【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),針對實(shí)際工程問題,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,針對鋼管混凝土暗柱連接問題,提出采用套筒灌漿連接方式,并對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)度和連接段長度對連接承載力的影響,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程和破壞形態(tài),對灌漿料厚度、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 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)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TD223

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2664900