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2009年  第39卷  第9期

新型蒲壁截面构件的稳定性分析
卷边翼缘工形截面构件的局部稳定性能
郭彦林, 张婀娜, 江磊鑫
2009, 39(9): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz200909001
摘要:
提出了一种翼缘卷边的工形截面薄壁构件,可以应用在轻型钢结构房屋结构中。由于翼缘板有卷边的加强作用,极大地提高了其局部屈曲荷载,从而使翼缘板可以不受板件宽厚比限值的约束,能获得比较好的经济效益。为此建立了翼缘卷边工形截面构件有效长宽比的概念及其计算公式,并通过变化几何参数对这种截面的局部屈曲性能进行研究和分析,从而确定卷边宽度系数的合理取值以及卷边翼缘宽厚比限值。
卷边翼缘工形截面构件在轴心压力作用下的稳定承载力研究
郭彦林, 张婀娜
2009, 39(9): 7-14. doi: 10.13204/j.gyjz200909002
摘要:
与普通工形截面比较,卷边工形截面构件由于卷边的存在增强了翼缘的抗压屈曲能力,进而提高了截面的承载效率,是一种新型的薄壁截面构件。采用大挠度弹塑性板壳有限元分析方珐,对卷边工形构件在轴心压力作用下的稳定承载性能进行了研究。在考虑构件与板件几何初始缺陷和截面残余应力的情况下,研究了卷边工形截面参数(截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比)与构件长细比的变化对轴心压力构件稳定承载性能的影响。最后,在大量数值分析结果的基础上,归纳总结出了卷边工形构件在轴向压力作用下的稳定承载力设计公式。
卷边翼缘工形截面梁的稳定性能及设计方法
郭彦林, 张婀娜
2009, 39(9): 15-21. doi: 10.13204/j.gyjz200909003
摘要:
基于大挠度弹塑性板壳有限元分析方法,系统地研究了卷边工形梁在两端等弯矩作用下的失稳机理与稳定承载力,揭示了卷边工形截面构件的局部屈曲、畸变屈曲、整体侧向失稳以及它们之间的相互作用。系统地分析了截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比、长细比等构件参数对侧向稳定承载力的影响,并基于大量的数值计算数据给出了卷边工形梁在两端等弯矩作用下的稳定承载力设计公式,可为规范修订以及工程设计提供依据。
卷边翼缘工形构件在压弯荷载作用下的稳定承载力设计理论
郭彦林, 江磊鑫, 张婀娜
2009, 39(9): 22-27,14. doi: 10.13204/j.gyjz200909004
摘要:
卷边工形截面构件作为一种高效型材,在弯矩与轴力共同作用下的破坏模型常常是伴随板件局部屈曲的整体失稳。利用板壳有限单元法,研究卷边工形截面构件在板件局部屈曲下的构件整体稳定承载力,建立其稳定承载力设计公式。首先,通过设计大量算例,研究了截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比等截面参数对短柱承载性能的影响,其中考虑了板组之间屈曲的相关作用,获得了考虑板组局部屈曲特性的短柱稳定承载力相关公式。在短柱板件局部失稳承载力研究的基础上,计入构件长细比对长柱面内和面外稳定承载性能的影响,通过数值分析建立了卷边工形构件在压弯荷载作用下的稳定承载力设计公式。
卷边翼缘工形构件稳定性能及经济性能分析
张婀娜, 郭彦林
2009, 39(9): 28-31. doi: 10.13204/j.gyjz200909005
摘要:
以卷边工形构件和普通工形构件为研究对象,从稳定性能和经济性能两方面进行对比。首先,分析二者屈曲形式的异同,并通过对比二者腹板和翼缘的屈曲系数来反映二者稳定性能的差异。然后,基于弹塑性范围内的稳定承载力有限元分析,从两方面入手对二者的经济性能进行研究:一是用钢量相同,比较二者的承载力;二是承载力相同,比较二者的用钢量。研究结果表明:卷边工形构件是一种较工形构件更为经济高效的型材。
卷边翼缘工形变截面构件在压弯荷载作用下平面内稳定承载性能研究
郭彦林, 江磊鑫, 张婀娜
2009, 39(9): 32-35. doi: 10.13204/j.gyjz200909006
摘要:
针对卷边工形变截面构件在压弯作用下的面内稳定承载性能进行研究,并在已有的卷边工形等截面压弯构件面内稳定承载力公式的基础上,参照CECS 102∶2002《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中的变截面构件设计方法,给出卷边工形变截面构件压弯平面内稳定承载力的计算公式。楔率是影响变截面构件稳定承载力的重要因素,设计了一系列算例,重点考察楔率对变截面卷边工形构件稳定承载性能的影响,同时也验证了所给出的平面内稳定承载力计算公式的准确性和适用性。
焊接箱形截面稳定承载力的直接强度设计法
刘涛, 郭彦林
2009, 39(9): 36-40. doi: 10.13204/j.gyjz200909007
摘要:
现行GB 500172003《钢结构设计规范》对焊接箱形截面构件在考虑壁板局部失稳后的稳定极限承载力的设计规定还相当粗糙,按腹板高度边缘范围内两侧宽度各为20tw计算有效面积,未能与构件整体稳定性建立有效的联系。采用板壳单元,精确地模拟了箱形截面构件的壁板局部失稳及其相互作用,在大挠度、弹塑性范围内对箱形截面的稳定极限承载性能进行了研究。在大量数值分析的基础上,分别归纳总结了箱形截面构件在承受轴向压力、纯弯曲以及弯矩与轴力共同作用下的稳定极限承载力简化计算公式,对箱形截面构件稳定承载力计算及设计有参考价值。这种把构件稳定承载力设计与构件几何尺寸建立直接关系的直接强度设计法,会改进采用有效宽度法产生的误差,可以为薄壁结构相关技术规程修订时参考。
箱形截面构件局部与整体相关稳定承载力的直接强度设计法
郭彦林, 刘涛
2009, 39(9): 41-48. doi: 10.13204/j.gyjz200909008
摘要:
直接强度法(direct strength method)是薄壁截面稳定承载力设计的一种非常简便且比较精确的设计方法,有逐步取代薄壁截面有效宽度法的趋势。应用大挠度弹塑性板壳单元对箱形柱的局部与整体相关稳定承载性能进行详细的分析,通过变化截面板件宽厚比(D/t)、截面的边长比(B/D)、构件的长细比(),并考虑构件实际的残余应力与几何初始缺陷,分别获得了箱形截面构件在承受轴向压力、纯弯曲以及弯矩与轴力共同作用下的稳定承载力计算公式。这些实用的计算公式摒弃了应用有效宽度法带来的误差及繁琐计算,采用直接强度法设计,其计算公式精度高,应用方便灵活,对进一步修订钢结构设计规范及工程设计有参考价值。
冷弯型钢骨架墙体抗剪性能研究
郭鹏, 何保康, 沈顺高
2009, 39(9): 49-54,61. doi: 10.13204/j.gyjz200909009
摘要:
在冷弯型钢骨架墙体抗剪模型得到试验充分验证的基础上,对影响墙体抗剪性能的8个因素进行了有限元参数分析。分析结果表明:墙体骨架壁厚、骨架屈服强度、立柱截面大小、竖向荷载大小的变化及一定范围内墙体高度的变化对墙体抗剪承载力影响不大;增加墙面板厚度可以有效地提高墙体抗剪承载力;在墙体尺寸等不变的情况下,立柱间距的减小有助于墙体抗剪承载力的提高;墙面板采用带肋钢板代替平钢板,在墙体抗剪承载力、墙板平面外鼓出量上均有很大的改进,并且随着肋高的增加,其抗剪承载力增加,墙板平面外鼓出量减小。
建筑设计中对自然通风的探讨
王玲, 王丽洁, 马士宾
2009, 39(9): 55-57. doi: 10.13204/j.gyjz200909010
摘要:
通过建筑设计实现的自然通风,不但能使建筑获得良好的室内环境条件,而且具有节约能源、造价低廉的特点。介绍在建筑设计中实现自然通风的几种技术;探讨建筑布局、建筑平面、建筑剖面与建筑构件在实现建筑自然通风中的作用与方法。
屋顶绿化——构建生态城市的新途径
张天宇, 李杨
2009, 39(9): 58-61. doi: 10.13204/j.gyjz200909011
摘要:
屋顶绿化作为构建生态城市的新途径,近年来备受关注。开发屋顶花园具有十分广阔的前景。因地制宜地发展适合我国国情的屋顶绿化事业,对于我国生态型城市的建设、城市可持续发展具有重要的战略意义。
高层组合框架-混凝土筒体混合结构动力性能研究
张淑云, 白国良, 唐丽云
2009, 39(9): 62-66. doi: 10.13204/j.gyjz200909012
摘要:
为研究高层组合框架-混凝土筒体混合结构的动力性能,以某30层混合结构为分析对象,建立整体空间有限元模型,进行模态与弹性时程分析。分析结果表明:外框架与筒体之间连接方式对混合结构的周期与振型影响较明显。地震作用下的层间位移角极值发生在混合结构的中上部楼层,沿结构高度楼层加速度的分布有两个极值区,框架所负担的层间剪力比例较小,但外框架承担的层间弯矩较大;改变连接方式使结构变形与内力分布发生显著变化。
无约束边缘构件混凝土剪力墙的轴压比限值研究
梁兴文, 杨鹏辉, 邓明科
2009, 39(9): 67-70. doi: 10.13204/j.gyjz200909013
摘要:
混凝土剪力墙轴压比限值的确定方法是目前尚未很好解决的问题之一。通过理论分析和数值计算,研究不设置约束边缘构件时矩形截面剪力墙的轴压比限值。研究结果表明:在混凝土极限压应变给定时,影响无约束边缘构件混凝土剪力墙轴压比限值的主要因素为剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值,混凝土强度、竖向分布钢筋强度和配筋率的影响较小。据此提出了根据剪力墙的高宽比和顶点目标位移角值确定其轴压比限值的方法。方法简单实用,可供修订规范时参考。
基于风压功率谱函数法输入的高层建筑结构动力特性
肖琦, 祝贺
2009, 39(9): 71-73. doi: 10.13204/j.gyjz200909014
摘要:
基于脉动风的基本理论和Davenport风荷载功率谱,介绍计算高层建筑结构顺风向动力响应的计算方法,提出在频域内对高层建筑结构迎风面通过施加风压功率谱的方法进行高层建筑结构的随机振动分析。借助ANSYS对结构进行定制功率谱函数并加载,得到高层建筑结构自振频率及风压谱施加后的模态、应力变化情况,并将函数加载结果与静力求解结果进行分析比较。
钢筋混凝土框架梁超筋现象解决方案
徐湘涛, 范涛
2009, 39(9): 74-76,66. doi: 10.13204/j.gyjz200909015
摘要:
确定了柱网布置和楼盖方案后,可利用PKPM进行框架梁结构设计,框架梁的超筋现象可通过TAT/SATWE分析结果判断,影响框架梁超筋现象的主要因素为截面尺寸、输入方式、材料选用和SATWE参数等,合理修正上述参数,可较好地解决框架梁超筋现象。
钢筋钢纤维高强混凝土板冲切承载力
李趁趁, 高丹盈, 杨文涛
2009, 39(9): 77-80. doi: 10.13204/j.gyjz200909016
摘要:
通过对6块尺寸为1 800 mm1 800 mm150 mm钢纤维高强混凝土板的冲切试验,研究混凝土强度等级和钢纤维体积率对板冲切极限承载力的影响。结果表明:钢纤维高强混凝土板冲切破坏之前的变形主要是弯曲变形,钢纤维的掺入提高了钢筋混凝土板的冲切承载力。在试验结果的基础上,运用统一强度理论和塑性极限分析方法,建立钢筋钢纤维高强混凝土板冲切极限承载力的计算公式。
上海科技馆地下室墙体温度裂缝的控制与监测
周彤, 吴小贵, 邱锡宏
2009, 39(9): 81-84. doi: 10.13204/j.gyjz200909017
摘要:
上海科技馆工程采用预应力技术控制超长圆弧形地下室墙体开裂。为了检测实施效果,在试验段墙体中预先埋设钢弦式钢筋应力计,对墙体中预应力变化情况进行了长达8个月的量测。结果表明,墙体中所施加的预应力达到了设计要求。墙体中预应力的变化在时间和空间上表现出一定的规律性。在时间上表现为:同一测点的预应力值先是随着时间逐渐增加,然后趋于稳定;在空间上则表现为:竖向墙体中的预应力在地下室顶板附近较小,而在离开顶板一定距离处最大,然后逐渐减小;在横向,张拉端附近测得的预应力值最大,然后向中间逐渐减小。与此同时,采用裂缝检测仪对墙体表面混凝土裂缝的发展情况进行了监测,墙体表面混凝土裂缝的数量和规模随着墙体中预应力的逐步建立而减小,最终得到了有效控制。实践表明,采用预应力技术来控制超长混凝土结构的开裂,可以达到理想的效果。
地铁隧道开挖引起临近地下管线竖向位移及内力分析
范德伟, 李大勇, 张学臣
2009, 39(9): 85-89. doi: 10.13204/j.gyjz200909018
摘要:
基于Winkler弹性地基梁理论,分析地下管线在地铁开挖作用下的受力情况,推导考虑硬化地基扩散作用因素影响的地下管线位移表达式、转角表达式、弯矩表达式和剪力表达式,并定量分析地下管线变形与地基扩散角、埋深等因素间的关系。理论分析表明:地下管线的最大位移在沉陷区的中间,最大弯矩和最大剪力发生在沉陷区的边缘;地基扩散角与管线的埋深对管线的最大沉降量有较大影响。分析结果为工程实践中确定管线的加固位置提供了理论依据。
钢纤维水泥砂浆与老混凝土双面剪切粘结性能研究
卜良桃, 罗兴华
2009, 39(9): 90-94. doi: 10.13204/j.gyjz200909019
摘要:
通过外包钢纤维水泥砂浆加固混凝土试件的双面剪切试验,探讨老混凝土表面不同界面处理、钢纤维水泥砂浆强度对钢纤维水泥砂浆与老混凝土界面粘结强度的影响。结果表明:老混凝土表面粗糙度、钢纤维水泥砂浆强度对新老材料界面粘结强度有显著影响,二者的交互效应影响不显著。修补材料中钢纤维的掺入,对新老材料粘结强度的提高有一定影响。
聚合物抹面砂浆耐候性试验研究破坏机理分析
项道阳, 路永华, 章银祥
2009, 39(9): 95-98. doi: 10.13204/j.gyjz200909020
摘要:
对外墙外保温体系用聚合物抹面砂浆在耐候性试验环境下的力学性能进行研究。试验结果表明:外墙外保温体系用聚合物抹面砂浆经历一定次数的热雨循环和热冷循环后,抗压强度、抗折强度及粘结强度均有不同程度的下降,压折比提高。同时对外墙外保温用聚合物砂浆耐候性破坏机理进行了研究分析。
干冷气候条件下湿养护龄期对混凝土碳化性能的影响
林鹏, 吴笑梅, 樊粤明, 黄强伟
2009, 39(9): 99-102. doi: 10.13204/j.gyjz200909021
摘要:
采用加速碳化试验研究干冷气候下不同湿养护龄期对C25强度等级的一种纯水泥混凝土A及三种双掺粉煤灰和矿渣粉的混凝土B、C和D碳化性能的影响,建立碳化速率与不同湿养护龄期之间的关系式。研究结果表明:在干冷气候下施工的混凝土,为保证25 mm钢筋保护层达到50年碳化寿命,纯水泥混凝土A至少应湿养护11.2 d,掺合料混凝土B、C和D则分别至少应湿养护11.1,12.9,14.5 d。混凝土中掺合料掺量越高,确保碳化性能安全所需的湿养护龄期也越长。
预应力混凝土智能检测与控制技术及工程应用
孙鑫鹏, 李益进, 廖宏, 资伟, 伍灿良
2009, 39(9): 103-106. doi: 10.13204/j.gyjz200909022
摘要:
针对多年来预应力混凝土结构施工应力测试和张拉控制的不足之处,自主研发新型智能应力测试传感器装置,用于预应力张拉过程双智能控制和张拉锚固后预应力筋应力的测试。介绍该装置的基本工作原理、施工工艺要点,并结合具体的工程实例验证了实际应用效果。结果表明:该智能检测技术检测内容全面、检测结果精确,可保证预应力施工质量,推广应用前景十分广阔。
华敏帝豪大厦超高层建筑钢管混凝土柱施工的几点经验
台登红
2009, 39(9): 107-109,116. doi: 10.13204/j.gyjz200909023
摘要:
上海华敏帝豪大厦是一座高235.1 m的60层综合大厦。框架柱采用矩形钢管混凝土柱,内灌自密实混凝土。为了提高施工工效,打破了CECS 203:2006《自密实混凝土应用技术规程》第7.3.7条浇筑混凝土时的最大自由落下高度宜在5 m以下的规定。采用了缩短导管,直接浇灌混凝土的方法,提高了工效。同时,对减少内隔板下面的气泡,采取有效措施,保证了工程质量。
综述
建筑结构可靠性的发展与鉴定概述
薛萍, 张建军, 陆路
2009, 39(9): 110-113. doi: 10.13204/j.gyjz200909024
摘要:
对结构可靠性理论发展进行了总结和分析。详细阐述了各发展阶段的发展过程及优缺点,并提出了保证结构可靠度的方法和对策,为提高我国结构可靠度的研究水平提供了发展思路。
工程建设技术标准动态
论述中美风荷载的换算关系
李峰, 魏利金, 李超
2009, 39(9): 114-116. doi: 10.13204/j.gyjz200909025
摘要:
结合工程实际应用,对于我国GB 500092001《建筑结构荷载规范》和美国ASCE 705《MinimumDesign Loads for Buildings and Other Structures》中关于风速、基本风压计算的差异与换算方法进行论述。
鉴定·加固·改造
新厂房角柱、托梁及其在旧厂房上的支座设计
杨大元, 唐海波
2009, 39(9): 117-120. doi: 10.13204/j.gyjz200909026
摘要:
某新建主厂房与已经建成投产的旧有主厂房毗邻。新建主厂房有一根角柱被已经建成的两座辅助房屋夹在中间,无法设置。就新建主厂房缺下角柱的排架计算单元、上角柱的设置、托梁与旧有主厂房的连接和节点方案等问题进行了分析、比较,选择了一个利用旧有主厂房边柱支承新建主厂房上角柱、并能满足现行国家规范要求、构造简单、便于施工、安全合理的托梁及其支座。
某梁板高支模架倒塌事故的分析及处置
朱世哲, 卫严, 蔡建深
2009, 39(9): 121-123,98. doi: 10.13204/j.gyjz200909027
摘要:
以某梁板高支模架倒塌事故为背景,分析高支模架倒塌原因是没有按照规范构造要求搭设;分别应用刚性节点和铰接节点模型分析脚手架竖向剪刀撑的重要性,发现对于铰接节点模型,加上剪刀撑以后使基本单元从几何可变体系变为几何不变体系;对于刚接节点模型,建模分析计算发现,立杆在加上剪刀撑后构件的轴力要比没有加剪刀撑时轴力减少25%以上。对倒塌区域拆除方案进行讨论,在拆除之前先搭设生命线;对于Ⅰ区塌陷部分,先将梁之间的板凿碎卸载,留下主梁和板带;同时钢筋网不割断,以维持其平衡状态,待模架加固以后才拆除大梁;对于Ⅶ区已经严重外凸变形的外脚手架,拉设了网状钢丝绳进行固定。最后确定了整体拆除顺序,顺利拆除了塌陷部分。
某工程塔吊顶升事故处理
张友科
2009, 39(9): 124-126. doi: 10.13204/j.gyjz200909028
摘要:
某工程塔吊顶升作业过程中,塔吊顶升套架导向轮脱轨,致使塔吊上部结构倾斜,造成重大安全隐患。事故发生后采取应急处理措施,采用一托、二绑、三加固、四拆除的方法进行及时有效地处理,并对事故发生的原因及类似事故的防患措施进行分析总结。
工程事故分析
长安大学地质科技大厦南侧基坑倒塌事故分析与处理
汪班桥, 李寻昌
2009, 39(9): 127-130. doi: 10.13204/j.gyjz200909029
摘要:
某基坑南侧支护工程原采用土钉墙支护,在土钉墙施工过程中,因遇连续降雨,靠近基坑南侧边坡处的地下排水管道由于排水不畅而导致雨水倒流进入土钉墙内;加上不规范的施工方法,致使正在施工中的土钉墙及边坡出现大面积的坍塌。针对这一工程事故进行详细地分析计算,在确定事故原因之后,对原设计方案作出调整;重新施工时,改用锚杆与砖墙组合方案。并对黄土地区土钉墙的施工提出了几点建议:注意排水、规范施工、动态设计以及信息化施工。
某载体桩复合地基的工程质量事故分析和处理
杨启安
2009, 39(9): 131-134. doi: 10.13204/j.gyjz200909030
摘要:
结合某载体桩复合地基工程的质量事故,从设计、施工等方面进行事故原因分析,通过静载荷试验和低应变检测,找出复合地基质量事故的原因,并提出补救措施、施工处理及验收方案,最终成功处理了工程质量事故。
建筑设计漫谈
“神圣”“亲和”话堂屋——城镇化建设进程中民族文化的保护与实践
许剑峰, 宋昆
2009, 39(9): 135-137. doi: 10.13204/j.gyjz200909031
摘要:
堂屋是民居中不可或缺的房间,有着深刻的文化渊源,但是随着全球化的冲击和城镇化进程的加快,已经很少有人触及其文化内涵了。知其然,不知其所以然使得民族文化的生命力遭到破坏,城镇化缺乏民族特色。从堂屋的神圣性和亲和性两方面着笔剖析了堂屋的文化本质,以及它在镇山村民宅中的地位和作用,并将此应用于建设实践。
拓展未来建筑设计的先锋领域——哈迪德与辛辛那提当代艺术中心
陈岚, 曾坚
2009, 39(9): 138-141. doi: 10.13204/j.gyjz200909032
摘要:
从分析英籍建筑师扎哈.哈迪德的创作核心思想体系入手,对哈迪德的经典作品美国辛辛那提当代艺术中心进行深入剖析。以现代设计学的视角分析该建筑形态的形成动因、特点及视觉效果,展现动态构成设计手法在建筑中的运用,体悟建筑设计的多义性与模糊性。该设计打破了传统空间形式与观念的束缚,拓展了未来建筑设计的先锋领域。