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2009年  第39卷  第10期

现代工业建筑设计理念与创新
工业建筑的今天
刘博峰
2009, 39(10): 1-2. doi: 10.13204/j.gyjz200910001
摘要:
工业建筑发展是生产力的具体体现,工业建筑的出现与发展伴随着时代的变迁。通过对工业建筑发展的回顾,简述当今工业建筑设计创作中的思潮,对参与工业建筑设计工作的建筑师提出了期许。
打造高品质的工业建筑
谷岩, 张亚平
2009, 39(10): 3-4. doi: 10.13204/j.gyjz200910002
摘要:
工业建筑设计要遵循现代建筑设计理念,全力打造经得起时间考验、历久不衰的高品质建筑。宗申摩托车发动机厂房项目在设计上大胆创新,充分体现以人为本、可持续发展、保护生态的建筑本质,以生态设计思想发展建筑实用技术,以工业设计手段提高建筑艺术水平,为表现21世纪的现代化工业建筑进行探索。
论工业园区建筑组团中自然生态要素的运用
杨开荣, 李桂文
2009, 39(10): 5-8. doi: 10.13204/j.gyjz200910003
摘要:
针对工业园区中众多企业共生的现实,将建筑组团作为规划基本模块,结合其在工业园区格网规划结构中的运用特点和实例,论述了建筑组团与自然生态要素复合的生态化调控措施,进一步强化了以生态系统要素调控工业园区规划结构和建筑布局的设计理念。
工业建筑的可持续性节能设计——建筑物采光口上的遮阳措施
段丽瑛
2009, 39(10): 9-12. doi: 10.13204/j.gyjz200910004
摘要:
介绍了建筑遮阳系统的定义以及在节能方面发挥的作用,并结合烟厂建筑中遮阳设计的实例,提出工业建筑遮阳设计中应该考虑的问题和设计方法。
精神与形式的融合——北京ABB高压开关设备有限公司新厂区设计
刘书兴
2009, 39(10): 13-16. doi: 10.13204/j.gyjz200910005
摘要:
国际知名企业非常注重企业文化,企业文化犹如一个人的精神,渗透于企业的各个方面。如何将这种精神灌注于企业的物质载体企业建筑中,应是建筑师追求的目标。通过北京ABB高压开关设备有限公司新厂区的设计实践,阐述如何将企业文化融入建筑设计。
理水·叠山·筑园——浙江广电集团东海影视创意园区规划设计
李宁, 于慧芳
2009, 39(10): 17-19. doi: 10.13204/j.gyjz200910006
摘要:
工业建筑的类型在不断拓展,突显了相关产业与工业的交融,许多工业园区往往综合研发、生产、销售、管理、生活等多项功能。结合浙江广电集团东海影视创意园区的规划设计分析,围绕理水、叠山、筑园等具体措施,对空间标识性、分区适度性、内部共享性、群组稳定性在工业园区中的实现进行讨论。
青岛近代工业建筑再利用模式浅析
王润生, 王晓静
2009, 39(10): 20-23. doi: 10.13204/j.gyjz200910007
摘要:
通过对青岛几处比较成功的旧工业建筑更新利用的实例分析,总结青岛旧工业建筑再利用的主要模式,以期旧工业建筑的改造能够得到广泛的重视和实践,使这一城市灰色空间的记忆得以留存。
工业建筑设计中的形象创意——对几个工业建筑设计案例的理论思考
胡期光
2009, 39(10): 24-26. doi: 10.13204/j.gyjz200910008
摘要:
通过对几个工业建筑设计案例的理论思考,分析、总结了工业建筑设计中形象创意的创作出发点和基本思路。
更新与再利用——上海汽车股份有限公司仪征分公司厂区改造设计
范叶初, 郭欣
2009, 39(10): 27-29. doi: 10.13204/j.gyjz200910009
摘要:
改造和利用原有的资源,促进经济的可持续发展是当代建筑师需要面对的新课题。通过介绍上海汽车股份有限公司仪征分公司的老厂区的改造项目的设计,对老厂区改造的建筑技术、空间环境及建筑形象的设计进行归纳总结,体现更新改造的重要现实意义。
钢筋混凝土框架异型中节点抗震性能影响因素分析
吴涛, 邢国华, 刘伯权
2009, 39(10): 30-34. doi: 10.13204/j.gyjz200910010
摘要:
通过6个钢筋混凝土框架异型中节点试件在低周反复荷载作用下的试验,分析节点核心区尺寸、轴压比等因素对异型节点抗震性能的影响。研究表明:上柱截面发生变化对异型节点抗震性能的影响不明显,当其变化量小于1/6柱高时,即hchc/6,可忽略其不利作用;小梁截面发生变化对组合体试件的抗震性能影响较大,当大小梁截面高差在1/6柱高到2/5梁高时,即hc/6hb2hbl/5,随着大小梁高差的增大,组合体的抗震性能将逐渐改善;当2hbl/5hbhbl/2时,随着大小梁高差的增大,组合体的抗震性能将逐渐劣化;当hbhbl/2时,建议按中间层边节点考虑。此外,轴压比增大对异型节点通裂阶段后组合体试件的抗震性能产生不利影响,对该类节点进行抗震设计时,建议轴压比应小于0.3。
带水平加强层的高层框架——核心筒结构push-over分析
杨佑发, 冯中杰, 李元初
2009, 39(10): 35-39. doi: 10.13204/j.gyjz200910011
摘要:
水平加强层作为提高结构抗侧刚度、降低框架-核心筒结构剪力滞后效应的有效手段,近年来得到了广泛的应用。但带水平加强层的高层筒体结构在地震作用下表现出非常复杂的反应特性,为了定量地分析水平加强层对高层框架-核心筒结构抗震性能的影响,利用模拟框架支撑结构替代剪力墙,采用杆系空间协同模型,选取典型框架-核心筒高层建筑进行了3种加强层不同设置方案的Pushover分析,较为系统地研究了框架-筒体结构与带加强层的框架-筒体结构在地震作用下的屈服机制和延性性能。为高层框架-核心筒结构设计提供了相关建议。
砖填充墙加固前后钢筋混凝土框架抗震性能试验
蒋利学, 郑乔文
2009, 39(10): 40-47. doi: 10.13204/j.gyjz200910012
摘要:
通过低周反复加载试验,研究了1个纯框架试件、4个填充墙框架试件和7个用夹板墙或碳纤维布加固填充墙后的框架试件的抗震性能,这些试件均为单层单跨钢筋混凝土框架。对各试件的破坏过程、破坏形态、承载力、极限变形、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、碳纤维布应变等进行了对比分析。试验结果表明:填充墙框架和填充墙加固后的框架一般发生剪切型破坏,与纯框架发生柱脚和梁端弯曲破坏的破坏模式有明显差异;填充墙框架的承载力明显高于纯框架,用夹板墙和碳纤维布X型粘贴加固填充墙能进一步明显提高框架的承载力,而碳纤维布水平粘贴加固填充墙对提高框架承载力的效果不明显。填充墙框架的极限变形能力比纯框架明显降低,填充墙框架的极限层间位移角仍能达到1/50,而填充墙加固后框架的极限层间位移角仅能达到1/80。
基于遗传算法的密肋复合墙体多目标优化设计方法研究
侯莉娜, 姚谦峰, 黄炜, 荆罡, 陈国新
2009, 39(10): 48-51. doi: 10.13204/j.gyjz200910013
摘要:
密肋复合墙体是密肋壁板结构体系的主要受力构件,墙体的优化设计方法研究是结构体系设计理论的重要组成部分。在前期研究的基础上,建立综合考虑密肋复合墙体安全性(墙体斜截面抗剪承载力)与经济性(墙体造价)的多目标优化设计数学模型,并采用遗传算法进行优化计算,最后给出了计算算例。理论分析与计算结果表明:将多目标优化设计方法用于密肋复合墙体的优化设计中,可使各个分目标都较为满意,兼顾了墙体安全性与经济性两方面的要求;方法合理、可行,对密肋复合墙体的设计有一定参考意义。
水平荷载下挤扩支盘桩群桩受力特性分析
赵利平, 向黎, 卢陈, 韩时琳
2009, 39(10): 52-56. doi: 10.13204/j.gyjz200910014
摘要:
利用三维弹塑性有限元模型,对水平荷载作用下挤扩支盘桩群桩受力特性进行分析,得出各桩弯矩以及桩土相对位移的变化规律及不同位置、不同荷载作用、不同土体深度时桩周土反力的变化曲线。分析表明:桩弯矩在支盘处因支盘的影响而发生突变,支盘下桩体的弯矩大大减小;后排桩后土体相对位移大于前排桩后土体相对位移;桩基主要通过其桩前土体的作用来抵抗水平荷载,桩前土体最大反力值出现在第一个支盘的端部,支盘对其下一段范围内土体起到减载作用。
与黏弹性地基相互作用的梁的自由振动分析
王赞芝, 江林燕, 辛立凤, 田毅, 李星瑶, 黄世斌, 唐咸远, 胡锡章
2009, 39(10): 57-61. doi: 10.13204/j.gyjz200910015
摘要:
以黏弹性力学理论为基础,首先推导出黏弹性地基上黏弹性梁振动的一般方程;然后忽略梁的黏性,但考虑地基的黏性,提出分析该地基梁的自由振动的方法,该方法适用于具有N个标准线性体通过串联或并联而构成的一般线性体地基,且具有通用性,可进一步用于分析地铁区间隧道类复杂结构由于列车行进引起的受迫振动等问题。在此基础上,推导出三参数标准线性体地基梁满足任意边界条件和任意初始条件的结果;最后给出数值算例,并对数值结果进行分析。算例表明,采用分离变量的级数解法,级数收敛很快,一般只要取前两项即足够满足工程要求。
刚性基础下碎石桩复合地基临塑荷载的确定
李传勋, 谢康和, 卢萌盟, 余坤
2009, 39(10): 62-66. doi: 10.13204/j.gyjz200910016
摘要:
为探讨碎石桩复合地基的承载力,从碎石桩的荷载传递和破坏性状出发,建立碎石桩复合地基的计算模型。基于半空间轴对称弹性理论及基本假定,考虑散体材料桩在荷载传递过程中的径向膨胀变形,根据桩土变形协调及桩土界面上径向应力平衡条件,得到桩土应力比的表达式。应用莫尔-库仑破坏准则,给出了碎石桩复合地基临塑荷载和临界荷载的计算公式。最后,与碎石桩复合地基极限承载力经典方法的计算结果进行对比,结果表明,计算所得的临界荷载十分接近。
深基坑悬臂双排桩支护的受力性状研究
史海莹, 龚晓南
2009, 39(10): 67-71. doi: 10.13204/j.gyjz200910017
摘要:
采用大型有限元通用软件ABAQUS对双排桩支护的深基坑开挖进行模拟。研究地基土模量随深度增加的情况下,不同排距时的桩身侧移和土压力的分布,分析排距、桩长、系梁高度、桩间土以及被动区土体模量对桩顶侧移的影响。在各因素中,被动区土体性质的影响最为显著,而桩长、系梁高度的影响较弱。同时通过梁单元嵌固的方法考察桩身弯矩分布,并与平面单元模拟的结果进行对比,分析考虑和不考虑接触对桩顶侧移的影响。
GFRP管混凝土组合柱轴压性能研究
秦国鹏, 王连广, 周乐
2009, 39(10): 72-75. doi: 10.13204/j.gyjz200910018
摘要:
为研究GFRP管混凝土组合柱的力学性能,对4根GFRP管混凝土组合柱进行轴压试验。通过编制程序,绘制应力-应变全过程曲线,并与有关文献试验数据进行比较,吻合较好。在此基础上,以GFRP管壁厚度、混凝土强度等因素为主要参数对构件轴压性能的影响进行比较。结果表明:组合柱截面应力随着GFRP管壁厚度增加而增加,随着混凝土强度的增加而增加。最后通过对数值计算结果的回归分析,得出实用的组合柱轴心受压承载力计算公式,理论计算结果与试验结果吻合良好。
高强箍筋约束高强混凝土柱的偏心受压试验研究
史庆轩, 杨坤, 姜维山, 张兴虎, 孟和
2009, 39(10): 76-80. doi: 10.13204/j.gyjz200910019
摘要:
以箍筋间距、箍筋形式和偏心矩为变化参数,对10根高强箍筋约束高强混凝土柱进行偏心受压试验,研究这类柱的偏心受压性能。通过试验,观察高强箍筋约束高强混凝土柱分别在大小偏心受压时的破坏过程与破坏形态,并记录各个试件荷载挠度曲线;各个加载阶段的截面应变分布;对比分析各个试件的弯矩-曲率关系曲线;试验表明:箍筋间距较小的高强连续复合箍筋约束高强混凝土柱具有非常好的延性性能,且试验测得柱的受压承载能力均高于按现行规范的计算值;采用约束混凝土本构关系对试件进行截面分析,得到弯矩-曲率关系曲线,且与试验曲线吻合较好。
超微掺量水溶性高分子粉末在砂浆中的应用
农金龙, 易伟建, 黄政宇
2009, 39(10): 86-89. doi: 10.13204/j.gyjz200910021
摘要:
通过0.005%~0.8%超微掺量水溶性高分子粉末聚环氧乙烷(简称NP)在砂浆中的应用,试验研究NP砂浆的拌合物沉入度,密度,抗压、抗折强度,粘结性能的变化规律及其粘结界面的微观形貌和结构。
法门寺合十舍利塔施工过程力学模拟与分析
郑江, 郝际平, 李存良, 杨晓莉, 王先铁, 刘少文
2009, 39(10): 90-95. doi: 10.13204/j.gyjz200910022
摘要:
法门寺合十舍利塔由于其建筑形态的特殊性,施工过程中的结构形式和设计成形状态有很大差别,施工路径和方式对结构的建造过程和最终成形的竣工状态有很大影响,与一次成型的设计状态下的分析结果有较大差别,需在结构设计和施工中加以考虑。通过对法门寺合十舍利塔建立有限元模型,综合考虑施工过程中的各种影响因素,分别对几种施工方案的施工过程进行力学模拟和分析;跟踪施工过程中结构的内力和变形的发展过程,以确定合理的施工方法和措施,保证施工过程中结构的安全性,以及竣工时结构的内力和变形满足设计要求,为设计和施工提供理论依据。
足尺大型四边固支钢筋混凝土双向板火灾试验设计与其在异常狭小空间下的安装
王滨, 董毓利, 索亮, 杨志年
2009, 39(10): 96-101. doi: 10.13204/j.gyjz200910023
摘要:
介绍两块足尺大型四边固支钢筋混凝土双向板火灾试验的设计及其在异常狭小空间下的安装。首先,阐述材料选用、保护层厚度的确定、试件尺寸的确定,在不同荷载工况下板的截面内力计算与配筋,用ANSYS对四点支承带悬臂板的内力进行分析;其次,重点阐述大型试件在异常狭窄空间和桥式吊车吨位严重不足情况下的详细吊装过程;最后,介绍板四边固支条件的实现方法。结果表明:在设计试件时应考虑不同荷载工况;ANSYS计算结果显示,四点支承带悬臂板的内力主要集中在四个支点及其连线上;大型试件的设计应综合考虑场地空间和设备的吊装能力,在地面平面不足时可考虑先通过竖向的抬升,利用其抬升处高度较大的平面进行安装。
CPR1000核电站基础多层整体浇筑可行性有限元分析
张忠, 张心斌
2009, 39(10): 102-104,147. doi: 10.13204/j.gyjz200910024
摘要:
为了控制混凝土施工裂缝的产生,大体积混凝土通常采取分层分块的施工方法,CPR1000核电站基础也不例外。但是,分层分块法存在费工时、费造价等诸多不足之处,并且不合适的分层分块和施工养护措施可能导致施工裂缝更加严重。针对CPR1000核电技术,开展不同厚度基础多层整体浇筑的理论分析,运用有限单元法进行施工温度应力计算,揭示不同浇筑厚度对施工温度应力的影响规律,从理论角度证实CPR1000基础实施多层整体浇筑的可行性并为养护技术指标的确立提供理论依据,可为类似基础整体浇筑施工提供理论基础和实践参考。
名家论坛
张弦结构的十年(一)——张弦结构的概念及平面张弦结构的发展
张毅刚
2009, 39(10): 105-113. doi: 10.13204/j.gyjz200910025
摘要:
自第一个将张弦梁用于大跨度屋盖的工程上海浦东国际机场(一期工程)航站楼竣工以来,此类结构在我国得到迅速发展。收集到的19982008年间关于此类结构的理论分析、试验研究和工程实践的论文有近300篇,工程应用已有近70项,很值得回顾与梳理。通过对此类结构的组成和受力特点的讨论,建议将此类结构统称为张弦结构,其中又可分为单向、双向、空间张弦结构和张弦成形结构。最后介绍单向张弦结构的工程应用和最新的研究进展,讨论需进一步关注的问题。
现代钢结构
连于人字形防屈曲支撑的横梁抗震设计探讨
丁玉坤, 张耀春
2009, 39(10): 114-119. doi: 10.13204/j.gyjz200910026
摘要:
通过3个算例,对采用人字形无粘结内藏钢板支撑剪力墙(即人字形防屈曲支撑)的防屈曲支撑框架结构的抗震性能进行对比分析,以探讨支撑屈服后超强和被撑梁跨中竖向支点作用的有无对支撑跨横梁抗震性能的影响。结果表明,3个算例的框架梁在多遇地震下均能保持弹性,且被撑梁的最大竖向挠度均出现在撑点两侧。罕遇地震下,3个结构中支撑屈服后被撑梁的最大竖向挠度均出现在撑点位置。考虑超强但不考虑支点作用设计的结构中框架梁塑性发展程度较小,而不计超强但考虑支点作用设计的被撑梁塑性发展严重,且横梁的挠度较大,导致层间的两根支撑因承受较大的竖向力而使拉、压支撑的轴向应力-应变曲线明显不对称,不利于支撑受力。
强冰雪灾害下大型薄壁圆柱钢壳结构稳定性研究
王登峰, 曹平周
2009, 39(10): 120-125. doi: 10.13204/j.gyjz200910027
摘要:
2008年我国南方地区发生强冰雪灾害,造成不少钢结构破坏。在化工、电力等工程中有很多作为整个系统关键设备的大型薄壁圆柱钢壳结构,柱壳内通常需设置一些横梁支承工艺设备,壳体既受到由上部壳体、顶盖和设备自重等荷载形成的沿环向均匀分布的整体轴向压力,又受到横梁支座传递来的局部轴向压力。在这些荷载作用下结构已经积累了一定的内力和变形,一旦再遭受强冰雪灾害,面积较大的顶盖和相连的其他管道上会快速积聚较大的雪荷载,导致结构发生失稳破坏。根据结构施工和使用过程,考虑加载路径的影响,先施加整体均布轴向压力,再施加局部轴向压力,然后施加模拟强积雪荷载的均布轴向压力,对112个带焊缝初始缺陷的薄壁圆柱壳结构进行了非线性稳定性数值分析。研究表明:随着初始整体荷载水平提高,柱壳承受积雪荷载的能力下降;随着缺陷幅值的增大,柱壳承受积雪荷载的稳定承载力与整体均布轴压下的稳定设计承载力的比值增大,其后屈曲承载能力也提高。柱壳下部储有浆液时;壳体承受积雪荷载的能力有小幅提高。根据大量计算结果,提出了考虑加载历史的遭受强冰雪荷载的圆柱壳稳定性设计建议。
带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱偏压性能的试验研究
龙跃凌, 蔡健
2009, 39(10): 126-130,71. doi: 10.13204/j.gyjz200910028
摘要:
对7个带约束拉杆和2个不设约束拉杆矩形钢管混凝土短柱进行偏心受压试验研究,主要研究偏心率、约束拉杆水平间距对矩形钢管混凝土短柱偏压性能的影响。试验研究结果表明,在偏心压力作用下,约束拉杆的设置有助于提高矩形钢管混凝土短柱的延性,延迟钢管的局部屈曲。带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的偏压承载力随偏心率的增大而减小。在相同偏心率下,试件延性随拉杆水平间距减小而增大。
某石灰岩矿石破碎站防护结构设计研究
张微敬, 林嘉, 胡晓斌
2009, 39(10): 131-135. doi: 10.13204/j.gyjz200910029
摘要:
为使某已投入使用的紧邻石灰岩采石场的矿石破碎站免遭坠落矿石的破坏,需要为该破碎站设计和建造防护结构。采用方钢管混凝土柱和钢支撑作为防护结构的竖向结构,双向钢-混凝土组合梁板作为屋盖结构,通过对不同方案的分析比较,确定在屋盖结构上铺设土+钢板+土作为吸收坠石冲击能量的缓冲层和防护层。采用通用软件ANSYS/LS-DYNA进行屋盖抗坠石撞击模拟计算分析,采用SAP 2000进行整体结构计算。结果表明,该防护结构达到抵抗体积为1 m3、坠落高度为160 m的坠石撞击的要求。提出的防护结构可以作为一般工业和民用建筑抗坠落重物冲击设计参考。
工程建设技术标准动态
2008版《建筑抗震设计规范》的调整
张春明
2009, 39(10): 136-140. doi: 10.13204/j.gyjz200910030
摘要:
针对汶川地震暴露出来的实际震害情况,结合2008版建筑抗震设计规范的调整,探讨建筑物抗震设计理念,以及建筑结构设计工作中应该引起重视的几个问题,以利于今后的建筑物的抗震设计工作。
工程实录
山东广电中心媒体产业大厦工程——复杂结构施工综合新技术
王殿永, 陈兆忠, 叶春龙, 张兴华
2009, 39(10): 141-144. doi: 10.13204/j.gyjz200910031
摘要:
山东广电中心媒体产业大厦工程建筑造型新颖,空间结构复杂,38 303 m2的建筑囊括了框架结构、框筒结构、预应力、密肋板、钢结构、型钢混凝土等多种结构形式,施工难度非常大。采用计算机仿真技术处理关键节点,施工难点的解决方案和细部节点的处理措施都具有代表性。
建筑设计漫谈
理性与人性——库哈斯的两个住宅作品解读
林祖锐
2009, 39(10): 145-147. doi: 10.13204/j.gyjz200910032
摘要:
库哈斯是当今建筑界炙手可热的建筑大师,他以独到的理论、大胆的设计构思为建筑界所瞩目。他的设计作品,有着明显的对现代主义工业理性的承继。然而细读他的作品又发现,他能在设计中超越理性,处处体现了对人性的关怀。