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2010年  第40卷  第8期

弦支结构体系的研究与应用
弦支结构体系概念与分类
陈志华, 荣彬, 孙国军
2010, 40(8): 1-5,26. doi: 10.13204/j.gyjz201008001
摘要:
弦支结构明确定义了结构的各组成部分和特点:弦指结构下部犹如弓弦的拉索;支指结构中部起到支撑作用的压杆;结构是指弦支结构上部的具体结构形式。在介绍结构概念的基础上,将弦支结构分为平面型弦支结构、可分解的空间型弦支结构和不可分解的空间型弦支结构;提出弦支网架、弦支混凝土楼盖、弦支筒壳和弦支拱壳结构;结合相关研究成果,给出3种命名分类方案;建议将此类结构体系统一称为弦支结构体系,并按照结构概念明确和体系系统完整的原则对此类结构形式进行分类。
弦支网架结构体系概念及特性研究
陈志华, 孙国军, 闫翔宇
2010, 40(8): 6-9. doi: 10.13204/j.gyjz201008002
摘要:
网架结构是较为常见的一种空间结构形式。在传统的预应力网架结构的基础上,引入张拉整体思想,形成建筑效果美观的弦支网架结构。按照网架结构的常用类别定义,给出弦支网架结构的分类形式。对比研究网架结构和弦支网架结构自身的基本特性,提出弦支抽空型网架结构的概念,并对其进行静动力性能分析。结合工程实例,介绍弦支抽空型网架结构的特点和应用情况。
一种新型预应力空间结构形式——弦支拱壳结构
刘红波, 陈志华, 周婷
2010, 40(8): 10-12. doi: 10.13204/j.gyjz201008003
摘要:
在总结拱支网壳结构力学特点的基础上,将张拉整体的概念引入拱支网壳,提出弦支拱壳结构,较好地解决了拱支网壳结构支座反力较大,下部支承结构设计较为困难的问题。结合算例分析弦支拱壳结构的静力性能、稳定性能,得出张拉整体的引入很大程度上能减小拱支网壳结构的支座反力,且较大提高拱支网壳结构的稳定性能;对比分析弦支拱壳和拱支网壳结构的基本动力特性,得到刚度和自振频率等特性。
弦支筒壳结构概念及应用
闫翔宇, 陈志华, 刘占省
2010, 40(8): 13-15,19. doi: 10.13204/j.gyjz201008004
摘要:
将弦支概念引入柱面网壳结构,提出弦支筒壳结构。通过分析弦支筒壳的结构组成,提出按照筒壳结构层数、筒壳网格形式的弦支筒壳分类方法。分析弦支筒壳相比单层筒壳结构所具有的优势。结合辽宁华福印染厂改扩建工程和天津大港干煤棚工程的概况和实际特点,分析采用弦支筒壳结构的可行性,论述弦支筒壳在这两个工程中的应用设计过程和取得的效果。
弦支筒壳结构可靠度研究
刘占省, 陈志华, 闫翔宇
2010, 40(8): 16-19. doi: 10.13204/j.gyjz201008005
摘要:
弦支筒壳结构是张拉整体概念与单层筒壳相结合而形成的一种新型预应力钢结构体系,该结构整体的可靠度是否满足规范要求是其能否形成合理有效结构体系的关键。基于概率理论和灵敏度分析方法,研究结构主要参数对弦支筒壳可靠度的影响,进而对各参数进行灵敏度分析,并拟合出可靠指标的计算公式,得到弦支筒壳结构适用性条件下的目标可靠度。
平面型弦支结构体系及超越雪荷载下的弹塑性分析
孙国军, 陈志华, 刘占省
2010, 40(8): 20-26. doi: 10.13204/j.gyjz201008006
摘要:
平面型弦支结构体系是一种被广泛认可和应用的新型预应力大跨度结构体系。对平面型弦支结构在形态分析、静动力性能和施工过程分析等方面的研究现状及工程应用情况进行综述,指出关于平面型弦支结构弹塑性分析缺乏的现状。结合近年来频发的暴雪灾害,指出超越雪荷载下开展平面弦支结构弹塑性分析的必要性。在超越雪荷载作用下,数值模拟平面型弦支结构弹塑性极限状态的发展过程,得到平面弦支结构在全跨和半跨超越雪荷载作用下的屈服机制和失效机制,并给出其内力重分布规律和荷载传递规律,为实际工程在超越雪荷载下的分析和设计提供理论依据。
滚动式撑杆下节点研究与应用
毋英俊, 陈志华, 吕青
2010, 40(8): 27-29,34. doi: 10.13204/j.gyjz201008007
摘要:
对现有的弦支穹顶预应力施加方法进行总结,分析张拉环索方法所面临的环索与节点间摩擦损失的问题,提出在节点中设置转轴的概念,用滚动摩擦力代替滑动摩擦力来减小摩擦损失,并给出两种下弦节点方案单体式新型节点和压板式新型节点,最后以某结构模型试验为背景给出一种具体节点实物设计,从多角度给出一款在张拉过程中可保证环索滑动,张拉完毕又可将环索固定避免滑动的撑杆下节点。
弦支钢丝网架混凝土夹芯板的基本特性分析
曲秀姝, 陈志华, 乔文涛
2010, 40(8): 30-34. doi: 10.13204/j.gyjz201008008
摘要:
弦支混凝土集成屋盖结构是在张拉整体及弦支结构的基础上提出的一种新型的预应力钢-混凝土复合屋面结构,该结构具有跨度大、施工安装方便、工业化程度高等优点,但它在通过增加预制钢筋混凝土板厚度来提高结构刚度的同时,也会导致结构本身自重的增大。钢丝网架混凝土夹芯板是一种新型轻质建筑板材,该板材具有重量轻、刚度大、承载能力强等优点。在弦支混凝土板基础上提出弦支钢丝网架混凝土夹芯板的概念,通过有限元软件对其基本特性进行研究,主要包括拉索预应力设计、结构自振特性以及钢丝网架混凝土夹芯板的裂缝控制。
弦支结构施工技术研究
王小盾, 刘占省, 陈坤
2010, 40(8): 35-41. doi: 10.13204/j.gyjz201008009
摘要:
弦支结构体系越来越多地应用于重要的公共建筑中,但目前国内外对弦支结构的施工技术方面的系统研究较少。对平面型弦支结构、可分解的空间型弦支结构和不可分解的空间型弦支结构的施工技术分别进行分析和总结,从索的张拉方式、钢结构的安装等施工技术方面进行较为深入的探讨,并指出不同类别结构的施工技术需注意和待研究的问题。
弦支穹顶结构的工程应用
陈志华, 刘红波, 牛犇
2010, 40(8): 42-48. doi: 10.13204/j.gyjz201008010
摘要:
弦支穹顶作为一种新型的预应力空间结构形式,凭借其高效的传力机制和优美的外形效果,已在国内外近20项实际工程中得以应用。对现有工程的跨度、上部网壳结构形式、下部张拉整体部分形式、预应力施加方式、撑杆上节点和撑杆下节点等工程进行总结。在此基础上,对结构的预应力设计方法、节点设计、预应力张拉、模型试验等内容进行分析,提出一些可供工程参考的建议。
适应地方生态气候的建筑设计
冒亚龙, 何镜堂
2010, 40(8): 49-53,77. doi: 10.13204/j.gyjz201008011
摘要:
生态气候的建筑设计根植于地方气候与自然环境,实现环保、低碳而节能。应用图解分析和归纳综合的方法,探讨建筑设计融入当地气候与生态环境的原理与策略。生态气候的建筑设计应通过规划与设计手段,驾驭有利的气候资源与自然地形,避免不利气候影响,采取适宜技术,使得建筑室内热环境冬暖夏凉,生态节能;建筑布局与空间形态、热缓冲空间、通风防风、体型选择、节能构造等适应地方气候。
基于CSSO的建筑节能设计研究
李静, 李桂文, 孙清军
2010, 40(8): 54-56. doi: 10.13204/j.gyjz201008012
摘要:
从系统观的角度对建筑节能体系的特征进行解析,认为建筑节能体系构成要素之间存在着耦合相关性。针对这种耦合相关性,引入多学科设计优化的相关理论和方法,提出适合建筑节能设计的并行子系统优化法,并对该方法的特点、过程进行阐述。
太阳能地板采暖技术在工业建筑中的应用
曲航, 于晓, 赵军, 岳仁文
2010, 40(8): 57-60. doi: 10.13204/j.gyjz201008013
摘要:
对于位于我国严寒地区和寒冷地区的工业建筑来说,采暖在其总能耗中占据相当的比例。传统采暖方式在能耗和环保等方面存在诸多不足,与地板采暖相结合的太阳能采暖这一可再生能源技术具有较好的发展前景。在对该项技术进行介绍的基础上,详细分析此类系统的若干关键问题:蓄热、保温以及集热器倾斜角对系统性能的影响;指出采用水泥蓄热体和集热器立面安装的特点和优势,可为该项技术的推广提供参考。
农村住宅建筑节能分析
崔艳琦
2010, 40(8): 61-63. doi: 10.13204/j.gyjz201008014
摘要:
结合当今我国农村实际,从可持续发展的角度,分析我国农村建筑节能的重要意义,提出以可再生能源,主要有太阳能,沼气能源等为今后农村新能源的发展方向,阐明农村住宅建筑节能的主要措施。
一种新型预应力混凝土叠合梁设计与应力分析
周亚栋, 邵旭东, 聂美春
2010, 40(8): 64-68. doi: 10.13204/j.gyjz201008015
摘要:
介绍一种新型的预应力混凝土叠合梁二次预应力混凝土叠合梁,分析其设计特点;并应用于高速铁路无碴轨道桥梁中,根据设计实例进行应力分析,与相同截面尺寸的常规预应力混凝土梁的应力进行对比。结果表明:与常规预应力混凝土梁相比,二次预应力混凝土叠合梁受力合理,可以明显减小截面应力梯度,对减小梁的徐变上拱非常有利;并可以节约预应力筋约10%,具有明显经济优势。
适用于型钢高强高性能混凝土柱的地震损伤模型
郑山锁, 国贤发, 于飞, 陈敏, 胡义
2010, 40(8): 69-73. doi: 10.13204/j.gyjz201008016
摘要:
为了较好地分析型钢高强高性能混凝土柱在地震荷载作用下的损伤破坏机理,通过对现有几种地震损伤模型的分析比较,并结合低周反复荷载作用下型钢高强高性能混凝土柱的滞回特性,建立以最大变形处卸载刚度的退化和累积的残余塑性变形为破坏参数的地震损伤模型,并结合已有的试验结果对损伤模型进行了非线性回归分析,确定模型中相关参数。同时分析剪跨比、混凝土强度、轴压比对型钢高强高性能混凝土柱损伤累积和发展的影响,结果表明,在加载后期,随着混凝土强度和轴压比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的损伤发展加快;而随着剪跨比的增加,型钢高强高性能混凝土柱的延性提高,损伤进程相对平缓。
阶梯式椭圆抛物面网壳结构的整体稳定分析
周骥, 端木雪峰, 王涛
2010, 40(8): 74-77. doi: 10.13204/j.gyjz201008017
摘要:
某体育馆屋盖结构采用阶梯式椭圆抛物面网壳,网壳形式为双层凯威特式。通过静力计算发现,网壳的受力状态有其自身的特点:上层网壳的下弦与下层网壳的上弦位于连续的同一壳面,力的传递是从作为下弦杆件受拉到作为上弦杆件受压的渐变过程。通过线性和非线性屈曲分析,对网壳结构的整体稳定性能进行研究。网壳结构在到达临界点前,已经有部分杆件进入塑性,但网壳结构仍然有继续承载的能力。网壳结构的弹塑性失稳过程从网壳长跨方向在结构前部的两处变阶位置的搭接节间弦杆开始。这些杆件的屈服导致其丧失承载进一步荷载增量的能力,造成相应节点发生内陷,进而导致整个结构发生失稳。
钢筋混凝土转换层模板支架稳定承载力研究
覃建建, 曾凡奎
2010, 40(8): 78-81. doi: 10.13204/j.gyjz201008018
摘要:
高层建筑转换层是建筑结构中重要部位,其中转换层结构模板支撑系统直接关系到整个工程质量品质。通过探讨梁式转换层扣件式模板支架计算模型选取,对模板支架整体稳定承载力进行数值分析,阐述各杆件对支架内力分配的贡献及斜撑倾斜角度对整体稳定承载力的影响,提出预防和改进措施。对转换层高支模支架的设计和施工具有实际的指导意义,可为同类工程提供参考。
边坡稳定极限平衡分析中的优化问题
李冉, 褚雪松, 李亮, 于广明
2010, 40(8): 82-85,90. doi: 10.13204/j.gyjz201008019
摘要:
为更好地理解、归纳边坡极限平衡稳定分析的步骤和过程,将目前边坡稳定分析中常规的极限平衡条分法、基于潘家铮极大值原理的局部安全系数法以及边坡临界滑动场方法等三大类方法进行系统比较分析和归类,并对每类双重优化问题予以表述、算例分析验证等,对极限平衡方法在边坡稳定分析中的应用予以总结。研究结果表明,归纳的三类双重优化问题有助于极限平衡方法在边坡稳定分析中的进一步应用。
地表温度周期波动的饱和土一维热固结解析解
吴瑞潜, 谢康和, 沈建明
2010, 40(8): 86-90. doi: 10.13204/j.gyjz201008020
摘要:
针对地表温度周期波动的饱和土一维热固结问题,建立相应的热固结模型。利用偏微分理论,得到土层内部超静孔隙水压、温度增量的解析解,并进而得到地基沉降的表达式,由此分析饱和土的一维热固结性状,并与Terzaghi解进行比较。结果表明:热固结性状与温度增量、热传导速率、温度波动周期等有关;受地表温度周期波动的影响,超静孔隙水压、沉降也会出现波动性。
地下管线-土体动力相互作用试验研究
孟海, 李杰, 陈隽, 吴华勇
2010, 40(8): 91-94. doi: 10.13204/j.gyjz201008021
摘要:
地下管线在维系现代城市功能和区域经济功能中起着举足轻重的作用。相对于理论研究,地下管线抗震性能的试验研究仍较少。以两个相同设计的层状剪切砂箱模拟土体的边界条件,通过基底输入,分别对地下管线在非一致激励下的动力响应规律进行试验研究。试验中改变管径及管线埋深,调整基底输入的频率和振幅,以考察多种因素的变化对管土相互作用的影响。
偏心敲击对高应变信号的影响
张吾渝, 王雪峰, 甘轶, 田冬俊, 忻元跃
2010, 40(8): 95-98,60. doi: 10.13204/j.gyjz201008022
摘要:
在高应变动力试桩时,若锤重心与桩顶没有对中或落锤装置架不竖直,极容易导致偏心敲击,从而对锤体、桩侧的传感器信号产生很大的影响。基于两种不同的传感器安装方法,对高应变试桩时偏心敲击进行仿真研究,详细分析两种高应变测力方式的合理性以及正确的安装方案,重点研究偏心碰撞对各部位速度及应变的影响。通过仿真计算解释实践中出现的诸如偏心严重影响应变、较少影响速度等现象,更正了过去一直认为的大桩需要安装更多传感器才能克服偏心影响等观念。
超高韧性水泥基复合材料新型梁柱节点抗裂性能研究
苏骏, 徐世烺
2010, 40(8): 99-102. doi: 10.13204/j.gyjz201008023
摘要:
对9个超高韧性水泥基复合材料(简称UHTCC)新型框架梁柱节点低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,分析节点核心区轴压比、体积配箍率等因素对UHTCC节点抗裂性能的影响。结果表明:超高韧性水泥基复合材料取代普通混凝土可以有效控制裂缝宽度,增大轴压比可以提高UHTCC节点试件的抗裂承载能力。在试验研究的基础上,提出UHTCC节点抗裂承载力计算公式,并与试验结果进行比较,两者吻合较好。
表层嵌贴碳纤维筋与混凝土粘结强度试验研究
谢标云, 杨勇, 周丕健, 蔡军伟
2010, 40(8): 103-106,81. doi: 10.13204/j.gyjz201008024
摘要:
为研究表层嵌贴碳纤维筋的粘结性能,对3批计36个试件的表层嵌贴碳纤维筋加固进行拉拔试验,对环氧树脂胶、环氧树脂砂浆等4种不同类型粘结剂进行对比研究,分析养护时间、粘结剂强度、开槽尺寸、碳纤维筋表面处理工艺等参数对粘结强度的影响。对拉拔试件裂缝开展、破坏形态和碳纤维筋端部滑移情况进行详细观测。试验研究结果表明:开槽尺寸、粘结剂强度、碳纤维筋表面处理工艺对加固试件粘结强度影响作用明显,养护时间影响较小可忽略;石英细砂配制的环氧树脂砂浆粘结性能良好,具有较好推广价值。
引气混凝土试验研究
姚佳良, 翁庆华, 刘虎跃, 易彪
2010, 40(8): 107-113,127. doi: 10.13204/j.gyjz201008025
摘要:
结合广东地区高温薄板结构引气混凝土施工实践,通过外加剂与水泥适应性、含气量对引气混凝土泌水、抗裂、变形、热工等性能的试验研究及理论分析,优化高温条件下薄板滑模混凝土施工配合比,提出了薄板结构滑模引气混凝土施工控制建议,以供技术人员施工控制参考。
柱锤夯实混凝土桩承载性状及施工工艺研究
吴迈, 赵欣, 王恩远, 李岩峰, 郭成波, 杨彬
2010, 40(8): 114-117. doi: 10.13204/j.gyjz201008026
摘要:
柱锤夯实混凝土桩是柱锤冲扩桩技术的新发展,继承了柱锤冲扩桩二次挤密的功效,桩身混凝土经柱锤夯实成型,具有承载力高、造价低的优点。在研究柱锤夯实混凝土桩承载特性的基础上,重点研究柱锤夯实混凝土桩的施工工艺,解决地下水位以下饱和软土层柱锤夯实混凝土桩的成桩工艺问题。成桩试验表明:在地下水位以下施工,柱锤夯实混凝土桩必须采用沉管成孔、跟管夯扩填料的施工工艺,并对具体施工参数进行分析。
梅花形体大跨度钢结构安装项目管理策划与施工技术
李永奎, 蒋新山, 陈欢军
2010, 40(8): 118-122. doi: 10.13204/j.gyjz201008027
摘要:
无锡新区科技交流中心钢屋盖,形体特殊和复杂多变,安装施工难度大。根据该钢结构安装特点进行项目管理策划,施工方案采取的主要流程为:先安装桁架,形成封闭施工区;然后安装网壳杆件,留3个合龙口进行合龙;最后安装索穹顶部位。此方案使凹凸起伏的梅花形钢屋盖得以精确安装。
青岛颐中体育场游泳跳水馆高、大剪力墙新型施工技术
赵延凯, 刘才玮
2010, 40(8): 123-127. doi: 10.13204/j.gyjz201008028
摘要:
针对青岛颐中体育场游泳跳水馆剪力墙高、大的特点,进行施工难度的分析;对现有高大剪力墙施工方法中出现的质量问题进行探究。经对现有施工技术进行分析和总结,最终提出一种新高、大剪力墙施工技术双向四道控制线方法。该法对剪力墙施工的质量缺陷,采取多重控制措施;操作简单方便,经实践证明效果显著。
公路隧道穿越特大溶洞的施工监测研究
刘辉, 彭川, 陈永贵, 饶中
2010, 40(8): 128-131. doi: 10.13204/j.gyjz201008029
摘要:
当隧道穿越特大溶洞,现场的监控量测工作是必不可少的重要组成部分。监控量测不仅能准确反映隧道围岩和溶洞处治结构的稳定性,而且通过对监测数据的分析,可以较好地优化隧道的支护参数。结合清连高速公路白须公隧道溶洞段施工过程,研究岩溶隧道施工阶段的监测内容、监测方法。通过对该隧道的围岩变形和溶洞处治结构物进行现场监测与分析,以指导岩溶隧道的现场施工,从而保证岩溶隧道的施工安全,为今后岩溶隧道处治设计提供依据。
工程建设技术标准动态
国内外钢筋混凝土构件受剪承载力可靠度的对比分析
田磊, 贡金鑫, 魏巍巍
2010, 40(8): 132-138,117. doi: 10.13204/j.gyjz201008030
摘要:
对我国、美国、欧洲和加拿大混凝土规范中钢筋混凝土构件受剪承载力的可靠度进行对比分析。分析中作用、材料强度和几何尺寸采用相关研究报告或相关文献提供的概率分布和统计参数,受剪承载力计算模式不定性统计参数采用国内外415个无腹筋和178个有腹筋钢筋混凝土构件受剪承载力的试验结果与计算结果的分析值。结果表明,对于无腹筋和有腹筋构件,我国规范受剪承载力的可靠指标均大于加拿大规范,小于美国和欧洲规范,其中,对于无腹筋构件,欧洲规范最大,对于有腹筋构件,美国规范最大。除集中荷载作用下我国、美国、欧洲和加拿大的无腹筋构件和均布荷载作用下我国的无腹筋构件受剪承载力的可靠指标不能满足目标可靠指标要求外,其他基本上能满足要求。
鉴定·加固·改造
CFRP在乌鲁木齐某医院抗震加固中的应用
吉尔格, 曾鹏, 倪健
2010, 40(8): 139-141,148. doi: 10.13204/j.gyjz201008031
摘要:
对既有建筑结构采用碳纤维布进行加固可以提高结构的抗震能力。结合某工程实例,介绍结构加固改造方案的确定,碳纤维布抗震加固柱的设计及计算加固前后框架柱轴压比的变化。结果显示:碳纤维布加固能够有效地改善框架柱的抗震性能,加固工程的效果也满足使用要求。
工程实录
天津富力中心公寓塔楼超限高层结构设计
赖洪涛, 江毅
2010, 40(8): 142-148. doi: 10.13204/j.gyjz201008032
摘要:
天津富力中心是小白楼地区门户性地标建筑,地下4层,地上双塔,高约200m。其中公寓塔楼地上54层,采用带钢斜撑的框架-核芯筒结构体系,X向主要由剪力墙筒体作为抗侧力体系,Y向由钢斜撑框架与剪力墙筒体共同形成抗侧力体系,钢斜撑框架由矩形钢管混凝土柱、矩形钢管斜撑、H型钢-混凝土梁组成;作为超限高层,X、Y两个方向采取了不同的抗侧力结构型式,并采用了长宽比超过2的矩形钢管混凝土柱,对结构体系和结构构件的设计进行详尽介绍。