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2014年 第44卷 第10期
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2014, 44(10): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjz201410001
摘要:
以碳纤维增强复合材料(CFRP)约束高强混凝土(HSC)圆柱为研究对象,通过试验探讨温度损伤和CFRP用量对CFRP约束高温损伤HSC圆柱轴压的破坏模式、抗压强度和极限应变等的影响规律。研究结果表明:CFRP的约束能明显提高高温损伤HSC柱的抗压强度,与CFRP约束常温的混凝土试件相比,包裹了相同CFRP层数高温损伤试件的抗压强度仅下降3%~6%;温度损伤和CFRP层数对约束HSC构件轴压破坏形态有明显的影响;被约束高强混凝土柱的抗压强度和延性随着CFRP层数的增加而提高,与无温度损伤HSC受压构件相比,CFRP的约束对提高高温损伤HSC构件抗压性能的作用更加明显。
以碳纤维增强复合材料(CFRP)约束高强混凝土(HSC)圆柱为研究对象,通过试验探讨温度损伤和CFRP用量对CFRP约束高温损伤HSC圆柱轴压的破坏模式、抗压强度和极限应变等的影响规律。研究结果表明:CFRP的约束能明显提高高温损伤HSC柱的抗压强度,与CFRP约束常温的混凝土试件相比,包裹了相同CFRP层数高温损伤试件的抗压强度仅下降3%~6%;温度损伤和CFRP层数对约束HSC构件轴压破坏形态有明显的影响;被约束高强混凝土柱的抗压强度和延性随着CFRP层数的增加而提高,与无温度损伤HSC受压构件相比,CFRP的约束对提高高温损伤HSC构件抗压性能的作用更加明显。
2014, 44(10): 6-9.
doi: 10.13204/j.gyjz201410002
摘要:
碳纤维增强复合材料(CFRP)布用于普通混凝土结构加固性能研究较为深入,而对于预应力混凝土结构加固性能的研究相对较少。为了研究CFRP布加固损伤预应力混凝土结构黏结性能对其受力性能的影响,通过对3根CFRP布加固不同损伤程度的高强预应力钢筋混凝土梁进行静载试验,研究损伤程度及预应力度对其黏结性能的影响。试验发现,试件破坏前CFRP布均发生剥离,达到破坏时,CFRP布完全剥离、拉断或受压区混凝土被压碎。通过CFRP布应变-荷载曲线及试件挠度-荷载曲线分析表明,试件的剥离荷载与其损伤程度呈反比,而与预应力度呈正比。
碳纤维增强复合材料(CFRP)布用于普通混凝土结构加固性能研究较为深入,而对于预应力混凝土结构加固性能的研究相对较少。为了研究CFRP布加固损伤预应力混凝土结构黏结性能对其受力性能的影响,通过对3根CFRP布加固不同损伤程度的高强预应力钢筋混凝土梁进行静载试验,研究损伤程度及预应力度对其黏结性能的影响。试验发现,试件破坏前CFRP布均发生剥离,达到破坏时,CFRP布完全剥离、拉断或受压区混凝土被压碎。通过CFRP布应变-荷载曲线及试件挠度-荷载曲线分析表明,试件的剥离荷载与其损伤程度呈反比,而与预应力度呈正比。
2014, 44(10): 10-15.
doi: 10.13204/j.gyjz201410003
摘要:
对双层搭接的碳纤维复合材料板与钢板胶-螺混合连接在单调受拉伸荷载下的拉伸性能展开试验研究;考察其极限承载力、应变分布以及破坏模式;并与螺栓连接、纯胶连接方式比较;同时还考虑制作工艺对混合连接的影响。结果表明,混合连接承载力稳定。两种工艺制作的固定尺寸的混合节点中,先胶结再钻孔的节点在一定数量范围内增加螺栓数会使承载力上升,但过多使用螺栓承载力反而下降;先钻孔再涂胶的节点螺栓和胶层协同工作性能好,但制作工艺要求更高。
对双层搭接的碳纤维复合材料板与钢板胶-螺混合连接在单调受拉伸荷载下的拉伸性能展开试验研究;考察其极限承载力、应变分布以及破坏模式;并与螺栓连接、纯胶连接方式比较;同时还考虑制作工艺对混合连接的影响。结果表明,混合连接承载力稳定。两种工艺制作的固定尺寸的混合节点中,先胶结再钻孔的节点在一定数量范围内增加螺栓数会使承载力上升,但过多使用螺栓承载力反而下降;先钻孔再涂胶的节点螺栓和胶层协同工作性能好,但制作工艺要求更高。
2014, 44(10): 16-20.
doi: 10.13204/j.gyjz201410004
摘要:
基于5根不同张拉控制应力和不同截面面积的CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在低周反复荷载作用下的试验,对比试验梁的裂缝分布与发展,在GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算裂缝宽度的基础上,对平均裂缝间距和最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,提出CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在低周反复荷载下最大裂缝宽度计算公式,对比表明,试验结果与计算值吻合较好。
基于5根不同张拉控制应力和不同截面面积的CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在低周反复荷载作用下的试验,对比试验梁的裂缝分布与发展,在GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》计算裂缝宽度的基础上,对平均裂缝间距和最大裂缝宽度计算公式进行参数修正,提出CFRP-PCPs复合筋混凝土梁在低周反复荷载下最大裂缝宽度计算公式,对比表明,试验结果与计算值吻合较好。
2014, 44(10): 21-24.
doi: 10.13204/j.gyjz201410005
摘要:
对11根矩形截面新疆杨木梁进行抗弯静力试验,研究在受拉区粘贴碳纤维布加固木梁的抗弯性能,同时对新疆杨木的含水率、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和局部横纹抗压强度等进行测定。验证平截面假定,并得出破坏特征、极限荷载以及荷载与挠度之间关系等。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴碳纤维布是提高新疆杨木梁抗弯性能的有效方法。
对11根矩形截面新疆杨木梁进行抗弯静力试验,研究在受拉区粘贴碳纤维布加固木梁的抗弯性能,同时对新疆杨木的含水率、顺纹抗拉强度、顺纹抗压强度和局部横纹抗压强度等进行测定。验证平截面假定,并得出破坏特征、极限荷载以及荷载与挠度之间关系等。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴碳纤维布是提高新疆杨木梁抗弯性能的有效方法。
2014, 44(10): 25-29.
doi: 10.13204/j.gyjz201410006
摘要:
针对木纤维纹理在木节处截断造成木柱受力性能差的问题,结合纤维增强复合材料(FRP)优越的物理和力学特性,研究了6根FRP加固圆木柱的轴压破坏失效机理,分析了不同纤维纹理对加固短柱的失效模式、位移和应变受力响应的影响,并观测了失效截面的形貌特征。试验结果表明:木节存在使短圆木柱的轴压极限承载力降低近23%,刚度降低超过60%。采用FRP对存在木节的短柱加固后,其极限承载力和刚度都得到明显提高,基本接近无木节的普通短柱。对比靠近木节和远离木节处的荷载-应变曲线表明,在相同荷载水平下,木节周围的横向应变远远大于远离木节处。短柱的失效截面上萌生多条径向的裂纹,且裂纹附近的纤维压屈呈疏松状。
针对木纤维纹理在木节处截断造成木柱受力性能差的问题,结合纤维增强复合材料(FRP)优越的物理和力学特性,研究了6根FRP加固圆木柱的轴压破坏失效机理,分析了不同纤维纹理对加固短柱的失效模式、位移和应变受力响应的影响,并观测了失效截面的形貌特征。试验结果表明:木节存在使短圆木柱的轴压极限承载力降低近23%,刚度降低超过60%。采用FRP对存在木节的短柱加固后,其极限承载力和刚度都得到明显提高,基本接近无木节的普通短柱。对比靠近木节和远离木节处的荷载-应变曲线表明,在相同荷载水平下,木节周围的横向应变远远大于远离木节处。短柱的失效截面上萌生多条径向的裂纹,且裂纹附近的纤维压屈呈疏松状。
2014, 44(10): 30-35.
doi: 10.13204/j.gyjz201410007
摘要:
以乙烯基树脂浸渍双轴向无碱玻璃纤维布而成的玻璃钢为面板,以泡桐木为芯材,通过真空导入成型工艺将二者有机复合为一体,制备出具有高性价比的新型复合材料墙板,不仅成本低廉,而且具有轻质、高强、节能、环保等诸多优点。通过试验测试总结了三种不同高厚比的足尺墙板在轴压状态下其破坏形式为失稳破坏,随着复合材料墙板高厚比的减小,轴压荷载下试件的极限承载力变大。
以乙烯基树脂浸渍双轴向无碱玻璃纤维布而成的玻璃钢为面板,以泡桐木为芯材,通过真空导入成型工艺将二者有机复合为一体,制备出具有高性价比的新型复合材料墙板,不仅成本低廉,而且具有轻质、高强、节能、环保等诸多优点。通过试验测试总结了三种不同高厚比的足尺墙板在轴压状态下其破坏形式为失稳破坏,随着复合材料墙板高厚比的减小,轴压荷载下试件的极限承载力变大。
2014, 44(10): 36-39.
doi: 10.13204/j.gyjz201410008
摘要:
通过对复合材料夹层结构T型接头的三种连接方式进行研究,记录胶接、胶-缝混合连接和胶-螺混合连接在竖向荷载作用下的破坏过程和破坏模式、最大位移和极限荷载,并且研究缝合直径和缝合密度对接头极限抗剪承载力的影响。结果表明,夹层结构根部是试件破坏的薄弱部位,在结构设计时应重点考虑。胶-螺混合T型连接能明显提高夹层结构的极限抗剪承载力,但增加了接头的质量。胶-缝混合T型连接能够提高夹层结构极限抗剪承载力,且接头质量较轻,具有很好的应用前景;缝线直径和密度对承载力影响很大,可以进一步研究。
通过对复合材料夹层结构T型接头的三种连接方式进行研究,记录胶接、胶-缝混合连接和胶-螺混合连接在竖向荷载作用下的破坏过程和破坏模式、最大位移和极限荷载,并且研究缝合直径和缝合密度对接头极限抗剪承载力的影响。结果表明,夹层结构根部是试件破坏的薄弱部位,在结构设计时应重点考虑。胶-螺混合T型连接能明显提高夹层结构的极限抗剪承载力,但增加了接头的质量。胶-缝混合T型连接能够提高夹层结构极限抗剪承载力,且接头质量较轻,具有很好的应用前景;缝线直径和密度对承载力影响很大,可以进一步研究。
2014, 44(10): 40-45.
doi: 10.13204/j.gyjz201410009
摘要:
基于双参数地基模型,分析了格构式增强型泡沫夹层结构的腹板在纯剪作用下的弹性稳定问题,讨论了泡沫芯材的存在对夹层结构腹板剪切稳定的影响规律、该理论分析模型的适用条件,通过有限元方法验证了该模型分析结果的合理性。分析表明,泡沫芯材的存在可以有效提高腹板的剪切稳定性能。即使芯材弹性模量较低,其提供的剪切刚度对于腹板的稳定也有着重要意义。随着腹板高厚比和芯材弹性模量的增加,泡沫对腹板提供的法向刚度控制作用越明显。芯材厚度是该模型结果准确与否的重要前提。从工程实用的角度,腹板区格的长高比对腹板剪切稳定的影响可以忽略不计。
基于双参数地基模型,分析了格构式增强型泡沫夹层结构的腹板在纯剪作用下的弹性稳定问题,讨论了泡沫芯材的存在对夹层结构腹板剪切稳定的影响规律、该理论分析模型的适用条件,通过有限元方法验证了该模型分析结果的合理性。分析表明,泡沫芯材的存在可以有效提高腹板的剪切稳定性能。即使芯材弹性模量较低,其提供的剪切刚度对于腹板的稳定也有着重要意义。随着腹板高厚比和芯材弹性模量的增加,泡沫对腹板提供的法向刚度控制作用越明显。芯材厚度是该模型结果准确与否的重要前提。从工程实用的角度,腹板区格的长高比对腹板剪切稳定的影响可以忽略不计。
2014, 44(10): 46-50.
doi: 10.13204/j.gyjz201410010
摘要:
对工程中常用的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)进行湿热环境下的耐久性试验,根据25个试件在6 000 h中测试的拉伸强度、伸长率及弹性模量的结果,分析了性能变化规律和趋势,以此建立了抛物线-直线的性能衰减模型,并得到相关的模型参数。可以用于预测GFRP在湿热环境作用后的寿命,为耐久性设计方法的建立提供了基础资料。
对工程中常用的玻璃纤维增强复合材料(GFRP)进行湿热环境下的耐久性试验,根据25个试件在6 000 h中测试的拉伸强度、伸长率及弹性模量的结果,分析了性能变化规律和趋势,以此建立了抛物线-直线的性能衰减模型,并得到相关的模型参数。可以用于预测GFRP在湿热环境作用后的寿命,为耐久性设计方法的建立提供了基础资料。
2014, 44(10): 51-55.
doi: 10.13204/j.gyjz201410011
摘要:
近年来,受产业结构调整、开采成本攀高、存量萎缩等因素影响,我国约有70%的资源型城镇面临资源枯竭的问题。针对资源枯竭型小城镇的特殊性,紫庄镇工业聚集区规划设计在科学定位的基础上,提出了"工业社区模式"、"分时开发构架"和"工业废弃地的有机更新"三种构想。在满足现代工业区建设需要的同时,又注重了镇区发展方式的转变、未来发展的可变和自然环境的改善,为资源枯竭型小城镇工业区建设提供了有益参考。
近年来,受产业结构调整、开采成本攀高、存量萎缩等因素影响,我国约有70%的资源型城镇面临资源枯竭的问题。针对资源枯竭型小城镇的特殊性,紫庄镇工业聚集区规划设计在科学定位的基础上,提出了"工业社区模式"、"分时开发构架"和"工业废弃地的有机更新"三种构想。在满足现代工业区建设需要的同时,又注重了镇区发展方式的转变、未来发展的可变和自然环境的改善,为资源枯竭型小城镇工业区建设提供了有益参考。
2014, 44(10): 56-60.
doi: 10.13204/j.gyjz201410012
摘要:
重钢型钢厂遗址的工业遗产资源不可再生,如何利用和保护工业遗产资源是值得探讨的问题。以型钢厂厂房更新改造为例,在保护原有结构体系条件下,改造成工业博物馆。探讨其改造的手法和方案,在结构和内部空间上满足新功能的需求。为老建筑注入新活力,实现其生命的真正延续。
重钢型钢厂遗址的工业遗产资源不可再生,如何利用和保护工业遗产资源是值得探讨的问题。以型钢厂厂房更新改造为例,在保护原有结构体系条件下,改造成工业博物馆。探讨其改造的手法和方案,在结构和内部空间上满足新功能的需求。为老建筑注入新活力,实现其生命的真正延续。
2014, 44(10): 61-63.
doi: 10.13204/j.gyjz201410013
摘要:
随着城市产业结构调整,我国旧工业建筑改造再利用逐渐得到关注,但是在旧工业建筑改造再利用的过程中,在结构、管理、环境、政策法规、思想意识等方面都存在着显在或潜在的风险因素。在对西安24个旧工业建筑进行实地调研的基础上,确定了23个影响旧工业建筑改造再利用的风险因素。通过问卷调查的方式进行统计数据的收集,用主成分分析方法确定主要的影响指标。据此指出影响西安旧工业建筑改造再利用的6个主要风险因素,并针对其提出相应的对策建议,为旧工业建筑改造再利用的风险应对提供有力的参考依据。
随着城市产业结构调整,我国旧工业建筑改造再利用逐渐得到关注,但是在旧工业建筑改造再利用的过程中,在结构、管理、环境、政策法规、思想意识等方面都存在着显在或潜在的风险因素。在对西安24个旧工业建筑进行实地调研的基础上,确定了23个影响旧工业建筑改造再利用的风险因素。通过问卷调查的方式进行统计数据的收集,用主成分分析方法确定主要的影响指标。据此指出影响西安旧工业建筑改造再利用的6个主要风险因素,并针对其提出相应的对策建议,为旧工业建筑改造再利用的风险应对提供有力的参考依据。
2014, 44(10): 64-70.
doi: 10.13204/j.gyjz201410014
摘要:
工程实际中有时需在测试数据不足的条件下推断楼面活荷载的标准值和设计值,这时的推断结果受统计不定性的影响较大,目前方法的推断结果偏于冒进,需建立小样本的推断方法。首先根据极大值I型分布参数、分位值的最好线性无偏和不变估计,提出了楼面活荷载标准值和设计值的线性回归推断方法;其次,根据贝叶斯理论,提出了楼面活荷载标准值和设计值的贝叶斯推断方法,并且对比分析了上述两种小样本推断方法的优劣,解决了应用中的具体问题,为小样本条件下楼面活荷载标准值和设计值的推断提供了实用的方法。
工程实际中有时需在测试数据不足的条件下推断楼面活荷载的标准值和设计值,这时的推断结果受统计不定性的影响较大,目前方法的推断结果偏于冒进,需建立小样本的推断方法。首先根据极大值I型分布参数、分位值的最好线性无偏和不变估计,提出了楼面活荷载标准值和设计值的线性回归推断方法;其次,根据贝叶斯理论,提出了楼面活荷载标准值和设计值的贝叶斯推断方法,并且对比分析了上述两种小样本推断方法的优劣,解决了应用中的具体问题,为小样本条件下楼面活荷载标准值和设计值的推断提供了实用的方法。
2014, 44(10): 71-76.
doi: 10.13204/j.gyjz201410015
摘要:
通过对6根截面边长分别为300、500和700 mm的钢筋混凝土柱开展正截面承载力尺寸效应试验研究,分析正截面承载力、钢筋应变、混凝土压应变、中和轴高度和强度系数随截面尺寸的变化规律。结果表明:试件受压区混凝土的极限变形能力随截面边长的增大而减小;对于大尺寸试件,对混凝土的极限压应变的取值偏大;正截面承载力随截面尺寸的增大而减小,且随水平位移的增加,正截面承载力尺寸效应越明显。在试验的基础上,利用混凝土材料尺寸效应得到修正的正截面承载力计算结果,使大小尺寸试件的安全储备系数趋于一致。
通过对6根截面边长分别为300、500和700 mm的钢筋混凝土柱开展正截面承载力尺寸效应试验研究,分析正截面承载力、钢筋应变、混凝土压应变、中和轴高度和强度系数随截面尺寸的变化规律。结果表明:试件受压区混凝土的极限变形能力随截面边长的增大而减小;对于大尺寸试件,对混凝土的极限压应变的取值偏大;正截面承载力随截面尺寸的增大而减小,且随水平位移的增加,正截面承载力尺寸效应越明显。在试验的基础上,利用混凝土材料尺寸效应得到修正的正截面承载力计算结果,使大小尺寸试件的安全储备系数趋于一致。
2014, 44(10): 77-81.
doi: 10.13204/j.gyjz201410016
摘要:
进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。
进行了5个现浇柱和7个局部外包钢管装配柱的拟静力低周反复试验,对此两种不同施工模式的混凝土柱,在相同工作条件下的抗震性能进行了分析。结果表明:其承载力高于现浇混凝土柱相应位置的承载力;局部外包钢管装配柱在抗震性能和整体性上优于现浇柱;在高烈度地区可以用此装配柱代替现浇柱。结合装配柱破坏形式和连接节点的受力特点,给出了装配柱接头正截面承载力计算公式,可用于实际装配整体式结构框架柱接头的设计和验算。
2014, 44(10): 82-85.
doi: 10.13204/j.gyjz201410017
摘要:
大型混凝土风洞结构体系温度效应明显,结构支座、剪力墙设计难度较大。利用有限元分析法分析平面C形复杂风洞结构体系在温度作用下风洞结构支座的布置形式。根据支座3种不同的连接形式,对比3种不同的支座设置方案;通过结构固定端剪力墙剪力和关键支座剪力的比较,以及结构体系关键部位的位移的比较,确定结构布置的最优方案。分析在采用最优结构布置方案时风洞筒体在温度作用下板单元温度应力分布情况。
大型混凝土风洞结构体系温度效应明显,结构支座、剪力墙设计难度较大。利用有限元分析法分析平面C形复杂风洞结构体系在温度作用下风洞结构支座的布置形式。根据支座3种不同的连接形式,对比3种不同的支座设置方案;通过结构固定端剪力墙剪力和关键支座剪力的比较,以及结构体系关键部位的位移的比较,确定结构布置的最优方案。分析在采用最优结构布置方案时风洞筒体在温度作用下板单元温度应力分布情况。
2014, 44(10): 86-90.
doi: 10.13204/j.gyjz201410018
摘要:
为研究高速铁路路基粗粒土B组填料的动弹性模量与阻尼特性,进行了大型动三轴试验。结果表明:动应变是影响粗粒土B组填料动弹性模量和阻尼比最主要的因素。随着动应变增大,动弹性模量呈幂指数减小、阻尼比呈S型曲线增加。随着固结围压或加载频率的增加,动弹性模量和阻尼比均增大。随着振动次数的增加,动弹性模量呈减小的趋势,应力水平越低衰减幅度越小。根据试验结果,建立了考虑围压、频率影响的动弹性模量及阻尼比关于动应变的关系模型,为高速铁路路基粗粒土B组填料的动力参数取值提供参考。
为研究高速铁路路基粗粒土B组填料的动弹性模量与阻尼特性,进行了大型动三轴试验。结果表明:动应变是影响粗粒土B组填料动弹性模量和阻尼比最主要的因素。随着动应变增大,动弹性模量呈幂指数减小、阻尼比呈S型曲线增加。随着固结围压或加载频率的增加,动弹性模量和阻尼比均增大。随着振动次数的增加,动弹性模量呈减小的趋势,应力水平越低衰减幅度越小。根据试验结果,建立了考虑围压、频率影响的动弹性模量及阻尼比关于动应变的关系模型,为高速铁路路基粗粒土B组填料的动力参数取值提供参考。
2014, 44(10): 91-95.
doi: 10.13204/j.gyjz201410019
摘要:
为了研究纤维改性膨胀土的土水特征,以合肥某工地膨胀土为研究对象进行土水特征曲线(SWCC)试验,研究3种干密度和4种纤维含量对纤维改性膨胀土土水特征的影响。对试验结果按van Genutchen模型进行拟合。结果表明:干密度对纤维改性膨胀土SWCC的影响有明显规律,随着干密度的增大,同一基质吸力对应的饱和度相应增加;纤维含量对纤维改性膨胀土SWCC的影响无明显规律。通过曲线拟合,得到了纤维改性膨胀土SWCC的拟合参数值及其统计量,指出参数n、ws的变异性较小,m的变异性中等,a、wr的变异性最大。
为了研究纤维改性膨胀土的土水特征,以合肥某工地膨胀土为研究对象进行土水特征曲线(SWCC)试验,研究3种干密度和4种纤维含量对纤维改性膨胀土土水特征的影响。对试验结果按van Genutchen模型进行拟合。结果表明:干密度对纤维改性膨胀土SWCC的影响有明显规律,随着干密度的增大,同一基质吸力对应的饱和度相应增加;纤维含量对纤维改性膨胀土SWCC的影响无明显规律。通过曲线拟合,得到了纤维改性膨胀土SWCC的拟合参数值及其统计量,指出参数n、ws的变异性较小,m的变异性中等,a、wr的变异性最大。
2014, 44(10): 96-102.
doi: 10.13204/j.gyjz201410020
摘要:
在考虑土体切向振动对横向振动影响的基础上,建立土体振动模型。对土体水平阻抗修正后与经典解进行比较,证明文中解的正确性;然后,利用矩阵传递法得到大直径端承桩的水平阻抗、摇摆阻抗及其耦合阻抗。通过参数讨论发现长细比和桩土相对刚度是影响大直径桩基动力特性的主要因素,说明该模型能够更为准确地预测大直径桩的振动特性。
在考虑土体切向振动对横向振动影响的基础上,建立土体振动模型。对土体水平阻抗修正后与经典解进行比较,证明文中解的正确性;然后,利用矩阵传递法得到大直径端承桩的水平阻抗、摇摆阻抗及其耦合阻抗。通过参数讨论发现长细比和桩土相对刚度是影响大直径桩基动力特性的主要因素,说明该模型能够更为准确地预测大直径桩的振动特性。
2014, 44(10): 103-106.
doi: 10.13204/j.gyjz201410021
摘要:
确定作用在挡土墙上的侧土压力分布是岩土结构设计的重要内容。通过对内支撑鼓型变位挡土墙侧土压力分布的分析,提出适用于该种位移模式下的侧土压力分布简化模式。通过两个工程实例,分别与Terzagli-Peck图式、Tschebotarioff图式等进行对比。对比表明,提出的模式与实测土压力更接近。
确定作用在挡土墙上的侧土压力分布是岩土结构设计的重要内容。通过对内支撑鼓型变位挡土墙侧土压力分布的分析,提出适用于该种位移模式下的侧土压力分布简化模式。通过两个工程实例,分别与Terzagli-Peck图式、Tschebotarioff图式等进行对比。对比表明,提出的模式与实测土压力更接近。
2014, 44(10): 107-112.
doi: 10.13204/j.gyjz201410022
摘要:
采用正交试验方法,设计了16组延性纤维混凝土试件,通过28,56,90 d立方体抗压试验和56d抗弯试验,研究了纤维掺量、水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对其力学性能的影响。试验表明:1)纤维桥联作用显著提高了混凝土的抗压韧性和延性;2)粉煤灰掺量和水胶比对抗压强度影响显著,纤维掺量和砂胶比的影响较小;3)纤维掺量对抗折强度的影响较显著,粉煤灰掺量、水胶比和砂胶比对抗弯强度的影响较小,但对试件延性均有一定影响。根据正交试验结果和延性纤维混凝土配合比设计参数分析,确定了具有较高延性并保证强度的延性纤维混凝土的最优配合比。
采用正交试验方法,设计了16组延性纤维混凝土试件,通过28,56,90 d立方体抗压试验和56d抗弯试验,研究了纤维掺量、水胶比、砂胶比和粉煤灰掺量对其力学性能的影响。试验表明:1)纤维桥联作用显著提高了混凝土的抗压韧性和延性;2)粉煤灰掺量和水胶比对抗压强度影响显著,纤维掺量和砂胶比的影响较小;3)纤维掺量对抗折强度的影响较显著,粉煤灰掺量、水胶比和砂胶比对抗弯强度的影响较小,但对试件延性均有一定影响。根据正交试验结果和延性纤维混凝土配合比设计参数分析,确定了具有较高延性并保证强度的延性纤维混凝土的最优配合比。
2014, 44(10): 113-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201410023
摘要:
通过将硅藻土、超细稻壳灰、硅灰掺入到多孔浆料和多孔轻骨料的双重多孔混凝土中,研究其对双重多孔混凝土性能的影响。结果表明:当掺量为水泥质量的10%时,混凝土强度提高依次是硅藻土提高26%、超细稻壳灰11%、硅灰2.4%,同时也改善了混凝土的保温隔热性能。当含气量在10%~15%时,双重多孔混凝土的强度可在20 MPa以上,导热系数小于0.36 W/(m·K)。用于240 mm厚混凝土墙梁柱时,其平均传热系数Km小于1.5 W/(m·K),满足JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。
通过将硅藻土、超细稻壳灰、硅灰掺入到多孔浆料和多孔轻骨料的双重多孔混凝土中,研究其对双重多孔混凝土性能的影响。结果表明:当掺量为水泥质量的10%时,混凝土强度提高依次是硅藻土提高26%、超细稻壳灰11%、硅灰2.4%,同时也改善了混凝土的保温隔热性能。当含气量在10%~15%时,双重多孔混凝土的强度可在20 MPa以上,导热系数小于0.36 W/(m·K)。用于240 mm厚混凝土墙梁柱时,其平均传热系数Km小于1.5 W/(m·K),满足JGJ 134—2010《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》的要求。
2014, 44(10): 117-120.
doi: 10.13204/j.gyjz201410024
摘要:
对基于孔隙率控制的多孔混凝土配合比设计方法展开研究,结合配合比试验阐述配合比设计的过程和要点,表明这种方法较为简便、实用,可有效地实施对多孔混凝土综合性能的调控。通过对抗压强度、孔隙率、水胶比的相互影响进行分析和对比表明:对多孔混凝土而言,孔隙率对抗压强度的影响较为显著,而水胶比对抗压强度的影响较小。通过对孔隙率的比较,分析因振捣成型方法造成孔隙率产生偏差的原因,并针对减小孔隙率偏差的措施提出了建议。
对基于孔隙率控制的多孔混凝土配合比设计方法展开研究,结合配合比试验阐述配合比设计的过程和要点,表明这种方法较为简便、实用,可有效地实施对多孔混凝土综合性能的调控。通过对抗压强度、孔隙率、水胶比的相互影响进行分析和对比表明:对多孔混凝土而言,孔隙率对抗压强度的影响较为显著,而水胶比对抗压强度的影响较小。通过对孔隙率的比较,分析因振捣成型方法造成孔隙率产生偏差的原因,并针对减小孔隙率偏差的措施提出了建议。
2014, 44(10): 121-127.
doi: 10.13204/j.gyjz201410025
摘要:
钢结构出现损伤可以采用替换和加固两种方式改善其受力性能。工程加固经济效益好、不耽误建筑正常使用,属于首选的修复措施。传统的加固方法一般采用粘贴、焊接、螺栓连接的方式将钢板附加到受损区域,不但增加自身质量,而且导致应力集中。碳纤维增强复合材料(CFRP)具有良好的力学性能和化学稳定性,用于加固修复受损钢结构能够改善其工作性能,延长疲劳寿命。通过对国内外关于CFRP加固钢梁课题研究成果的总结,着重介绍CFRP加固钢梁的抗弯承载力与界面应力分布,循环荷载作用下CFRP加固钢构件的疲劳性能等研究成果,供工程应用和进一步研究参考。
钢结构出现损伤可以采用替换和加固两种方式改善其受力性能。工程加固经济效益好、不耽误建筑正常使用,属于首选的修复措施。传统的加固方法一般采用粘贴、焊接、螺栓连接的方式将钢板附加到受损区域,不但增加自身质量,而且导致应力集中。碳纤维增强复合材料(CFRP)具有良好的力学性能和化学稳定性,用于加固修复受损钢结构能够改善其工作性能,延长疲劳寿命。通过对国内外关于CFRP加固钢梁课题研究成果的总结,着重介绍CFRP加固钢梁的抗弯承载力与界面应力分布,循环荷载作用下CFRP加固钢构件的疲劳性能等研究成果,供工程应用和进一步研究参考。
2014, 44(10): 128-131.
doi: 10.13204/j.gyjz201410026
摘要:
GB 50203—2011《砌体结构工程施工质量验收规范》对混凝土结构填充墙后植拉结钢筋如何进行现场非破坏实体检测作出了规定,为后植拉结筋施工和实体检测提供了依据。但GB 50203—2011实施中也发现了一些问题,如没有规定后植拉结钢筋的适用范围、给出的非破坏检验值检测时存在争议、没有规定钢筋锚固临界深度、对后植筋施工缺乏过程控制要求等,在分析上述问题的基础上提出了完善的具体建议。
GB 50203—2011《砌体结构工程施工质量验收规范》对混凝土结构填充墙后植拉结钢筋如何进行现场非破坏实体检测作出了规定,为后植拉结筋施工和实体检测提供了依据。但GB 50203—2011实施中也发现了一些问题,如没有规定后植拉结钢筋的适用范围、给出的非破坏检验值检测时存在争议、没有规定钢筋锚固临界深度、对后植筋施工缺乏过程控制要求等,在分析上述问题的基础上提出了完善的具体建议。
2014, 44(10): 132-139.
doi: 10.13204/j.gyjz201410027
摘要:
利用ANSYS对吊车梁-钢轨系统在轮压作用下的三个问题进行研究并给出相应结论:1)对钢轨间断的情况下腹板边缘的局部承压应力进行分析,提出相当于轨道连续时承压应力的放大系数;2)研究钢轨对腹板弹性屈曲的作用,结果发现,钢轨的作用仅限于扩散应力;在腹板上沿应力分布给定的情况下,上边缘钢轨的抗弯刚度对腹板的稳定性没有影响;3)对消除弯矩影响的腹板在承压应力作用下的屈曲进行分析,提出屈曲系数近似公式。
利用ANSYS对吊车梁-钢轨系统在轮压作用下的三个问题进行研究并给出相应结论:1)对钢轨间断的情况下腹板边缘的局部承压应力进行分析,提出相当于轨道连续时承压应力的放大系数;2)研究钢轨对腹板弹性屈曲的作用,结果发现,钢轨的作用仅限于扩散应力;在腹板上沿应力分布给定的情况下,上边缘钢轨的抗弯刚度对腹板的稳定性没有影响;3)对消除弯矩影响的腹板在承压应力作用下的屈曲进行分析,提出屈曲系数近似公式。
2014, 44(10): 140-145.
doi: 10.13204/j.gyjz201410028
摘要:
对一种新型盘销式钢管支撑架结构力学性能进行了较为系统的研究,包括盘销节点连接可靠性、插销抗拔承载力、水平杆与立杆连接节点刚度、基本受力单元体受力性能。研究结果表明:盘销连接节点具有可靠性;楔形设计的插销具有自锁功能,在正常工作中插销不会自动向上滑出;水平杆与立杆连接节点为半刚性连接,通过试验分析测得了节点刚度系数;开展基本受力单元体受力性能研究得出了不同构造条件下的支撑架破坏形式和极限承载力,通过对比确定了斜撑布置情况、支架顶部悬臂长度、立杆步距对支撑架结构力学性能的影响情况。
对一种新型盘销式钢管支撑架结构力学性能进行了较为系统的研究,包括盘销节点连接可靠性、插销抗拔承载力、水平杆与立杆连接节点刚度、基本受力单元体受力性能。研究结果表明:盘销连接节点具有可靠性;楔形设计的插销具有自锁功能,在正常工作中插销不会自动向上滑出;水平杆与立杆连接节点为半刚性连接,通过试验分析测得了节点刚度系数;开展基本受力单元体受力性能研究得出了不同构造条件下的支撑架破坏形式和极限承载力,通过对比确定了斜撑布置情况、支架顶部悬臂长度、立杆步距对支撑架结构力学性能的影响情况。
2014, 44(10): 146-151.
doi: 10.13204/j.gyjz201410029
摘要:
为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。
为研究围护墙多功能减震结构的减震特性和减震效果,按1∶3缩比制作围护墙钢框架减震结构模型和非减震结构模型,并进行模拟地震振动台试验,研究不同工况下的模型结构动力特性及随着输入不同加速度峰值的El Centro地震波激励下的加速度反应和位移反应。结果表明:结构的自振频率和振型控制与调谐质量阻尼器的个数有关,减震结构对于控制结构的加速度和位移响应非常有效,顶层的减震幅度最大,并在地震波为4 m/s2时,减震效果最佳。通过减震指标动力放大系数和减震率共同评价减震结构对加速度反应和位移反应的控制,说明减震结构对位移的控制效果更优。
2014, 44(10): 152-157.
doi: 10.13204/j.gyjz201410030
摘要:
竖向槽钢加劲钢板剪力墙由内嵌钢板、边缘构件和墙板两侧对称布置的竖向槽钢加劲肋组成。槽钢加劲肋具有较高的抗弯、抗扭刚度,可为墙板提供有效的面外约束和轴向支撑作用。利用有限元分析软件ABAQUS对槽钢加劲钢板墙进行屈曲分析和静力弹塑性分析,研究槽钢距边缘构件距离、钢板宽厚比、高厚比、肋板刚度比和柱刚度对钢板墙及边缘构件力学性能的影响。结果表明,槽钢加劲肋至边缘构件的距离主要影响钢板墙的平面外变形,对钢板墙屈曲应力和承载力的影响较小。槽钢加劲肋可以有效提高墙板的屈曲应力。随着宽厚比和高宽比的减小,结构的承载力和刚度均显著提高。增大肋板刚度比可提高钢板墙的初始刚度和屈曲应力,肋板刚度比应大于20。为避免边框柱变形过大或过早破坏,边框柱应具有足够的刚度,增大柱刚度可以提高钢板墙的初始刚度,减缓墙板刚度的退化。
竖向槽钢加劲钢板剪力墙由内嵌钢板、边缘构件和墙板两侧对称布置的竖向槽钢加劲肋组成。槽钢加劲肋具有较高的抗弯、抗扭刚度,可为墙板提供有效的面外约束和轴向支撑作用。利用有限元分析软件ABAQUS对槽钢加劲钢板墙进行屈曲分析和静力弹塑性分析,研究槽钢距边缘构件距离、钢板宽厚比、高厚比、肋板刚度比和柱刚度对钢板墙及边缘构件力学性能的影响。结果表明,槽钢加劲肋至边缘构件的距离主要影响钢板墙的平面外变形,对钢板墙屈曲应力和承载力的影响较小。槽钢加劲肋可以有效提高墙板的屈曲应力。随着宽厚比和高宽比的减小,结构的承载力和刚度均显著提高。增大肋板刚度比可提高钢板墙的初始刚度和屈曲应力,肋板刚度比应大于20。为避免边框柱变形过大或过早破坏,边框柱应具有足够的刚度,增大柱刚度可以提高钢板墙的初始刚度,减缓墙板刚度的退化。
2014, 44(10): 158-165.
doi: 10.13204/j.gyjz201410031
摘要:
钢板筒仓具有混凝土筒仓无法比拟的优势,其应用已越来越广泛,但其理论研究还相对滞后,尤其对于储煤用大型钢板筒仓的设计尚没有明确的标准指导。结合一拟建储煤钢板筒仓,根据其现场生产条件和工艺要求分析钢板筒仓的结构选型和布置方案;利用Midas/Gen有限元软件建立仓体和仓顶组装成的整体模型,并对其进行结构静力性能的分析,揭示结构在不同受力状态下的应力分布特征和变形特征,验证结构布置的合理性和安全性。利用有限元分析软件ANSYS对仓体分别进行空仓状态和实仓状态下的特征值屈曲分析,发现实仓状态下的第一阶屈曲特征值较空仓状态减小了86.85%;研究水平环向压力对仓体临界承载力的影响,发现实仓在水平环向压力作用下第一阶屈曲特征值提高了89.15%;最后对仓体进行了考虑材料和几何双重非线性的稳定分析,得到结构的实际极限承载能力,发现钢板筒仓是一种非线性非常明显的结构。
钢板筒仓具有混凝土筒仓无法比拟的优势,其应用已越来越广泛,但其理论研究还相对滞后,尤其对于储煤用大型钢板筒仓的设计尚没有明确的标准指导。结合一拟建储煤钢板筒仓,根据其现场生产条件和工艺要求分析钢板筒仓的结构选型和布置方案;利用Midas/Gen有限元软件建立仓体和仓顶组装成的整体模型,并对其进行结构静力性能的分析,揭示结构在不同受力状态下的应力分布特征和变形特征,验证结构布置的合理性和安全性。利用有限元分析软件ANSYS对仓体分别进行空仓状态和实仓状态下的特征值屈曲分析,发现实仓状态下的第一阶屈曲特征值较空仓状态减小了86.85%;研究水平环向压力对仓体临界承载力的影响,发现实仓在水平环向压力作用下第一阶屈曲特征值提高了89.15%;最后对仓体进行了考虑材料和几何双重非线性的稳定分析,得到结构的实际极限承载能力,发现钢板筒仓是一种非线性非常明显的结构。
2014, 44(10): 166-169.
doi: 10.13204/j.gyjz201410032
摘要:
在超高层钢结构施工前期,塔楼周围均已开挖,为保证后期吊装设备的安装、运输车辆正常进入作业区域展开施工,需设置临时平台作为吊装机械的工作平台。大型吊装设备都是超常规荷载设计,过去的方法是设计混凝土平台,但其施工周期长,浪费材料也不环保,平台的材料不能二次利用。通过设计全钢结构平台,运用MIDAS软件对其进行模拟设计和仿真分析,分析在大型汽车吊最不利工况下作业平台的变形应力及稳定性,得到施工阶段平台的应力和挠度变化值。钢平台施工完成后,对比500 t汽车吊上平台作业的实测值和模拟值。结果表明:钢平台的数字化模拟设计和仿真分析值是正确的,这种方法不仅保证了施工的安全性,而且还为类似工程的施工提供了借鉴。
在超高层钢结构施工前期,塔楼周围均已开挖,为保证后期吊装设备的安装、运输车辆正常进入作业区域展开施工,需设置临时平台作为吊装机械的工作平台。大型吊装设备都是超常规荷载设计,过去的方法是设计混凝土平台,但其施工周期长,浪费材料也不环保,平台的材料不能二次利用。通过设计全钢结构平台,运用MIDAS软件对其进行模拟设计和仿真分析,分析在大型汽车吊最不利工况下作业平台的变形应力及稳定性,得到施工阶段平台的应力和挠度变化值。钢平台施工完成后,对比500 t汽车吊上平台作业的实测值和模拟值。结果表明:钢平台的数字化模拟设计和仿真分析值是正确的,这种方法不仅保证了施工的安全性,而且还为类似工程的施工提供了借鉴。
2014, 44(10): 170-175.
doi: 10.13204/j.gyjz201410033
摘要:
古建筑的鉴定工作对古建筑的进一步的修缮保护至关重要。山西省万荣县飞云楼享有"天下第一木楼"的美誉,是国家重点保护文物,因年久失修存在严重的安全隐患。通过对飞云楼现场实测,变形数据的分析,得出飞云楼需重点修复的部位。通过对飞云楼古木楼阁构件残损状况的调查,对木楼构件分层分类进行了构件残损评价,并总结飞云楼历史修缮的措施与出现的问题,提出本次修缮加固的范围及修缮处理措施。
古建筑的鉴定工作对古建筑的进一步的修缮保护至关重要。山西省万荣县飞云楼享有"天下第一木楼"的美誉,是国家重点保护文物,因年久失修存在严重的安全隐患。通过对飞云楼现场实测,变形数据的分析,得出飞云楼需重点修复的部位。通过对飞云楼古木楼阁构件残损状况的调查,对木楼构件分层分类进行了构件残损评价,并总结飞云楼历史修缮的措施与出现的问题,提出本次修缮加固的范围及修缮处理措施。
2014, 44(10): 176-180.
doi: 10.13204/j.gyjz201410034
摘要:
近年来,随着技术革新与城市产业结构调整,很多传统产业基地逐渐出现衰退,城市中留下了大量的城市工业遗产,而关于其保护与更新问题,也逐渐成为了学术界关注与研究的热点。针对目前我国相关研究存在的问题,在总结国外先进的保护经验基础上,探索城市工业遗产保护与再利用的优化策略。
近年来,随着技术革新与城市产业结构调整,很多传统产业基地逐渐出现衰退,城市中留下了大量的城市工业遗产,而关于其保护与更新问题,也逐渐成为了学术界关注与研究的热点。针对目前我国相关研究存在的问题,在总结国外先进的保护经验基础上,探索城市工业遗产保护与再利用的优化策略。
2014, 44(10): 181-183.
doi: 10.13204/j.gyjz201410035
摘要:
通过介绍工业遗产典范矿场关税同盟的历史背景,了解城市当局对其处理过程与创建思维,分析如何执行建筑遗存的再生,从而再创人机功能的适用空间。工业遗产的价值,将点带面,产生新的可持续效应,进而创造城市区域的新兴文化精神。"他山之石,可以攻玉",以德国实例的反思与学习,盼能谱写我国工业遗产创生的新篇章。
通过介绍工业遗产典范矿场关税同盟的历史背景,了解城市当局对其处理过程与创建思维,分析如何执行建筑遗存的再生,从而再创人机功能的适用空间。工业遗产的价值,将点带面,产生新的可持续效应,进而创造城市区域的新兴文化精神。"他山之石,可以攻玉",以德国实例的反思与学习,盼能谱写我国工业遗产创生的新篇章。
