登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
2014年 第44卷 第03期
显示方式:
2014, 44(03): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjz201403003
摘要:
高强钢在钢结构工程中的应用可以促进科技进步,并带来显著的经济和社会效益,是钢结构工程发展和进步的必然趋势。为了推动高强钢在我国钢结构工程中的应用,对高强钢的优点、国内外的研究现状、工程应用情况以及存在的问题进行探讨,可为高强钢结构在我国的应用提供借鉴和参考。
高强钢在钢结构工程中的应用可以促进科技进步,并带来显著的经济和社会效益,是钢结构工程发展和进步的必然趋势。为了推动高强钢在我国钢结构工程中的应用,对高强钢的优点、国内外的研究现状、工程应用情况以及存在的问题进行探讨,可为高强钢结构在我国的应用提供借鉴和参考。
2014, 44(03): 6-10.
doi: 10.13204/j.gyjz201403004
摘要:
为探讨钢结构设计规范中高强度结构钢材的疲劳设计条文,促进高强度钢材的更广泛应用,选用Q460D钢材并对其材料的疲劳性能进行研究。利用该种钢材试件进行轴向拉伸疲劳试验,并测得描述材料疲劳性能的S-N曲线。试验结果发现:该批次的Q460D钢材试件疲劳试验结果有很大的离散性。试验得出,Q460D钢材在200万次下的疲劳强度比由GB 500172003《钢结构设计规范》计算的值要大。
为探讨钢结构设计规范中高强度结构钢材的疲劳设计条文,促进高强度钢材的更广泛应用,选用Q460D钢材并对其材料的疲劳性能进行研究。利用该种钢材试件进行轴向拉伸疲劳试验,并测得描述材料疲劳性能的S-N曲线。试验结果发现:该批次的Q460D钢材试件疲劳试验结果有很大的离散性。试验得出,Q460D钢材在200万次下的疲劳强度比由GB 500172003《钢结构设计规范》计算的值要大。
2014, 44(03): 11-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201403005
摘要:
为研究国家电网输电塔中高强钢焊接中厚板圆管压弯稳定相关性,考虑长细比30、45和60,径厚比(D0/t)为31.25、50.00和58.33,以壁厚为6,8 mm国产Q690高性能钢板制作了5组15根焊接圆管试件,并对其进行恒定轴压力下的抗弯性能试验。记录各试件加载过程中变形现象,得到了试件的弯矩-轴向变形曲线。根据试验结果分析试件的承载力、失稳破坏模式和破坏状态等力学性能,并采用中国及美国相关行业规范公式对压弯承载力进行验算对比。结果显示:失稳破坏类型主要取决于钢管试件径厚比和长细比,随长细比减小或径厚比增大,构件破坏类型由整体失稳转化为局部失稳;失稳状态关键在于径厚比,随径厚比减小,破坏状态由弹性转化为弹塑性;所有规范设计公式均偏于保守,验证了相关规范压弯设计公式和稳定系数取值用于指导工程设计的可行性和合理性。
为研究国家电网输电塔中高强钢焊接中厚板圆管压弯稳定相关性,考虑长细比30、45和60,径厚比(D0/t)为31.25、50.00和58.33,以壁厚为6,8 mm国产Q690高性能钢板制作了5组15根焊接圆管试件,并对其进行恒定轴压力下的抗弯性能试验。记录各试件加载过程中变形现象,得到了试件的弯矩-轴向变形曲线。根据试验结果分析试件的承载力、失稳破坏模式和破坏状态等力学性能,并采用中国及美国相关行业规范公式对压弯承载力进行验算对比。结果显示:失稳破坏类型主要取决于钢管试件径厚比和长细比,随长细比减小或径厚比增大,构件破坏类型由整体失稳转化为局部失稳;失稳状态关键在于径厚比,随径厚比减小,破坏状态由弹性转化为弹塑性;所有规范设计公式均偏于保守,验证了相关规范压弯设计公式和稳定系数取值用于指导工程设计的可行性和合理性。
2014, 44(03): 19-22.
doi: 10.13204/j.gyjz201403006
摘要:
对高强度低屈强比建筑钢进行力学性能检验和显微组织分析。结果表明:轧制钢的屈强比均符合技术要求,具有良好的冲击性能,Nb系钢强度略低于技术要求,后期可通过回火工艺挽救。Nb系钢最合适的开冷温度为750℃或800℃;Nb+Cr系钢、Nb+Mo系钢、Nb+Cr+Mo系钢最合适的开冷温度为750℃。Nb+Mo系钢析出相数量较多,分布均匀,主要为絮状相和不规则颗粒相,尺寸大小一般小于250 nm。絮状相大小一般为10~25 nm,主要由Nb+微量Ti组成;颗粒相尺寸为50~170 nm,主要由Nb+Ti组成。
对高强度低屈强比建筑钢进行力学性能检验和显微组织分析。结果表明:轧制钢的屈强比均符合技术要求,具有良好的冲击性能,Nb系钢强度略低于技术要求,后期可通过回火工艺挽救。Nb系钢最合适的开冷温度为750℃或800℃;Nb+Cr系钢、Nb+Mo系钢、Nb+Cr+Mo系钢最合适的开冷温度为750℃。Nb+Mo系钢析出相数量较多,分布均匀,主要为絮状相和不规则颗粒相,尺寸大小一般小于250 nm。絮状相大小一般为10~25 nm,主要由Nb+微量Ti组成;颗粒相尺寸为50~170 nm,主要由Nb+Ti组成。
2014, 44(03): 23-27.
doi: 10.13204/j.gyjz201403007
摘要:
借助有限元软件,以轴心受压H型钢柱为研究对象,对其极限承载力进行分析研究,探讨残余应力对其极限承载力的影响。分析结果表明:翼缘端部的残余应力峰值对H型钢柱影响最大,翼缘中点的峰值影响次之,腹板中点的峰值影响最小,现有钢结构设计规范应用于Q550高强钢轴心受压构件极限承载力的计算略微保守。
借助有限元软件,以轴心受压H型钢柱为研究对象,对其极限承载力进行分析研究,探讨残余应力对其极限承载力的影响。分析结果表明:翼缘端部的残余应力峰值对H型钢柱影响最大,翼缘中点的峰值影响次之,腹板中点的峰值影响最小,现有钢结构设计规范应用于Q550高强钢轴心受压构件极限承载力的计算略微保守。
2014, 44(03): 28-32.
doi: 10.13204/j.gyjz201403008
摘要:
高性能结构钢具有强度高、延性好、省材等优势,并有着优越的性能和显著的经济效益,已逐渐在高层和大跨度建筑以及公路桥梁中得到推广应用。由武汉钢铁(集团)公司研发的Q550GJC是一种新型建筑高性能结构钢,目前在国内建筑钢结构领域中尚无应用实例。在研究钢材焊接性与焊接材料的选用等必要试验的基础上,对Q550GJC的埋弧自动焊SAW、手工电弧焊SMAW、熔化极气体保护焊GMAW、药芯焊丝电弧焊FCAW等工艺方法进行焊接工艺评定试验,评定结果满足GB 506612011《钢结构焊接规范》的要求,可为今后工程施工应用以及有关规范标准的制定、修订提供有益的参考。
高性能结构钢具有强度高、延性好、省材等优势,并有着优越的性能和显著的经济效益,已逐渐在高层和大跨度建筑以及公路桥梁中得到推广应用。由武汉钢铁(集团)公司研发的Q550GJC是一种新型建筑高性能结构钢,目前在国内建筑钢结构领域中尚无应用实例。在研究钢材焊接性与焊接材料的选用等必要试验的基础上,对Q550GJC的埋弧自动焊SAW、手工电弧焊SMAW、熔化极气体保护焊GMAW、药芯焊丝电弧焊FCAW等工艺方法进行焊接工艺评定试验,评定结果满足GB 506612011《钢结构焊接规范》的要求,可为今后工程施工应用以及有关规范标准的制定、修订提供有益的参考。
2014, 44(03): 33-38.
doi: 10.13204/j.gyjz201403009
摘要:
基于Q460高强角钢两端偏心受压承载力的试验数据,利用ANSYS数值分析对试验数据进行补充,推导出高强角钢单边连接时宽厚比的限值,并在此基础上提出高强角钢单边连接扭转受到约束时杆件承载力计算的实用公式。最后利用相关试验数据验证公式的准确性,对实际中高强角钢单边连接杆件的设计起指导作用。
基于Q460高强角钢两端偏心受压承载力的试验数据,利用ANSYS数值分析对试验数据进行补充,推导出高强角钢单边连接时宽厚比的限值,并在此基础上提出高强角钢单边连接扭转受到约束时杆件承载力计算的实用公式。最后利用相关试验数据验证公式的准确性,对实际中高强角钢单边连接杆件的设计起指导作用。
2014, 44(03): 39-42.
doi: 10.13204/j.gyjz201403010
摘要:
采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。
采用ABAQUS对一高强钢-混凝土新型组合扁梁的受力性能与传统组合扁梁进行对比,分析钢材强度对新型组合扁梁受力性能的影响。结果表明:与传统组合扁梁相比,新型组合扁梁受力性能更为优越,在截面高度和用钢量相同的条件下,新型组合扁梁承载力提高约9.7%,刚度提高约0.88%;钢材强度对新型组合扁梁承载力影响较大,对刚度影响较小。
2014, 44(03): 43-47.
doi: 10.13204/j.gyjz201403011
摘要:
为推动高强钢材在民用建筑领域的应用发展,在郑州绿地中央广场工程中对高强度钢材进行设计应用。设计过程中对高强钢的材料强度与设计参数深入研究,并对高强钢应用前后结构关键整体指标进行对比分析。研究表明,高强钢在高层建筑中的应用可使钢材节约率达20%,对结构整体指标基本无影响。应加强高强钢材在民用建筑中的设计应用。
为推动高强钢材在民用建筑领域的应用发展,在郑州绿地中央广场工程中对高强度钢材进行设计应用。设计过程中对高强钢的材料强度与设计参数深入研究,并对高强钢应用前后结构关键整体指标进行对比分析。研究表明,高强钢在高层建筑中的应用可使钢材节约率达20%,对结构整体指标基本无影响。应加强高强钢材在民用建筑中的设计应用。
2014, 44(03): 48-51.
doi: 10.13204/j.gyjz201403012
摘要:
天津西站是京沪高铁重要站点之一,位于天津中心城区,建成后将实现高速铁路、城区地铁、公交等多种交通方式无缝对接,是典型的现代化大型城市中心综合交通枢纽。通过对天津西站南广场地区从地区功能定位、城市门户形象、立体交通组织、城市文化延续等四个方面的分析,介绍了现代城市中心综合交通枢纽地区的城市设计方法。通过实践与探索,实现枢纽广场由单纯交通疏导向多功能公共空间的转变,带动区域城市功能和整体形象的转型升级。
天津西站是京沪高铁重要站点之一,位于天津中心城区,建成后将实现高速铁路、城区地铁、公交等多种交通方式无缝对接,是典型的现代化大型城市中心综合交通枢纽。通过对天津西站南广场地区从地区功能定位、城市门户形象、立体交通组织、城市文化延续等四个方面的分析,介绍了现代城市中心综合交通枢纽地区的城市设计方法。通过实践与探索,实现枢纽广场由单纯交通疏导向多功能公共空间的转变,带动区域城市功能和整体形象的转型升级。
2014, 44(03): 52-54.
doi: 10.13204/j.gyjz201403013
摘要:
工业遗产保护在当今城市规划与建设中占据重要地位,需要注重与城市整体脉络相协调,又要注重再利用和可持续发展。针对无锡西漳蚕种场工业遗产保护性再利用进行研究分析,最大限度保存场内部分建筑历史痕迹,寻求各建筑之间的连贯性、通透性、形成统一丰富的空间。复原并扩大桑田规模并与景观融为一体,形成统一的整体。最终解决蚕种场工业历史建筑与景观面临衰败的问题,使工业遗产开发与教育、旅游开发相结合,找出工业历史建筑自身生存的问题以及可持续发展的对策。
工业遗产保护在当今城市规划与建设中占据重要地位,需要注重与城市整体脉络相协调,又要注重再利用和可持续发展。针对无锡西漳蚕种场工业遗产保护性再利用进行研究分析,最大限度保存场内部分建筑历史痕迹,寻求各建筑之间的连贯性、通透性、形成统一丰富的空间。复原并扩大桑田规模并与景观融为一体,形成统一的整体。最终解决蚕种场工业历史建筑与景观面临衰败的问题,使工业遗产开发与教育、旅游开发相结合,找出工业历史建筑自身生存的问题以及可持续发展的对策。
2014, 44(03): 55-59.
doi: 10.13204/j.gyjz201403014
摘要:
生土复合墙结构是一种生态、节能、减振、装配整体式的村镇住宅新型结构体系。结合试验结果,对内填泥坯生土复合墙体在竖向及水平荷载作用下的破坏过程及受力特征进行研究,并与内填加气混凝土砌块标准墙体的破坏特点进行综合对比分析,探讨了生土复合墙体的承载力、延性、耗能等抗震性能。在此基础上提出了内填泥坯生土复合墙结构的计算模型及抗震构造措施。试验及试点工程研究表明:内填泥坯砌块生土复合墙结构具有较好的抗震性能;同时,就地取材,制作简便,节能环保,适合低层村镇住宅结构的需求。
生土复合墙结构是一种生态、节能、减振、装配整体式的村镇住宅新型结构体系。结合试验结果,对内填泥坯生土复合墙体在竖向及水平荷载作用下的破坏过程及受力特征进行研究,并与内填加气混凝土砌块标准墙体的破坏特点进行综合对比分析,探讨了生土复合墙体的承载力、延性、耗能等抗震性能。在此基础上提出了内填泥坯生土复合墙结构的计算模型及抗震构造措施。试验及试点工程研究表明:内填泥坯砌块生土复合墙结构具有较好的抗震性能;同时,就地取材,制作简便,节能环保,适合低层村镇住宅结构的需求。
2014, 44(03): 60-67.
doi: 10.13204/j.gyjz201403015
摘要:
结合开洞生态复合墙体在水平及竖向荷载作用下的受力特点,采用基于抗剪抵抗机构理论,建立开洞墙体在极限状态下的抗剪抵抗机构体系。通过数值扩展分析,推导出开洞墙体斜截面受剪承载力计算公式,并确定开洞墙体斜压杆有效强度系数的合理取值。试验研究、理论分析及数值模拟表明:提出的开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。
结合开洞生态复合墙体在水平及竖向荷载作用下的受力特点,采用基于抗剪抵抗机构理论,建立开洞墙体在极限状态下的抗剪抵抗机构体系。通过数值扩展分析,推导出开洞墙体斜截面受剪承载力计算公式,并确定开洞墙体斜压杆有效强度系数的合理取值。试验研究、理论分析及数值模拟表明:提出的开洞生态复合墙体斜截面受剪承载力计算公式,具有一定的理论依据和实用价值,满足实际工程计算需要。
2014, 44(03): 68-73.
doi: 10.13204/j.gyjz201403016
摘要:
基于1/2比例生态复合墙体框格单元的试验,给出了不同因素的框格单元承载力与破坏模式的对比分析,提出框格单元的合理破坏模式,对不同相对刚度与强度的框格单元建立非线性数值扩展分析模型,进而对基于合理破坏模式的框格单元相对刚度与相对强度进行分析。试验研究与数值分析结果表明:各种不同框格单元的破坏模式也不相同,框格单元的合理破坏模式为砌块角部压碎破坏,为保证框格单元发生砌块角部压碎破坏,框格单元相对刚度的合理取值范围为2.14h3.47,相对强度的合理取值应满足4.66n c8.04。
基于1/2比例生态复合墙体框格单元的试验,给出了不同因素的框格单元承载力与破坏模式的对比分析,提出框格单元的合理破坏模式,对不同相对刚度与强度的框格单元建立非线性数值扩展分析模型,进而对基于合理破坏模式的框格单元相对刚度与相对强度进行分析。试验研究与数值分析结果表明:各种不同框格单元的破坏模式也不相同,框格单元的合理破坏模式为砌块角部压碎破坏,为保证框格单元发生砌块角部压碎破坏,框格单元相对刚度的合理取值范围为2.14h3.47,相对强度的合理取值应满足4.66n c8.04。
2014, 44(03): 74-79.
doi: 10.13204/j.gyjz201403017
摘要:
生态复合墙结构内填材料的多元化选择已成为生态复合墙发展的新亮点。通过对目前国内外研究较为成熟、应用较为广泛的几种新型建材单轴受压本构模型及优缺点等的介绍,对内填材料的应力-应变关系作了对比分析;最后,引入双剪统一强度理论推导出各种内填材料的多轴弹塑性本构关系,并且利用ABAQUS有限元分析软件对填有不同材料的复合墙体作了数值模拟对比分析,得出它们在生态复合墙结构体系中的适用范围。研究表明:陶粒砌块可用于中高层生态复合墙结构;加气混凝土块和发泡砌块可用于多层生态复合墙结构;草砖适用于低层生态复合墙结构;而石膏由于其延性和耐久性较差,不建议用于该结构体系。
生态复合墙结构内填材料的多元化选择已成为生态复合墙发展的新亮点。通过对目前国内外研究较为成熟、应用较为广泛的几种新型建材单轴受压本构模型及优缺点等的介绍,对内填材料的应力-应变关系作了对比分析;最后,引入双剪统一强度理论推导出各种内填材料的多轴弹塑性本构关系,并且利用ABAQUS有限元分析软件对填有不同材料的复合墙体作了数值模拟对比分析,得出它们在生态复合墙结构体系中的适用范围。研究表明:陶粒砌块可用于中高层生态复合墙结构;加气混凝土块和发泡砌块可用于多层生态复合墙结构;草砖适用于低层生态复合墙结构;而石膏由于其延性和耐久性较差,不建议用于该结构体系。
2014, 44(03): 80-84.
doi: 10.13204/j.gyjz201403018
摘要:
对超大型排烟冷却塔进行风荷载、重力和烟道临时施工荷载组合工况下的数值分析。研究发现:风载作用下开孔与否对塔筒喉部峰值应力影响较小,但对应力集中现象有较大影响,开孔边缘的应力峰值增幅较大;孔洞边缘的局部稳定性安全因子远低于未开孔下的数值,开孔附近塔筒局部稳定性为排烟冷却塔的结构设计控制因素;针对该问题提出了增加局部壁厚和增设封闭肋梁两种加固方案,并综合比较了两种方案的加固效果。
对超大型排烟冷却塔进行风荷载、重力和烟道临时施工荷载组合工况下的数值分析。研究发现:风载作用下开孔与否对塔筒喉部峰值应力影响较小,但对应力集中现象有较大影响,开孔边缘的应力峰值增幅较大;孔洞边缘的局部稳定性安全因子远低于未开孔下的数值,开孔附近塔筒局部稳定性为排烟冷却塔的结构设计控制因素;针对该问题提出了增加局部壁厚和增设封闭肋梁两种加固方案,并综合比较了两种方案的加固效果。
2014, 44(03): 85-90.
doi: 10.13204/j.gyjz201403019
摘要:
交通荷载下饱和黏土累积孔压消散是导致交通荷载下路基沉降的重要因素。在详细介绍黏土空心圆柱试样制作过程的基础上,在各向等压条件下,分别对黏土试件在100,150,200 kPa压力下固结,而后进行主应力轴旋转角连续变化范围分别为[-15,15]、[-30,30]、[-45,45]和[-60,60]的不排水循环加载试验,循环次数为10 000次。得到了循环累积孔压的变化受静偏应力、初始固结压力及空心圆柱试样主应力轴连续旋转角影响的规律。运用修正动偏应力水平来考虑初始静偏应力和动偏应力对不排水累积孔压的影响,建立了常剪应力循环主应力轴偏转角循环加载下累积孔压模型。通过非各向等压固结循环扭剪试验累积孔压值对所建立的累积孔压模型的正确性进行验证。
交通荷载下饱和黏土累积孔压消散是导致交通荷载下路基沉降的重要因素。在详细介绍黏土空心圆柱试样制作过程的基础上,在各向等压条件下,分别对黏土试件在100,150,200 kPa压力下固结,而后进行主应力轴旋转角连续变化范围分别为[-15,15]、[-30,30]、[-45,45]和[-60,60]的不排水循环加载试验,循环次数为10 000次。得到了循环累积孔压的变化受静偏应力、初始固结压力及空心圆柱试样主应力轴连续旋转角影响的规律。运用修正动偏应力水平来考虑初始静偏应力和动偏应力对不排水累积孔压的影响,建立了常剪应力循环主应力轴偏转角循环加载下累积孔压模型。通过非各向等压固结循环扭剪试验累积孔压值对所建立的累积孔压模型的正确性进行验证。
2014, 44(03): 91-96.
doi: 10.13204/j.gyjz201403020
摘要:
,利用扫描电镜(SEM)观测浸泡试验制备的不同浓度的碳酸钠(Na2CO3)污染重塑黏土的微观结构,而后利用Matlab提取出污染重塑黏土的表观孔隙率和表观孔径分布,并进一步探讨Na2CO3对污染重塑黏土微观结构的改造机理。研究表明:经Na2CO3污染侵蚀后,重塑黏土的絮状结构遭到破坏,颗粒与孔隙重新分布,孔隙率显著降低;基于手动选取最佳阈值,利用Matlab提取的污染重塑黏土表观孔隙率随Na2CO3侵蚀程度的提高显著降低,表观孔径呈现出以大孔和中孔为主逐渐演化为以小孔和微孔为主的分布特征;Na2CO3通过与黏土颗粒的离子交换和吸附,与非碱金属阳离子和游离氧化物的化学反应以及与腐植酸的中和作用,实现对黏土微观结构的多元化改造。
,利用扫描电镜(SEM)观测浸泡试验制备的不同浓度的碳酸钠(Na2CO3)污染重塑黏土的微观结构,而后利用Matlab提取出污染重塑黏土的表观孔隙率和表观孔径分布,并进一步探讨Na2CO3对污染重塑黏土微观结构的改造机理。研究表明:经Na2CO3污染侵蚀后,重塑黏土的絮状结构遭到破坏,颗粒与孔隙重新分布,孔隙率显著降低;基于手动选取最佳阈值,利用Matlab提取的污染重塑黏土表观孔隙率随Na2CO3侵蚀程度的提高显著降低,表观孔径呈现出以大孔和中孔为主逐渐演化为以小孔和微孔为主的分布特征;Na2CO3通过与黏土颗粒的离子交换和吸附,与非碱金属阳离子和游离氧化物的化学反应以及与腐植酸的中和作用,实现对黏土微观结构的多元化改造。
2014, 44(03): 97-103.
doi: 10.13204/j.gyjz201403021
摘要:
采用MIDAS-GTS软件,建立起同时考虑土层、实体支护结构、桩土界面Goodman单元以及实际施工过程的片式冠梁双排桩支护基坑三维有限元分析模型。分析表明:片式冠梁在基坑规模不大时对支护桩水平位移具有较强的约束作用,且冠梁的最大弯矩及剪力位于坑角附近。在其他参数不变、仅冠梁长度改变的情况下,冠梁的水平位移曲线、冠梁剪力曲线可视为自变量是坑角水平距离值的一元函数,与冠梁本身的长度关系不大。当冠梁高度增大时,冠梁的弯矩及剪力值均明显增加,但冠梁水平位移减少并不明显。而冠梁参数不变时,随着基坑开挖深度的增加,基坑长侧中部处冠梁的水平位移、弯矩及剪力有加速增大至失稳破坏的趋势。随着排距的增大,长边冠梁的水平位移、弯矩及剪力的最大值会逐渐减少,但减少的速率也在降低。桩距的增大对长边冠梁的位移及受力情况影响较小。
采用MIDAS-GTS软件,建立起同时考虑土层、实体支护结构、桩土界面Goodman单元以及实际施工过程的片式冠梁双排桩支护基坑三维有限元分析模型。分析表明:片式冠梁在基坑规模不大时对支护桩水平位移具有较强的约束作用,且冠梁的最大弯矩及剪力位于坑角附近。在其他参数不变、仅冠梁长度改变的情况下,冠梁的水平位移曲线、冠梁剪力曲线可视为自变量是坑角水平距离值的一元函数,与冠梁本身的长度关系不大。当冠梁高度增大时,冠梁的弯矩及剪力值均明显增加,但冠梁水平位移减少并不明显。而冠梁参数不变时,随着基坑开挖深度的增加,基坑长侧中部处冠梁的水平位移、弯矩及剪力有加速增大至失稳破坏的趋势。随着排距的增大,长边冠梁的水平位移、弯矩及剪力的最大值会逐渐减少,但减少的速率也在降低。桩距的增大对长边冠梁的位移及受力情况影响较小。
2014, 44(03): 104-109.
doi: 10.13204/j.gyjz201403022
摘要:
针对不同温度条件下沥青路面的蠕变变形问题,以Burgers模型为理论依据,利用数据分析软件Origin8.1对不同温度下的蠕变试验曲线进行拟合分析,得出Burgers模型中E1、E2、1、2四个蠕变方程参数,采用Laplace变换与逆变换将Burgers蠕变方程转化为Prony级数,由此得到不同温度下沥青混合料的相对松弛模量g1、g2及松弛时间1、2,供ANSYS调用分析。利用三维有限元数值法对不同温度及加载时长下的沥青路面蠕变变形分布规律进行数值分析计算。结果表明:不同温度下路表蠕变变形横向范围均为0.88 m,变形向轮迹外侧延伸范围较内侧更广;温度越高,路表所产生的应变越大,60℃时路表会发生应变突变,路面经受5.4106累计当量标准轴载通行次数后将产生1 cm的车辙,对沥青路面的高温稳定性提出了更高的要求。
针对不同温度条件下沥青路面的蠕变变形问题,以Burgers模型为理论依据,利用数据分析软件Origin8.1对不同温度下的蠕变试验曲线进行拟合分析,得出Burgers模型中E1、E2、1、2四个蠕变方程参数,采用Laplace变换与逆变换将Burgers蠕变方程转化为Prony级数,由此得到不同温度下沥青混合料的相对松弛模量g1、g2及松弛时间1、2,供ANSYS调用分析。利用三维有限元数值法对不同温度及加载时长下的沥青路面蠕变变形分布规律进行数值分析计算。结果表明:不同温度下路表蠕变变形横向范围均为0.88 m,变形向轮迹外侧延伸范围较内侧更广;温度越高,路表所产生的应变越大,60℃时路表会发生应变突变,路面经受5.4106累计当量标准轴载通行次数后将产生1 cm的车辙,对沥青路面的高温稳定性提出了更高的要求。
2014, 44(03): 110-113.
doi: 10.13204/j.gyjz201403023
摘要:
为了研究早龄期高强混凝土在承受多次反复荷载作用下内部损伤情况及超声波特性,在室内实验室制作了一批混凝土立方体试块,脱模后在标准养护室进行养护。分别测定了1、2和3 d龄期的混凝土立方体试块经历多次50%、70%和80%极限荷载前后的抗压强度和超声波波速变化规律;7、14、28 d龄期混凝土立方体试块的抗压强度和超声波波速。试验结果表明:在28天龄期内声速随龄期增长不断增大,与强度基本呈线性关系;前3天龄期的混凝土试块在承受不同比例的极限荷载时,损伤程度和变化规律不同,单轴抗压强度与超声波波速都能衡量这种变化规律。这对于研究超声波测试技术衡量爆破工程中的早龄期高强混凝土在经受多次爆破荷载作用下的损伤累积规律具有一定的指导作用。
为了研究早龄期高强混凝土在承受多次反复荷载作用下内部损伤情况及超声波特性,在室内实验室制作了一批混凝土立方体试块,脱模后在标准养护室进行养护。分别测定了1、2和3 d龄期的混凝土立方体试块经历多次50%、70%和80%极限荷载前后的抗压强度和超声波波速变化规律;7、14、28 d龄期混凝土立方体试块的抗压强度和超声波波速。试验结果表明:在28天龄期内声速随龄期增长不断增大,与强度基本呈线性关系;前3天龄期的混凝土试块在承受不同比例的极限荷载时,损伤程度和变化规律不同,单轴抗压强度与超声波波速都能衡量这种变化规律。这对于研究超声波测试技术衡量爆破工程中的早龄期高强混凝土在经受多次爆破荷载作用下的损伤累积规律具有一定的指导作用。
2014, 44(03): 114-118.
doi: 10.13204/j.gyjz201403024
摘要:
主要研究煤矸石集料的基本性质:矸石种类、颗粒级配、集料的预处理方式等对混凝土7,28,90d抗压强度及弹性模量的影响规律,为煤矸石集料混凝土的优化配合比设计提供依据。试验结果表明:矸石集料自身的强度极大地影响混凝土的强度,在不同强度的水泥基体下,当水泥基体强度与集料强度相协调时,其混凝土的强度才能达到最大,但是在低强的水泥基体下,提高矸石集料的粒径尺寸及比例,并不能提高混凝土的强度;自燃矸石集料经过预湿处理,能够提高混凝土的力学性能,但非自燃矸石集料经预湿处理后,并不能提高其混凝土的力学性能。
主要研究煤矸石集料的基本性质:矸石种类、颗粒级配、集料的预处理方式等对混凝土7,28,90d抗压强度及弹性模量的影响规律,为煤矸石集料混凝土的优化配合比设计提供依据。试验结果表明:矸石集料自身的强度极大地影响混凝土的强度,在不同强度的水泥基体下,当水泥基体强度与集料强度相协调时,其混凝土的强度才能达到最大,但是在低强的水泥基体下,提高矸石集料的粒径尺寸及比例,并不能提高混凝土的强度;自燃矸石集料经过预湿处理,能够提高混凝土的力学性能,但非自燃矸石集料经预湿处理后,并不能提高其混凝土的力学性能。
2014, 44(03): 119-122.
doi: 10.13204/j.gyjz201403025
摘要:
对钢纤维轻骨料混凝土(SFRLAC)进行了抗压、劈拉、抗剪和弯曲性能试验研究,纤维掺量为0~120 kg/m3,纤维类型分别为平直型和压痕型。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,SFRLAC的抗压强度小幅上升,劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能则显著提高,同掺量条件下,平直型和压痕型纤维对抗压强度的增强作用几乎无区别,而后者对劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能提高幅度更大。从弯曲破坏的试件断面看,钢纤维都是被拔出,而不是被拔断,陶粒是内部断开,而不是与水泥凝胶体脱黏,建议可以适当提高陶粒强度,适当降低钢纤维的抗拉强度,以提高SFRLAC材料性价比。
对钢纤维轻骨料混凝土(SFRLAC)进行了抗压、劈拉、抗剪和弯曲性能试验研究,纤维掺量为0~120 kg/m3,纤维类型分别为平直型和压痕型。试验结果表明:随着钢纤维掺量的增加,SFRLAC的抗压强度小幅上升,劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能则显著提高,同掺量条件下,平直型和压痕型纤维对抗压强度的增强作用几乎无区别,而后者对劈拉强度、抗剪强度和弯曲性能提高幅度更大。从弯曲破坏的试件断面看,钢纤维都是被拔出,而不是被拔断,陶粒是内部断开,而不是与水泥凝胶体脱黏,建议可以适当提高陶粒强度,适当降低钢纤维的抗拉强度,以提高SFRLAC材料性价比。
2014, 44(03): 123-128.
doi: 10.13204/j.gyjz201403026
摘要:
对某剪力墙高层住宅在施工期间部分剪力墙墙体因施工原因产生的偏移和变形进行检测,对剪力墙偏移变形前后的内力变化进行比较分析,对剪力墙偏移变形对主体结构及构件自身的影响进行分析。计算比较分析结果表明,剪力墙偏移变形前后平面内各项内力整体变化幅度较小,平面外各项内力整体变化幅度较大。总体上剪力墙偏移变形后,平面外各项内力均有不同程度的增加,虽然部分偏移变形较大的构件平面外各项内力增幅变化较大,但是增加的数值绝对值相对较小。剪力墙构件偏移变形后,在实际的平面内和平面外各项内力的作用下,结构主体及构件的承载力满足规范要求。
对某剪力墙高层住宅在施工期间部分剪力墙墙体因施工原因产生的偏移和变形进行检测,对剪力墙偏移变形前后的内力变化进行比较分析,对剪力墙偏移变形对主体结构及构件自身的影响进行分析。计算比较分析结果表明,剪力墙偏移变形前后平面内各项内力整体变化幅度较小,平面外各项内力整体变化幅度较大。总体上剪力墙偏移变形后,平面外各项内力均有不同程度的增加,虽然部分偏移变形较大的构件平面外各项内力增幅变化较大,但是增加的数值绝对值相对较小。剪力墙构件偏移变形后,在实际的平面内和平面外各项内力的作用下,结构主体及构件的承载力满足规范要求。
2014, 44(03): 129-133.
doi: 10.13204/j.gyjz201403027
摘要:
结合广西谢家峒隧道的水文地质以及隧道施工中溶洞的塌方情况,介绍了该隧道溶洞采用的回填反开挖法施工技术。通过该技术的实施,有效解决了欠稳定围岩的坍塌问题,为大溶洞中隧道的施工探索了一种路径。
结合广西谢家峒隧道的水文地质以及隧道施工中溶洞的塌方情况,介绍了该隧道溶洞采用的回填反开挖法施工技术。通过该技术的实施,有效解决了欠稳定围岩的坍塌问题,为大溶洞中隧道的施工探索了一种路径。
2014, 44(03): 134-146.
doi: 10.13204/j.gyjz201403028
摘要:
型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。
型钢混凝土异形柱结构不仅具有异形柱结构的房间柱棱不凸出、美观适用、实际得房率高等优点,同时能够克服钢筋混凝土异形柱结构承载能力不足、抗震性能差等缺点,对于进一步推广异形柱结构具有重要意义。在综合介绍型钢混凝土异形柱结构研究背景的基础上,分析了型钢混凝土异形柱轴心受压性能、偏心受压性能、受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架节点的受剪性能和抗震性能、型钢混凝土异形柱框架的抗震性能以及构造要求等方面的研究现状,指出了型钢混凝土异形柱结构受力性能研究领域有待进一步解决的问题,为该领域的深入研究及型钢混凝土异形柱结构的设计应用提供参考。
2014, 44(03): 147-149.
doi: 10.13204/j.gyjz201403029
摘要:
当前,方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点的应用越来越广泛,但国内对这种半刚性节点受力性能的认识还很不完善。通过4组方钢管混凝土柱-钢梁长螺栓式半刚性节点在低周往复荷载下受力性能的试验,探究此类节点的受力机理和破坏形态。通过对4组试验滞回曲线、刚度退化、延性与耗能指标的分析得出此种节点有良好的耗能性能,可为钢结构节点设计提供一些参考和借鉴。
当前,方钢管混凝土柱-钢梁半刚性节点的应用越来越广泛,但国内对这种半刚性节点受力性能的认识还很不完善。通过4组方钢管混凝土柱-钢梁长螺栓式半刚性节点在低周往复荷载下受力性能的试验,探究此类节点的受力机理和破坏形态。通过对4组试验滞回曲线、刚度退化、延性与耗能指标的分析得出此种节点有良好的耗能性能,可为钢结构节点设计提供一些参考和借鉴。
2014, 44(03): 150-157.
doi: 10.13204/j.gyjz201403030
摘要:
提出新型预应力钢箱-混凝土组合梁,探讨其应用范围和优点,研究这种梁的极限承载力计算公式及纤维模型分析方法。分别通过理论计算和试验分析该组合梁的极限承载力,并分析钢板厚度、混凝土等级、钢绞线根数、隔板位置等参数对3种跨度的该梁极限承载力的影响,同时与其他模型梁进行比较。结果表明:跨度越大,这种组合梁在极限承载力和挠度方面与其他模型梁相比优势越明显,建议此梁使用在12 m以上跨度的房屋和桥梁结构中。
提出新型预应力钢箱-混凝土组合梁,探讨其应用范围和优点,研究这种梁的极限承载力计算公式及纤维模型分析方法。分别通过理论计算和试验分析该组合梁的极限承载力,并分析钢板厚度、混凝土等级、钢绞线根数、隔板位置等参数对3种跨度的该梁极限承载力的影响,同时与其他模型梁进行比较。结果表明:跨度越大,这种组合梁在极限承载力和挠度方面与其他模型梁相比优势越明显,建议此梁使用在12 m以上跨度的房屋和桥梁结构中。
2014, 44(03): 158-161.
doi: 10.13204/j.gyjz201403031
摘要:
凤凰国际传媒中心莫比乌斯环造型外幕墙由多块不同尺寸的直面幕墙,通过鱼鳞式的组织方式形成连续的曲面。针对幕墙单元板块各连接点变形角度、尺寸均不相同的特点,采用了铝包钢龙骨的簸箕单元幕墙施工方法,单元板块钢抱箍固定在耳板上,其定位点为抱箍螺杆中心点,钢抱箍在水平面内通过副支座可左右调节25 mm,通过支座和立柱间的螺纹可上下调节30 mm,确保了幕墙加工和安装的精度、质量,满足变形控制要求。
凤凰国际传媒中心莫比乌斯环造型外幕墙由多块不同尺寸的直面幕墙,通过鱼鳞式的组织方式形成连续的曲面。针对幕墙单元板块各连接点变形角度、尺寸均不相同的特点,采用了铝包钢龙骨的簸箕单元幕墙施工方法,单元板块钢抱箍固定在耳板上,其定位点为抱箍螺杆中心点,钢抱箍在水平面内通过副支座可左右调节25 mm,通过支座和立柱间的螺纹可上下调节30 mm,确保了幕墙加工和安装的精度、质量,满足变形控制要求。
2014, 44(03): 162-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201403032
摘要:
对各国和地区钢结构设计规范中钢梁稳定系数进行对比,考察各国荷载系数与钢梁稳定系数取值的关系;介绍美国和欧洲规定的可靠度分析。结论如下:1)钢梁稳定系数大小排名:加拿大,美国与中国,日本;2)除中国外,各国活荷载系数取值大的,钢梁稳定系数倾向于取平均值;3)美国规范钢梁稳定系数的可靠指标分析表明,对活荷载占比大的钢梁可靠指标不足;4)GB 500172003《钢结构设计规范》中钢梁稳定系数取值在世界各国排名第2,但是活荷载系数是世界上最低的。
对各国和地区钢结构设计规范中钢梁稳定系数进行对比,考察各国荷载系数与钢梁稳定系数取值的关系;介绍美国和欧洲规定的可靠度分析。结论如下:1)钢梁稳定系数大小排名:加拿大,美国与中国,日本;2)除中国外,各国活荷载系数取值大的,钢梁稳定系数倾向于取平均值;3)美国规范钢梁稳定系数的可靠指标分析表明,对活荷载占比大的钢梁可靠指标不足;4)GB 500172003《钢结构设计规范》中钢梁稳定系数取值在世界各国排名第2,但是活荷载系数是世界上最低的。
2014, 44(03): 169-172.
doi: 10.13204/j.gyjz201403033
摘要:
某3层框架结构2002年投入使用,2012年因地下停车场内洗车行电线老化短路起火,主要过火区域约为180 m2,过火时间长达2.5 h。过火区域上方为屋顶停车场坡道,为保证结构安全,对过火后的钢筋混凝土梁、柱、板进行现场检测并用推定强度对整体结构进行了验算。经过分析比对,采用了增大截面、植筋和灌浆料灌注的方式进行加固,结构运行至今未出现裂缝及变形等情况,表明加固方式合理,加固效果良好。
某3层框架结构2002年投入使用,2012年因地下停车场内洗车行电线老化短路起火,主要过火区域约为180 m2,过火时间长达2.5 h。过火区域上方为屋顶停车场坡道,为保证结构安全,对过火后的钢筋混凝土梁、柱、板进行现场检测并用推定强度对整体结构进行了验算。经过分析比对,采用了增大截面、植筋和灌浆料灌注的方式进行加固,结构运行至今未出现裂缝及变形等情况,表明加固方式合理,加固效果良好。
2014, 44(03): 173-176.
doi: 10.13204/j.gyjz201403034
摘要:
某水泥厂矿山竖井发生严重垮塌导致无法使用。通过综合分析对比,并基于二维有限元数值模拟,确定了钢模板+钢筋混凝土衬砌(内模法)+锚杆(土钉封堵法)+锰钢护筒(护筒跟进法)的修复及加固方案。该方案的成功实施验证了其可行性,可作为矿山竖井修复、加固工程中的成功案例。
某水泥厂矿山竖井发生严重垮塌导致无法使用。通过综合分析对比,并基于二维有限元数值模拟,确定了钢模板+钢筋混凝土衬砌(内模法)+锚杆(土钉封堵法)+锰钢护筒(护筒跟进法)的修复及加固方案。该方案的成功实施验证了其可行性,可作为矿山竖井修复、加固工程中的成功案例。
2014, 44(03): 177-179.
doi: 10.13204/j.gyjz201403035
摘要:
在城市更新和改造中,如何对待现有的旧建筑是当前建筑设计的热点问题。伴随着中国快速城市化进程,许多历史和文化建筑正在被新建筑取代。通过对2010年绿色建筑竞赛获奖项目:长沙火车南站改造中被动式节能设计的分析,总结了被动式设计在旧建筑改造中可尝试的多种手段。通过模拟分析,发现在大进深的废旧建筑改造中,调整建筑整体布局能有效提升其通风效果与遮阳效能;同时围护结构的改造能有效改善建筑遮阳并降低夏季室内气温。
在城市更新和改造中,如何对待现有的旧建筑是当前建筑设计的热点问题。伴随着中国快速城市化进程,许多历史和文化建筑正在被新建筑取代。通过对2010年绿色建筑竞赛获奖项目:长沙火车南站改造中被动式节能设计的分析,总结了被动式设计在旧建筑改造中可尝试的多种手段。通过模拟分析,发现在大进深的废旧建筑改造中,调整建筑整体布局能有效提升其通风效果与遮阳效能;同时围护结构的改造能有效改善建筑遮阳并降低夏季室内气温。
2014, 44(03): 180-183.
doi: 10.13204/j.gyjz201403036
摘要:
英国谢菲尔德市作为较早经历城市衰退和城市更新的城市,通过充分发掘工业遗产的无形与有形价值,把它当作提升城市文化的基本理念,进而推动城市更新和经济发展。从该城工业遗产保护与发展实践的手段和特色入手,促进可适性的旧空间再利用的融合方式,塑造文化生态型的工业文化景观的形象,实现可持续的文化创意产业的转型方向,推行多层次的政府管理机构的政策行动四个方面展开探讨。此模式为国内工业遗产保护、开发利用提供一定的借鉴和参考。
英国谢菲尔德市作为较早经历城市衰退和城市更新的城市,通过充分发掘工业遗产的无形与有形价值,把它当作提升城市文化的基本理念,进而推动城市更新和经济发展。从该城工业遗产保护与发展实践的手段和特色入手,促进可适性的旧空间再利用的融合方式,塑造文化生态型的工业文化景观的形象,实现可持续的文化创意产业的转型方向,推行多层次的政府管理机构的政策行动四个方面展开探讨。此模式为国内工业遗产保护、开发利用提供一定的借鉴和参考。
