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2015年  第45卷  第1期

空间结构研究新进展
大跨空间结构协同工作问题研究现状与展望
薛素铎, 刘毅, 李雄彦
2015, 45(1): 1-9. doi: 10.13204/j.gyjz201501001
摘要:
基于近些年关于大跨空间结构协同工作问题理论方法及应用的研究成果,归纳出大跨空间结构协同工作问题的研究历程,分析了现有的土-结构相互作用计算模型对解决大跨空间结构协同工作问题的适应性,总结了协同工作条件下大跨空间结构阻尼比的取值方法,探讨了利用九子台阵系统研究大跨空间结构协同工作问题的可行性,最后对大跨空间结构协同工作问题未来的研究方向做出展望。
网壳结构强震失效机理关键理论问题
范峰, 支旭东
2015, 45(1): 10-15. doi: 10.13204/j.gyjz201501002
摘要:
随着大跨度网壳结构近些年在重大工程中的大量应用,其在强震下的失效机理这一基础理论问题也逐渐突出,为空间结构学者所关注。本文总结了近些年在网壳结构强震失效机理领域的一些研究进展:介绍了适用于网壳结构强震失效机理研究的基于多重响应的荷载域时程分析方法,阐述网壳结构在强震下的两类失效模式及其失效机理;在此基础上,对在网壳结构强震失效机理分析中的三个重要效应,材料损伤累积效应、地震动空间变化性效应、下部支承结构影响,分别进行了讨论及总结。
基于振型遴选与振型构造的空间网格结构动力分析方法
胡仲淹, 罗永峰, 王人鹏, 王磊
2015, 45(1): 16-22. doi: 10.13204/j.gyjz201501003
摘要:
分析总结了传统振型叠加方法应用于空间网格结构动力反应分析难以适用的原因;结合结构固有振型与高效动力分析LDR振型,提出了一种基于振型遴选与振型构造的动力反应分析算法;采用Matlab对本文方法进行编程,并对两个典型空间网格结构进行数值模拟分析,通过数值结果比较,验证了本文方法的正确性、有效性及其计算效率。
套筒式节点受拉力学性能试验及有限元分析
李思遥, 李雄彦, 薛素铎
2015, 45(1): 23-26. doi: 10.13204/j.gyjz201501004
摘要:
套筒式节点是基于焊接球节点而提出的一种可装配式空间网格结构节点,通过外伸端螺纹可实现节点反复拆卸。为研究该新型节点的受拉力性能,对节点外伸端进行了拉伸力学性能试验,考察了轴心受拉、偏心受拉作用下节点受力特征和破坏机理。利用ANSYS对试件进行了有限元分析,得到数值分析结果。结果表明:套筒式节点受力合理可靠,轴拉、偏拉时节点承载力相近,约为等直径、等壁厚圆管的71%;外露螺纹处为节点的薄弱部位,破坏前有明显颈缩,为延性破坏;数值分析结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性和可靠性。
风吸作用下网架结构考虑屋面构件参与工作的可行性研究
姜超, 吴金志, 张毅刚
2015, 45(1): 27-31. doi: 10.13204/j.gyjz201501005
摘要:
考虑屋面构件参与网架结构共同工作抵抗风吸作用的研究尚少。本文讨论了各类构件的连接,建立了考虑檩条、屋面板等屋面构件的精细化有限元分析整体模型;结合某实际工程,通过分析比较檩条与屋面板对于网架结构变形及杆件受力的影响,得出在风吸作用下,考虑屋面构件在整体结构中参与工作可行的结论,也讨论了悬挑端需特殊处理的问题。
环形交叉索桁结构局部断索(杆)的动力响应分析
刘人杰, 薛素铎, 李雄彦, 孙国军
2015, 45(1): 32-35. doi: 10.13204/j.gyjz201501006
摘要:
大跨度预应力索杆结构在局部损伤情况下的抗连续倒塌能力引起业内的关注。预应力索杆结构存在突变为机构的倒塌模式,在此背景下提出一种具有新型构件拓扑关系的结构形式,称作环形交叉索桁结构。新型构件拓扑关系使得每个节点都具有多条有效的备用荷载传递路径,有利于阻止结构的连续倒塌。本文采用ANSYS/LS-DYNA中的瞬时移除法,分析了环形交叉索桁结构在单根索或杆破断情形下的动力响应。结果表明:环形交叉索桁结构不会发生大范围整体机构性倒塌,机构位移仅限于破断索(杆)附近的较小范围,结构主体仍可保持几何稳定;结构内力重分布现象明显,部分构件的内力超过设计限值,可通过稍微提高某些构件的强度储备防止构件破断的蔓延。
桩-土-结构相互作用下网壳结构简化计算方法
刘毅, 李雄彦, 王国鑫, 薛素铎
2015, 45(1): 36-42. doi: 10.13204/j.gyjz201501007
摘要:
基于桩-土相互作用中地基土的离散模型和有限元模型,采用空间S-R模型和整体有限元法分别建立桩-土-单层柱面网壳结构相互作用的简化模型和一体化模型,简化模型中将地基土以离散的弹簧单元模拟,通过与一体化模型的对比分析,探究空间S-R模型分析桩-土-结构相互作用下大跨空间结构的适用性和精确度。研究表明:采用空间S-R模型建立的简化模型能够较好地模拟网壳结构自振特性和网壳屋盖地震响应,便于工程应用。简化模型得到的网壳屋盖第一阶自振频率与一体化模型的计算误差在10%之内,在不同地震作用下,简化模型得到的网壳屋盖节点加速度峰值与一体化模型结果的最大误差为13.05%,位移最大值的最大误差为7.20%,杆件内力最大误差为9.59%。
SMA弹簧-摩擦支座在双层球面网壳结构中的隔震控制分析
庄鹏, 薛素铎, 韩淼
2015, 45(1): 43-49. doi: 10.13204/j.gyjz201501008
摘要:
提出一种由形状记忆合金(shape memory alloy,简称SMA)螺旋弹簧和平面滑动支座组成的SMA弹簧-摩擦支座(SMA Spring-Friction Bearing,简称SFB)。根据SFB的构造和工作原理,推导了描述其力学性能的理论模型。为考察SFB在双层球面网壳结构隔震控制中的适用性和减振效果,将SFB设置在网壳屋盖与下部结构之间形成柱顶隔震机制。通过有限元分析软件SAP 2000建立含有下部结构的网壳结构隔震体系数值计算模型,针对这一网壳隔震体系的地震响应进行数值模拟。计算结果表明,SFB能够有效降低网壳结构的地震响应,并具有优良的支座位移控制性能与复位能力。
减震与隔震集成技术在钢管拱桁架体系中的应用
王卓, 李海旺, 王鼎
2015, 45(1): 50-55. doi: 10.13204/j.gyjz201501009
摘要:
将隔震支座与防屈曲支撑应用于三心圆立体钢管拱桁架体系,以开展其集成减震与隔震效应研究。通过利用SAP 2000软件和几何与材料双重非线性的集中塑性铰理论,开展其在地震波作用下的动力弹塑性性能分析,分别获得原结构和减震与隔震结构的塑性铰分布、整体变形、失效形态及结构延性系数,比较并评定了原结构和减震与隔震结构的失效类型、极限承载力和变形能力。结果表明,减震与隔震结构自振周期得到延长,失效界限地震波加速度峰值相比原结构提高了131.2%,抗震性能显著提高;原结构和减震与隔震结构的失效破坏类型均为弹塑性动力失稳破坏,地震波作用下两种结构在失效界限时出现的塑性铰杆件数量均较少,但分布比较均匀;两种结构模型在两个主要受力方向均具有一定的延性性能,但其失效前的绝对变形较小,破坏前预兆性不显著。
劲性支撑穹顶结构设计施工一体化分析
高占远, 薛素铎, 李雄彦, 何永发
2015, 45(1): 56-61. doi: 10.13204/j.gyjz201501010
摘要:
劲性支撑穹顶结构是一种新型的预应力空间结构,上层为索网体系,下部为刚性杆支撑体系,除撑杆外均为高强钢拉杆。从工程应用的角度,给出劲性支撑穹顶结构的设计施工一体化分析方法和步骤,并指出其中的关键问题。指出几何形状确定的关键参数是跨度、矢高、环向等分数、径向分格数以及节点坐标,依据工程实际、相关规范以及高强度钢拉杆材料的具体要求,确定各参数。给出一种新型的撑杆下节点及关键参数的确定方法。给出中心场地拼装逐步张拉提升的施工方法和安装步骤。应用FEDR(finite element dynamic relaxation)法对施工过程进行成形分析。研究成果可为劲性支撑穹顶结构工程实际的设计与施工提供必要的理论参考。
零能耗太阳能住宅的工业化建造
曾忠忠, 夏海山, 陈泳全
2015, 45(1): 62-65. doi: 10.13204/j.gyjz201501011
摘要:
当前建筑业正处于向工业化发展转型的重要时期,以中国国际太阳能十项全能竞赛(SD 2013)中的北京交通大学i-Yard参赛作品为例,重点从建筑部品系统的划分和工业化建造等方面进行解析,为零能耗、可持续建筑的模数化设计和快速工业化生产提供了有益的参考。
近现代武汉工业化及滨水城市形态演变
舒阳
2015, 45(1): 66-69. doi: 10.13204/j.gyjz201501012
摘要:
武汉是长江流域特大工业城市,协调城市与水的关系事关城市可持续发展。通过聚焦近现代武汉工业化中城市格局的深刻变革,以城市形态为切入点,从宏观城市结构、中观街区肌理和微观界面形态三个方面深入分析工业化发展对滨水城市空间的影响,探讨工业化进程中城市形态演变与水环境的相互作用机制,为城市未来发展提供借鉴和参考。
能量建筑的身份转型——爱尔兰“大岛发电站”国际设计竞赛方案
陈青长, 张振, 傅翀
2015, 45(1): 70-72. doi: 10.13204/j.gyjz201501013
摘要:
介绍了爱尔兰大岛发电站再生的国际设计竞赛得奖方案,通过保留代表旧发电工业的地标建筑,植入新功能、新形式,塑造多方位、多体验的新景观、新地标,使新厂区、周围社区都能参与重构工业景观的生活乐趣。
基于模型试验的高强度钢筋混凝土梁斜向开裂研究
李朋, 郑鸿飞, 张宪堂, 张伟, 王命平
2015, 45(1): 73-79. doi: 10.13204/j.gyjz201501014
摘要:
通过对配置高强度钢筋的混凝土梁在集中荷载作用下的受剪试验,从构件挠度、斜裂缝宽度及箍筋应变的角度分析其斜向开裂特征规律,研究混凝土强度、剪跨比、配箍率、截面尺寸及截面形状对构件斜向开裂荷载的影响规律,并对斜向开裂荷载的理论计算方法进行探讨。研究结果表明:混凝土强度、剪跨比、截面尺寸是配置高强钢筋混凝土梁斜向开裂荷载的主要影响因素,并由此提出斜向开裂荷载的建议计算公式,为工程应用中斜向开裂荷载计算以及高强钢筋的快速推广使用提供参考依据。
预应力现浇混凝土管式空心楼盖承载性能试验研究
杨晓华, 周朝阳, 陈海涛
2015, 45(1): 80-84. doi: 10.13204/j.gyjz201501015
摘要:
为研究无黏结预应力现浇混凝土管式空心楼盖的受力性能,制作了一个1/4缩尺比例的无黏结预应力现浇混凝土管式空心板柱结构试验模型,通过在试验模型管式空心楼盖上施加竖向均布荷载的试验表明,该楼盖结构具有一定的承载能力,在荷载作用下各区格板发生竖向位移后,表现形状为碗形,最大挠度发生在管式空心楼盖各区格板的跨中。有限元计算分析结果进一步说明,无黏结预应力现浇混凝土管式空心楼盖由于空心管的平行布置而呈现正交各向异性,在平行布管方向,楼板的连续性遭到破坏,楼板刚度削弱程度较大。在平行布管方向和垂直布管方向,无黏结预应力管式空心楼盖的变形仍可按连续板跨考虑。
配筋砌块砌体夹芯墙内外叶墙的协同工作性能研究
黄靓, 蒋文龙, 王辉, 施楚贤, 陈胜云, 高翔
2015, 45(1): 85-90. doi: 10.13204/j.gyjz201501016
摘要:
对4片不同形式拉结筋的配筋砌块砌体夹芯墙进行平面内低周反复水平加载试验和外叶墙平面外静力加载试验,研究配筋砌体复合节能墙体的外叶墙与内叶墙协同工作性能及外叶墙平面外受力性能。试验结果表明:配筋砌块砌体夹芯墙的内、外叶墙之间具有良好的协同工作性能;在设计的四种形式的拉结筋中,Z字形拉结筋的作用明显较弱,可在多层建筑中使用,但在高层建筑中建议不采用此种形式的拉结筋;另外三种形式的拉结筋在高层建筑中均可使用,但考虑到施工方便建议采用方框型拉结筋;拉结筋对外叶墙的平面外承载力起到了相当大的作用,在7、8度罕遇地震下外叶墙也能满足承载力要求及南方地区20层高建筑的抗风承载力要求。
钢筋混凝土植钢锚固的拉拔性能试验研究
龙志勤, 穆建春, 王志刚, 习会峰
2015, 45(1): 91-94. doi: 10.13204/j.gyjz201501017
摘要:
通过在不同强度的钢筋混凝土中植入不同型号角钢的单向拉拔试验研究,得到影响型钢锚固强度的3个因素,且主次顺序是:角钢型号,锚固深度,混凝土强度。通过观察试件受力破坏过程,总结出型钢锚固的3种破坏模式,分析得到黏结切应力的分布规律,在角钢屈服时出现最大黏结切应力。
穹顶圆柱体结构试验分析及评估方法的探讨
张忠, 张心斌, 向文欣, 郭峰, 戴晓凯
2015, 45(1): 95-99. doi: 10.13204/j.gyjz201501018
摘要:
对常用穹顶圆柱体结构分析其平底板、立式圆筒、扁球面穹顶的受力特点,给出结构内力简化计算公式,提出一种性能评估的通用方法:从施工阶段实测的数据推定混凝土的性能参数,并进行试验变形预估,建立试验变形评价标准;最后,通过验证性试验,结合内、外观质量检查,全面评价结构的性能,并修正材料的弹性模量和泊松比,建立计算结构性能的基本模式。通过某核电站安全壳工程实例,进行上述评估方法的具体应用与探讨,可为类似结构评估提供理论支持和经验参考。
基于材料劣化的既有混凝土构件数值建模方法研究
郑山锁, 杨威, 秦卿, 田微
2015, 45(1): 100-105. doi: 10.13204/j.gyjz201501019
摘要:
基于ABAQUS,以多龄期混凝土构件为研究对象,在数值建模方面,采用三维实体线性减缩单元C3D8R和两结点三维单元T3D2模拟混凝土材料、内嵌钢筋的力学行为,将指数衰减摩擦模型用于锈蚀钢筋与混凝土间接触问题上,并将Hsich-Ting-Chen四参数强度准则作为混凝土材料的破坏准则;在材料性能退化方面,基于修正斜压场理论,以锈蚀箍筋、纵筋、受压区锈胀开裂混凝土及核心区约束混凝土为对象,综合各既有材料退化模型,预测了材料退化后的力学性能,得到了开裂混凝土、锈蚀钢筋、混凝土及其之间黏结滑移的本构模型。进而,采用多龄期混凝土构件抗震性能试验研究结果,对提出的基于ABAQUS软件平台的锈蚀混凝土构件数值建模理论进行了可靠性验证,结果表明:所建立的数值建模理论可以有效地模拟锈蚀混凝土构件的抗震性能退化规律,为既有混凝土结构的数值建模理论提供了一种有效的研究方法。
中小跨径悬索桥主缆线形简化计算方法研究
章劲松, 王雷
2015, 45(1): 106-108. doi: 10.13204/j.gyjz201501020
摘要:
悬索桥主缆线形的计算在悬索桥设计与施工控制中具有十分重要的意义,针对精确的计算理论在有限元迭代计算中难以收敛和耗费大量计算时间的缺点,考虑到中小跨径悬索桥的小垂度主缆的特点,给出不同重力刚度下索单元与梁单元相互转化的理论依据,从理论上保证了在主缆线形计算中采用梁单元模拟主缆的可行性;介绍了梁单元几何非线性计算的基本原理与基本方法,并通过固镇县浍河二桥主缆线形计算验证了方法的可靠性。实际计算结果表明,对于中小跨径悬索桥主缆线形所采用的这种简化计算方法,具有计算速度快、算法稳定、易于收敛的优点。
循环复合加载条件下裙板式基础下的地基承载力
范庆来, 郑静
2015, 45(1): 109-112. doi: 10.13204/j.gyjz201501021
摘要:
为了合理考虑软黏土发生强度弱化的循环软化效应,将软黏土循环强度概念与不排水条件下邓肯-张非线性弹性关系与Mises屈服准则相结合,提出非线性弹塑性-循环强度模型。进而对于循环复合加载条件下裙板式基础的稳定性以及动静耦合现象进行有限元模拟,并与已有的模型试验及计算结果进行比较。结果表明:裙板式基础下地基所承受的峰值动荷载相对于其极限承载力有较大降低,不考虑土体屈服前非线性弹性所得到的峰值动荷载偏高。当基础所受的静荷载较小时,地基破坏主要由循环荷载引起,而当基础所受的静荷载较大时,地基破坏主要由静荷载引起。
冻融循环下风化砂改良膨胀土有荷膨胀率试验及模型预估
杨俊, 许威
2015, 45(1): 113-117. doi: 10.13204/j.gyjz201501022
摘要:
为研究风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与风化砂掺量、冻融循环次数之间的关系,通过向膨胀土中分别掺入0、10%、20%、30%、40%、50%的风化砂,经过0,1,3,6,9,12次冻融循环后,利用杠杆式固结仪进行25,50 k Pa下有荷膨胀率测试。试验结果表明:在同一掺砂比例下,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率随冻融循环次数的增大而减小,但变化的幅度各不相同;在同一冻融循环次数下,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率随掺砂比例的增大呈先增大后减小的变化趋势,且均在掺砂比例为10%时,有荷膨胀率达到最大。在同一掺砂比例下,当上覆荷载为25 k Pa时,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与冻融循环次数之间呈对数函数衰减,当上覆荷载为50 k Pa时,风化砂改良膨胀土的有荷膨胀率与冻融循环次数之间呈线性下降关系。
锌污染黏土工程性质的试验研究
储诚富, 查甫生, 夏磊, 王连斌
2015, 45(1): 118-121. doi: 10.13204/j.gyjz201501023
摘要:
随着全球经济的持续发展,地基土重金属污染现象越来越严重,给工程建设带来严重的危害,而重金属污染土的工程性质研究较少。为进一步揭示锌污染黏土的工程性质,开展了人工制备锌污染土的系统室内试验。试验结果表明:随着锌离子浓度的增加,污染土的土粒相对密度增大,液、塑限减小,塑性指数增大。锌污染土的压缩性增大。压缩系数随锌离子浓度的增大而呈增大的趋势,压缩模量呈减小的趋势。污染土的抗剪强度随锌离子浓度的增大而减小。污染土的不排水不固结应力-应变关系曲线呈应变硬化型,呈塑性破坏特征。
边坡加权位移反演方法及工程应用研究
吴敏之, 刘克非
2015, 45(1): 122-125. doi: 10.13204/j.gyjz201501024
摘要:
参数反演是获得岩土强度参数的重要手段,而对于分层或者含有软弱夹层的边坡,加权位移反分析是获得其土体参数的有效反演方法。利用边坡测斜数据与土体分块的基本思想,提出了一种加权方法。根据土体深部位移曲线与最小二乘原理,将边坡土体划分为若干个具有不同位移特点的块体,单个块体的位移可以用两个量进行表示:滑动位移与变形位移。将反映块体自身强度的变形位移作为加权反分析的权重,并提出了新的反演目标函数。最后,依托实际工程,利用新方法计算了边坡的强度参数,其结果与现场试验符合较好。同时,敏感度计算的结果也表明该方法的反演效果更佳。
超低温环境下钢筋力学性能试验研究
谢剑, 韩晓丹, 裴家明, 雷光成
2015, 45(1): 126-129. doi: 10.13204/j.gyjz201501025
摘要:
采用液氮降温的方式,对HRB335、HRB400以及特种低温钢筋共21组63个试件进行不同温度下的拉伸试验,分析不同种类钢筋在20,-40,-80,-100,-120,-140,-165℃下的力学性能及变化趋势。试验研究表明:随着温度降低,三种钢筋的屈服强度fy和抗拉强度fu均呈增大趋势,钢筋的断后伸长率5和断后收缩率减小,说明钢筋的塑性随着温度降低而降低;三种钢筋的弹性模量与温度相关性不大,其值基本围绕着某一定值上下波动;不同温度下钢筋的应力-应变曲线的形状基本类似,但随着温度的降低,钢筋的极限应变不断减小,这也说明钢筋的塑性呈减小趋势。
再生粗骨料含量对再生混凝土力学性能的影响分析
陈宗平, 占东辉, 徐金俊
2015, 45(1): 130-135. doi: 10.13204/j.gyjz201501026
摘要:
为了研究再生粗骨料取代率对再生混凝土力学性能的影响,利用废弃混凝土为再生粗骨料来源,研究取代率从0%至100%变化,中间级差为10%的11种再生混凝土,制作了33个标准立方体、33个标准棱柱体和33个尺寸为150 mm150 mm550 mm的棱柱体再生混凝土试件,依标准试验方法进行力学性能测试。通过试验,获取了再生混凝土取代率与立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗折强度、应变延性系数、耗能系数、割线刚度和损伤度等力学性能指标之间的关系。研究结果表明:随着再生粗骨料取代率的增加,再生混凝土立方体抗压强度和轴心抗压强度总体呈现增长的趋势;抗折强度呈现先增长后减小的趋势;弹性模量总体呈现减小的趋势;延性系数、耗能系数、割线刚度总体均呈现减小的趋势但减小幅度较小;再生混凝土的刚度退化和损伤累积过程与天然混凝土较为一致。综合考虑再生混凝土基本力学性能指标和经济性能指标,建议以30%~40%作为再生混凝土的最优取代率。
纤维增强复合材料加固钢结构用黏结剂疲劳性能试验研究
廉杰
2015, 45(1): 136-138. doi: 10.13204/j.gyjz201501027
摘要:
设计了40组试件,分别对20,30,50,60,70℃五种不同养护温度和0.8F、1.0F、1.2F三种不同荷载幅下,两种FRP加固钢结构用黏结剂的疲劳性能进行试验研究,通过对两种不同黏结剂在不同养护温度和不同应力幅下的疲劳性能对比,分析养护温度和荷载幅对黏结剂疲劳循环寿命的影响程度,得到较为适宜的养护温度范围为30~50℃,对工程实践具有实际指导意义。
砂土介质中微生物诱导封堵试验研究
张贺超, 郭红仙, 李萌, 程晓辉
2015, 45(1): 139-142. doi: 10.13204/j.gyjz201501028
摘要:
土木水利工程中的安全隐患与工程对环境造成的不良影响中,相当一部分与渗漏问题有关。微生物封堵技术的最新研究表明,为岩土中微生物提供合适的营养物质,可以在相对较短时间内产生有效的微生物成因封堵。对带有渗漏孔的2个砂柱进行微生物诱导封堵试验,2个砂柱中分别添加马铃薯液和葡萄糖溶液,并与通水的砂柱作对比。添加马铃薯液的砂柱,在营养液充足的情况下3周内透水能力降低到原来的1/50,而且封堵发生在渗漏处。添加葡萄糖溶液的砂柱,透水能力未明显改变。添加葡萄糖溶液的砂柱改添马铃薯液后,渗漏处同样被封堵。采用加大水头的方法测试了封堵稳定程度,在渗流系统的水力坡降由0.267加大到1.067的过程中,封堵最终失效。试验表明,砂土中微生物诱导封堵技术能够将渗漏源探查和封堵合二为一,且在入水口水头变大的情况下仍能保持稳定。
超大直径筒仓仓顶现浇混凝土施工悬吊支撑桁架安全分析
李勤山, 王铁成, 赵海龙
2015, 45(1): 143-147. doi: 10.13204/j.gyjz201501029
摘要:
以旋转盘口式扣件钢管桁架支撑体系为研究对象,针对筒仓施工中支撑平台可能出现的局部拉索或杆件失效,利用ANSYS软件建立剩余结构有限元模型并进行数值分析。考虑两种最不利施工工况:局部拉索失效,分析局部受力杆件失效时结构的承载能力。分析结果表明:当第一圈拉力最大的悬吊钢绞线失效后,其余钢绞线通过应力重分布,使桁架竖向位移略有增加,钢绞线应力增大,但仍能提供桁架承担施工荷载;当桁架下弦杆中应力最大的杆件失效、桁架上弦杆和斜杆失效后,对结构影响都较小,不影响结构承担施工荷载,支撑体系具有较高的安全性。
超高层钢结构中桁架层下连次柱施工技术
张希博, 汪晓阳, 张少恒, 伊慧婷, 尹庆利
2015, 45(1): 148-151. doi: 10.13204/j.gyjz201501030
摘要:
对超高层巨型框架结构桁架层下连次柱的施工技术进行介绍。通过在次柱施工过程中采用专门设计的临时支撑系统,合理地安排施工顺序,控制加载程序和实施结构变形监测等一系列手段,保证了上部桁架结构在加载完成之前可自由变形,整个巨型结构体系能够按照设想的分工协作方式进行传力,从而实现了巨型框架结构体系中结构的水平荷载与竖向荷载主要由巨柱和桁架组成的巨型结构承担,次柱只承受本层竖向荷载或者上部传递的少量竖向荷载的目的。
综述
复合地基固结解析理论的研究现状
杨涛, 万贻浩, 何德胜
2015, 45(1): 152-155. doi: 10.13204/j.gyjz201501031
摘要:
复合地基加固技术在水利、高速公路、高速铁路以及土木建筑等工程中得到广泛应用,复合地基固结理论的研究也取得了较大进展。在总结国内外复合地基固结解析解研究现状的基础上,指出目前解析法研究中存在问题,并对复合地基固结理论的进一步研究提出建议。
现代钢结构
方钢管混凝土框架-侧边开洞薄钢板剪力墙受力性能研究
王先铁, 李海广, 白连平, 马尤苏夫
2015, 45(1): 156-160. doi: 10.13204/j.gyjz201501032
摘要:
采用大型通用非线性有限元软件ABAQUS 6.10分别对4个方钢管混凝土框架-侧边开洞薄钢板剪力墙进行数值分析,明确其受力性能和破坏形态,分析侧边加劲构件对结构刚度、承载力、延性及滞回性能的影响,提出侧边加劲构件截面设计方法。结果表明:方钢管混凝土框架-侧边开洞薄钢板剪力墙具有良好的受力性能和滞回性能;当侧边加劲构件与钢梁铰接时,侧边加劲构件能够显著提高方钢管混凝土框架-侧边开洞薄钢板剪力墙的极限承载力、初始刚度、延性和耗能能力;有限元计算结果与侧边加劲构件设计公式计算结果吻合较好,可供工程应用参考。
大型火力发电厂梁-柱-支撑节点反复加载试验研究
蒋兆栋
2015, 45(1): 161-165. doi: 10.13204/j.gyjz201501033
摘要:
以发电厂厂房钢结构中普遍采用的梁-柱-支撑节点为对象,介绍了其反复加载试验研究。根据工作点的不同,设计了3个试件,研究了梁-柱-支撑节点的强度和滞回性能,并对斜支撑及节点板进行受力分析。研究结果表明,该类节点具有较好的抗震能力,工作点的不同可导致节点承载能力的区别。
基于层次分析OC-GA算法的钢骨混凝土框架柱优化设计
李志强, 何明胜, 郑山锁
2015, 45(1): 166-172. doi: 10.13204/j.gyjz201501034
摘要:
在工程结构优化理论的基础上,将钢骨混凝土框架柱的工程造价最小化和斜截面抗剪承载力最大化定为优化目标。根据型钢混凝土的受力特性,在多遇烈度地震下,应用最优性准则K-T条件对钢骨混凝土构件的混凝土截面尺寸进行优化设计;在基本烈度地震下应用层次分析遗传(GA)算法对钢骨混凝土构件中的型钢进行优化设计,从而建立层次分析OC-GA算法。综合考虑各种约束条件,运用层次分析OC-GA算法实施钢骨混凝土框架柱的优化设计,并通过优化设计实例证实所采用优化方法和设计思路的有效性和可行性。
鉴定·加固·改造
织物增强混凝土薄板加固钢筋混凝土梁的二次受弯性能试验研究
徐业辉, 李彬, 荀勇
2015, 45(1): 173-178. doi: 10.13204/j.gyjz201501035
摘要:
为研究织物增强混凝土(TRC)薄板加固钢筋混凝土(RC)梁二次受荷的力学性能,以1根对比梁和5根以初始应力为变化参数的加固梁作为研究对象,进行基于磷酸钾镁水泥(MPC)界面剂粘贴TRC预制薄板加固RC梁的正截面抗弯强度试验研究,并分析其对加固梁的力学性能、破坏特征及裂缝开展情况的影响。结果表明:TRC薄板与RC梁有着较好的界面黏结性能;TRC薄板的应变滞后现象随着梁初始应力的提高而愈加明显,RC梁的极限荷载和截面刚度也随之减小;TRC薄板能改善RC梁裂缝形式,破坏时薄板裂缝呈现细而密的特点;对于损伤程度较小的RC梁,其加固效果较好;临近钢筋屈服的RC梁即使卸载加固,其承载力亦提高有限。
旧工业水塔的改造及再生
江海涛, 王巧雯, 金文妍
2015, 45(1): 179-183. doi: 10.13204/j.gyjz201501036
摘要:
在对工业构筑物阐述分析的基础上,以旧水塔为研究对象,从废弃水塔的潜能价值解析出发,总结了针对不同价值构成的三种旧水塔再生途径,并结合实例,提出了针对性、多样性的改造模式,对以旧水塔为代表的具有空间结构特殊性的工业构筑物再生改造进行了探索性的研究。
建筑设计漫谈
国内外屋顶的绿化设计
肖敏, 张国强
2015, 45(1): 184-188. doi: 10.13204/j.gyjz201501037
摘要:
屋顶绿化是建筑节能的一种有效措施,具有显著的生态效益和景观价值,已越来越多地引起了建筑领域及相关人员的广泛关注。通过系统分析屋顶绿化在促进建筑节能、改善环境和蓄积雨水等方面的作用和效果,研究总结了国内外屋顶绿化设计的方法及其主要影响因素,包括配置模式、植被材料和栽培基质等方面的研究成果,对国内外屋顶绿化政策和实践的发展进行了回顾和比较。