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2011年  第41卷  第6期

钢管混凝土结构最新研究进展
空、实心钢管混凝土构件复杂受力下统一公式——平衡方程和模型等效
黎玉婷, 查晓雄
2011, 41(6): 1-8. doi: 10.13204/j.gyjz201106001
摘要:
通过理论推导,得出钢管混凝土构件在复杂应力下的承载力相关方程的基本形式。将钢管混凝土等效为一个空间桁架,钢管与混凝土组成该空间桁架中单个独立的构件。先不考虑套箍作用的影响,应用极限平衡理论,即不管加载历程和变形过程,直接根据结构处于极限状态时的平衡条件算出极限状态时的荷载数值。然后利用各结构元件中的内力与外荷载保持平衡的静力平衡条件,分别建立钢管混凝土结构在单独承受轴力、弯矩、扭矩和剪力作用时的静力平衡方程。
空、实心钢管混凝土构件复杂受力下统一公式——压-弯-剪-扭相关方程
黎玉婷, 查晓雄
2011, 41(6): 9-14. doi: 10.13204/j.gyjz201106002
摘要:
通过理论推导,得出钢管混凝土构件在复杂应力下的承载力相关方程的基本形式。基于构件等效模型以及单独受力状态下的平衡方程,对复杂受力情况下的钢管混凝土进行受力分析,求出等效桁架中各杆的内力,确定其屈服破坏形态,最后得出屈服方程。利用前面的平衡方程,推导得出各外力间的承载力相关方程。考虑钢管和混凝土之间套箍作用的影响,对承载力相关方程中的各极限承载力项和组合项进行修正。
现场施工完全无焊接钢管混凝土节点抗震性能研究——试验与有限元分析
于航, 查晓雄
2011, 41(6): 15-19. doi: 10.13204/j.gyjz201106003
摘要:
介绍了新型现场施工无焊接钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点,并对其进行了抗震性能试验研究,获得了节点在柱顶低周往复荷载下的滞回性能。试验结果表明,该新型节点具有良好的延性以及耗能能力,可以满足工程需要,可代替外环板式钢筋焊接节点使用。同时,采用有限元分析方法,对试验进行了模拟,与试验获得骨架曲线进行结果对比,吻合良好。此外,基于节点试验模型改变了梁、柱以及牛腿等相关参数,分析不同参数对节点骨架曲线的影响,得到了节点的破坏模式以及影响因素。
现场施工完全无焊接钢管混凝土节点抗震性能研究——理论分析
查晓雄, 于航
2011, 41(6): 20-24,8. doi: 10.13204/j.gyjz201106004
摘要:
通过分析无焊接钢筋混凝土梁-钢管混凝土柱节点的受力特点以及失效模式,提出了三段式骨架曲线理论模型。对于弹性阶段,通过求解刚度矩阵方法获得节点骨架曲线的初始刚度;对于完全塑性阶段以及强度退化阶段,采用极限平衡方法获得节点的极限强度以及下降段刚度。为了进一步验证骨架曲线模型的正确性,将理论计算结果与有限元分析结果进行对比,说明三段式骨架曲线模型可以较好地描述节点的受力特性及承载能力变化趋势。
玻璃纤维增强钢管混凝土组合柱轴压试验及理论研究
王晓璐, 查晓雄, 仓友清, 余敏
2011, 41(6): 25-29. doi: 10.13204/j.gyjz201106005
摘要:
为研究玻璃纤维增强(GFRP)钢管混凝土组合柱的受力性能,进行6根外缠GFRP的钢管混凝土轴压短柱和1根钢管混凝土柱的对比试验。结果表明,以外缠GFRP的钢管作为混凝土的约束,将显著提高核心混凝土的承载能力,90和45交叉缠绕GFRP的钢管混凝土组合柱的极限承载力较钢管混凝土柱分别提高40.9%和27.3%。对GFRP钢管混凝土组合柱在轴压荷载下的静力性能进行理论研究,提出组合柱极限承载力设计公式及应力-应变关系的理论模型,其结果与试验值吻合较好。
钢管混凝土结构抗连续性倒塌性能研究
于航, 查晓雄
2011, 41(6): 30-35. doi: 10.13204/j.gyjz201106006
摘要:
基于工程设计的需要,分别从计算模型以及计算方法的角度着手,提出简化分析结构抗连续性能的计算流程。通过简化力学分析及有限元模拟的方式,验证对非侧移框架采用单层代替整体结构分析抗倒塌性能的有效性。并基于能量守恒原理,验证采用拟静力分析方法获得考虑楼板效应的结构最大动力响应的有效性。在此基础上,针对采用新型施工现场无焊接节点的钢管混凝土(CFST)结构进行了抗连续性倒塌分析,研究了混凝土强度、配筋率以及节点牛腿长度对该种结构类型抗倒塌性能的影响。
空心钢管混凝土及中空注水构件的防火性能研究
余敏, 查晓雄
2011, 41(6): 36-42. doi: 10.13204/j.gyjz201106007
摘要:
通过有限元方法对具有相同外钢管尺寸的不同空心率的钢管混凝土,在不同的火灾荷载下的耐火性能进行分析,并对中空注水影响空心钢管混凝土的耐火性能进行研究。结果表明:火灾荷载比较大时,钢管混凝土构件的耐火时间随着空心率的增加先增加后减小;火灾荷载比较小时,构件的耐火时间随着空心率的增加基本呈线性减小。在火灾荷载比较大时,中空注水对耐火时间的影响很小;在火灾荷载比较小时,注水能明显地改善构件的耐火时间。在此基础上,给出不同火灾荷载比下空心钢管混凝土保护层厚度的简化计算方法和建议。
钢管膨胀和再生混凝土结构施工时徐变影响的试验研究
王海洋, 査晓雄, 黄毫春, 王晓冬
2011, 41(6): 43-46,66. doi: 10.13204/j.gyjz201106008
摘要:
实际施工中钢管混凝土的分层施工,以及为弥补收缩而使用的膨胀剂产生的徐变对钢管混凝土的性能影响不容忽视。在考虑钢管混凝土分阶段施工的基础上,分级施加徐变恒载。试验研究了膨胀剂掺量以及恒载加载间隔对钢管混凝土极限承载力与徐变纵向变形的影响,同时还对钢管再生混凝土结构的相应问题进行研究。分析得出:膨胀剂的使用对普通钢管混凝土的极限承载力有提高作用,膨胀剂掺量增大时,徐变变形也有所增大。恒载施加间隔较大时,钢管混凝土的徐变变形幅值显著减小,而其对钢管混凝土的极限强度影响相对却不明显。相比之下,膨胀剂对钢管再生混凝土的徐变变形影响更大,变形呈比例增大,而对极限承载力的影响却较小。
城市产业类建筑遗产改造性再利用模式的生成语境
徐震, 顾大治
2011, 41(6): 47-49,53. doi: 10.13204/j.gyjz201106009
摘要:
改造性再利用已成为产业类建筑遗产保护的主要模式,通过探析该模式形成的深层背景,为其他类型建筑遗产的保护提供借鉴。城市土地再开发提出了产业地段更新的现实需求;工业建筑从构筑物到遗产的历史变迁,从保护历史见证的立场上提出了改造性再利用的可能性、可持续发展观和节能减排的环境要求,促使改造性再利用模式被优先选择;而产业类建筑遗产自身的特点则保证了实施的成功。
德阳旌西工业园区“工业社区”规划模式的探索
高伟, 周晨钰
2011, 41(6): 50-53. doi: 10.13204/j.gyjz201106010
摘要:
随着城市规模的扩大和城市的进一步发展,传统的工业区发展模式在城区的发展和生存空间受到越来越大的限制,并且难以适宜现代城市环境的需求。为了创造一个服务于城市功能和城市生活的都市型工业,对工业社区的规划模式进行了研究,为在城区发展工业提供一种可选择的路径。
北京地铁四号线龙背村停车场建筑设计
徐以, 王海龙
2011, 41(6): 54-56,123. doi: 10.13204/j.gyjz201106011
摘要:
北京地铁四号线龙背村停车场主要承担20列地铁车辆停放、检修及洗刷任务。场址位于颐和园北侧的三山五园景区内,设计充分考虑场地环境特点,进行了从建筑布局、造型、色彩到立面和檐口等细节的仿古建处理,将大型钢结构停车厂很好地融入景区中。
广州黄埔历史文化古村的保护建设方案
洪惠群
2011, 41(6): 57-61. doi: 10.13204/j.gyjz201106012
摘要:
为迎接广州亚运的到来而全面铺开了城市美化运动。在此大背景下,启动了环境综合整治和城中村改造等一系列旧城改造类的工程项目。在项目的实施过程中,由于存在公益性与商业开发性两方面难以平衡的矛盾,造成拆迁难、工程进度缓慢、资金不足和规划目标难以实现的重重困难。以广州黄埔历史文化古村的保护建设方案为例,提出基于以民生为本的旧城改造设计方案,将有助于此类项目的建设与开发的推进,并使之走出困境。
不同工法玄武岩纤维布加固榫卯节点抗震性能试验研究
王全凤, 法冠喆, 陈浩军, 黄奕辉, 王凌云
2011, 41(6): 62-66. doi: 10.13204/j.gyjz201106013
摘要:
根据工程情况,通过对比不同工法玄武岩纤维布(BFRP)加固榫卯节点后的榫卯节点力学性能,探讨不同工法下BFRP加固榫卯节点的抗震性能;主要包括滞回曲线、骨架曲线、强度和刚度退化规律、极限承载力和最大刚度等。试验结果表明,不同工法下BFRP加固榫卯节点的滞回曲线图形明显不同,榫卯节点的极限承载力和最大刚度也有较大幅度差距。
钢筋混凝土框架空间节点抗震性能试验研究
刘春阳, 李振宝, 马华, 韩建强
2011, 41(6): 67-70. doi: 10.13204/j.gyjz201106014
摘要:
通过对三个钢筋混凝土框架空间梁柱节点进行低周反复荷载作用下的试验,深入研究了空间节点的破坏形态、滞回曲线、刚度退化、滞回耗能、位移延性等抗震性能以及变形组成分析和柱主筋应变变化等。试验结果表明,斜向地震作用下试件的破坏模式为柱端出铰机制,承载力、延性等抗震性能退化明显,且结构中存在扭转作用,应加强在斜向地震作用下结构抗震设计方法的研究。
HRBF400级钢筋混凝土梁受弯性能试验研究
葛文杰, 张继文, 戴航, 涂永明
2011, 41(6): 71-74. doi: 10.13204/j.gyjz201106015
摘要:
对4根矩形截面高强钢筋混凝土梁进行静力抗弯试验,并结合现行规范分析了构件的受力特征、正截面承载能力、裂缝和挠度。结果表明,400 MPa细晶粒高强钢筋混凝土梁的受力特征与普通钢筋混凝土梁相同,混凝土平均应变沿截面保持平面;构件实测受弯承载力和裂缝平均间距与规范计算值符合较好,仍可按现行规范进行计算;最大裂缝宽度不适宜按现行规范进行计算;构件挠度按现行规范计算的理论值较试验实测值稍小,建议将规范的刚度计算公式乘以0.85的折减系数进行调整;在正常使用状态下构件裂缝宽度、挠度均满足现行规范要求。
纤维石膏速成板-钢筋混凝土密肋组合楼板承载能力有限元分析
谷岩, 姜忻良, 郇筱林, 常好诵
2011, 41(6): 75-78. doi: 10.13204/j.gyjz201106016
摘要:
在纤维石膏速成板-钢筋混凝土密肋组合楼板静力荷载试验研究的基础上,利用ADINA软件对组合楼板进行非线性有限元分析。分析表明,组合楼板的三维有限元模型合理,计算结果与试验结果吻合较好,并探讨纤维石膏速成板对组合楼板承载力的贡献度。
细部构造对预制RC楼板发卡式连接件面内抗剪性能的影响
庞瑞, 梁书亭, 朱筱俊, 武川川, 孟瑶
2011, 41(6): 79-83. doi: 10.13204/j.gyjz201106017
摘要:
预制楼板连接件细部构造对其抗剪性能的影响较大,但是目前对连接件细部构造的规定不够明确。以发卡式连接件的埋置深度、嵌条长度、锚板厚度及其挑出长度为参数,通过对其进行平面内剪切荷载作用下的数值模拟分析,研究连接件细部构造对发卡式连接件抗剪承载力、刚度和变形能力等方面的影响。在分析的基础上提出了发卡式连接件的细部构造建议,为发卡式连接件的设计和施工提供参考。
某核电站安全壳的地震反应分析
石岩峰, 卫宏, 许东翰, 骆俊晖
2011, 41(6): 84-87. doi: 10.13204/j.gyjz201106018
摘要:
核电站安全壳作为核燃料泄露的最后的防线,一旦其在地震中发生破坏,将产生严重的破坏后果,并将会对人们心理造成巨大的恐慌。以国内某核电站安全壳作为研究对象,应用有限元软件建立安全壳有限元模型,分别对该模型进行静力分析、模态分析和反应谱分析,研究安全壳结构在水平地震作用下的动力响应特性和破坏规律。
考虑尺寸、边界效应和裂纹扩展的单向间隔诱导缝等效强度模型
张小刚, 王学志, 孙荣书
2011, 41(6): 88-91,42. doi: 10.13204/j.gyjz201106019
摘要:
对失稳断裂韧度的尺寸、边界效应及有效裂纹扩展量开展深入探讨,研究不同尺寸非标准试件之间的失稳断裂韧度尺寸、边界效应和反映实际规律且具有实际物理意义的有效裂纹扩展量,基于上述讨论,建立考虑上述影响因素的单向间隔诱导缝等效强度模型,同试验结果对比发现,模型具有较好精度,可作为大体积混凝土单向间隔诱导缝等效强度的推荐公式。
不同龄期混凝土砖墙体收缩变形的试验研究
傅军, 金伟良, 崔旸, 邹振利
2011, 41(6): 92-96. doi: 10.13204/j.gyjz201106020
摘要:
由于收缩大、含水率高,施工规范不允许使用未达到龄期的混凝土砖,然而由于种种原因,工程中尚有未达到标准龄期的混凝土砖大量使用的现实情况,需要工程技术人员认识这种材料的特性,并对已经上墙的材料提出修复措施。对不同龄期混凝土砖墙体的收缩变形规律进行试验研究。首先对单块砖进行了含水率、抗压强度等指标的测定;然后对不同龄期砌筑的墙体进行了持续测试,包括墙体端部位移和即时应变;最后进行分析和估算,并提出工程限制措施建议。试验表明:部分未达到标准龄期混凝土砖块体在不同湿度环境下表现出初期湿胀的特点;墙体收缩表现出现干缩和湿胀循环,墙体的初期收缩率在1.610-4~2.010-4;测试得到的墙体即时应变初期表现为受压状态,随后转为受拉状态并趋于稳定;不同龄期混凝土砖墙体的初期即时应变与时间的关系近似服从指数下降规律。得出的结论为控制干缩裂缝和未到龄期混凝土砖上墙后的修复提供依据,对于正确认识不同龄期混凝土砖墙体的特性、指导工程实践具有现实意义。
基于幂函数模型的钢丝网筋土界面关系研究
杨果林, 刘泽, 黄向京
2011, 41(6): 97-101,114. doi: 10.13204/j.gyjz201106021
摘要:
在双绞合六边形钢丝网加筋红砂岩粗粒土大型拉拔试验的基础上,分析双绞合六边形钢丝网筋材抗拔力的发展过程,研究采用理想弹塑性模型、双曲线模型和指数模型描述拉拔剪应力-位移曲线的不足,建立适合描述网状筋材筋土界面关系的幂函数模型,通过Fish函数对FLAC3D中Geogrid单元的筋土界面关系进行修正,并进行拉拔试验数值模拟,以验证筋土界面关系幂函数模型的可行性。
柔性承台下完全和部分埋入群桩的竖向振动及内力分析
任青, 黄茂松
2011, 41(6): 102-108. doi: 10.13204/j.gyjz201106022
摘要:
基于简化的完全和部分埋入群桩动力计算模型,采用有限元子结构方法,提出可以考虑承台板对群桩动力阻抗贡献的计算方法,并对均质地基和层状地基中不同桩间距条件下,承台板厚度对群桩动力阻抗的影响给予分析,详细讨论承台板惯性力的变化对群桩动力特性的影响,指出刚性承台假定的局限性。然后重点研究不同承台板厚度条件下群桩内力的分布规律。最后通过对群桩现场试验和海上风机基础动力特性的模拟,并与传统的计算方法和试验结果进行对比,说明计算方法可以更为合理、准确地预测群桩的动力响应及其变化趋势。
桩网复合地基承载机理试验研究
彭曙光, 连峰
2011, 41(6): 109-114. doi: 10.13204/j.gyjz201106023
摘要:
桩网复合地基是近年来兴起的一种软弱地基处理方法,因其可有效控制工后沉降和差异沉降而被广泛应用于沿海高标准公路建设中。通过在某公路段中对搅拌桩网复合地基及管桩网复合地基两个分区的现场原位试验,从承载机理、沉降变形等方面对二者进行对比分析,并且结合实测数据对填土中土拱的承载性状进行分析。
裂隙岩体渗流应力耦合机制研究
张国玉, 田晶莹, 孙玉杰, 王海超
2011, 41(6): 115-119. doi: 10.13204/j.gyjz201106024
摘要:
隧洞开挖前,岩体中的地下水与围岩应力处于一种相对平衡状态,由于隧洞的开挖,一方面使地下水排泄有了新的通道,加速了水循环,破坏了原有的补给运移排泄系统的平衡;另一方面,造成围岩应力重分布,部分结构面由于增压而闭合,部分岩体卸荷松弛或产生剪切滑移,人为破坏了原有的地下水渗流条件,使得隧洞自身成为地下水向外排泄的地下廊道,导致突水灾害。采用Monte-Carlo方法建立二维离散裂隙网络,并将其导入UDEC软件中的岩体结构离散裂隙网络介质模型(DFN),依据此模型,采用离散单元法对裂隙岩体渗流特性、裂隙岩体洞室开挖力学特性以及裂隙岩体渗流应力耦合机制进行研究。结合具体实例,对不考虑水力耦合和考虑水力耦合情况下在裂隙岩体中开挖洞室的洞周围岩的力学特性做了对比。
混合侵蚀与冻融交替作用下混凝土性能劣化试验
李艳东, 叶英华, 张健, 周煜
2011, 41(6): 120-123. doi: 10.13204/j.gyjz201106025
摘要:
以质量分数为3%的氯化钠和5%的硫酸钠混合溶液为侵蚀介质,采用慢冻法,对立方体抗压强度为54.7 MPa的混凝土试件进行0,100,200,300次冻融循环试验,并测定各组试件的质量损失、抗压强度、相对动弹性模量和应力、应变等试验数据。结果表明:随着冻融循环次数的增多,混凝土试件表面剥蚀加剧,表观质量和相对动弹性模量无明显变化,抗压强度及弹性模量均有大幅降低。当冻融循环为300次时,抗压强度和弹性模量分别下降了26%和35.1%。
含不同矿物掺合料的高强混凝土的自收缩特性
阎培渝, 陈志城
2011, 41(6): 124-127. doi: 10.13204/j.gyjz201106026
摘要:
对比研究纯水泥及含不同矿物掺合料(粉煤灰、石灰石粉、磨细矿渣粉)的高强混凝土早期(7 d以内)自收缩发展规律。结果表明:粉煤灰混凝土与石灰石粉混凝土的自收缩表现出相同的规律,均随粉煤灰或石灰石粉掺量的增加而呈准线性递减,且两者自收缩的大小也几乎相同;矿渣粉混凝土的自收缩在较早龄期随矿渣粉掺量增加而降低的幅度较粉煤灰和石灰石粉混凝土更显著,但自收缩随龄期增长的速率较大,特别是矿渣粉掺量越大的混凝土。矿渣粉混凝土的自收缩表现出先抑后扬的发展特性。
水淬锰铁合金渣对混凝土强度及干缩性能的影响
陈平, 王一靓, 刘婷, 刘荣进
2011, 41(6): 128-130. doi: 10.13204/j.gyjz201106027
摘要:
对C30和C50两个强度等级的混凝土进行不同水淬锰铁合金渣掺量试验,测试其强度变化趋势。通过对比,研究水淬锰铁合金渣混凝土和普通混凝土干缩率。结果表明,C30混凝土中水淬锰铁合金渣掺量可达到40%,C50混凝土中水淬锰铁合金渣掺量可达20%,且水淬锰铁合金渣混凝土的干缩率小于普通混凝土的收缩率。
鉴定·加固·改造
某中学教学楼抗震鉴定及加固
郑七振, 唐玉, 康伟, 刘建华
2011, 41(6): 131-134. doi: 10.13204/j.gyjz201106028
摘要:
上海市某中学教学楼建于1983年,原设计按6度抗震设防,存在明显不符合现行抗震规范的问题。为保证校舍继续安全使用,进行原始资料调查、现场检测及结构抗震性能评定,根据评定结果提出相应的加固方案。加固后的结构基本达到重点设防类抗震设防标准,结构整体性及承载力得到显著提高,从而改善了结构的安全状况。
某医技楼钢结构加层抗震鉴定及加固探讨
司金涛, 周志云
2011, 41(6): 135-138,134. doi: 10.13204/j.gyjz201106029
摘要:
根据现场检测的数据、委托方提供的房屋使用方案,对房屋加1层钢结构后进行结构安全性验算和抗震能力分析评估。鉴定结果表明,该建筑未按特殊设防类设防,局部层间位移角偏大、梁柱超筋,进而提出局部柱间增设斜撑、1层局部柱扩大截面的加固处理建议,使之满足现行抗震及相关规范要求。探讨了作为生命线工程的该类建筑,在钢结构加层后抗震鉴定评估及加固设计过程中应注意的相关问题。
某盐酸腐蚀结构的检测鉴定及加固处理
刘文竞, 杨建中, 王霓
2011, 41(6): 139-141,145. doi: 10.13204/j.gyjz201106030
摘要:
由于技术知识和安全意识的缺乏,一些企业在没有考虑防腐设计的工业厂房中采用了腐蚀性介质,对结构造成了损伤。某厂房混凝土结构检查发现,部分框架梁和板出现了不同程度的混凝土开裂和钢筋锈蚀,鉴定为盐酸腐蚀事故。针对该栋盐酸腐蚀厂房的检测情况,并对该结构受损情况通过混凝土局部置换以及钢筋替换等方式对构件进行加固处理,同时对其余未受损构件进行了防腐蚀加固处理。
某工程大跨简支缺口梁开裂事故的检测鉴定及加固处理
刘文竞, 杨建中, 王霓
2011, 41(6): 142-145. doi: 10.13204/j.gyjz201106031
摘要:
深圳某8层建筑大跨简支缺口梁简支端在主体结构竣工后出现较为严重的开裂。通过对受损结构进行裂缝普查以裂缝深度超声检测,发现裂缝可分为多种类型;裂缝形式复杂,且裂缝深度较深,大部分为贯通裂缝,严重影响构件承载力。在分析裂缝开展原因及对结构安全性影响程度的基础上,综合分析采取支座处理、加大截面、粘钢等多种加固方式对该结构进行加固处理,取得了良好的经济和社会效益,可为类似工程提供参考。
工程实录
广元路泵站基坑开挖的监测
赵海燕, 赵晓西
2011, 41(6): 146-149,108. doi: 10.13204/j.gyjz201106032
摘要:
结合上海自来水市南有限公司广元路泵站迁建工程基坑围护工程的实践,在基坑开挖过程中,对基坑变形的发展及对周围环境进行监测和控制,由于施工方案根据时空效应理论采用了分层分区的开挖方式,减少了无支撑的暴露时间,监测结果论证了在基坑开挖的过程中时空效应理论的可靠性和有效性。
建筑设计漫谈
徽州建筑门窗雕饰的意蕴解析
左光之, 刘仁义, 张苗苗
2011, 41(6): 150-153,119. doi: 10.13204/j.gyjz201106033
摘要:
从皖南的整体风貌和历史文化的角度出发,以徽州黟县西递村迪吉堂内门窗雕饰为例,阐述徽州民居门窗的演变过程和构造特点,进而分析这些门窗雕饰所蕴含的丰富意境和空间氛围,以及所呈现的风土乡情和艺术特征。