隧道施工对邻近框架结构的力学性能影响分析

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近年来,随着城市地铁、隧道工程等地下空间工程的开发利用,地下工程开挖引起的地面塌陷、周边建筑物地基不均匀沉降等问题也随之凸显出来。国内外众多学者针对建筑物不均匀沉降运用位移控制法、荷载控制法等多种方法进行了论述,并分别进行了结构模拟分析。由于沉降问题的种类繁多,不同沉降工况作用下结构的变化特点复杂多变。因此,对于不同工况下的结构沉降的对比研究是十分必要的。  本文在现有的研究基础上通过运用Midas/gts有限元分析软件,分别建立了地基、框架结构模型并进行了以下几方面的研究:介绍了当前隧道开挖对地表框架结构影响的理论依据,分析了地基沉降对上部建筑结构所造成的影响,阐述了模拟隧道开挖过程的理论依据;并结合了青岛的地质地貌,基于Midas/gts有限元软件,建立了相应的地层模型,对隧道开挖过程进行模拟分析,得到各个施工阶段的位移图及隧道在不同埋深时的地表沉降曲线;应用对框架结构柱脚施加垂直方向位移荷载模拟框架结构沉降,在此基础上对框架结构施加多种工况的位移荷载,得出框架结构的受力、变形,分析了隧道施工对地表框架结构的影响;同时,从隧道施工及建筑结构两方面入手,分析了当前隧道施工保护建筑物的主要措施,从而控制了框架结构在隧道施工过程中变形量,实现隧道施工与结构保护相协调的作用。  基于对地基沉降对邻近框架结构的力学性能影响,分别进行了地下施工过程分析及钢筋混凝土框架结构的静力分析,研究了不同条件下结构内力的积聚过程,探讨了结构中的薄弱环节,为后续建筑结构设计提供了理论依据。
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