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2015年 第45卷 第2期
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2015, 45(2): 1-4.
doi: 10.13204/j.gyjz201502001
摘要:
通过对无掺料、添加粉煤灰、矿粉及复合矿物掺合料(粉煤灰+矿粉)的高强(C60)混凝土进行淡水快速冻融循环试验,研究掺料对混凝土抗冻融性能的影响,结果表明:复掺混凝土质量出现负损失,相对动弹性模量降低最慢,表面剥蚀程度最轻,抗冻融性能最好;掺入50%矿粉后,混凝土的质量损失率、相对动弹性模量降低量及表面剥蚀情况和无掺料混凝土差别不大,抗冻融性能次之;50%粉煤灰混凝土的质量损失率最大、相对动弹性模量降低最快,表面剥蚀最为严重,抗冻融性能最差。
通过对无掺料、添加粉煤灰、矿粉及复合矿物掺合料(粉煤灰+矿粉)的高强(C60)混凝土进行淡水快速冻融循环试验,研究掺料对混凝土抗冻融性能的影响,结果表明:复掺混凝土质量出现负损失,相对动弹性模量降低最慢,表面剥蚀程度最轻,抗冻融性能最好;掺入50%矿粉后,混凝土的质量损失率、相对动弹性模量降低量及表面剥蚀情况和无掺料混凝土差别不大,抗冻融性能次之;50%粉煤灰混凝土的质量损失率最大、相对动弹性模量降低最快,表面剥蚀最为严重,抗冻融性能最差。
2015, 45(2): 5-9.
doi: 10.13204/j.gyjz201502002
摘要:
采用强度试验、压汞法、气孔分析法、快速冻融法,以低温(30.2)℃养护下引气混凝土为研究对象,对混凝土的强度、孔隙结构及抗冻耐久性进行了研究。结果表明:在3℃养护下,随着含气量的提高,孔径均匀分布,显著改善了混凝土的内部孔隙结构,但比标准养护条件下同等含气量混凝土的孔结构粗化。为更好地阐述混凝土实际强度受含气量的影响,由孔隙结构可进一步推算出3℃养护下混凝土的实际抗压强度,并与标准养护条件下实际抗压强度对比,显示两者之间的不同。
采用强度试验、压汞法、气孔分析法、快速冻融法,以低温(30.2)℃养护下引气混凝土为研究对象,对混凝土的强度、孔隙结构及抗冻耐久性进行了研究。结果表明:在3℃养护下,随着含气量的提高,孔径均匀分布,显著改善了混凝土的内部孔隙结构,但比标准养护条件下同等含气量混凝土的孔结构粗化。为更好地阐述混凝土实际强度受含气量的影响,由孔隙结构可进一步推算出3℃养护下混凝土的实际抗压强度,并与标准养护条件下实际抗压强度对比,显示两者之间的不同。
2015, 45(2): 10-14.
doi: 10.13204/j.gyjz201502003
摘要:
采用钢-玄武岩纤维增强混凝土的技术方法,通过冻融循环试验,研究了钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律及其冻融损伤模型。研究结果表明:不同的纤维掺量对混凝土抗冻性影响较大,当钢纤维体积掺率为1.5%、玄武岩纤维体积掺率在0.05%左右时,混凝土的抗冻性最好,达到了F250以上水平;分析了混杂纤维混凝土的冻融损伤机理,分别以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量建立了混杂纤维混凝土的冻融损伤模型,发现动弹性模量衰减模型优于冻融累积损伤衰减模型,且二次项函数模型比指数函数模型具有更高的拟合精度。
采用钢-玄武岩纤维增强混凝土的技术方法,通过冻融循环试验,研究了钢纤维与玄武岩纤维相互混杂对混凝土抗冻性的影响规律及其冻融损伤模型。研究结果表明:不同的纤维掺量对混凝土抗冻性影响较大,当钢纤维体积掺率为1.5%、玄武岩纤维体积掺率在0.05%左右时,混凝土的抗冻性最好,达到了F250以上水平;分析了混杂纤维混凝土的冻融损伤机理,分别以相对动弹性模量和冻融累积损伤为损伤变量建立了混杂纤维混凝土的冻融损伤模型,发现动弹性模量衰减模型优于冻融累积损伤衰减模型,且二次项函数模型比指数函数模型具有更高的拟合精度。
2015, 45(2): 15-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201502004
摘要:
为了得到冻融循环条件下砌体受压损伤本构关系模型,首次将应变等价原理应用于砌体结构中,将冻融循环后的轴心受压砌体的总损伤等效为冻融阶段和轴心受压阶段两种状态下损伤的非线性耦合,然后基于损伤力学基本原理和砌体细观结构的非均匀性,分析两种损伤状态的劣化过程以及损伤演化途径,推导冻融循环后的轴心受压砌体的总损伤演化方程,最终建立冻融循环条件下砌体受压损伤本构关系模型,并通过已有试验数据验证了模型的合理性。
为了得到冻融循环条件下砌体受压损伤本构关系模型,首次将应变等价原理应用于砌体结构中,将冻融循环后的轴心受压砌体的总损伤等效为冻融阶段和轴心受压阶段两种状态下损伤的非线性耦合,然后基于损伤力学基本原理和砌体细观结构的非均匀性,分析两种损伤状态的劣化过程以及损伤演化途径,推导冻融循环后的轴心受压砌体的总损伤演化方程,最终建立冻融循环条件下砌体受压损伤本构关系模型,并通过已有试验数据验证了模型的合理性。
2015, 45(2): 19-22.
doi: 10.13204/j.gyjz201502005
摘要:
根据寒冷地区温度变化情况,进行了空气冻融、气冻水融循环条件下,即20℃(湿度90%以上)至-18℃循环条件下聚合物水泥砂浆的冻融循环0次、10次、20次和30次的抗压强度和抗折强度试验,研究冻融环境对外墙外保温系统中聚合物水泥砂浆力学特性的影响,探讨冻融循环、胶粉掺量(1.5%、2.0%和2.5%)对聚合物水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响,得到冻融环境条件下抗压强度和抗折强度的变化规律。
根据寒冷地区温度变化情况,进行了空气冻融、气冻水融循环条件下,即20℃(湿度90%以上)至-18℃循环条件下聚合物水泥砂浆的冻融循环0次、10次、20次和30次的抗压强度和抗折强度试验,研究冻融环境对外墙外保温系统中聚合物水泥砂浆力学特性的影响,探讨冻融循环、胶粉掺量(1.5%、2.0%和2.5%)对聚合物水泥砂浆抗压强度和抗折强度的影响,得到冻融环境条件下抗压强度和抗折强度的变化规律。
2015, 45(2): 23-26.
doi: 10.13204/j.gyjz201502006
摘要:
冻融在造成混凝土物理力学性能变化的同时,势必改变混凝土与钢筋之间的黏结性能。利用C30、C40、C50三种混凝土强度中心短埋试件单调和往复荷载试验,研究冻融损伤对混凝土与光圆钢筋黏结应力-滑移曲线的影响,分析单调荷载下峰值黏结应力、峰值滑移和残余黏结应力的变化规律,探讨往复荷载作用下峰值黏结退化率与加载循环次数之间的关系。
冻融在造成混凝土物理力学性能变化的同时,势必改变混凝土与钢筋之间的黏结性能。利用C30、C40、C50三种混凝土强度中心短埋试件单调和往复荷载试验,研究冻融损伤对混凝土与光圆钢筋黏结应力-滑移曲线的影响,分析单调荷载下峰值黏结应力、峰值滑移和残余黏结应力的变化规律,探讨往复荷载作用下峰值黏结退化率与加载循环次数之间的关系。
2015, 45(2): 27-31.
doi: 10.13204/j.gyjz201502007
摘要:
对5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的承载性能展开试验研究,以揭示冻融对预应力钢筋混凝土受弯试件承载性能的影响规律,试验结果表明:随着冻融次数增加,试件受弯破坏过程加快,试件的抗裂性能和极限承载能力逐渐下降,破坏时极限变形能力下降,试件延性降低,具有脆性破坏的发展趋势。应用有限元软件ANSYS对冻融后预应力钢筋混凝土受弯试件的承载性能进行数值模拟,结果表明,数值模拟的荷载挠度曲线与试验结果吻合较好,能较真实地反映冻融后预应力混凝土受弯构件的承载性能。
对5根预应力钢筋混凝土受弯试件经历不同冻融次数后的承载性能展开试验研究,以揭示冻融对预应力钢筋混凝土受弯试件承载性能的影响规律,试验结果表明:随着冻融次数增加,试件受弯破坏过程加快,试件的抗裂性能和极限承载能力逐渐下降,破坏时极限变形能力下降,试件延性降低,具有脆性破坏的发展趋势。应用有限元软件ANSYS对冻融后预应力钢筋混凝土受弯试件的承载性能进行数值模拟,结果表明,数值模拟的荷载挠度曲线与试验结果吻合较好,能较真实地反映冻融后预应力混凝土受弯构件的承载性能。
2015, 45(2): 32-37.
doi: 10.13204/j.gyjz201502008
摘要:
为研究冻融循环作用对钢筋混凝土梁受剪性能的影响,对分别经历0,75,100,125,150次冻融循环作用的立方体试块进行了抗压强度试验,并对设计制作的45根钢筋混凝土梁分别经历0,75,100,125次冻融循环后的静力受剪性能进行试验。分析了混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度、相对抗拉强度与冻融循环次数的关系。研究不同冻融循环次数、不同箍筋间距对混凝土梁受剪性能的影响。研究结果表明:混凝土试块质量、相对动弹性模量、相对抗压强度和相对抗拉强度均随着冻融循环次数的增加而下降;梁的开裂荷载、极限荷载都随着冻融循环次数的增加而降低;GB 500102012《混凝土结构设计规范》关于梁受剪承载力的计算理论适用于冻融循环作用后的钢筋混凝土梁。
为研究冻融循环作用对钢筋混凝土梁受剪性能的影响,对分别经历0,75,100,125,150次冻融循环作用的立方体试块进行了抗压强度试验,并对设计制作的45根钢筋混凝土梁分别经历0,75,100,125次冻融循环后的静力受剪性能进行试验。分析了混凝土质量损失率、相对动弹性模量、相对抗压强度、相对抗拉强度与冻融循环次数的关系。研究不同冻融循环次数、不同箍筋间距对混凝土梁受剪性能的影响。研究结果表明:混凝土试块质量、相对动弹性模量、相对抗压强度和相对抗拉强度均随着冻融循环次数的增加而下降;梁的开裂荷载、极限荷载都随着冻融循环次数的增加而降低;GB 500102012《混凝土结构设计规范》关于梁受剪承载力的计算理论适用于冻融循环作用后的钢筋混凝土梁。
2015, 45(2): 42-46.
doi: 10.13204/j.gyjz201502010
摘要:
在中国多数楼间距较大或密度相对较低的高层居住区规划设计中,普遍存在着楼间绿地空间布局单调,过分追求形式而忽略功能,缺乏人的参与和互动等问题。以中国矿业大学青年教师公寓方案设计为模板,通过探索空间结构形态对人们行为的影响,提高人们参与到宅间绿地的力度,从而达到提高这一空间的使用成效,使宅间绿地空间得以良好利用。
在中国多数楼间距较大或密度相对较低的高层居住区规划设计中,普遍存在着楼间绿地空间布局单调,过分追求形式而忽略功能,缺乏人的参与和互动等问题。以中国矿业大学青年教师公寓方案设计为模板,通过探索空间结构形态对人们行为的影响,提高人们参与到宅间绿地的力度,从而达到提高这一空间的使用成效,使宅间绿地空间得以良好利用。
2015, 45(2): 47-49.
doi: 10.13204/j.gyjz201502011
摘要:
以分散在城市不同地段的离散型的工业地段为研究对象,从其功能转变、再利用导向、与城市的融合关系等角度,总结几种典型的更新模式,包括中心区化、创意产业化、艺术区化和公共物品化等,分析这些模式形成的影响因素,如地理区位、经济环境等外在条件以及地段本身的特征,概括了不同模式的基本特点以及可能的适用范围。
以分散在城市不同地段的离散型的工业地段为研究对象,从其功能转变、再利用导向、与城市的融合关系等角度,总结几种典型的更新模式,包括中心区化、创意产业化、艺术区化和公共物品化等,分析这些模式形成的影响因素,如地理区位、经济环境等外在条件以及地段本身的特征,概括了不同模式的基本特点以及可能的适用范围。
2015, 45(2): 50-56.
doi: 10.13204/j.gyjz201502012
摘要:
为改善双向受力叠合楼板在拼缝处的受力性能,提出一种新的拼缝构造措施。并进行了1根无拼缝叠合模型板带、1根有拼缝但无拼缝加强措施的叠合板带及1根有拼缝且进行拼缝加强处理的叠合板带的静力加载试验。试验结果表明:拼缝不进行加强处理的叠合板易发生沿自然粗糙叠合面撕裂的现象;拼缝处设置的抗裂钢筋能有效抑制拼缝的开展,提高其极限承载力,但对开裂后刚度的影响较小。采用有限元程序ABAQUS 6.11对试验试件进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好;通过数值计算,研究了拼缝数量变化对模型板带受力性能的影响,为深入开展预制带肋底板混凝土叠合楼板的研究提供参考。
为改善双向受力叠合楼板在拼缝处的受力性能,提出一种新的拼缝构造措施。并进行了1根无拼缝叠合模型板带、1根有拼缝但无拼缝加强措施的叠合板带及1根有拼缝且进行拼缝加强处理的叠合板带的静力加载试验。试验结果表明:拼缝不进行加强处理的叠合板易发生沿自然粗糙叠合面撕裂的现象;拼缝处设置的抗裂钢筋能有效抑制拼缝的开展,提高其极限承载力,但对开裂后刚度的影响较小。采用有限元程序ABAQUS 6.11对试验试件进行模拟计算,计算结果与试验结果吻合良好;通过数值计算,研究了拼缝数量变化对模型板带受力性能的影响,为深入开展预制带肋底板混凝土叠合楼板的研究提供参考。
2015, 45(2): 57-61.
doi: 10.13204/j.gyjz201502013
摘要:
为研究装配预制梁抗弯承载能力和变形性能,制作3根装配预制梁及1根对比梁进行混凝土梁的抗弯承载力试验研究,分析不同现浇企口连接的装配预制梁力学性能。研究表明,装配预制梁的破坏形态及变形能力满足设计要求,开裂荷载和极限荷载与整浇对比梁基本相同,同时根据试验数据找出了装配预制梁的预制段长度的适宜范围。
为研究装配预制梁抗弯承载能力和变形性能,制作3根装配预制梁及1根对比梁进行混凝土梁的抗弯承载力试验研究,分析不同现浇企口连接的装配预制梁力学性能。研究表明,装配预制梁的破坏形态及变形能力满足设计要求,开裂荷载和极限荷载与整浇对比梁基本相同,同时根据试验数据找出了装配预制梁的预制段长度的适宜范围。
2015, 45(2): 62-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201502014
摘要:
为获得多孔砖砌体结构平面应力状态下的强度破坏曲线,基于单轴力学性能试验,借鉴现行标准中试验方法,分别进行多孔砖砌体通缝抗压强度试验、顺缝抗压强度试验、通缝抗拉强度试验和顺缝抗拉强度试验。试验结果符合砌体结构抗压强度高而抗拉强度低的基本力学特性,试验数据可用于确定平面应力强度破坏曲线坐标轴控制点,抗拉强度试验方法可在各类砌体结构抗拉强度测试试验中加以推广应用。
为获得多孔砖砌体结构平面应力状态下的强度破坏曲线,基于单轴力学性能试验,借鉴现行标准中试验方法,分别进行多孔砖砌体通缝抗压强度试验、顺缝抗压强度试验、通缝抗拉强度试验和顺缝抗拉强度试验。试验结果符合砌体结构抗压强度高而抗拉强度低的基本力学特性,试验数据可用于确定平面应力强度破坏曲线坐标轴控制点,抗拉强度试验方法可在各类砌体结构抗拉强度测试试验中加以推广应用。
2015, 45(2): 65-69.
doi: 10.13204/j.gyjz201502015
摘要:
作为我国现存四大最高古塔之一的泾阳崇文塔,在汶川地震中受损严重。为了评估崇文塔的震后安全性,对其进行详细测绘和震害调查,并以此为依据结合有限元软件与概念分析方法,对崇文塔进行震害分析和安全性评估;指出崇文塔处于不稳定状态,亟需修复加固。
作为我国现存四大最高古塔之一的泾阳崇文塔,在汶川地震中受损严重。为了评估崇文塔的震后安全性,对其进行详细测绘和震害调查,并以此为依据结合有限元软件与概念分析方法,对崇文塔进行震害分析和安全性评估;指出崇文塔处于不稳定状态,亟需修复加固。
2015, 45(2): 70-75.
doi: 10.13204/j.gyjz201502016
摘要:
为分析节段接缝薄弱层对大跨悬浇预应力混凝土箱梁变形的影响,以虎门大桥辅航道桥施工阶段分析有限元模型为基础,建立带节段接缝薄弱层单元的有限元模型。考虑节段接缝薄弱层单元的材料特性、单元长度的影响,运用有限元法对该问题进行分析。结果表明,节段接缝薄弱层的变形对大跨悬浇预应力混凝土箱梁累积位移的影响不可忽略;节段接缝薄弱层的剪切变形很小,对箱梁变形的影响主要由节段接缝薄弱层的弯曲变形引起。同时,提出采用凿毛的施工工艺措施来减小这种影响。
为分析节段接缝薄弱层对大跨悬浇预应力混凝土箱梁变形的影响,以虎门大桥辅航道桥施工阶段分析有限元模型为基础,建立带节段接缝薄弱层单元的有限元模型。考虑节段接缝薄弱层单元的材料特性、单元长度的影响,运用有限元法对该问题进行分析。结果表明,节段接缝薄弱层的变形对大跨悬浇预应力混凝土箱梁累积位移的影响不可忽略;节段接缝薄弱层的剪切变形很小,对箱梁变形的影响主要由节段接缝薄弱层的弯曲变形引起。同时,提出采用凿毛的施工工艺措施来减小这种影响。
2015, 45(2): 76-79.
doi: 10.13204/j.gyjz201502017
摘要:
针对目前尚无关于集中于桩顶区域布置底部纵筋承台冲切承载力计算方法的现状,基于承台冲切破坏空间桁架理论,运用逐次多元最小二乘法,求解该类配筋形式承台的冲切承载力提高系数,进而得出其承载力计算式。通过对不同桩数、不同布桩形式的承台试验数据的验证,证实了算式的合理性。藉此,有望依靠纵筋的合理布置,降低承台和桩筏筏板的工程造价。
针对目前尚无关于集中于桩顶区域布置底部纵筋承台冲切承载力计算方法的现状,基于承台冲切破坏空间桁架理论,运用逐次多元最小二乘法,求解该类配筋形式承台的冲切承载力提高系数,进而得出其承载力计算式。通过对不同桩数、不同布桩形式的承台试验数据的验证,证实了算式的合理性。藉此,有望依靠纵筋的合理布置,降低承台和桩筏筏板的工程造价。
2015, 45(2): 80-84.
doi: 10.13204/j.gyjz201502018
摘要:
尾矿强度参数是影响尾矿坝体稳定分析的关键因素。基于室内尾砂三轴加载试验成果,对高应力条件下尾砂非线性强度特性予以研究。试验结果表明:高应力尾砂的三轴固结不排水剪切曲线具有明显软化特性,曲线软化程度随着围压的增大而增大。根据三轴应力-应变曲线建立了描述尾砂应变软化现象的改进双曲线模型,采用二次抛物线型、幂函数型的包络线描述强度特征的非线性。对比结果表明,幂函数型Mohr强度准则作为高应力条件下尾砂破坏的强度判据,具有较高精度。等效法向应力与内摩擦角正切值的函数关系表明,高应力条件下尾砂的内摩擦角不是一个定值,而具有幂函数型非线性特征。
尾矿强度参数是影响尾矿坝体稳定分析的关键因素。基于室内尾砂三轴加载试验成果,对高应力条件下尾砂非线性强度特性予以研究。试验结果表明:高应力尾砂的三轴固结不排水剪切曲线具有明显软化特性,曲线软化程度随着围压的增大而增大。根据三轴应力-应变曲线建立了描述尾砂应变软化现象的改进双曲线模型,采用二次抛物线型、幂函数型的包络线描述强度特征的非线性。对比结果表明,幂函数型Mohr强度准则作为高应力条件下尾砂破坏的强度判据,具有较高精度。等效法向应力与内摩擦角正切值的函数关系表明,高应力条件下尾砂的内摩擦角不是一个定值,而具有幂函数型非线性特征。
2015, 45(2): 85-89.
doi: 10.13204/j.gyjz201502019
摘要:
采用高真空击密法对珊瑚碎屑淤泥质土场地进行地基处理试验研究,通过3遍真空排水和强夯击密循环处理,地下水位累计下降约4 m,施工沉降达68 cm,静力触探试验、平板载荷试验、标准贯入试验结果均表明承载力特征值达150 k Pa以上,影响深度近10 m,孔隙水压力观测反映真空与强夯联合压力差作用效果明显。上述结果表明,高真空击密对珊瑚碎屑淤泥质土处理效果良好。
采用高真空击密法对珊瑚碎屑淤泥质土场地进行地基处理试验研究,通过3遍真空排水和强夯击密循环处理,地下水位累计下降约4 m,施工沉降达68 cm,静力触探试验、平板载荷试验、标准贯入试验结果均表明承载力特征值达150 k Pa以上,影响深度近10 m,孔隙水压力观测反映真空与强夯联合压力差作用效果明显。上述结果表明,高真空击密对珊瑚碎屑淤泥质土处理效果良好。
2015, 45(2): 90-94.
doi: 10.13204/j.gyjz201502020
摘要:
基于一维固结理论,提出能够综合描述多种类型地下水在多层水水位变化情况下引起地面沉降的实用计算方法,在此基础上开发出用于分析计算大范围超采地下水引起地面沉降的计算程序,采用该程序对北京东部区域抽取地下水引起的地面沉降进行计算。通过与实测结果对比,验证了计算方法和程序的可靠性和合理性。
基于一维固结理论,提出能够综合描述多种类型地下水在多层水水位变化情况下引起地面沉降的实用计算方法,在此基础上开发出用于分析计算大范围超采地下水引起地面沉降的计算程序,采用该程序对北京东部区域抽取地下水引起的地面沉降进行计算。通过与实测结果对比,验证了计算方法和程序的可靠性和合理性。
2015, 45(2): 95-100.
doi: 10.13204/j.gyjz201502021
摘要:
随着山岭隧道的大量修建,偏压软弱围岩隧道的施工变形控制及其稳定性问题已成为工程关注的重点。以在建刘家庄隧道工程为背景,借助于ABAQUS有限元软件,采用全断面法,上、下台阶法和中隔壁法对隧道穿越煤层地段的施工过程进行三维数值模拟,得到了不同施工过程中围岩和支护结构的应力、应变规律,通过对不同施工方法的优化分析、现场监控量测数据和数值模拟结果的对比分析发现,采用超前支护上、下台阶法施工方案较其他两种方案更为经济合理;最后,提出相应的变形控制措施和建议,对类似工程具有重要的参考和借鉴意义。
随着山岭隧道的大量修建,偏压软弱围岩隧道的施工变形控制及其稳定性问题已成为工程关注的重点。以在建刘家庄隧道工程为背景,借助于ABAQUS有限元软件,采用全断面法,上、下台阶法和中隔壁法对隧道穿越煤层地段的施工过程进行三维数值模拟,得到了不同施工过程中围岩和支护结构的应力、应变规律,通过对不同施工方法的优化分析、现场监控量测数据和数值模拟结果的对比分析发现,采用超前支护上、下台阶法施工方案较其他两种方案更为经济合理;最后,提出相应的变形控制措施和建议,对类似工程具有重要的参考和借鉴意义。
2015, 45(2): 101-106.
doi: 10.13204/j.gyjz201502022
摘要:
为研究插销式钢管脚手架的安全性能,对异形结构中的模板支架和外墙脚手架进行现场试验研究,同时采用ANSYS有限元软件对脚手架进行静力分析和屈曲分析,得到不同工况下脚手架的应力和稳定承载力。研究得出:当稳定系数0.5时,法国钢结构标准规定的ADG插销式脚手架的安全系数明显高于JGJ 1302011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中K=2的规定;插销式脚手架的节点属于半刚性,当刚度取20 k Nm/rad时,理论值与试验值较为吻合;支模架的失稳属于局部失稳,立杆端部外伸长度对支模架的承载力有着重要影响。建议在对插销式脚手架进行设计时,采用半刚性的有侧移框架理论。
为研究插销式钢管脚手架的安全性能,对异形结构中的模板支架和外墙脚手架进行现场试验研究,同时采用ANSYS有限元软件对脚手架进行静力分析和屈曲分析,得到不同工况下脚手架的应力和稳定承载力。研究得出:当稳定系数0.5时,法国钢结构标准规定的ADG插销式脚手架的安全系数明显高于JGJ 1302011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》中K=2的规定;插销式脚手架的节点属于半刚性,当刚度取20 k Nm/rad时,理论值与试验值较为吻合;支模架的失稳属于局部失稳,立杆端部外伸长度对支模架的承载力有着重要影响。建议在对插销式脚手架进行设计时,采用半刚性的有侧移框架理论。
2015, 45(2): 107-113.
doi: 10.13204/j.gyjz201502023
摘要:
应用振型叠加法进行大跨度空间结构地震响应分析时,常存在计算效率低、难以考虑地震作用随机特性等问题。为此,对大跨度空间结构的地震响应组成分量,包括准静力响应和共振响应进行研究和定义;根据响应分量的组成研究,提出适用于大跨度空间结构地震响应振型叠加分析法的修正策略;以两类典型的大跨度结构形式为算例,对各响应分量的特性及分量间相关性的影响进行研究,总结大跨度空间结构地震各响应分量的分布特征。
应用振型叠加法进行大跨度空间结构地震响应分析时,常存在计算效率低、难以考虑地震作用随机特性等问题。为此,对大跨度空间结构的地震响应组成分量,包括准静力响应和共振响应进行研究和定义;根据响应分量的组成研究,提出适用于大跨度空间结构地震响应振型叠加分析法的修正策略;以两类典型的大跨度结构形式为算例,对各响应分量的特性及分量间相关性的影响进行研究,总结大跨度空间结构地震各响应分量的分布特征。
2015, 45(2): 114-117.
doi: 10.13204/j.gyjz201502024
摘要:
广东科学中心采用新型的大跨度空间钢框架结构,为确保在遭遇各种突发荷载,特别是地震、台风时结构保持良好的工作状态,保证室内人员和设施的安全,在该中心跨度最大的E区采用了基础隔震,隔震支座直接设置在巨型格构柱的柱脚。通过对结构基础隔震、非隔震两种形式的有限元模型的非线性动力分析和缩尺模型振动台试验研究基础隔震的减振效果,分析隔震支座的空间协调变形性能,评价隔震技术对结构动力性能的影响程度。研究表明,隔震设计显著改善了结构的动力性能,特别是对于复杂的空间不规则结构,更能修正结构的空间扭转性能;另外,由于巨型格构柱的刚度较大,柱下独立设置隔震支座对其空间协调变形没有明显的影响。广东科学中心E区隔震设计方法是合理的,是对大型空间结构抗震设计方法的有益探索。
广东科学中心采用新型的大跨度空间钢框架结构,为确保在遭遇各种突发荷载,特别是地震、台风时结构保持良好的工作状态,保证室内人员和设施的安全,在该中心跨度最大的E区采用了基础隔震,隔震支座直接设置在巨型格构柱的柱脚。通过对结构基础隔震、非隔震两种形式的有限元模型的非线性动力分析和缩尺模型振动台试验研究基础隔震的减振效果,分析隔震支座的空间协调变形性能,评价隔震技术对结构动力性能的影响程度。研究表明,隔震设计显著改善了结构的动力性能,特别是对于复杂的空间不规则结构,更能修正结构的空间扭转性能;另外,由于巨型格构柱的刚度较大,柱下独立设置隔震支座对其空间协调变形没有明显的影响。广东科学中心E区隔震设计方法是合理的,是对大型空间结构抗震设计方法的有益探索。
2015, 45(2): 118-124.
doi: 10.13204/j.gyjz201502025
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,根据工作点的不同,设计3个试件,进行单向加载试验。首先将极限承载力的试验结果与现有设计方法的计算结果进行分析对比,给出相应的计算建议;其次对单调加载时斜支撑轴力进行受力分析;最后与反复加载的试验结果进行对比。研究结果表明,不同的传力点在设计中的承载能力有一定区别;当支撑不出现屈服、连接角钢的强度和刚度满足要求时,采用现有方法进行计算是偏于安全的;若连接角钢的强度和刚度不能满足要求时,应采用所提出的计算方法进行计算。
以发电厂厂房钢结构中普遍采用的梁-柱-支撑节点为对象,根据工作点的不同,设计3个试件,进行单向加载试验。首先将极限承载力的试验结果与现有设计方法的计算结果进行分析对比,给出相应的计算建议;其次对单调加载时斜支撑轴力进行受力分析;最后与反复加载的试验结果进行对比。研究结果表明,不同的传力点在设计中的承载能力有一定区别;当支撑不出现屈服、连接角钢的强度和刚度满足要求时,采用现有方法进行计算是偏于安全的;若连接角钢的强度和刚度不能满足要求时,应采用所提出的计算方法进行计算。
2015, 45(2): 125-130.
doi: 10.13204/j.gyjz201502026
摘要:
现有的空冷支架结构抗震设计方法没有明确考虑设备在地震中的使用安全性,不符合投资效益准则。通过空冷支架结构的抗震性能试验研究,给出适合该类结构-设备耦合体系在地震作用下的性能水平,提出考虑设备使用安全性的空冷支架结构抗震性能目标量化值,并建立一种适用于该类结构体系的基于位移的抗震设计方法和步骤。最后,以某1 000 MW空冷支架结构为例进行基于位移的抗震设计,并采用非线性动力时程分析对提出的基于位移的设计方法进行验证。结果表明,提出的基于位移的抗震设计方法较为合理。
现有的空冷支架结构抗震设计方法没有明确考虑设备在地震中的使用安全性,不符合投资效益准则。通过空冷支架结构的抗震性能试验研究,给出适合该类结构-设备耦合体系在地震作用下的性能水平,提出考虑设备使用安全性的空冷支架结构抗震性能目标量化值,并建立一种适用于该类结构体系的基于位移的抗震设计方法和步骤。最后,以某1 000 MW空冷支架结构为例进行基于位移的抗震设计,并采用非线性动力时程分析对提出的基于位移的设计方法进行验证。结果表明,提出的基于位移的抗震设计方法较为合理。
2015, 45(2): 131-135.
doi: 10.13204/j.gyjz201502027
摘要:
在分析比较Eurocode 3(EN 1993-1-3)和GB 500182002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的基础上,针对冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面进行探讨和对比分析。计算结果表明:GB 500182002计算有效截面模量相对保守,按Eurocode 3(EN 1993-1-3)计算相对合理。在满应力状况下,对于采用2 mm厚C180C250规格的冷弯薄壁卷边槽钢檩条,有效截面模量的折减系数分别可取为0.9(Q235钢材)和0.8(Q345钢材)。
在分析比较Eurocode 3(EN 1993-1-3)和GB 500182002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》的基础上,针对冷弯薄壁卷边槽钢檩条的有效截面进行探讨和对比分析。计算结果表明:GB 500182002计算有效截面模量相对保守,按Eurocode 3(EN 1993-1-3)计算相对合理。在满应力状况下,对于采用2 mm厚C180C250规格的冷弯薄壁卷边槽钢檩条,有效截面模量的折减系数分别可取为0.9(Q235钢材)和0.8(Q345钢材)。
2015, 45(2): 136-142.
doi: 10.13204/j.gyjz201502028
摘要:
为研究圆孔型蜂窝梁(包括圆孔型蜂窝钢梁和圆孔型腹板开孔钢梁)的强度、整体稳定性、局部稳定性和刚度等力学性能,对3根简支圆孔型蜂窝钢梁和3根钢-混凝土组合蜂窝梁进行试验研究和有限元方法模拟,对比分析不同成孔方法(腹板有无焊缝)、翼缘宽度、孔洞大小、梁墩宽度和组合作用等因素对圆孔型蜂窝梁的受力性能的影响,并得到蜂窝梁和组合蜂窝梁的加载点、支座孔洞周围及梁墩处的应力分布规律。试验和有限元分析结果表明:考虑焊缝对蜂窝梁的承载力和刚度影响程度一般在20%以内;加宽蜂窝梁翼缘,设置加劲肋和增加梁墩宽度,可以提高圆孔型蜂窝梁的承载能力;组合蜂窝梁的承载能力和初始刚度较非组合梁有明显提高。
为研究圆孔型蜂窝梁(包括圆孔型蜂窝钢梁和圆孔型腹板开孔钢梁)的强度、整体稳定性、局部稳定性和刚度等力学性能,对3根简支圆孔型蜂窝钢梁和3根钢-混凝土组合蜂窝梁进行试验研究和有限元方法模拟,对比分析不同成孔方法(腹板有无焊缝)、翼缘宽度、孔洞大小、梁墩宽度和组合作用等因素对圆孔型蜂窝梁的受力性能的影响,并得到蜂窝梁和组合蜂窝梁的加载点、支座孔洞周围及梁墩处的应力分布规律。试验和有限元分析结果表明:考虑焊缝对蜂窝梁的承载力和刚度影响程度一般在20%以内;加宽蜂窝梁翼缘,设置加劲肋和增加梁墩宽度,可以提高圆孔型蜂窝梁的承载能力;组合蜂窝梁的承载能力和初始刚度较非组合梁有明显提高。
2015, 45(2): 143-148.
doi: 10.13204/j.gyjz201502029
摘要:
结合大庆西客站高铁客站站房钢结构工程,针对其重载跨层桁架中的典型米字形节点,采用模型试验与数值计算相结合的方法,分析节点力学行为特征并提出相应的补强措施。按照1∶4缩尺比例进行节点试验模型设计,并专门设计反力装置实现模型杆端的铰接边界条件,通过低周往复加载试验明确该节点的薄弱环节和破坏模式。在此基础上,采用数值分析方法,考虑材料屈服及破裂失效,对模型试验进行验证分析。同时,考虑贴板、盖板、套筒三种补强方式对该节点承载能力、耗能能力的影响,并与无任何加强措施的原模型进行对比。分析结果表明,贴板补强方式对节点的耗能能力有一定的提高,且工艺性较好,可结合实际工程条件采用,为类似节点强化设计提供参考。
结合大庆西客站高铁客站站房钢结构工程,针对其重载跨层桁架中的典型米字形节点,采用模型试验与数值计算相结合的方法,分析节点力学行为特征并提出相应的补强措施。按照1∶4缩尺比例进行节点试验模型设计,并专门设计反力装置实现模型杆端的铰接边界条件,通过低周往复加载试验明确该节点的薄弱环节和破坏模式。在此基础上,采用数值分析方法,考虑材料屈服及破裂失效,对模型试验进行验证分析。同时,考虑贴板、盖板、套筒三种补强方式对该节点承载能力、耗能能力的影响,并与无任何加强措施的原模型进行对比。分析结果表明,贴板补强方式对节点的耗能能力有一定的提高,且工艺性较好,可结合实际工程条件采用,为类似节点强化设计提供参考。
2015, 45(2): 149-153.
doi: 10.13204/j.gyjz201502030
摘要:
利用ABAQUS有限元软件分析了腹板夹芯三明治板在低温环境下的受弯性能,并将温度与荷载耦合作用下的挠度值与理论值进行对比,最后比较了薄腹板温度传递作用和板厚度变化对腹板夹芯三明治板挠度的影响。结果表明:腹板夹芯三明治板在低温环境下,弹性阶段的总挠度随温度的降低呈线性增加,温度传递作用对板挠度的影响逐渐增大;考虑温度传递的挠度值比不考虑温度传递的挠度值小,理论挠度值介于两者之间,其差值与总挠度的比值随温度降低而增大,且渐趋于稳定;随着板厚度的增加,总挠度随温度的变化率逐渐减小,增加板的厚度可以有效减小挠度,而温度作用引起的挠度占总挠度的比例却增大。
利用ABAQUS有限元软件分析了腹板夹芯三明治板在低温环境下的受弯性能,并将温度与荷载耦合作用下的挠度值与理论值进行对比,最后比较了薄腹板温度传递作用和板厚度变化对腹板夹芯三明治板挠度的影响。结果表明:腹板夹芯三明治板在低温环境下,弹性阶段的总挠度随温度的降低呈线性增加,温度传递作用对板挠度的影响逐渐增大;考虑温度传递的挠度值比不考虑温度传递的挠度值小,理论挠度值介于两者之间,其差值与总挠度的比值随温度降低而增大,且渐趋于稳定;随着板厚度的增加,总挠度随温度的变化率逐渐减小,增加板的厚度可以有效减小挠度,而温度作用引起的挠度占总挠度的比例却增大。
2015, 45(2): 154-158.
doi: 10.13204/j.gyjz201502031
摘要:
天津图书馆主体结构采用组合钢框架-支撑体系与空间交叉桁架相结合的结构体系。主体钢结构施工过程中结构体系转换频繁,关键节点在施工过程中存在较大的应力水平,因此有必要对关键节点进行施工全过程的应力监测。应力监测过程采用三种测试手段:电阻应变片静态应变测试仪、电阻应变片动态应变测试仪和钢弦式应变传感器。由监测结果可知三种手段监测的应力曲线变化趋势一致。通过相互对照监测结果,可以及时发现问题,保证监测结果的准确性和有效性,以及现场施工的顺利进行。
天津图书馆主体结构采用组合钢框架-支撑体系与空间交叉桁架相结合的结构体系。主体钢结构施工过程中结构体系转换频繁,关键节点在施工过程中存在较大的应力水平,因此有必要对关键节点进行施工全过程的应力监测。应力监测过程采用三种测试手段:电阻应变片静态应变测试仪、电阻应变片动态应变测试仪和钢弦式应变传感器。由监测结果可知三种手段监测的应力曲线变化趋势一致。通过相互对照监测结果,可以及时发现问题,保证监测结果的准确性和有效性,以及现场施工的顺利进行。
2015, 45(2): 159-164.
doi: 10.13204/j.gyjz201502032
摘要:
钢结构负载下焊接加固技术已在大量加固工程中普遍运用,然而国外现行技术标准中均无具体规定或只有一般性提示,仅中国的CECS 77∶96《钢结构加固技术规范》和YB 925796《钢结构检测评定及加固技术规程》积累了若干设计条文。为此,对国内标准中解决负载下焊接加固问题的条文框架进行梳理,并针对轴压钢柱和压弯钢柱设计方法进行计算算例分析,提出加固联合系数对两规范的不合理情况进行统一界定,通过对比找出差异和不足,为后续的研究和标准制定提供参考。
钢结构负载下焊接加固技术已在大量加固工程中普遍运用,然而国外现行技术标准中均无具体规定或只有一般性提示,仅中国的CECS 77∶96《钢结构加固技术规范》和YB 925796《钢结构检测评定及加固技术规程》积累了若干设计条文。为此,对国内标准中解决负载下焊接加固问题的条文框架进行梳理,并针对轴压钢柱和压弯钢柱设计方法进行计算算例分析,提出加固联合系数对两规范的不合理情况进行统一界定,通过对比找出差异和不足,为后续的研究和标准制定提供参考。
2015, 45(2): 165-169.
doi: 10.13204/j.gyjz201502033
摘要:
将1层钢框架增设于原6层钢筋混凝土框架之上,并在形成的整体框架中布设支撑。讨论防屈曲耗能支撑的设计方法,利用有限元分析软件计算在多遇地震和罕遇地震作用下的整体结构性能并进行比较分析。分析结果显示:采用支撑后,可以改善整体框架的工作状态,改善框架的扭转情况,有效控制框架的层间位移。
将1层钢框架增设于原6层钢筋混凝土框架之上,并在形成的整体框架中布设支撑。讨论防屈曲耗能支撑的设计方法,利用有限元分析软件计算在多遇地震和罕遇地震作用下的整体结构性能并进行比较分析。分析结果显示:采用支撑后,可以改善整体框架的工作状态,改善框架的扭转情况,有效控制框架的层间位移。
2015, 45(2): 170-173.
doi: 10.13204/j.gyjz201502034
摘要:
产业集聚区是指经济技术开发区、物流园区、高新技术产业区等一系列园区或开发区的总称。结合城市地理学、城市经济学的相关理论,运用城市规划与产业发展规划等多种方法,论证开封市精细化工产业集聚区选址的合理性,并对该产业集聚区的定位、产业选择、空间组织、保障措施进行规划与研究,为相关产业集聚区的发展提供参考。
产业集聚区是指经济技术开发区、物流园区、高新技术产业区等一系列园区或开发区的总称。结合城市地理学、城市经济学的相关理论,运用城市规划与产业发展规划等多种方法,论证开封市精细化工产业集聚区选址的合理性,并对该产业集聚区的定位、产业选择、空间组织、保障措施进行规划与研究,为相关产业集聚区的发展提供参考。
2015, 45(2): 174-177.
doi: 10.13204/j.gyjz201502035
摘要:
工业生产车间一直以来多以标准化模板进行设计建造,不及他类建筑易于表达自身个性。以四川郎酒集团古蔺厂区生产车间建筑设计实践为例,浅析工业建筑在构思过程中,考虑地理环境、历史文化、人文特征、生产工艺等多方面因素,并融入现代化生产车间的设计方法,探讨在模数化建造体系下,工业建筑进行模数化设计的同时,呈现地域化特点的设计思维。
工业生产车间一直以来多以标准化模板进行设计建造,不及他类建筑易于表达自身个性。以四川郎酒集团古蔺厂区生产车间建筑设计实践为例,浅析工业建筑在构思过程中,考虑地理环境、历史文化、人文特征、生产工艺等多方面因素,并融入现代化生产车间的设计方法,探讨在模数化建造体系下,工业建筑进行模数化设计的同时,呈现地域化特点的设计思维。
2015, 45(2): 178-183.
doi: 10.13204/j.gyjz201502036
摘要:
BIM(Building Information Modeling)信息集成应用链中针对结构模型的力学计算和分析一直是孤立的环节。通过研究BIM模型数据定义层次,对结构BIM模型的组成和特征进行分析,比较采用结构BIM模型在结构分析和施工图设计阶段所带来的优势,并对IFC(Industry Foundation Classes)最新版本IFC4所定义的结构分析模型包含信息进行剖析。从结构分析模型的数据转换角度对转换方法进行研究,提出一种BIM和各类结构分析软件之间模型数据转换的间接方法,并开发了相应的数据转换接口。通过4个工程实例,对BIM与4种常用的结构分析软件之间的模型数据转换进行应用。结果表明,所开发的数据转换接口能对不同的结构类型进行数据转换,具有较好的转换效果,可以为研究BIM在结构分析阶段数据信息的集成和共享提供技术参考。
BIM(Building Information Modeling)信息集成应用链中针对结构模型的力学计算和分析一直是孤立的环节。通过研究BIM模型数据定义层次,对结构BIM模型的组成和特征进行分析,比较采用结构BIM模型在结构分析和施工图设计阶段所带来的优势,并对IFC(Industry Foundation Classes)最新版本IFC4所定义的结构分析模型包含信息进行剖析。从结构分析模型的数据转换角度对转换方法进行研究,提出一种BIM和各类结构分析软件之间模型数据转换的间接方法,并开发了相应的数据转换接口。通过4个工程实例,对BIM与4种常用的结构分析软件之间的模型数据转换进行应用。结果表明,所开发的数据转换接口能对不同的结构类型进行数据转换,具有较好的转换效果,可以为研究BIM在结构分析阶段数据信息的集成和共享提供技术参考。
2015, 45(2): 184-185.
doi: 10.13204/j.gyjz201502037
摘要:
中国建筑乱象由来已久,虽然批评之声不断,但是奇怪建筑照建。近来,社会上再次掀起了对奇奇怪怪建筑讨论的热潮。通过分析奇怪建筑的特征,阐述了产生奇怪建筑的原因及其社会危害,希望通过讨论促进我国建筑行业科学和健康的发展。
中国建筑乱象由来已久,虽然批评之声不断,但是奇怪建筑照建。近来,社会上再次掀起了对奇奇怪怪建筑讨论的热潮。通过分析奇怪建筑的特征,阐述了产生奇怪建筑的原因及其社会危害,希望通过讨论促进我国建筑行业科学和健康的发展。
