【摘要】：井塔是礦山地面工程中最重要的工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)之一,是聯(lián)系礦井上下通道的關(guān)鍵環(huán)節(jié),針對(duì)實(shí)際工程問(wèn)題,課題組提出一種裝配式鋼管混凝土井塔結(jié)構(gòu)體系,該體系由裝配式鋼管混凝土剪力墻、鋼管混凝土柱、鋼梁和疊合樓板組成,具有抗震性能好、占用井口時(shí)間短、縮短礦山建設(shè)周期等優(yōu)點(diǎn)。裝配式鋼管混凝土結(jié)構(gòu)存在大量水平接縫和豎向接縫,接縫連接性能的好壞是該類結(jié)構(gòu)能否大量推廣應(yīng)用的關(guān)鍵,針對(duì)鋼管混凝土暗柱連接問(wèn)題,提出采用套筒灌漿連接方式,并對(duì)鋼管套筒灌漿連接性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。開展了54個(gè)鋼管套筒灌漿連接軸向受拉和軸向受壓承載力試驗(yàn),得到了粘結(jié)-滑移曲線,探討了灌漿料強(qiáng)度和連接段長(zhǎng)度對(duì)連接承載力的影響,分析了粘結(jié)應(yīng)力在接觸面的分布規(guī)律。結(jié)果表明:鋼管套筒灌漿連接在軸向拉壓荷載下,粘結(jié)應(yīng)力分布不均勻,每個(gè)抗剪鍵受力不均勻,抗剪鍵處灌漿料逐次達(dá)到極限抗壓強(qiáng)度,由于套筒的約束作用,灌漿料的塑性增強(qiáng),內(nèi)力發(fā)生重分布,當(dāng)達(dá)到極限荷載時(shí),全部抗剪鍵處的灌漿料均達(dá)到極限強(qiáng)度。進(jìn)行了48個(gè)鋼管套筒灌漿連接破壞機(jī)理試驗(yàn),分析了鋼管套筒灌漿連接破壞過(guò)程和破壞形態(tài),對(duì)灌漿料厚度、抗剪鍵個(gè)數(shù)、環(huán)向約束應(yīng)力的影響效應(yīng)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:灌漿料斜裂縫首先出現(xiàn)在鋼管底部抗剪鍵位置處,與水平方向夾角約為30°,在一定范圍內(nèi),隨著厚距比的增大,斜裂縫由細(xì)而密向著粗而少發(fā)展。創(chuàng)建了鋼管套筒灌漿連接極限承載力計(jì)算模型,模型以灌漿料沿套筒內(nèi)側(cè)環(huán)向拉應(yīng)變達(dá)到其極限拉應(yīng)變作為極限狀態(tài),通過(guò)套筒環(huán)向應(yīng)變、鋼管環(huán)向應(yīng)變與灌漿料環(huán)向應(yīng)變間的變形協(xié)調(diào)關(guān)系、灌漿料整體靜力平衡和灌漿料三向本構(gòu)關(guān)系推導(dǎo)出極限承載力計(jì)算公式。設(shè)計(jì)了5個(gè)裝配式鋼管混凝土剪力墻,1個(gè)現(xiàn)澆鋼管混凝土剪力墻,1個(gè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻試件,通過(guò)往復(fù)荷載試驗(yàn),分析了剪力墻的破壞形態(tài)、滯回性能、變形能力及耗能能力,探討了軸壓比和加載速率對(duì)裝配式鋼管混凝土剪力墻抗震性能的影響。結(jié)果表明:預(yù)制鋼管混凝土剪力墻抗震性能不低于現(xiàn)澆鋼管混凝土剪力墻,高于現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻。
【圖文】：

- 3 -(a)皇崗梁煤礦井塔 (b)營(yíng)盤豪煤礦主井井塔 (c)銅陵冬瓜山銅礦主井井塔圖1-1 典型井塔結(jié)構(gòu)Fig.1-1 Typical tower structure現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)井塔可分為框架結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和框架剪力墻結(jié)構(gòu)。(1) 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，延性好、設(shè)備安裝方便，可應(yīng)用于不需要設(shè)置圍護(hù)結(jié)構(gòu)的井塔，但這類井塔整體剛度低、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生較大震動(dòng)。(2) 筒體結(jié)構(gòu)內(nèi)部為鋼筋混凝土框架柱，外部為鋼筋混凝土筒體，該類結(jié)構(gòu)井塔設(shè)備布置靈活多變、承載能力較強(qiáng)、結(jié)構(gòu)安全度高，同時(shí)采用滑模施工方法可有效縮短施工工期。但矩形結(jié)構(gòu)井塔風(fēng)荷載系數(shù)較大，基礎(chǔ)受力不均，設(shè)計(jì)難度較大，而圓筒形結(jié)構(gòu)井塔對(duì)設(shè)備布置限制較多，難以充分利用建筑面積。(3) 框架剪力墻結(jié)構(gòu)內(nèi)部為鋼筋混凝土框架柱，外部為鋼筋混凝土剪力墻，剪力墻設(shè)有扶壁柱

五層層高為 7.75m，六層層高為 8m，七層提升機(jī)大廳層高 18.85m，，其立面圖如圖 1-2所示。圖1-2 裝配式鋼管混凝土井塔立面圖Fig.1-2 Concrete-filled steel tube shaft elevation井塔采用六繩摩擦提升機(jī)，提升機(jī)位于標(biāo)高 77.75m 的提升機(jī)大廳，導(dǎo)向輪位于標(biāo)高 69.75m 的導(dǎo)輪層，提升機(jī)及導(dǎo)向輪直徑均為 5m，主井內(nèi)設(shè)一對(duì) 50t 立井多繩提煤箕斗，單個(gè)箕斗高 23.2m，可裝載 50t 原煤。提升系統(tǒng)最大速度 14m/s，加速度0.85m/s2
【學(xué)位授予單位】：華北理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TD223

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳建偉;閆文賞;蘇幼坡;陳海彬;馮宣銘;;裝配式鋼管混凝土組合剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2015年S1期

2 王國(guó)慶;程壯;王振宇;陳楓;張毅;;帶剪力鍵鋼板-高強(qiáng)灌漿體的抗剪承載力[J];浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版);2015年07期

3 祁佳睿;王鐵成;蘇幼坡;馮宣銘;;不同軸壓比下鋼管混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)受力性能試驗(yàn)及有限元分析[J];地震工程與工程振動(dòng);2015年03期

4 劉小萌;張長(zhǎng)會(huì);盧志強(qiáng);盛宏玉;;黏滯阻尼器在煤礦井塔結(jié)構(gòu)抗震加固中的應(yīng)用[J];震災(zāi)防御技術(shù);2015年01期

5 蔣首超;劉仁勇;王震;;水泥基材料膨脹率與力學(xué)性能的試驗(yàn)研究[J];中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年09期

6 黃遠(yuǎn);許銘;張銳;;全裝配式混凝土結(jié)構(gòu)界面軟索連接拼縫抗剪性能試驗(yàn)研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年06期

7 李進(jìn);李小杰;李青寧;姜維山;;鋼板箍螺栓裝配連接混凝土柱抗震性能研究[J];地震工程與工程振動(dòng);2013年05期

8 吳春杰;;鋼筋混凝土井塔施工技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展[J];建井技術(shù);2013年04期

9 王文達(dá);魏國(guó)強(qiáng);李華偉;;鋼管混凝土框架-RC剪力墻混合結(jié)構(gòu)滯回性能分析[J];振動(dòng)與沖擊;2013年15期

10 蔣首超;欒健;;靜力作用下灌注膨脹水泥漿套管連接性能試驗(yàn)研究[J];結(jié)構(gòu)工程師;2013年02期

本文編號(hào)：2664900