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2008年  第38卷  第7期

基于性能的抗震设计理论及其试验研究
基于位移的抗震设计研究进展
蒋欢军, 郑建波, 张桦
2008, 38(7): 1-5,15. doi: 10.13204/j.gyjz200807001
摘要:
基于位移的抗震设计方法被认为是现阶段实现基于性能的抗震设计理论最为有效的一条途径,受到了国内外学者的广泛关注。对该方法的产生背景、分类、近年来国内外的研究进展情况进行了总结和介绍,并重点从非线性位移反应谱和推覆分析法两方面介绍地震位移需求估算的研究进展情况。最后,对该方法目前存在的问题和今后的研究方向进行了分析。
高层建筑结构直接基于位移的抗震设计方法
辛力, 梁兴文
2008, 38(7): 6-10,53. doi: 10.13204/j.gyjz200807002
摘要:
首先对结构进行自由振动分析,求出各阶振型的弹性自振周期及相应的振型值;然后根据各振型的自振周期,由位移反应谱导出单自由度体系的等效位移,接着由等效原理反推出结构各振型的弹性位移,振型组合后得到结构的位移曲线;再由与性能水平相应的结构层间侧移角限值确定结构各振型目标侧移,对其分别进行分析计算,振型组合求得结构层间剪力,实现了考虑高振型影响的高层建筑结构直接基于位移的抗震设计。通过算例介绍了方法的全过程,并由弹塑性时程分析验证了方法的可行性,为高层建筑结构直接基于位移的抗震设计提供了一个可供参考的思路。
利用屋顶隔热层减小多层房屋结构地震反应设计
刘强, 周瑞忠, 邹祖军
2008, 38(7): 11-15. doi: 10.13204/j.gyjz200807003
摘要:
在结构控制理论研究成果基础上,提出了利用多层房屋结构屋顶隔热层作为TMD装置系统来达到减震的目的;进一步对屋顶隔热层作为减震装置的构造设计。并用仿真算例验证屋顶隔热层作为减震装置系统设计的可行性和实用性。
对横向不设置剪力墙的火电厂房设计内力抗震调整的讨论
彭凌云, 闫维明, 吴宏雷, 曹强
2008, 38(7): 16-18,29. doi: 10.13204/j.gyjz200807004
摘要:
火电厂主厂房通常仅在纵向设置剪力墙,而在进行0.2Q0调整时,设计程序是将所有与框架柱相连的梁内力都进行调整,因此夸大了横向梁截面的内力,造成不必要的保守。建议对于在纵向设置剪力墙的主厂房进行两次设计计算:先按框架剪力墙结构进行第一次设计,然后按框架结构进行第二次设计,横向框架梁截面以第二次设计结果为准,其余构件以第一次设计结果为准。
已有砌体结构抗震可靠度分析的实用方法
任晓崧, 王嵩
2008, 38(7): 19-22. doi: 10.13204/j.gyjz200807005
摘要:
应用以层次分析法和一次二阶矩法为基础的实用简化方法分析已有结构的可靠度,将楼层中各构件的可靠度按照权函数(修正的构件的荷载/抗力比)组合成楼层的可靠度,以楼层可靠度的最小值作为系统的可靠度;砌体结构在地震作用下发生剪切破坏为主要的结构失效模式,将墙体的抗剪能力减去其分担的地震作用定义为抗震可靠度分析的功能函数,墙体的抗剪能力套用现行设计规范的计算公式;选用工程实例说明了已有砌体结构抗震可靠度分析的实用方法。
耦联结构体系的半主动控制
谭平, 周福霖, 闫维明
2008, 38(7): 23-29. doi: 10.13204/j.gyjz200807006
摘要:
基于变刚度和变阻尼的原理提出两种用于耦联结构体系的半主动控制装置,在建立这两种半主动控制时耦联结构振动控制体系的运动方程的同时,还提出一种新的广泛适用于一般开关控制型半主动控制系统的控制算法,推导出两种半主动控制的开关控制律,并对结构的动力参数对控制效果的影响规律进行研究。为检验所提出的两种半主动控制装置及新半主动控制算法的有效性,针对不同的算例进行了计算机仿真分析。结果表明,对两相邻结构进行控制是必要的和有效的,所提出的两种半主动控制装置与控制算法是非常有效的,可显著增强耦联结构体系的安全性与舒适性。与变刚度控制相比,变刚度变阻尼控制由于在装置中附加了阻尼,可以取得比变刚度控制更为有效的减震控制效果。
某复杂体型高层建筑模型结构振动台试验研究
刘劲松, 裘涛, 王翠坤, 刘军进
2008, 38(7): 30-33. doi: 10.13204/j.gyjz200807007
摘要:
通过一栋1:25复杂体型框架-剪力墙结构模型振动台试验,研究了模型结构的动力特性、弹性和弹塑性地震反应及其破坏形式。结果表明,随输入地震波加速度峰值提高,模型裂缝逐渐发展,虽然未出现破坏性裂缝,但是结构刚度衰减较快;人工波引起结构地震响应最强烈,其次是ElCentro波和场地波;结构质心和刚心偏差较大,扭转效应明显。从而建议加强筒体剪力墙刚度,增强结构延性。
浅谈地震模拟振动台试验
王燕华, 程文瀼, 陈忠范
2008, 38(7): 34-37. doi: 10.13204/j.gyjz200807008
摘要:
阐述了正确认识振动台模型试验的重要性,并指出了试验中的一些有待提高的做法,同时论述了振动台模型试验的发展动态。
黏滞阻尼器减震结构地震反应分析的一种空间协同模型
杨佑发, 曹建良, 邹银生
2008, 38(7): 38-40. doi: 10.13204/j.gyjz200807009
摘要:
如何控制结构在地震作用下的扭转作用是结构抗震设计中经常遇到的问题。采用建筑结构的空间协同模型动力分析方法,推导了黏滞阻尼器减震结构的附加阻尼矩阵、动力平衡方程,分析地震作用下高层钢结构中设置黏滞阻尼器的减震效果。改进后的程序能够计算黏滞阻尼器减震结构在双向地震波作用下的动力时程反应。空间力学模型可考虑局部楼板变形对结构地震反应的影响,考虑了错层结构、大底盘上部多塔结构、连体结构等复杂的结构形式,可沿任意角度输入相互垂直的两个水平地震动分量,可求解结构每层及结构构件和黏滞阻尼器的内力和变形。分析结果表明,黏滞阻尼器能够大量消耗地震输入能量,减小主体结构的地震反应。
一种剪切型铅阻尼器及其在某火电厂房中的应用
闫维明, 张春科, 彭凌云, 姚义
2008, 38(7): 41-44,49. doi: 10.13204/j.gyjz200807010
摘要:
首先介绍了一种新型剪切型铅阻尼器,该剪切型铅阻尼器构造简单、制作成本低,性能试验表明,该阻尼器能够提供与常规剪切型铅阻尼器相近的滞回曲线。然后介绍了该剪切型铅阻尼器在某火电厂房减震控制中的应用,在小震作用下,阻尼器能够为结构提供2%附加阻尼比,非线性时程分析对此进行了验证,在大震作用下,通过Pushover分析表明,安装阻尼器后的结构具有很好的抗震性能,在震后可继续使用。
拂去高技术面纱的生态建筑——托马斯·赫尔佐格作品的生态设计原理和策略
李建斌, 张颀, 张满新
2008, 38(7): 45-49. doi: 10.13204/j.gyjz200807011
摘要:
通过对德国生态建筑设计大师托马斯.赫尔佐格建筑作品的分析,发现其设计遵循的基本生态设计原理常表现为缓冲空间的营造、采光与遮阳的协调、自然通风的组织、应变界面的构造等。在此基础上结合其作品进一步对每种原理指导下的具体生态设计策略给予分析。
基于和谐理念下建筑的地域性整合与共生——黄土高原民居的可持续发展策略研究
李峰, 王晓健, 李志民
2008, 38(7): 50-53. doi: 10.13204/j.gyjz200807012
摘要:
能源的开发、经济的发展,使黄土高原地区特别是川道型地区小城镇建设实现了跨越式发展,当地居民的生活内容、方式,城镇功能格局,建筑形态等都被外来的单一模式化元素同化。传统民居窑洞在城镇更新过程中被逐渐遗弃,导致城镇历史文脉的断裂,居民地域性认知迷失,百城一面,人与环境失去最基本的和谐与共生。通过对窑洞的发展历程、生存现状及现存的各种问题的分析,探讨川道型小城镇传统民居的基于和谐理念下未来发展基本模式,提出初步的原则性对应策略。
考虑超载土体抗剪强度时地基极限承载力的严密解
姜朋明, 陆长锋, 倪俊, 袁华荣
2008, 38(7): 54-57,74. doi: 10.13204/j.gyjz200807013
摘要:
根据双向破坏地基的失稳特征,构建地基极限状态时土体中不连续应力场和速度场,通过分析不连续应力场和速度场的特点;基于上、下限原理,建立计算模型,构建求解地基极限承载力的算法。通过解三类边值问题,求得考虑超载土体抗剪强度时地基极限承载力的精确数值解,同时验证平面光滑地基的滑移线应力解是精确解。上述解满足基底土体表面速度边界和其他已知的边界条件。算例表明:求解考虑超载土体抗剪强度时地基极限平衡问题近似真解的算法是可行的,结论可靠。
井点抽水时饱和分层地基的传递矩阵解
艾智勇, 吴超
2008, 38(7): 58-61,134. doi: 10.13204/j.gyjz200807014
摘要:
从直角坐标系下三维Biot固结问题控制方程出发,引入位移函数,并对各个变量进行关于时间t的Laplace变换和关于x、y的双重Fourier变换,得到了z=z处和z=0处的88传递矩阵;根据各土层间以及井点抽水作用处的连续条件、边界条件,并结合传递矩阵的性质和Laplace-Fourier逆变换技术,求得井点抽水时饱和分层地基的真实解答。数值计算结果表明,随着井点抽水时间的增加,饱和多层地基的地表位移逐渐增大。
三维边坡极限平衡分析中滑动体模拟方法比较
李亮
2008, 38(7): 62-66. doi: 10.13204/j.gyjz200807015
摘要:
分别采用圆球、椭球以及非均匀有理B样条模拟边坡的三维滑动体,利用三维简化Janbu法计算给定滑动体的安全系数,采用混合粒子群算法搜索临界的滑动体及其对应的安全系数。对某两个典型土坡按不同模拟滑动体策略对计算结果的影响进行比较,并分析NURBS中不同跳动点个数的耗时及其对计算结果的影响。
膨胀土膨胀力的改进测定及其规律研究
苗鹏, 肖宏彬
2008, 38(7): 67-70. doi: 10.13204/j.gyjz200807016
摘要:
通过改进的测试手段,对膨胀土膨胀力与初始含水量、初始干密度和竖向压力的相关关系及其对各因素的敏感性进行研究。结果表明,在800kPa范围内,膨胀土的膨胀力随初始干密度的增大而增加,随初始含水量和竖向压力的增大而减小;膨胀力与初始干密度和初始含水量几近呈线性关系,而与竖向压力呈半对数线性关系;影响膨胀力发挥的最大因素是干密度,其次为含水量,最后为竖向压力。
AFRP筋混凝土粘结强度和锚固长度的试验研究
何荣炳, 江世永, 熊晔
2008, 38(7): 71-74. doi: 10.13204/j.gyjz200807017
摘要:
通过对27个拉拔试件和16个梁式试件的试验,探讨AFRP筋与混凝土的粘结滑移关系、粘结强度,并且综合分析其他文献的结果,提出简化的局部粘结滑移本构关系和拔出破坏模式下锚固长度的计算公式。
N式砌块砌体受压性能研究
陈良, 郭玉荣, 黄靓, 陶承志, 肖岩, 李瑞岸, 许纯良
2008, 38(7): 75-78. doi: 10.13204/j.gyjz200807018
摘要:
对两组N式砌块砌体进行了受压性能试验研究,了解了N式砌块的破坏形态及破坏机理。试验结果表明,N式砌块砌体的抗压强度平均值较普通混凝土小型砌块抗压强度平均值提高了30%~52%。分析表明,其强度提高的主要原因是N式砌块砌体实现了孔、肋对齐。给出了N式砌块砌体抗压强度平均值和弹性模量值的计算公式,与试验结果吻合良好。
大体积混凝土的温度应力分析及温度裂缝研究
刘伟, 董必钦, 李伟文, 邢锋
2008, 38(7): 79-81,130. doi: 10.13204/j.gyjz200807019
摘要:
大体积混凝土的温度变化导致混凝土产生裂缝,是混凝土工程施工非常棘手的问题,对此人们进行了大量的研究,在施工阶段的温度控制和限制产生裂缝方面也取得了一些进展。结合深港西部通道侧接线隧道工程的实际情况,研究分析工程施工过程中产生的温度裂缝,并提出相应的防止措施,取得了很好的效果。
名家论坛
撒盐融化冰雪的利弊与趋势分析
洪乃丰
2008, 38(7): 82-84,123. doi: 10.13204/j.gyjz200807020
摘要:
及时融化冰雪是世界性难题,撒盐是最常用方法。在分析撒盐利弊的基础上,着重阐述其对基础设施的腐蚀危害以及对环境的影响,提出减少危害的系列措施。
现代钢结构
国家体育场钢结构工程Q460E-Z35特厚板焊接技术研究
高树栋, 李久林, 马德志, 邱德隆, 芦广平
2008, 38(7): 85-88. doi: 10.13204/j.gyjz200807021
摘要:
从试验研究和工程应用两方面对建筑用钢Q460E-Z35厚板焊接技术进行了深入研究,总结出Q460E-Z35厚板焊接的成套施工技术,期望能为今后有关规范的修订及工程实践提供有益的参考。
焊接H型PEC组合短柱轴心受压试验研究
银英姿, 赵根田, 申向东
2008, 38(7): 89-91,119. doi: 10.13204/j.gyjz200807022
摘要:
为了研究这种新型组合柱的受力性能,对9个焊接普通H型钢部分包裹混凝土组合短柱进行了轴压试验,试验主要考虑含钢率、翼缘宽厚比、横向系杆间距等对柱子的极限承载力的影响。通过分析得出,在不同含钢率下,影响PEC短柱承载力的因素。同时含钢率大小直接影响柱极限承载能力。
新型单向受拉支撑钢框架的低周反复荷载试验研究
古松, 雷劲松, 高松隆夫
2008, 38(7): 92-94,127. doi: 10.13204/j.gyjz200807023
摘要:
框架柱间设置支撑可以提高框架刚度,在水平地震作用下能够有效控制结构层间位移。但传统钢支撑容易受压发生屈曲破坏,影响耗能能力。提出了一种端部带滑块的单向受拉支撑模型,并对3榀带钢滑块的单向受拉支撑钢框架在低周反复荷载作用下进行试验研究。在试验基础上通过有限元分析,比较了新型单向受力支撑与普通单向受拉支撑在地震水平荷载作用下的耗能能力。表明新型单向受力支撑可以有效控制水平地震作用下的层间位移和框架的耗能能力,并具有体积小、安装方便的特点。
钢管-钢骨混凝土抗弯承载力计算方法
刘晓, 王连广, 王兵
2008, 38(7): 95-97. doi: 10.13204/j.gyjz200807024
摘要:
为了促进钢管-钢骨混凝土组合构件在工程实践中的应用,对配置工字形和十字形两种钢骨之构件的受弯承载力进行了研究,采用极限状态的叠加原理推导了两种截面的抗弯承载力计算公式,并通过与文献的试验结果比较,验证了公式的正确性。为了有利于工程上的应用,从经济角度出发,进行了两种截面形式的抗弯承载力比较,得出在用钢量相同的情况下,工形截面的抗弯能力强,从而给工程设计提供了理论依据。
埋入式钢柱脚的传力分析和设计计算
金波, 童根树
2008, 38(7): 98-102. doi: 10.13204/j.gyjz200807025
摘要:
对埋入式钢柱脚的设计方法进行了研究,分析了其传力的机理。指出因为栓钉的存在,钢柱必然传递一部分轴力给外包混凝土柱,利用组合柱理论对外包混凝土的压力进行了计算,得到了简单的公式,通过算例发现,传递到外包混凝土的轴力是总轴力的25%~35%。根据这个传递比例,提出栓钉验算和柱脚底板计算的方法。同时,根据混凝土埋入式钢柱脚的弯矩和剪力的传递,介绍了混凝土埋入式钢柱脚抗弯强度的计算公式,对于边柱和角柱,提出了沿整个埋入深度设置水平U形钢筋的要求和计算方法。对于竖向抗冲切不足的问题,介绍了设置水平短钢梁将竖向力扩散到更大范围的方法。
建筑工程基于性态的抗震设计方法——应用《建筑工程抗震性态设计通则》进行工程设计初探
潘志宏, 李爱群
2008, 38(7): 103-106. doi: 10.13204/j.gyjz200807026
摘要:
《建筑工程抗震性态设计通则》(试用)是一部对我国抗震设计规范修订具有重大指导意义的试用标准,有着广泛的工程应用前景。由于设计习惯的束缚和配套软件的滞后,工程设计人员对通则的设计体系还比较陌生。在介绍通则设计原则的基础上,对地震作用的计算方法、设计步骤进行分析归纳,并对通则方法在常用设计软件中的应用进行探讨,最后结合算例加以分析比较。对于采用通则进行基于性态抗震设计的应用提供参考。
鉴定·加固·改造
预应力碳纤维布加固混凝土梁疲劳寿命分析
张轲, 叶列平, 岳清瑞
2008, 38(7): 107-112. doi: 10.13204/j.gyjz200807027
摘要:
预应力碳纤维布加固技术充分发挥了碳纤维布高强度高弹模的特点,采用这种方法能够大幅延长被加固混凝土梁的疲劳寿命。通过引入局部应力应变方法,对疲劳荷载作用下预应力碳纤维布加固混凝土梁的疲劳寿命进行了分析,根据试验结果对关键参数进行了确定,进而提出了预应力碳纤维布加固梁的疲劳寿命实用计算方法。与现行规范方法相比,方法更趋合理,可为后续疲劳理论研究和规范制定提供参考。
CFRP加固石质文物抗弯性能研究
毛筱霏, 赵冬, 陈平, 刘海涛
2008, 38(7): 113-115. doi: 10.13204/j.gyjz200807028
摘要:
石质文物由于风化、人为等因素的破坏,在结构性加固保护方面一直是个难题,结合少昊之都石牌坊保护工程,采用碳纤维加固技术对石梁抗弯性能进行试验研究,从破坏模式、承载力、刚度及对梁截面应变的影响等几个方面进行对比分析。石质文物经碳纤维布加固,其破坏形式由原来的正截面脆性破坏转变为斜截面延性破坏,其抗弯承载力及变形能力也有很大提高,试验结果表明,碳纤维加固使石材的抗弯性能得到有效的改善。
腐蚀钢质烟囱剩余强度有限元分析与加固措施研究
谢华利, 张鹏, 董事尔, 阮尚志, 李宗新
2008, 38(7): 116-119. doi: 10.13204/j.gyjz200807029
摘要:
蜀南气矿净化厂尾气烟囱为内砌耐火砖的钢质烟囱,在长期使用过程中,由于尾气残存硫和其他腐蚀物质综合作用,已经严重腐蚀和老化,不能维持简单再生产和扩大再生产的需要,必须立即采取加固措施。针对该烟囱具体腐蚀缺陷,进行可靠性鉴定。通过大量的计算机模拟和剩余强度的有限元计算,找出了烟囱的薄弱环节和对几种加固方案进行了比较分析,最终得出可靠的加固方案。为企业取得了显著的经济效益和社会效益。
工程实录
汉阳陵帝陵地下遗址博物馆建筑设计探析
张平, 陈志龙, 李居西
2008, 38(7): 120-123. doi: 10.13204/j.gyjz200807030
摘要:
地下空间开发利用是当今博物馆建筑设计的一种新发展趋势,通过目前已发掘的西安汉阳陵帝陵的10条葬坑,对已修建的中国第一座全地下遗址博物馆,从地下建筑出入口形式、空间组织、交通流线、室内设计等方面入手,探讨博物馆建筑地下空间的设计方法。
建筑设计漫谈
上海创意工厂特色浅谈
马云霞
2008, 38(7): 124-127. doi: 10.13204/j.gyjz200807031
摘要:
从行业规划、室内设计、建筑设计等方面,对上海创意工厂的特色进行分析;指出创意工厂不失为一种工业建筑再利用的方式,同时提出上海的创意工厂多数只是空间的利用,其发展值得进一步探讨。
基于节能减排理念的新农村住宅优化设计探讨
隋杰礼, 王少伶, 贾志林
2008, 38(7): 128-130. doi: 10.13204/j.gyjz200807032
摘要:
农村建筑能耗与城市建筑能耗相比处于较低水平,农村住宅占我国建筑总量60%[1],而且多数属于能耗较高的建筑。适逢国家对节能减排的倡导和建设社会主义新农村的号召,尝试基于节能理念和传统住宅的基础上优化农村住宅设计,期望通过优化改良的新型住宅设计更好地达到节能减排的目的。
互动空间
关于构件长细比的讨论(2)
万叶青, 袁鑫
2008, 38(7): 131-134. doi: 10.13204/j.gyjz200807033
摘要:
2 抗震中的长细比要求 211 关于厂房在抗震设防设计中柱的长细比控制? Lijingas 最近忙于做一个重钢厂房, 位于7 度抗震设防区, 发现了几个很头疼的问题。