采动区建筑物抗变形结构优化设计与造价对比分析
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摘要
本文综合应用矿山开采沉陷学、材料力学、结构力学等多学科的知识,分析研究了不同地表变形等级情况下,采动区抗变形建筑物结构构件的设计原则与方法。以拟建一幢四层砖混结构办公楼作为模型, 分析该模型在承受不同等级地表变形时,墙体和基础所受到的附加应力,并以此为基础进行抗变形结构设计。针对抗不同等级地表变形的建筑物结构构件的设置,对抗变形建筑物进行了结构合理性优化。以我国煤矿区经济适用房单体工程单位造价为基础,对采动区抗不同变形等级房屋的配筋和工程造价进行了对比分析,得出了各等级地表变形条件下抗变形构件配筋率和各等级地表变形条件下抗变形构件造价占抗变形建筑物总造价的百分比,地表变形与建筑物造价关系曲线和地表变形与圈梁配筋率关系曲线。本文研究成果对采动区建筑物设计具有指导价值。
This dissertation synthesizes the knowledge of many disciplines such as mining subsidence, material mechanics,structure mechanics and etc. Have analysed and studied the design principle and method of Anti-deformation Structure on mining area on the complexion of difference grade the earth's surface transmutation.And simulated establishes four floor masonry construction as model. Analyse the additional stress of the wall and foundation of the model on different grade deformation of ground surface. And do Anti-deformation Structure design base on it. Have optimized design of Anti-deformation Structure with setup of structure's component on different grade deformation of ground surface. Base on the engineering unit cost of tourist structural monomer on mining area of our country, Have comparative analysed structural steal and engineering cost on different grade deformation of ground surface. Have educed the steal ratio of fittings and the cost of Anti-deformation fittings in percent of the full cost of Anti-deformation building on different grade deformation of ground surface. The related curve of fee and steal ratio with deformation of ground surface have plotted. The production of this dissertation have instructional significance to structural design in mining area.
This dissertation synthesizes the knowledge of many disciplines such as mining subsidence, material mechanics,structure mechanics and etc. Have analysed and studied the design principle and method of Anti-deformation Structure on mining area on the complexion of difference grade the earth's surface transmutation.And simulated establishes four floor masonry construction as model. Analyse the additional stress of the wall and foundation of the model on different grade deformation of ground surface. And do Anti-deformation Structure design base on it. Have optimized design of Anti-deformation Structure with setup of structure's component on different grade deformation of ground surface. Base on the engineering unit cost of tourist structural monomer on mining area of our country, Have comparative analysed structural steal and engineering cost on different grade deformation of ground surface. Have educed the steal ratio of fittings and the cost of Anti-deformation fittings in percent of the full cost of Anti-deformation building on different grade deformation of ground surface. The related curve of fee and steal ratio with deformation of ground surface have plotted. The production of this dissertation have instructional significance to structural design in mining area.
引文
[1]仲惟林 .西德的建筑物、构筑物下采煤技 (M).矿山测量 .1986:12~29
[2]刘天泉 .波兰城镇及建筑物下采煤技术 (M).世界煤炭技术 .1985:234~256
[3]煤炭科学研究总院唐山分院 .抗变形结构理论计算方法 (J).1993: 24~40
[4]段敬民等 .矿山塌陷区房屋移动可升降点式基础设计参数确定 (J).煤炭工程.2003(11)
[5]曹力 .美国房屋结构抗震加固工程实例介绍 (J).建筑结构 .2002
[6] 黄 乐 亭 等 . 采 动 区 基 岩 地 基 建 筑 物 间 接 保 护 技 术 的 研 究 (J). 煤 炭 科 学 技术.1996
[7]傅佩河 .七五井田内房裂现象分析 (J).煤田地质与勘探 .2001
[8]郭文兵 .受开采影响建筑物破坏等级的模糊评价 (J).矿山测量 .1997(4)
[9]朱庆华 .村庄群下采煤地表沉陷控制技术研究 (J).矿山压力与顶板管理 .2002
[10]张勇 .抗变形结构建筑物在村庄下压煤开采中的应用 (J).煤 .1996
[11]何晖 .渭北采动沉陷区地表裂缝规律及村镇抗变形民宅设计分析 (J).西安工业学院学报.2002
[12]张少泉 .矿山地震研究进展 (J). 国际地震动态.1994
[13]张强 .抗震设计中的几个问题 (J).丹东纺专学报 .2001
[14]肖和平 .煤矿诱发地震研究 (J).华南地震 .1998
[15]龚文惠 尚传民 .沉陷区内危旧建筑物的加固 (J).土工基础 .1999
[16]李永树 韩丽萍 .采动沉陷 对 建 筑物 的破 坏 作 用 (J).河 北 煤 炭建 筑 工程 学院学报.1994(2)
[17]王国俭 张家华 .ANSYS 软件在 21 世纪中心大厦设计中的应用 (J).工程设计CAD 与智能建筑 .1999(2)
[18]王国俭 .ANSYS 在公共建筑设计中的应用 (J).CAD/CAM.2000(2)
[19]赵经彻 何满潮 .建筑物下 煤 炭 资 源 可 持 续 开 采 战 略 (J).中 国 矿业 大 学出版社.1997
[20]潭志祥 .采动区建筑物地基、基础和结构协同作用理论与应用研究 (J).中国矿业大学.2004
[21] 黄 乐 亭 等 . 采 动 区 基 岩 地 基 建 筑 物 间 接 保 护 技 术 的 研 究 (J). 煤 炭 科技.1996(2)
[22]郭全全等 .中国国家大剧院结构地震分析 (J).工程力学 .2003
[23]熊仲明等 .基础滑移隔震房屋抗震性能的试验研究 (J).建筑结构 .2000
[24] 惠 乃 玲 等 . 抚 顺 老 虎 台 煤 矿 矿 震 震 源 机 制 的 研 究 (J). 地 震 地 磁 观 测 与 研究.1998
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[26] 庞 春 勇 等 . 矿 业 开 发 中 环 境 影 响 的 生 态 环 境 地 质 评 价 (J). 矿 产 与 地 质(J).2003(5)
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[28]鲍 华 等 .用 ANSYS 分 析 某 高 层 建 筑 的 非 线 性 地 震 反 应 (J).武 汉 大 学 工 学报.2001(6)
[29]舒 晓 勇 等 .高 层 建 筑 承 受 纵 向 地 震 波 时 的 安 全 核 算 构 想 (J).安 全 与 环 境 工程.2003
[30]吕晶等 .奥运会主体育场开合部分结构设计探讨 (J).北方交通大学学报 .2003
[31]岳祖润等 .某花园大厦的三维地震反应分析 (J).工程抗震 .1996(6)
[32]周国铨等 .建筑物下采煤 (M).煤炭工业出版社
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[35]腾永海等 .抗变形建筑物的采动变形特点 (J).东北煤炭技术 .1997(3)
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[37]段敬民 .采动区可升降点式基础建筑物抗变形作用的研究 (J).中国矿业大学北京研究生部.1996(4)
[38]吴瑾 .建筑材料 (M).河海大学出版社 .1999
[39]王赫 .工程事故分析及处理 (M).河海大学出版社 .1999
[40]王寿华等 .建筑工程质量症害分析及处理 (M).中国建筑工业出版社 .1998
[41]煤 炭 科 学 研 究 院 北 京 开 采 所 .煤 矿 地 表 移 动 与 覆 岩 破 坏 规 律 及 其 应 用 (M).煤炭工业出版社.1981
[42]邓客中等 .基础动态沉陷规律及地基反力 (M).煤炭科学技术 .1995
[43]华南理工大学等 .地基及基础 (M).中国建筑工业出版社 .1991
[44]叶书麟等 .地基处理与托换技术 (M).中国建筑工业出版社 .1994
[45]邸小坛等 .旧建筑物的检测加固与维护 (M).地震出版社 .1991
[46]]董吉士等 .房屋维护加固手册 (M).中国建筑工业出版社 .1988
[47]李志平等 .矿山地震能量极值分布的研究及其应用 (J).东北地震研究 .2001
[48]李志平等 .老虎台矿矿山地震活动规律研究 (J).地震 .2002
[49]范学理 刘文生 .中国东北煤矿区开采损害防护理论与实践 (M).煤炭工业出版社
[50]何国清等 .矿山开采沉陷学 (M).中国矿业大学出版社
[51]雷哲莹 等 .地表变 形引 起建 筑 物附 加 内 力 的 计 算 及 抗 变 形 结 构设 计 (J). 煤矿开采.2000
[52]G. N.Vanderplaats.Structural optimization.where we’ve been and where we’re going. Computer Aided Optimum Design of Structures V. 1997
[53]James Stele. Architecture Today.London.Phaidon Press Limited.1997
[54]Priestly M J. Displacement-based design. Report NO. SSRP-94/16[R]. Structure Systems Research.1
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