【摘 要】
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防护工程是国民安全的重要保障,防护工程建设要求高质高效地完成建造任务。建筑工业化是我国目前建筑技术的发展方向,装配式混凝土结构是一种安全、经济、高效的结构形式,在民用工程中得到了广泛的应用。由于防护工程建设的紧迫性与重要性,迫切需要发展安全可靠、运输便利、安装快捷的装配式建造方式,将装配式结构的先进技术合理地应用于防护工程领域,对推动防护工程建设的快速发展具有重要意义。本文对某型防护结构开展研究,
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防护工程是国民安全的重要保障,防护工程建设要求高质高效地完成建造任务。建筑工业化是我国目前建筑技术的发展方向,装配式混凝土结构是一种安全、经济、高效的结构形式,在民用工程中得到了广泛的应用。由于防护工程建设的紧迫性与重要性,迫切需要发展安全可靠、运输便利、安装快捷的装配式建造方式,将装配式结构的先进技术合理地应用于防护工程领域,对推动防护工程建设的快速发展具有重要意义。本文对某型防护结构开展研究,设计并提出了一种安全可靠、安装便捷的装配式防护结构型式,采用有限元软件Abaqus对防护结构的受力性能进行分析研究,为工程应用提供参考。本文的主要研究内容及结论如下:1.对墙体未开洞防护结构水平及竖向荷载作用下的受力性能开展分析,基于分析结果提出构造改进措施,并对构造改进前后防护结构的受力性能进行对比分析。研究表明:（1）在顶板边缘增设环形圈梁,水平荷载下结构的初始刚度与极限荷载分别提高了53.1%与33.9%,结构的抗侧力性能显著提高;（2）在顶板与方钢管间增设螺栓连接,水平荷载下结构的极限荷载较增设连接前提高了11.8%,有效提高了结构的抗侧力性能;（3）在顶板分块间增设螺栓连接,有效减小了顶板分块对结构抗侧力性能的不利影响,顶板分块结构与顶板未分块结构相比,水平荷载下结构不同方向极限荷载的减小幅度较小均在3%以内,为便于运输及安装可考虑将顶板分块;（4）构造改进后的墙体未开洞防护结构在水平荷载或竖向荷载作用下均满足设计要求,结构安全可靠。2.对墙体开洞防护结构水平及竖向荷载作用下的受力性能开展分析,并与墙体未开洞防护结构进行对比分析。研究表明:（1）墙体开洞防护结构沿不同方向的抗侧力性能存在差异,墙体开洞对结构沿平行于门洞方向的抗侧力性能影响较大;（2）对于顶板分块的墙体开洞防护结构,合理选择顶板分块的布置方向,将顶板拼缝方向与结构平行于门洞方向错开,能够有效减小顶板分块与墙体开洞两个因素叠加对结构抗侧力性能造成的不利影响;（3）与墙体未开洞防护结构相比,水平荷载作用于顶板时墙体开洞防护结构抗侧力性能虽有一定削弱但仍能满足设计要求,水平荷载作用于墙体及竖向荷载作用下墙体开洞防护结构的受力性能与墙体未开洞防护结构基本相同,墙体开洞防护结构可按墙体未开洞防护结构进行初步设计。3.对防护结构抗侧力性能的影响因素开展研究,分析顶板圈梁宽度、方钢管截面尺寸以及墙体分片数量对防护结构抗侧力性能的影响,为工程设计提供参考。研究表明:（1）顶板圈梁宽度在达到与顶板上层厚度相同前,结构的抗侧力性能随圈梁宽度的增大而提高,顶板圈梁宽度在达到与顶板上层厚度相同之后,增大顶板圈梁宽度结构的抗侧力性基本相同;设计时建议将顶板圈梁宽度与顶板上层厚度取相同值,以发挥材料的最大效能;（2）在用钢量相同的情况下,设计时建议增大方钢管截面垂直于结构径向的边长,减小方钢管截面沿墙体厚度方向的边长,提高结构抗侧力性能;（3）减少墙体分片的数量,结构的抗侧力性能有所提高,但随着墙体分片数量的减少,防护结构沿两方向抗侧力性能的差异增大;设计时建议在满足运输尺寸及吊装重量的要求下减少墙体分片的数量,且分片数量宜大于4片以避免结构不同方向抗侧力性能出现较大差异。
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