在地基基础平面倾斜的情况下如果依旧按照只受竖直荷载的作用的情况来求地基的承载力结果会有很大偏差。试验研究表明，影响地基破坏模式的因素主要有地基土的条件、压缩性、基础条件等。
当倾斜荷载较大而引起地基失稳时，地基破坏形式可分为两大类:
1)沿基底产生的表层滑动:主要是水平力(Ph)过大所造成的，常见的失稳建筑物为挡水或挡土墙。
2)深层整体滑动:主要是由于Pv远大于Ph导致地基失稳而造成的，工程中深层滑动情况更为复杂，如图1所示。
在教科书中提出用下式作为表层滑动的判别式[1]:
其中，为基底临界竖向压应力，当实际竖向压应力小于此值时，地基失稳受表层滑动机理所控制，大于此值时，则受深层滑动机理控制;A为经验系数，一般取3～4;γ为土的容重，水下取浮容重;B为基础宽;c，分别为地基的粘聚力和内摩擦角。
地基倾斜和基础底面倾斜的情况如图2所示。
1.2 深层滑动与表层滑动的判别
如果Pv>，则地基发生深层滑动;
如果Pv≤，则地基发生表层滑动。
1.3 表层破坏的判别
其中，Fs为安全系数，根据建筑设计规范，一般取1.2～1.4;Fv为竖向压力总和;Fh为水平推力总和;f为基底与地基土的摩擦系数，查表。
1.4 深层失稳的判别
深层滑动情况较复杂，通常把滑裂面简化成圆弧面(见图3)，由于深层滑动没有专门的判别公式，通常用圆弧滑动法验算沿深层滑动地基的稳定性，其只能验算地基失稳的可能。
其中，J为作用于滑裂土体内的总渗透力;Lh,Lv,Lj分别为垂直荷载Pv，水平荷载Ph和渗透力J对圆心的力臂，其他符号如图3所示。
1.5 破坏形式与汉森计算公式对比分析
实验表明，当Pv≤时，地基不一定发生浅层破坏，只是受浅层破坏机理控制，当且仅当安全系数Fs<1.2～1.4时，地基才会发生表层破坏，这与汉森在求地基承载力时提出的保证基底不因水平力过大而产生水平滑动的计算公式:Ph≤Ca A+ptgδ相似，换句话说汉森公式既适用于受表层破坏机理控制时地基的承载力，又适用于受深层破坏机理控制时地基承载力。当且仅当安全系数Fs>1.2～1.4时，不适用于使用汉森公式求地基的极限承载力。在这种情况下直接使用安全系数法计算即可。
2 影响地基承载力的因素
到目前为止，尽管地基承载力计算公式取得了很大的改进，很多现行规范中还添加了很多修正系数(如形状修正系数、宽度修正系数等)，甚至还对地基承载力公式计算结果进行修正，但是在工程实践中，计算地基承载力时取得的值往往不准，有的甚至偏差很大，几乎不能使用，根据地基承载力的通式及工程实际可知，地基土的重、基础的宽度、埋深及荷载作用的方向都是影响计算结果的重要因素，但它们都可以通过专门的仪器精确地获得，而基础的内摩擦角和粘聚力较难通过试验获得且采用的试验方法和固结排水条件不同，即使是同一土体其抗剪强度c，值也可以相差很大，最终所获得的计算结果也会相差很大，因此，在计算过程中，地基土体c，值的选用尤为关键。
2.1 地基土的内摩擦角()
根据地基承载力的公式在多年工程实践中经验可知:越大，Nq,Nc,Nγ越大，承载力越高;当>20°时，Nq,Nc,Nγ急剧增大(见图4)。
目前，土体的抗剪强度指标主要是通过室内试验获得。试验方法主要有三轴剪切试验的不固结不排水剪(UU)，固结不排水剪(CU)和固结排水剪(CD);如用直接剪切仪，则为快剪，固结快剪和慢剪。由于三轴剪切试验相对于直接剪切试验更能模拟土体的实际受力状况以及更能严格控制试样排水条件及测定孔隙水压力的变化且剪切面不固定，因此其c，值也更为可靠，但三轴剪切试验所需试样较多、操作复杂，且成本较高，要求所有的工程项目都提供三轴剪切试验成果的可能性不大。但很多规范都要求一级建筑物必须进行三轴剪切试验并提供试验成果，二级建筑物也尽可能使用三轴剪切试验，当条件不允许时，可用直剪试验结果替代。目前，勘察单位大多提供使用直接剪切试验测得的c，值。为了说明不同的试验方法和排水条件对地基土体c，值的影响，现采取同一土试样进行不同排水条件下的直接剪切试验和三轴剪切试验，其对比结果见图5，表1(c'，'为有效应力强度)。可见，同一土体在不同的试验方法和排水条件下，其值差别悬殊，由此用理论公式计算的地基承载力也会相差很大。
注：1—直剪试验快剪曲线；2—直剪试验固结快剪曲线；3—三轴剪切试验不固结不排水剪（UU）强度包线；4—三轴剪切试验固结不排水剪（CU）总应力强度包线；5—三轴剪切试验固结不排水剪（CU）有效应力强度包线
2.2 地基土的粘聚力(c)
土的粘聚力与地基承载力呈正相关关系，地基承载力随c值增大而增大。
3 例题
某地区有一宽为4.5 m的条形基础埋置在地下2.5 m深处，其上作用中心有一倾斜荷载(竖直分量P=900 k N/m，水平方向Ph=150 k N/m)。0 m～2.8 m为粉质粘土，天然含水量28.0%，湿重度r=18.6 k N/m3，浮容重r'=9.6 k N/m3，粘聚力c=25 k Pa，内摩擦角=18°;2.8 m～3.9 m中砂层的内摩擦角=32°，湿容重r=18.5 k N/m3，浮容重r'=9.5 k N/m3;3.9 m以下粘土层，其固结不排水剪的强度指标为C=18 k N/m3，=22°，湿容重r=20，浮容重r'=9.7 k N/m3。
该地基属层状地基，应先确定持力层的最大深度Zmax值，Zmax=5.14 m。
持力层内土层的平均指标:Nr=6.78,Nq=9.5,Nc=19.19。
基础的深度修正系数、荷载倾斜系数等可根据公式求得。
所以极限承载力为:
4 结语
1)汉森公式不仅适用于受深层破坏机制控制的地基，而且适用于受浅层破坏机制控制的地基。2)地基岩(土)体的内摩擦角()和内聚力(c)是影响地基承载力的最重要因素。
参考文献
[1]胡琴,朱立辉.建筑工程岩石地基勘察中的几个问题分析[J].山西建筑,2008,34(18):27-29.
[2]叶海林,方玉树,刘兴林,等.岩石地基承载力确定方法评述[J].后勤工程学院学报,2007(9):54-56.
[3]李秀珍,许强,汤明高.地下水的分布形态对高层建筑地基承载力的影响[J].水文地质工程地质,2003(11):87-89.
承载作用论文 第2篇
总书记在党的十九大报告中提出，“坚定文化自信，推动社会主义文化繁荣兴盛”。发展中国特色社会主义文化，就是以马克思主义为指导，坚守中华文化立场，立足当代中国现实，结合当今时代条件，发展面向现代化、面向世界、面向未来的，民族的科学的大众的社会主义文化，推动社会主义精神文明和物质文明协调发展。
要解读文化自信，首先要正确理解何为“文化”。文化不只是文学、电影、音乐、建筑和文物，而是人类在社会历史发展过程中所创造的物质财富和精神财富的总和，包括一个智慧群族的一切群族社会现象与群族内在精神的既有、传承、创造、发展的总和。
十九大报告中的文化自信包括了对中国历史进程以及中国特色社会主义实践所取得的物质文化、精神文化、制度文化和中国人民的心理状态的自信。这体现了对文化定义的全面、准确理解。中国的文化自信应该包括对中国历史文化的精华，中国当代文化的创新，中国对适合本国国情的发展模式的探索和实践，中国特色社会主义的思想成就，中国的治理模式，中国的改革创新以及中国人民在经历困难之后不断探索、坚韧不拔、勇于创新、踏实努力的精神状态的自信。曾经提出“历史终结论”的美国学者福山也修正了自己的观点，认为“‘中国模式’的有效性证明，西方自由民主并非人类历史进化的终点，人类思想宝库要为中国传统留有一席之地”。
晚清以来，中国向西方的学习经历了“器物—制度—文化”三个由浅入深的阶段：从单纯引进西方的科学技术，发展为变革自身的政治制度和社会组织形态，最终演进为对中国文化的反思与批判。这一批判直至上世纪八十年代仍未完结，其时的“新启蒙”延续了历史上数次文化启蒙的思维方式，将中国文化置于后来者和劣等生的位置上，驱使其不断追逐和效仿更为“先进”的西方文化。可是谁曾想到，在短短的几十年间，过去的“劣等生”竟然创下了“中国崛起”的世界奇迹。随着中国经济的飞跃式发展和国际影响力的大幅提升，“中国模式”和“中国道路”成为全球性的热门议题，而溯源至中国文化的独特性和优越性便是其中一条重要的思路，对中国文化的关注和重视也随之日盛一日。提起中国古代史，他自豪地说，在我国历史长河中，许许多多先贤和仁人志士都对高尚的精神追求作出了阐释。诸如孔子的“朝闻道，夕死可矣”；孟子的“富贵不能淫，贫贱不能移，威武不能屈”；贾谊的“国而忘家，公而忘私”；诸葛亮的“鞠躬尽瘁，死而后已”；杜甫的“安得广厦千万间，大庇天下寒士俱欢颜……吾庐独破受冻死亦足”；范仲淹的“先天下之忧而忧，后天下之乐而乐”；文天祥的“人生自古谁无死，留取丹心照汗青”；顾炎武的“天下兴亡，匹夫有责”；林则徐的“苟利国家生死以，岂因祸福避趋之”；秋瑾的“他年成败利钝不计较，但恃铁血主义报祖国”，等等。
中华传统价值观是中华民族传统文化中最内里和核心的主线，其中的优秀部分是中华民族的精气神。中华传统价值观在价值取向、思维方式和生命情趣上，都极具自身特色。在价值取向上，从古即有“义利之辨”；在思维方式上，讲究“和而不同”；在生命情趣上，既崇尚道义上的“舍生取义”，也认同生活中的“和合中庸”。这些特色从表达形式、内容诠释和实践方式都极具价值内涵。如表达形式上，它们或简以“仁义礼智信”，或以“仁爱、诚信、爱国、中和、正义、贵和、持节”，又或以“自强不息、厚德载物、天人合一、见利思义、诚信知报、仁爱孝悌、精忠报国”作为表达方式。在内容诠释上，每一个字或词内涵都非常丰富。如“仁”，既可是“克己复礼”，也可是“爱人”，亦可是“己所不欲勿施于人，己所欲慎施于人”。落实到实践，既可体现于中华民族群体或个人的为人处世、接人待物，也可体现于中华民族群体或个体生产生活的工具设计、器皿打造、衣食住行等。总的来说，中国传统价值观侧重于道德的价值观。所以，中华民族是一个注重道德和道德修养的民族，并且在不同的历史阶段，根据时代的需要，社会在这些价值理念的具体阐释和操作上，有着不完全相同的倾向和侧重。这些不完全相同的倾向和侧重的出现，恰正符合了价值观应具的稳定性、持久性、历史性、选择性及主观性特点。当然，亦正因此，对传统价值观的诠释和实践，也不可避免地有了精华与糟粕之分。所以，对传统价值观取精去糟、去伪存真、与时俱进地掌握和认知，非常重要。
中国的文化自信既包括对中华民族历史上的灿烂文化的自信，也包括对造就中国现阶段发展的制度、观念、思想和心态的自信。中国特色社会主义理论、中国特色社会主义实践的伟大成就都应该是中国文化的重要内容。此外，中国人民在现阶段的昂扬面貌以及对未来发展的信心也是中国文化自信的重要内容和表现。
文化自信是国家兴旺发达的重要支撑，实现中国梦，是物质文明和精神文明均衡发展、相互促进的结果。没有文明的继承和发展，没有文化的弘扬和繁荣，就没有中国梦的实现。总书记强调：“一个国家、一个民族的强盛，总是以文化兴盛为支撑的，中华民族伟大复兴需要以中华文化发展繁荣为条件。”因为，我们需要延续华夏文脉的民族梦想。
文化是一个国家持久发展的不竭动力，文化自信是国家兴旺发达的重要支撑。将文化自信与“三个自信”上升到同一个高度，彰显了中国共产党带领中国人民实现民族复兴伟业的文化自主和文化自觉。总书记在纪念毛泽东同志诞辰120周年座谈会上的讲话时说：“站立在960万平方公里的广袤土地上，吸吮着中华民族漫长奋斗积累的文化养分，拥有13亿中国人民聚合的磅礴之力，我们走自己的路，具有无比广阔的舞台，具有无比深厚的历史底蕴，具有无比强大的前进定力。中国人民应该有这个信心，每一个中国人都应该有这个信心。我们要虚心学习借鉴人类社会创造的一切文明成果，但我们不能数典忘祖，不能照抄照搬别国的发展模式，也绝不会接受任何外国颐指气使的说教。”
文化自信，之所以说它更基础，就在于文化本质的把握与阐明关乎中国特色社会主义的发展方向和价值前景，关乎中国特色社会主义能否在人们的精神实践领域获得信念扎根与牢固认同；之所以说它更广泛，就在于文化本质的把握与阐明关乎中国特色社会主义能否坚实地走向广大人民群众的日常生活世界并获得最广泛的社会基础和群众基础，关乎中国特色社会主义能否成为担当并兑现“人民对美好生活的向往就是我们的奋斗目标”这一庄严承诺的历史进程；之所以说它更深厚，就在于文化本质的把握与阐明关乎中国特色社会主义能否具有延续并讲清楚中华文明的历史连续性、实践主体性和价值普遍性的文化能量和意义功能。
在当代，文化已成为世界范围内经济社会发展的价值维度。我国作为四大文明古国之一，有着悠久的历史和灿烂的文化。在文化融合加剧的今天，中国传统文化更应为中国社会各界所重视与扶持。我们须知，传统文化是一个民族发展的不竭动力，是文明的创造力所在，只有立足于优秀传统文化之根，才能保证中华民族的持续健康成长。
中华文明，拥有悠久的文化积淀。总书记数十年如一日，坚持着自己的文化自信，从中吮吸着丰富而深厚的文化营养的同时，也在一步步成就自己的宏伟志向。特别是执政后，在内政外交的不同场合，多次宣示自己对传统文化、传统思想价值体系的认同与尊崇。一系列的重大言行举措，无不彰显着总书记对文化自信的高度重视和推崇，因为，中国传统文化中饱含着许多耳熟能详的治国理念，学习传承这些优秀传统文化，可从中获取足够力量，为治国理政不断提供强力支撑。
承载作用论文 第3篇
和一般桩型相比, PHC管桩具有下列优点[2]:
1) 桩体强度较高, 耐打性和抗裂性较好, 能承受较高的锤击力, PHC管桩可达C80, 国外甚至达到C100的强度;2) 与实心普通混凝土预制桩相比, 降低了造价, 高温加高压养护, 大幅提高了生产效率;3) 可根据需要, 制成各种不同规格, 不同长度的桩段, 运到工地后相互连接, 沉入土中;4) 施工管理比较简单, 施工现场较文明;工厂化生产, 容易保证质量;5) 施工速度快。
1 工程概况[3]
该工程位于福州市仓山区金榕路东侧金洪路北侧, 上部建筑为6层框架结构, 下部基础采用PHC管桩, 总桩数56根, 桩截面为400或者500, 桩长约25 m～31 m, 桩端持力层为中砂层, 桩身材料采用C80混凝土。
2 单桩水平静荷载试验
现对施工编号为1号, 2号的两根桩进行静载荷试验。这两根桩的最大试验荷载均按300 kN进行。静载试验按国家行业标准JGJ 106-2003建筑基桩检测技术规范有关规定进行, 试验静荷载由安装在桩端油压千斤顶进行逐级加荷, 千斤顶所需反力由现场工程桩承担。试验加载方式为慢速维持荷载法, 每级荷载增量均为30 kN, 最大试验荷载均加至300 kN, 试验进展顺利, 仪器设备未出现异常现象。
3 试验方案
采用接近于水平受力桩的实际工作条件的试验方法, 施加一等效静态水平力模拟水平地震惯性力。水平推力加载装置采用油压千斤顶。
1) 本次试验选取400 mm及500 mm的两根管桩进行现场试验, 设计水平推力为150 kN, 水平位移为10 mm, 作为极限水平推力特征值。2) 采用一根主梁, 由两根工程桩提供反力。一台1 000 kN千斤顶进行加载, 千斤顶和试验桩接触处应安置球形支座, 千斤顶作用力应水平通过桩身轴线, 用压力表控制加载量。3) 在水平力作用平面即桩头下安装大量程百分表, 加载过程中测读位移。4) 水平推力加载方案见表1。5) 每加一级荷载后5 min, 1 h, 1.5 h, 2 h各读一次桩顶水平位移值, 稳定后 (每小时位移量不超过0.1 mm, 并连续两次) , 可加下一级荷载。试验规范中规定水平荷载试验终止的条件为:a.恒定荷载下, 桩的横向位移急剧增加, 变速率逐渐加快。b.达到试验要求的最大荷载或最大位移, 最大位移为30 mm～40 mm (软土取40 mm) 。c.桩身折断。
kN
考虑到试验桩是工程桩, 加载未达到管桩的极限荷载, 而且该试验桩为抗弯性能好的PHC管桩, 桩身并未出现破坏, 故以桩的水平位移达到一定值和桩侧土的明显开裂和隆起而认为达到破坏状态, 终止试验 (本次试验加载到300 kN) 。
4 试验结果
桩在水平荷载作用下将发生变位, 促使桩周土发生相应的变形进而产生抗力, 当桩变形增大到桩所不能容许的程度或桩周土失去稳定时, 桩—土体系便趋于破坏。因此, 在工程试验中一般通过控制桩的水平位移来得出桩的水平承载力。
本文试验得到的直接数据是分级荷载下的桩顶水平位移值, 表2列出了位移数据。根据试验数据绘制慢速维持荷载试验的水平力—力作用点位移 (H—Y0) 关系曲线、位移梯度—水平力关系曲线, 如图1～图4所示。
1号试桩桩长30.5 m, 桩径400 mm;2号试桩桩长32.2 m, 桩径500 mm。从H—Y0曲线可以看出, 试验加到270 kN, 水平位移值为10.03 mm, 曲线下降趋势明显, 结合试验的ΔHΔY0—H曲线, 在240 kN处出现明显拐点, 故该工程桩的临界承载力值可取240 kN。维持荷载试验水平荷载加到300 kN, H—Y0曲线并未出现明显的拐点, 说明PHC管桩的抗弯性能好, 能承受更大的水平荷载。
5 结语
1) 维持荷载试验水平荷载加到300 kN, H—Y0曲线并未出现明显的拐点, PHC管桩的塑性变形并不明显, 说明PHC管桩的抗弯性能强, 具有很好的水平承载性能。2) 现场试验是研究桩的实际受力特性最基本而且可靠的方法。通过实测PHC管桩桩顶水平位移, 得出PHC管桩的单桩水平承载力特征值为240 kN, 试验结果均能满足设计要求。3) PHC管桩在水平荷载作用下的桩头位移随着荷载的增加而增大, 并且当桩土体系处于弹性变形阶段时, 桩头位移同荷载呈线性关系。
6 工作展望
本文中只是做了一些初步的探讨, 因此今后仍需要开展以下工作:1) 本文试验桩PHC管桩桩顶自由且只受水平向荷载作用, 这种试验情况不能完全反映实际工程中的PHC管桩实际受力性状, 因为工程中PHC管桩桩顶都有承台或联系横梁将桩顶嵌固, 桩顶不是自由的, 所以对桩与桩帽连接节点抗弯性能及其承载力的研究需进一步深入分析。2) 本文只研究了水平荷载作用下PHC管桩单桩的工作性状, 没有考虑PHC管桩群桩、不同桩径、不同桩侧土模量时, 在水平荷载作用下的工作性状, 对于这一方面有待于进一步的研究。
摘要：以PHC管桩为研究对象, 结合工程实例, 分析了水平荷载条件下对PHC管桩桩土体系的影响, 探索了桩土体系的相互作用机理, 并对PHC管桩的工作性状进行探讨, 从而为水平荷载作用下PHC管桩承载性能分析提供指导。
关键词：PHC管桩,现场试验,水平承载力,水平位移,分析
参考文献
[1]《桩基工程手册》编写委员会.桩基工程手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 1995.
[2]邓友生, 孙宝俊.预应力混凝土管桩的应用研究及发展前景[J].建筑技术, 2003, 34 (4) :263-266.
[3]王艳芬.PHC高强预应力混凝土管桩的应用优势[J].山西建筑, 2009, 35 (20) :95-96.
承载梦想 第4篇
“梦想是石，敲出星星之火；梦想是火，点燃希望之灯；梦想是灯，引我们走向成功！”我相信，每个人都会有着自己的梦想。有些梦想很容易实现，但也有些梦想就是一个看似不可能实现的目标。可是，我相信梦想将是我们走向成功的动力、勇气和毅力！
小时候，我曾怀揣着一个很天真的梦想：我希望自己天天都有棒棒糖吃，父母天天都很疼爱自己。仅仅这个梦想，让那时的我感到很满足，也很开心。也曾要为了这个目标去奋斗。因此那时的我很努力的学习，以此换来父母的疼爱和奖励。最终，这个简单的梦想，我做到了！
小时候的梦想，对于现在的我来说，让我感到很天真，也比较自私。可是，那时的我，梦想就是这样简单、天真。
渐渐的，随着时间的一点一滴的消逝，我的思想也在日益成熟着。昔日的我，经历了青春和岁月的洗礼，慢慢的蜕变成了一个成熟，明事理，懂人情世故的男生。当然，我的梦想也会随之而改变，昔日的梦想再也满足不了我这充满无穷欲望的心了。
时间，让我渐渐的明白了：其实，一个人的好，并不是真的好。只有一个国家，一个社会好，那才是真正的好！那我的梦想就提升了一个层次，这个梦就是“我的梦，我的中国梦”。随着物质日渐富足，国力持续提升，新世纪第一个十年即将走完，“我的梦?中国梦”少了些沉重，多了些自由与开放，也更多闪烁出精神需求的光芒。今天的梦想不一定都是宏大叙事，袁隆平“干到九十岁，种出亩产一千公斤杂交水稻”是梦想，高原上的藏族小女孩喜欢跳舞、以后想当个舞蹈老师也是梦想。梦想也不一定都那么自我、那么“本土”、那么物质，创造财富是梦想，用手中的财富回馈全世界、影响全世界也是梦想。也许，现在“我的梦”中还有一些迷惘，“中国梦”中也还有太多需要自我完善和提升的地方，但每个梦想都值得尊重，并应该获得被平等放飞的机会。
我的梦想是当一个可以救死扶伤、挽救生命的医生。我的妈妈是一名医生，所以我知道当医生有多累。但我更知道当妈妈成功救治了一个患者是，心中的快乐和自豪是难以想象的。我希望能有很多拥有这些梦想的同学，大家能够一起努力。说不定未来的中国将会减少很多悲伤痛苦，多出很多欢歌笑语。为中国出份绵薄之力。
每个人，都可以有一个“中国梦”，就好像每个人都可以仰望星空，星光洒在每个人的脸上，照亮更加丰沛的人生，也照亮更加灿烂的中国。
承载作用论文 第5篇
钢结构住宅体系已成为美国、日本、澳大利亚等发达国家住宅建筑的重要形式，与之相配套的轻质组合墙体也相对成熟。近年来，随着钢结构住宅在国内推广应用，组合墙体也有了较大发展，其中灌浆墙以其自身良好的各项性能指标，在钢结构住宅中得到广泛的应用。灌浆墙是由C形(卷边槽形截面轻钢龙骨)和U形(普通槽形截面轻钢龙骨)冷弯薄壁型钢构件和CCA板、石膏板等面板经自攻螺钉连接形成空腔，空腔内填充轻质填充料，构造见图1。当墙面板与龙骨架可靠连接时，墙面板在发挥围护作用的同时为墙体骨架提供了有效的侧向支撑，同时约束了其扭转，使墙体龙骨的稳定承载能力明显提高，从而增强了墙体的抗弯承载能力。
但由于灌浆墙截面由CCA面板、轻钢龙骨及填充料等几种不同材料组合而成，在承受荷载时，截面受力形态较为复杂，所以实际工程设计时往往只考虑轻钢龙骨承担荷载，面板仅考虑对龙骨的限制而不用验算龙骨的局部失稳情况。而实际上，在受荷载的情况下，两侧面板也可提供很大抗弯截面，这对墙体的抗弯性能有很大的提高。但具体有多大程度的提高，因诸多因素，其理论计算相当困难。
本文将采用理论及有限元软件对灌浆墙体进行模拟分析，为该体系的研究与应用提供一条有效途径。
1 蒙皮效应原理分析[1]
蒙皮效应是一个比较宽泛的力学概念。对于建筑结构来讲，蒙皮效应是利用建筑物表面覆盖材料本身的刚度和强度对建筑物整体刚度的加强作用，这种效应大大加强了结构的空间整体性。蒙皮效应很难明确地量化，它受很多条件影响，不同的工程情况下，蒙皮的作用效应也不同，一般工程中只将其作为一种结构上的安全储备。围护层面与边框组成一种新构件，承受平行层面方向的水平荷载(如风、地震作用等)即蒙皮传力效应;此外，围护蒙皮层面增强结构整体性及起侧向支撑作用，二者统称之为蒙皮效应。虽然我国目前的工程设计中基本上忽略了蒙皮效应，结构计算也不考虑蒙皮效应，但是，蒙皮效应事实上是存在于大量的工程实际中的。
20世纪70年代，国外一些学者对墙体面板支撑的龙骨骨架结构性能进行了理论及试验研究，认为面板对龙骨骨架的支撑作用属于蒙皮支撑类型，并发现为了给龙骨骨架提供必要的支撑，组合墙体必须满足以下3个要求[2]:
1)连接件间距必须足够小，以防止连接件间龙骨柱在墙方向发生屈曲;
2)面板材料应具有足够刚度，以使龙骨骨架在墙方向变形尽可能小;
3)面板与龙骨间的连接强度足够，以形成能抵抗屈曲的侧向力，而连接件不破坏。
2 非线性有限元分析
2.1 试件选取
为方便比较，有限元分析试件选用足尺寸试件模型，墙体尺寸为2.5 m×1.65 m(高×宽)，竖向龙骨均为C形龙骨，规格为200×50×10×0.8，间距400 mm，天地龙骨为U形龙骨，规格为200×60×1.2。墙面采用10 mm厚的CCA板，通过自攻螺钉与龙骨连接，间距为120 mm。
2.2 建模时影响因素的考虑
为最大程度的模拟真实受力情况，应考虑试件连接及构造特点，研究各影响因素的模拟分析。
1)龙骨翼缘与CCA板之间的相互关系。
实际试件中，龙骨翼缘与CCA板之间通过自攻螺钉连接，建模时除了考虑两者在翼缘中线位置节点X,Y,Z三方向位移耦合外，还应考虑两接触面的接触模拟而进行接触分析。理论上在此模型中，如果可不考虑摩擦且两者间总是保持接触状态，可应用约束方程或自由度耦合来代替接触，这样在计算过程中可节省大量的计算机内存和计算时间，提高效率。为验证两种分析的结果是否一致，本次研究将分别进行计算对比。
2)考虑填充料对龙骨变形限制对计算结果的影响。
如果不考虑填充料的作用，龙骨在受力后会产生扭转失稳及局部屈曲失稳，但实际上，填充料对龙骨变形有限制作用，为研究是否考虑填充料的约束作用对计算结果的影响，我们分别对两种情况进行模拟分析，对比结果。
3)考虑内侧面板横向接缝对整体性的影响。
由于实际构造中，内侧面板是横向布置，在竖向龙骨跨中位置有一条板缝，这条缝的存在对墙体整体力学性能有一定影响，故在模型中应考虑。
2.3 有限元分析模型的建立
组合墙体的平衡方程为:
式中:[K]———结构的刚度矩阵，[K]=∫V[B]T[D][B]d V,
[B]———几何矩阵，
[D]———材料本构矩阵，
V———结构体积;
{δ}———节点位移向量;
[P]———荷载向量。
式中:{ε}———应变矩阵;
{σ}———应力矩阵。
由于考虑了材料非线性和几何非线性，式(1)中的结构刚度矩阵[K]不是常量，其中材料本构矩阵[D]和几何矩阵[B]均与应力或应变有关。
1)材料参数。
墙体构件材料特性参数表见表1。
2)边界条件的确定。
在模拟分析过程中，竖向龙骨和横向龙骨之间的连接为简支，两者公共节点耦合X,Y,Z三方向位移;横向龙骨腹板限制X,Y,Z三方向位移;竖向龙骨翼缘与CCA板接触部位考虑接触或应用X,Y,Z三方向位移自由度耦合。
3)模型单元选取。
根据分析问题的力学特性，选取了ANSYS提供的Shell63单元模拟龙骨;Solid45单元模拟CCA板。
4)单元网格化划分。
根据构件尺寸，综合考虑计算精确度及计算效率，选取网格尺寸为25。
5)荷载取值。
基本风压取较大的0.65 k N/m2，建筑物高度取90 m，计算出风荷载设计值:2.86×10-3N/mm2。
根据上述的方法建立的CCA板灌浆墙体有限元模型见图2，图3。
3 计算结果分析
在对比计算前，先对各项因素影响结果进行分析。
3.1 是否考虑填充料的约束影响
从表2的对比分析可以看出，是否考虑填充料的影响，龙骨的应力和变形计算结果相差甚大，可见，填充料对龙骨约束作用较大，在设计时，不可忽略。
3.2 是否考虑面板与龙骨接触面的接触
分析表3可以得出，两种情况结构基本相同，因此，为了简便计算分析，提高效率，在有限元分析的过程中可以不考虑接触面的摩擦，应由约束方程或自由度耦合来代替接触，其计算结果不会有影响。
3.3 是否考虑内侧板拼缝影响
从表4计算结果看，墙体内侧板拼缝的存在，对竖向龙骨的应力有所影响，故在设计时，不可忽视这个因素的影响。
通过上述几个方面的计算分析，确定了在考虑墙体面板的支撑作用的情况下，应考虑的各种影响因素，并将计算所得结果与仅考虑龙骨抗弯的结果进行对比，见表5。
4 结语
本文采用壳及实体单元分别模拟面板、龙骨和填充料，建立同时考虑材料及非线性的有限元分析模型，可以较为精确的求解面板灌浆墙这一组合墙体的抗弯承载能力，通过文中分析可得如下结论:
1)外墙抗风压设计验算时，不考虑墙板的组合效应，即仅对龙骨进行计算，虽过程比较简单，但所得结果偏于安全，有很大的安全储备，不经济。
2)灌浆墙内填充料对龙骨的约束作用明显，以及自攻螺钉的连接，对竖向龙骨受抗弯设计时，不计算双力矩，不用验收构件的整体稳定性，只验收强度及挠度即可。
3)在有限元分析时，可不考虑面板和龙骨翼缘间接触面的摩擦，可应由约束方程或自由度耦合来代替接触。
4)面板灌浆墙构造中，内侧板拼缝对龙骨应力有较大影响，不可忽略，而对截面刚度影响较小。
参考文献
[1]Bryan E.R.Stressed Skin Design of Steel Buildings.CONSTRADO Monographs[J].Grosby Lockwood Staples,1973(8):67-68.
承载作用论文 第6篇
1 后压浆的作用机理
1.1 力学机理
力学机理一般可归纳为渗透固结效应、挤密充填效应、劈裂加筋效应和压密效应[3,4]。1)渗透固结效应是指浆液可以渗透到桩端土体的一定范围内,形成结石体,一定程度上增加桩端的承载面积和桩基的有效桩长。2)挤密充填效应是指通过提高持力层的强度来提高桩端阻力。桩端后压浆可以压密桩端周围存在的松散虚土。浆液在桩端胶结形成扩大的桩端固结体,上窜过程中挤压桩侧土形成桩侧固结体,从而提高桩端和桩侧的阻力。3)加筋效应是指通过改善桩端以上一定范围内桩土相互作用来提高侧壁摩阻力[2,3]。注浆压力增大到一定程度会致使桩端土层劈裂。浆液充填裂隙,呈脉状网络分布,对持力层起加筋作用。4)预压效应是指注入浆液可使桩端一定范围内的土层受到预压作用,从而提高基础的整体性,有利于控制基础沉降。
1.2 化学机理
后压浆的浆液可以加固土体,产生一定的化学效应,如化学胶凝作用、充填胶结作用、离子交换作用和固化效应[2,3]。硅酸盐水泥发生水化反应会减少土层中的含水量,增加土颗粒间的粘结。水化反应生成的各种矿物质填充于土体颗粒间的空隙,改善了土体的物理力学性能。
2 后压浆工艺流程
注浆伊始,浆液对桩端沉渣和土体起到压密和渗透作用。随着注浆量和注浆压力的增加,桩底扩大头逐渐形成,也逐渐改变了桩底土层的应力路径和固结状态[1]。对渗透性差的土层,注浆压力增大会在后期形成劈裂注浆。对渗透性好的土层,注浆量的增加会进一步扩散注浆半径,形成压密注浆状态。在注浆过程中,根据持力层渗透性的不同和注浆压力的变化,会出现注浆压力泵压力下降和回升的反复波动现象,但总的趋势是随着注浆量的增加和注浆半径的扩大,注浆压力不断升高。桩端注浆流程见图1。
3 后压浆工艺关键技术
1)注浆装置。注浆装置包括注浆导管和注浆阀,也可以利用声测管作为注浆导管。桩基施工时将注浆管与钢筋笼一起埋置,注意管底预留注浆孔并临时封闭以防混凝土堵塞。2)浆液浓度。浆液水灰比过大容易造成浆液流失,降低后压浆的有效性。水灰比过小会增大注浆阻力,降低可注性。因此浆液浓度的控制应根据土层类别、土的密实度、土是否饱和诸因素确定。对于饱和土宜为0.45～0.65,对于非饱和土宜为0.7～0.9,对于松散碎石土、砂砾宜为0.5～0.6。3)注浆量与注浆压力。压浆控制原则:以压浆量控制为主,注浆压力为重要参数,并严格控制桩顶上抬量。压浆量为第一指标,注浆压力为第二指标,桩顶上抬量为第三指标。合理的注浆量由土层性质、渗透性能、桩径桩长、沉渣量等因素决定。注浆量可以根据正式注浆前的试验数据、以往的工程经验和已有的经验公式估算得出(见表1)。在注浆实施过程中,需根据压水试验情况及注浆过程的反应适当调整注入量。也可以参考下述公式计算:Gc=αpd。其中,Gc为压浆量;d为桩基直径;αp为压浆系数,取值参考文献[9]。
4 后压浆的承载特性分析
4.1 桩基承载力的测试
现阶段对后压浆承载力特性的研究主要依靠大量的试验数据分析,因此有必要对压浆后的桩端阻力和桩侧阻力进行检测。自平衡测试法[6]是桩基承载力测试的常用静载荷试验方法之一。该法用预埋在桩身的荷载箱进行静载荷试验。试验从桩顶通过高压油管对荷载箱内腔施加压力,箱顶与箱底被推开,产生向上与向下的推力,从而调动桩周土的侧阻力与端阻力,直至破坏。
4.2 荷载传递机理
考虑土体的连续性引起的变形,对各桩段实测的摩阻力与位移关系进行修正,可真实反映出压浆后摩阻力沿桩身的分布规律。采用传递函数对摩阻力与位移关系进行拟合,从而得出各桩段的摩阻力极限值,有利于对后压浆的加固效果进行客观分析。
4.3 桩侧阻力的影响
影响灌注桩侧摩阻力的主要因素是护壁泥皮的影响及桩身混凝土固时缩径。桩端压浆的浆液一部分作用于桩端土体,另一部分作用于桩端以上一定范围内的桩侧土体。早期的研究认为桩端后压浆主要提高桩端的承载能力。近期通过对新郑黄河二桥、杭州湾跨海大桥、苏通大桥和东海大桥等超长桩的实测资料进行分析,发现桩端后压浆不仅可以提高桩端阻力,还可大幅提高桩侧阻力[5]。在部分超长大直径桩基工程实践中,桩侧摩阻力的增量成了桩基极限承载力提高的主要原因[6]。
4.4 压浆后承载力计算方法
东南大学龚维明等人在统计大量实测资料的基础上,总结出了符合一定条件[9]的大直径钻孔灌注桩后压浆单桩承载力容许值计算公式:
式中各参数的取值详见文献[9]。其中,[Ra]为压浆后单桩承载力容许值;βsi为第i层土的侧阻力增强系数;βp为端阻力增强系数;qsi为与li对应的各土层与桩侧的摩阻力标准值;qp为桩端处土的极限承载力;li为各土层厚度;μ为桩身周长;Ap为桩端截面;n为土的层数。此外,文献[8]和[12]也总结了后压浆单桩极限承载力的计算公式。
4.5 注浆效果分析
表2为部分特大桥梁后压浆桩基承载力增幅情况。从表中可以看出,后压浆对提高大直径超长桩基承载力具有明显的效果。
5 结语
承载作用论文 第7篇
以圆钢管为钢骨的劲性混凝土柱 (简称钢管混凝土核心柱, 如图1所示) , 以其抗震性能好、承载力高的优点, 近年来在高层和超高层建筑中的应用日益增多[1]。与之相应的, 由于混凝土的收缩和徐变的固有特性, 长期荷载作用对该类柱力学性能影响的问题也越来越突出。本文采用数值方法, 考虑混凝土的徐变和收缩因素, 对钢管混凝土核心柱的压弯承载力进行理论分析, 考察了长期荷载作用对该类柱承载力的影响。
2 考虑长期荷载作用效应的混凝土本构模型
文献[3,4,5]在推求长期荷载作用下的本构模型时, 采用的是对短期荷载作用的混凝土σ-ε关系模型作平行于ε轴的仿射变换的修正方法。本文也拟采用类似的推导方法, 在此之前, 先回顾一下短期荷载作用下的混凝土本构模型。
2.1 短期荷载作用下的混凝土本构模型
可采用《混凝土结构设计规范》[2]给出的混凝土应力应变关系曲线表达式:
undefined
式中, σc为混凝土压应变为εc时的混凝土压应力;fc为混凝土轴心抗压强度设计值;ε0为混凝土压应力刚达到fc时的混凝土压应变, 当计算的ε0值小于0.002时, 取为0.002;εcu为正截面的混凝土极限压应变, 当处于非均匀受压时, 按公式 (1) 计算, 如计算的εcu值大于0.0033, 取为0.0033, 当处于轴心受压时取为ε0;fcu, k为混凝土立方体抗压强度标准值;n为系数, 当计算的n值大于2.0时, 取为2.0。
其曲线如图2曲线a所示。
2.2 考虑长期荷载作用下的混凝土本构模型
收缩和徐变是混凝土在长期荷载作用下需要考虑的两个主要因素。
2.2.1 混凝土的收缩和徐变
混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。混凝土的收缩是一种随时间而增长的变形, 一般认为与荷载应力水平无关。收缩变形通常在两年后趋于稳定, 最终的收缩应变值εsh约为 (2～5) ×10-4[6]。
混凝土的徐变是指混凝土在荷载的长期作用下, 随时间而增长的变形。徐变受包括荷载应力水平、加荷龄期、湿度等多种因素的影响, 通常在2～5年之后趋于稳定。徐变应变εcr通常可以表示为瞬时弹性应变εci与徐变系数Cc的乘积形式。对于最终的徐变系数Ccu的确定, 已有包括ACI-209, CEB-FIP和Bazant-panula等多种模型可以选用。
2.2.2 短期荷载作用下混凝土本构模型的仿射变换
采用文献[3,4,5]的方法, 对式 (1) 表示的混凝土短期荷载下的模型作平行于ε轴的仿射变换。假设混凝土在短期荷载下加荷到σt0时的瞬时应变为εt0, 此后维持应力水平σt0不变, 直至混凝土的收缩和徐变变形趋于稳定, 产生的收缩应变为εsh, 徐变应变为εt0Ccu。这样, 混凝土在长期荷载下考虑了收缩和徐变的应力应变关系模型中, 应力σt0所对应的应变εt与短期荷载模型中对应点的应变εt0有如下关系:
εt= (1+Ccu) εt0+εsh (2)
通过对混凝土短期荷载下的模型作上述的修正, 就可以得到如图2曲线b所示的模型, 这个模型考虑了收缩与徐变的影响, 其表达式为:
undefined
2.2.3 长期荷载作用下考虑实际加荷应力比的混凝土本构模型
在实际情形中, 混凝土的工作荷载应力fcs=αcsfc (αcs为加荷应力比) 通常在30～60%fc之间, 混凝土在这个应力水平的长期荷载作用下会产生相应的收缩和徐变变形, 之后, 工作荷载由于某种原因在一个短时期内迅速增加, 从而导致混凝土的破坏。在这种加荷路径下, 混凝土的本构模型可以综合前述的两个应力应变关系式 (1) 和 (3) 得出, 如图1曲线C所示, 它考虑了实际加荷应力比的影响, 因而更接近实际情况。其表达式为:
undefined
undefined
3 轴力弯矩相关曲线的计算
在建立了如式 (4) 所示的长期荷载下混凝土的本构模型之后, 就可以进行钢管混凝土核心柱的轴力弯矩相关曲线的数值分析, 从而考察长期荷载作用对钢管混凝土核心柱承载力的影响。
3.1 计算假定
(1) 截面应变分布符合平截面假定;
(2) 钢筋、钢管与混凝土之间充分粘结, 变形协调, 无相对滑移;
(3) 拉区混凝土不参加工作;
(4) 钢管内混凝土不考虑钢管的约束增强作用;
(5) 钢材的应力应变关系采用理想弹塑性模型, 混凝土则分别采用式 (1) 和式 (4) 表示的应力应变关系来计算不考虑长期荷载作用的影响和考虑长期荷载作用的影响两种情况下的相关曲线。
3.2 计算过程
采用截面条带有限元法计算柱的轴力弯矩相关曲线, 主要思路是:在柱横截面上沿着弯矩作用的方向, 平行移动中和轴, 对于每一确定的中和轴, 根据计算基本假定和材料的本构关系, 采用截面条带有限元法, 可求得一组极限轴力Nu及相应的极限弯矩Mu, 于是, 由中和轴平移所得到的一系列 (Mu, Nu) 就构成了柱的轴力弯矩相关曲线。
3.3 计算结果
按照3.2节中所述的计算过程和方法编制的计算程序, 就可以用来对给定的钢管混凝土核心柱构件, 计算其轴力弯矩相关曲线, 确定其分别在考虑长期荷载作用的影响与否两种情况下的压弯承载力。图3是一个典型构件的分析结果, 该构件的几何材料基本参数为:Q235材质的钢管, C60级混凝土, HRB335级纵向钢筋;柱截面宽b=1000mm, 柱截面高h=1000mm, 钢管外径D=500mm, 钢管壁厚t=12mm;钢管外围混凝土的纵向钢筋面积按照钢管外围混凝土面积的1.13%配置;混凝土的最终收缩应变取为εsh=5×10-4, 最终徐变系数取为Ccu=2.15, 长期荷载的加荷应力比αcs=0.45。
图3中的轴力弯矩相关曲线的坐标分别采用无量纲量N*=Nu/bhfc和M*=Mu/bh2fc表示, 曲线1和2分别是在考虑与未考虑长期荷载作用影响时各自得到的结果。由图3可知, 曲线1的安全范围较曲线2的安全范围小, 表明考虑长期荷载作用的影响之后, 柱的压弯承载力降低, 特别是在界限平衡点 (大小偏心受压的界限点) 附近, 这种降低更为显著。
4 结论
考虑收缩和徐变的影响, 将短期荷载下混凝土的应力应变关系式进行修正, 再综合长期荷载加荷应力比的影响, 得到考虑长期荷载作用影响的混凝土应力应变关系式;进而采用条带有限元法, 计算得出长期荷载作用影响下钢管混凝土核心柱的轴力弯矩相关曲线;分析结果表明, 考虑长期荷载作用影响之后, 柱子的压弯承载力降低, 特别是在界限平衡点附近, 更为显著。
参考文献
[1]Guo-fan ZHAO, De-jun ZHANG and Zhou-yi CHEN.Be-havior and Design of High-Performance Concrete Columns UnderCyclic Loading.Proceedings of ICCMC/IBST 2001 International Con-ference on Advanced Technologies in Design, Construction and Main-tenance of Concrete Structures, Hanoi, Vietnam, 2001:230-236
[2]中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范 (GB50010—2002) .北京:中国建筑工业出版社, 2002
[3]C.C Choo, H.Gesund, and I.E.Harik.Influence of long-termloads on concrete column strength.Practice Periodical on StructuralDesign and Construction.2003, 2:57~60
[4]Kuang-Han Chu, Domingo J.Carreira.Time-dependent cyclicdeflections in R/C beams.Journal of Structural Engineering.1986, 112 (5) :943~959
[5]韩林海, 刘威.长期荷载作用对圆钢管混凝土压弯构件力学性能影响的研究.土木工程学报.2002, 35 (2) :8~19
承载作用论文 第8篇
该工程位于福州市仓山区金榕路东侧金洪路北侧, 上部建筑为6层框架结构, 下部基础采用PHC管桩, 总桩数56根, 桩截面Φ400或者Φ4500, 桩长约25～31米, 桩端持力层为中砂层, 桩身材料采用C80砼, 试验桩有关参数见表 (1.1) [2]。
现对施工编号为1#、2#的2根桩采用接近于水平受力桩的实际工作条件的试验方法, 施加一等效静态水平力模拟水平地震惯性力。水平推力加载装置采用油压千斤顶。试验装置如图1.1。试验加载方式为慢速维持荷载法, 每级荷载增量均为30kN, 最大试验荷载均加至300kN。
通过现场试验得出如下结论:
(1) 维持荷载试验水平荷载加到300kN, H-Y0曲线并未出现明显的拐点, PHC管桩的塑性变形并不明显, 说明PHC管桩的抗弯性能强, 具有很好水平承载性能。
(2) 试验的undefined曲线, 在240kN, 出现明显拐点, 故该工程桩的临界承载力值可取240kN, 得出PHC管桩的单桩水平承载力特征值为240kN, 试验结果均能满足设计要求。
2 有限元计算分析
2.1 程序简介
PLAXIS程序是荷兰Delft科技大学研究开发的著名的岩土工程有限元软件, 能够模拟复杂的工程地质条件, 适合变形和稳定分析, 能计算平面问题和轴对称问题, 对于非线性有限元和土与结构物的接触面的研究有较好的效果。该软件能够模拟各种常见结构、各种元素和土体的接触面、锚杆、隧道和桩基础等, 从而进行有限元分析。
2.2 有限元计算结果分析
在很多情况下试验桩为工程桩兼用, 因此不允许让试验桩承受过大的水平荷载或发生过大的侧向变形, 即在试桩中不少试桩是检验性的, 或者由于桩径大、入土深度深、承载力大, 受客观条件限制, 或者试桩反力装置出现故障等原因, 使试桩达不到破坏。试桩未达极限状态, 给桩极限承载力的评价和确定增加了困难。因此, 结合现场试验应用有限元软件进行桩的水平极限承载力分析是目前水平荷载桩的研究方向。本次现场试验桩为工程桩, 未达到桩土体系极限破坏即停止试验, 因此利用有限元软件对水平荷载试验进行模拟分析, 模拟在极限状态下的桩土的工作性状, 然后根据有限元软件输出文件判断桩身极限承载力。
应用Plaxis程序可以模拟单桩的水平静载荷试验, 本文采用先施加某级荷载, 在下一个计算工序中让土体固结2小时的方法来模拟慢速分级加载法。此次计算取1#桩有关参数进行。
(1) 应用Plaxis模拟计算的数据产生的桩顶H-Y0曲线与试验实测曲线基本吻合, 如图2.2。
(2) 应用Plaxis模拟计算得出的桩顶undefined曲线与试验实测曲线基本吻合, 且同样存在一个拐点Hcr, 如图2.3。
(3) 计算值较实测值偏小一些, 临界荷载为仍240kN。
3 参数分析
PHC管桩的工作性状与桩身刚度及桩侧土的工程性质等多种因素有关, 下面简单对PHC管桩的直径、桩侧土体的模量等因素作简单的分析。
3.1 管桩直径的影响
为了考虑PHC管桩直径的影响时, 本文设置了三种不同的直径的PHC管桩:300mm、500mm、600mm, 模型取与工程实例的计算模型相同, 表面不受竖直外力作用。本模型采用Plaxis中的二维等参元, 桩和土体之间的接触面设置界面单元。各计算主要参数为:桩体弹性模量E1=3.8×104MPa, 泊松比υ1=0.15。由于是PHC管桩, 所以取C80混凝土对应的弹性模量。
土体变形模量E2=15.0MPa, 土体泊松比 。由于只是定性分析承载性能随长径比变化的影响, 所以桩侧土体取同一种土体, 以便于计算分析。
图3.1是不同PHC管桩桩径在各级荷载下桩顶水平位移图。从图中可知桩径对桩顶水平位移影响很大, 当桩径较小时, 桩顶水平位移随着加载的增大而显著增大。
图3.2是不同PHC管桩桩径在各级荷载作用下的桩顶水平位移梯度曲线图。从图中可以看出3条曲线都存在一个拐点, 且桩径的愈小, 水平位移梯度增大愈快, PHC管桩的单桩水平承载力特征值为愈小。由该拐点即可得出该桩的屈服荷载取值 (D=300mm时, 为245kN; D=500mm时, 为265kN; D=600mm时, 为270 kN) 。
图3.3是第9级荷载下不同桩径的PHC管桩位移曲线图。从图中可以看出, 在同一条件下, PHC管桩桩径越大, PHC管桩位移越小。桩径为600mm时, PHC管桩在地面处位移为6.24mm;当桩径减为500mm、300mm时管桩在地面处位移为8.84mm、14.98mm, 分别增大了44%, 139%。可见桩径的大小对PHC管桩位移的影响是很大的, 加大桩径, 能够很明显的控制PHC管桩位移的大小。从图中还可以看出第一零点位置随着PHC管桩直径的增加而下移, 分别为距离地面3.lm、4.8m、6.4m, 说明PHC管桩直径越大, 刚度越大, 稳定性好。
图3. 4是同一级荷载下不同桩径的PHC管桩应力图 (与施加荷载同侧) , 在同一条件下, 随着桩径的增大, 管桩最大拉应力逐渐减小, 桩径为300mm、500mm、600mm的PHC管桩最大拉应力分别为3.12MPa、1.87MPa、1.25MPa, 可见PHC管桩桩径对桩的工作性状影响比较大, 工程中增大PHC管桩的直径, 能明显的改善PHC管桩的工作性能。
3.2 桩侧土模量的影响
本文设置了三种不同的PHC管桩桩侧土模量:15MPa、30MPa、45MPa, 其它模型的尺寸和参数同工程实例。
图3.5为三种不同模量下桩顶的水平位移图, 从图中可以看出桩侧土模量越大, 桩顶水平位移越小, 且变化趋势越平缓。
图3.6为三种不同模量下桩顶水平位移梯度曲线图, 从图中可以看出三条曲线都存在一个拐点, 我们可以根据拐点而得到桩的屈服荷载。
图3.7是第9级荷载下PHC管桩桩侧土模量变化时桩身水平位移图。从图中可以看出, 随着桩侧土模量的增加, PHC管桩在地面处的水平位移逐渐减少, 分别为13.22mm、8.34mm、6.76mm, 可见桩侧土体模量对管桩的位移有影响的。随着桩侧土模量的增加, PHC管桩第一零点位置逐渐的上升, 分别距离地面4.8m、4.3m、3.98m。这是由于随着桩侧土模量的增加, PHC管桩对土的相对刚度减小, PHC管桩的柔性挠曲就表现得更加明显, 零点位置上移。
图3.8是同一级荷载下土模量变化时的管桩应力图, 在同一条件下, 随着土模量的增加, PHC管桩最大拉应力逐渐减小, 不过变化趋势不大, 最大拉应力分别为1.59MPa、1.66MPa、1.63MPa, 可见土模量的变化对桩身最大拉应力影响很小。
4 结论
(1) 对PHC管桩在地面处水平位移影响最大的是管桩直径, 其次是桩侧土体的模量, 因此, 加大PHC管桩的直径, 能有效控制桩身位移, 改善PHC管桩的承载能力。
(2) 第一零点位置随着PHC管桩直径的增加而下移, 下降幅度比较高;第一零点位置随着桩侧土模量的增加, 逐渐地上升, 上升的幅度不大。
(3) PHC管桩直径对桩身最大拉应力影响较大, 桩侧土模量对桩身最大拉应力影响甚微。
摘要：本文在试验的基础上应用有限元软件Plaxis计算水平荷载桩的受力特性, 分析了在水平荷载作用下的桩顶的水平荷载与水平位移的关系。分析了不同桩径、不同桩侧土模量时, PHC管桩水平荷载与水平位移的关系。
关键词：PHC管桩,Plaxis,数值模拟,水平荷载,承载性能
参考文献
[1]王春茶.水平荷载作用下PHC管桩承载性能分析[J].山西建筑, 2010.
承载作用论文 第9篇
一、追溯抗震精神的由来, 解读抗震精神的含义
作为经历过大地震磨难的城市, 唐山对“城市精神”这一概念有着更深层次地解读。
1976年7月28日, 唐山发生了7.8级强烈地震, 百年工业城市毁于一旦, 灾民的生活陷在极其困苦之中。是党中央、国务院派来了慰问团, 调动了解放军和医疗队, 帮助灾区人民度过难关。在较短的时间内挖出了“抗震煤”、炼出了“抗震钢”、发出了“抗震电”、烧出了“抗震瓷”、产出了“抗震粮”。唐山人民凭借着坚强的意志, 用生命、鲜血和汗水铸就了唐山抗震精神。
1996年纪念地震20周年之际, 江泽民同志亲笔题词:“弘扬公而忘私、患难与共、百折不挠、勇往直前的抗震精神, 把新唐山建设得更繁荣更美好”。这是对唐山抗震精神的高度概括和对唐山人民的热情褒奖。
抗震精神无论在震时还是震后都具有十分重要的意义, 它是支撑、鼓舞唐山人民的巨大精神力量, 其含义深远:“公而忘私”:在面对突如其来的灾难时, 唐山人民表现出了“舍小家、顾大家”的无私精神。“患难与共”:灾区人民共用一个炉灶、同住一个窝棚、有饭大家吃, 有水大家喝, 互帮互助, 共度难关。“百折不挠”:地震把唐山夷为平地, 然而大自然的残酷并不能把唐山人击垮, 唐山人民战天斗地, 夺取了抗震救灾的伟大胜利。“勇往直前”:在家园被毁或痛失亲人的境遇下, 唐山人民以无比强大的勇气和信心投入到了抗震斗争中。如今抗震精神已经成为地震留给唐山人民的宝贵的精神财富, 融入唐山人民的血脉, 成为塑造唐山城市精神的灵魂。
二、建立纪念馆, 打造精品展览, 再现抗震精神
城市精神的传承需要载体, 一个城市要提高综合实力, 必须下力量建设能作为软实力载体的文化设施。为了永久地纪念唐山地震, 向社会和后人展示抗震救灾的伟大业绩及抗震精神, 1984年唐山市人民政府决定建立唐山地震资料陈列馆, 并于1986年正式落成, 之后经历了两次大规模改扩建, 1996年更名为“唐山抗震纪念馆”。如今, 唐山抗震纪念馆已经是一座展示唐山大地震、唐山抗震精神、新唐山建设成就的综合性展馆, 并成为唐山对外宣传的重要窗口。
抗震纪念馆历经了25年多的发展壮大, 展览陈列也经过了4次重大地调整, 展览内容也从最初的单一展出地震历史图片拓展到强调展示新唐山的建设成就, 从而突出再现唐山的抗震精神。值得一提的是《唐山抗震成就展览》, 此展览是在2006年为纪念地震30周年, 在市委、市政府的精心组织下布展完成的。展览一方面以实事求是、尊重历史、相信科学为原则, 充分挖掘历史资料, 加大了抗震救灾、防震减灾的展出内容, 使地震文化资源得以全面整合。另一方面以突出重点、体现特点、展现亮点为原则, 充分展示了震后30年, 特别是近10年, 唐山人民弘扬抗震精神、建设繁荣美好新唐山所取得的辉煌成就。
三、弘扬抗震精神, 扩大纪念馆影响
城市精神既是一种现实性力量, 更是一种超越性力量。它不仅影响着一个城市, 甚至影响着一个国家、一个民族。多年来纪念馆不断拓展活动空间, 真正发挥了传承抗震精神载体的作用。开馆至今, 共接待观众350多万人次, 党和国家领导人近80位, 其中有胡锦涛、江泽民、李鹏、朱镕基、温家宝等;省、军级以上领导近800人及世界五大洲近百个国家的外宾数万人。各级领导、国内外宾客参观完展览后对唐山人民的抗震精神给予了高度的评价。
美国驻华大使馆副参赞比尔·蔡瑞德参观完展览后感言:我深深地被唐山人民的精神所感动, 正是这种精神使唐山再次崛起。
加拿大、新西兰驻华大使参观完展览后深情地写到:唐山人民的精神和能力无疑是超过了7级地震的能量, 前面是一片光辉灿烂的明天。
……
唐山抗震精神不仅教育了全国人民, 同时也影响到了全世界人民。
四、实行免费开放政策, 拓宽抗震精神教育辐射面
教育功能是博物馆最主要的功能之一, 城市精神的教育则是博物馆教育的一项重要内容。作为全国爱国主义教育示范基地, 抗震纪念馆于2010年1月底正式向社会免费开放。纪念馆实行免费开放政策受到了广大观众的一致欢迎。
原本喜欢参观纪念馆的唐山市民成为了纪念馆的常客;原本对纪念馆没有了解的市民也走进了纪念馆;大、中、小学生纷纷来纪念馆开展活动;外地观众也慕名而来……他们来纪念馆感受文化氛围的熏陶, 学习地震知识, 接受抗震精神的洗礼。
截至目前, 纪念馆免费开放已有2年多的时间, 接待观众总量50余万人, 观众量明显增多, 观众满意度显著提高, 扩大了抗震精神教育的辐射面。
博物馆不仅收藏着昨天的物态历史, 而且映射着昨天的精神历史, 把它们完整无缺地交给后人是博物馆不可推卸的责任。唐山抗震纪念馆将本着对党和政府负责, 对唐山人民和全国人民负责, 对历史和未来负责的态度努力将唐山城市精神———抗震精神不断地传承下去。
摘要：博物馆在塑造城市精神中扮演着重要的角色, 本文以唐山抗震纪念馆为例, 论述了博物馆作为城市精神传承载体的重要作用。
关键词：博物馆,城市精神,传承,载体
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