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2015年 第45卷 第3期
2015, 45(3): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjz201503001
摘要:
通过对7根预应力钢带约束方形混凝土柱和1根对比柱的轴压试验,分析钢带间距和钢带层数变化对预应力钢带约束方形混凝土柱破坏形态、承载力、延性、钢带应变等影响。试验结果表明,随钢带间距减小或钢带层数增加,柱承载力提高率越大,变形能力越强;随钢带间距减小,钢带峰值应变越高,钢带约束作用越强。结合试验结果,进一步分析钢带约束下混凝土柱的力学性能和工作机理,建立预应力钢带约束混凝土轴心抗压强度模型。根据试验数据测得的钢带有效拉应变,拟合出钢带约束下混凝土短柱轴心抗压强度计算式。
通过对7根预应力钢带约束方形混凝土柱和1根对比柱的轴压试验,分析钢带间距和钢带层数变化对预应力钢带约束方形混凝土柱破坏形态、承载力、延性、钢带应变等影响。试验结果表明,随钢带间距减小或钢带层数增加,柱承载力提高率越大,变形能力越强;随钢带间距减小,钢带峰值应变越高,钢带约束作用越强。结合试验结果,进一步分析钢带约束下混凝土柱的力学性能和工作机理,建立预应力钢带约束混凝土轴心抗压强度模型。根据试验数据测得的钢带有效拉应变,拟合出钢带约束下混凝土短柱轴心抗压强度计算式。
2015, 45(3): 6-10.
doi: 10.13204/j.gyjz201503002
摘要:
为研究预应力钢带加固钢筋混凝土短柱的抗震性能,对6个预应力钢带加固钢筋混凝土短柱试件和3个对比试件进行低周反复荷载试验。结合试验研究结果,分析预应力钢带加固柱的破坏形态、滞回曲线、位移延性系数、骨架曲线、耗能性能和刚度退化;研究轴压比、剪跨比、钢带间距对加固试件抗震性能的影响。试验结果表明,采用预应力钢带加固钢筋混凝土短柱可以明显改善其延性、变形能力和耗能性能,并且能显著提高短柱的抗剪承载力,抗震性能得到显著提高和改善。
为研究预应力钢带加固钢筋混凝土短柱的抗震性能,对6个预应力钢带加固钢筋混凝土短柱试件和3个对比试件进行低周反复荷载试验。结合试验研究结果,分析预应力钢带加固柱的破坏形态、滞回曲线、位移延性系数、骨架曲线、耗能性能和刚度退化;研究轴压比、剪跨比、钢带间距对加固试件抗震性能的影响。试验结果表明,采用预应力钢带加固钢筋混凝土短柱可以明显改善其延性、变形能力和耗能性能,并且能显著提高短柱的抗剪承载力,抗震性能得到显著提高和改善。
2015, 45(3): 11-15.
doi: 10.13204/j.gyjz201503003
摘要:
预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱是充分利用钢管混凝土叠合柱和预应力钢带约束柱的优点所开发出来的具有良好抗震性能的新型组合柱,为探究钢管约束内部混凝土和预应力钢带约束外部混凝土对柱抗震性能的改善规律,开展4个预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱试件和2个未采用预应力钢带约束的普通钢管混凝土叠合柱试件的拟静力试验,研究预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱在低周反复荷载作用下的破坏机理、破坏形态、滞回性能、位移延性、骨架曲线、耗能性能、刚度退化以及钢带应变变化等受力性能,分析了钢带间距、箍筋布置对预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱具有良好的延性、变形能力和耗能性能,相对普通钢筋混凝土柱和普通钢管混凝土叠合柱具有更加良好的抗震性能。
预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱是充分利用钢管混凝土叠合柱和预应力钢带约束柱的优点所开发出来的具有良好抗震性能的新型组合柱,为探究钢管约束内部混凝土和预应力钢带约束外部混凝土对柱抗震性能的改善规律,开展4个预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱试件和2个未采用预应力钢带约束的普通钢管混凝土叠合柱试件的拟静力试验,研究预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱在低周反复荷载作用下的破坏机理、破坏形态、滞回性能、位移延性、骨架曲线、耗能性能、刚度退化以及钢带应变变化等受力性能,分析了钢带间距、箍筋布置对预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱抗震性能的影响规律。研究结果表明:预应力钢带约束钢管混凝土叠合柱具有良好的延性、变形能力和耗能性能,相对普通钢筋混凝土柱和普通钢管混凝土叠合柱具有更加良好的抗震性能。
2015, 45(3): 16-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201503004
摘要:
预应力钢带加固技术为一种新型加固技术,用于钢筋混凝土梁抗剪加固时能有效约束混凝土,改善梁抗剪破坏形态,提高钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载能力。预应力钢带加固通过1根普通钢筋混凝土梁和4根预应力钢带加固的钢筋混凝土的对比试验,初步研究了预应力钢带的加固间距﹑加固层数及倒角处理对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响。试验结果表明,利用预应力钢带进行加固,可以显著提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力,改善钢筋混凝土梁的变形性能,且加固间距越小,梁的抗剪承载力提高程度越明显。
预应力钢带加固技术为一种新型加固技术,用于钢筋混凝土梁抗剪加固时能有效约束混凝土,改善梁抗剪破坏形态,提高钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载能力。预应力钢带加固通过1根普通钢筋混凝土梁和4根预应力钢带加固的钢筋混凝土的对比试验,初步研究了预应力钢带的加固间距﹑加固层数及倒角处理对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响。试验结果表明,利用预应力钢带进行加固,可以显著提高钢筋混凝土梁的抗剪承载力,改善钢筋混凝土梁的变形性能,且加固间距越小,梁的抗剪承载力提高程度越明显。
2015, 45(3): 19-21.
doi: 10.13204/j.gyjz201503005
摘要:
预应力钢带加固钢筋混凝土梁能有效提高梁斜裂缝开裂荷载和斜截面抗剪承载能力。根据试验研究结果,首先分析预应力钢带加固混凝土梁斜截面破坏机理,并考虑预应力度、钢带应变不均匀系数对梁抗剪承载力的影响,并利用桁架模型推导了预应力钢带加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力设计算式和实用计算式,同时进一步对预应力钢带加固钢筋混凝土梁应力状态进行计算分析,提出预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载的计算公式。经与试验结果进行对比分析,所提出斜截面承载能力和开裂荷载的两套算式的计算结果均与试验结果吻合较好。
预应力钢带加固钢筋混凝土梁能有效提高梁斜裂缝开裂荷载和斜截面抗剪承载能力。根据试验研究结果,首先分析预应力钢带加固混凝土梁斜截面破坏机理,并考虑预应力度、钢带应变不均匀系数对梁抗剪承载力的影响,并利用桁架模型推导了预应力钢带加固钢筋混凝土梁的抗剪承载力设计算式和实用计算式,同时进一步对预应力钢带加固钢筋混凝土梁应力状态进行计算分析,提出预应力钢带加固混凝土梁斜截面开裂荷载的计算公式。经与试验结果进行对比分析,所提出斜截面承载能力和开裂荷载的两套算式的计算结果均与试验结果吻合较好。
2015, 45(3): 22-28.
doi: 10.13204/j.gyjz201503006
摘要:
为研究预应力钢带加固受火后钢筋混凝土T型梁的抗剪性能,共完成了11根火灾后加固混凝土T型梁试件和1根未受火对比梁试件的试验研究,其中火灾试验在火灾试验炉中按ISO 834标准升温曲线进行。通过试验研究,着重考察预应力钢带间距、预应力钢带层数、火灾试验受火时间等关键参数对火灾后加固混凝土梁受剪破坏形态和受剪承载能力的影响规律。试验研究结果表明:不同加固度的火灾后加固试件抗剪承载能力比未受火未加固试件抗剪承载能力提高20%~50%,有效提高了火灾后混凝土梁抗剪承载能力,同时预应力钢带加固还能有效改善试件剪切破坏开裂性能和变形性能,有效提高加固试件的延性性能。
为研究预应力钢带加固受火后钢筋混凝土T型梁的抗剪性能,共完成了11根火灾后加固混凝土T型梁试件和1根未受火对比梁试件的试验研究,其中火灾试验在火灾试验炉中按ISO 834标准升温曲线进行。通过试验研究,着重考察预应力钢带间距、预应力钢带层数、火灾试验受火时间等关键参数对火灾后加固混凝土梁受剪破坏形态和受剪承载能力的影响规律。试验研究结果表明:不同加固度的火灾后加固试件抗剪承载能力比未受火未加固试件抗剪承载能力提高20%~50%,有效提高了火灾后混凝土梁抗剪承载能力,同时预应力钢带加固还能有效改善试件剪切破坏开裂性能和变形性能,有效提高加固试件的延性性能。
2015, 45(3): 29-34.
doi: 10.13204/j.gyjz201503007
摘要:
对23个预应力钢带加固的钢筋混凝土圆柱进行了轴压性能试验研究,试验着重研究不同混凝土强度等级下钢带层数、钢带间距两个主要因素对加固混凝土圆柱的破坏形态、变形特性、承载能力、裂缝和变形发展的影响。通过对预应力钢带约束混凝土受力机理的理论分析,建立预应力钢带约束混凝土圆柱抗压强度统一计算模型,所建算式的计算结果与试验结果吻合较好。研究成果在西安某办公楼的改造工程中进行了应用,得到了很好的加固效果。
对23个预应力钢带加固的钢筋混凝土圆柱进行了轴压性能试验研究,试验着重研究不同混凝土强度等级下钢带层数、钢带间距两个主要因素对加固混凝土圆柱的破坏形态、变形特性、承载能力、裂缝和变形发展的影响。通过对预应力钢带约束混凝土受力机理的理论分析,建立预应力钢带约束混凝土圆柱抗压强度统一计算模型,所建算式的计算结果与试验结果吻合较好。研究成果在西安某办公楼的改造工程中进行了应用,得到了很好的加固效果。
2015, 45(3): 35-39.
doi: 10.13204/j.gyjz201503008
摘要:
介绍某框架结构办公楼装修改造的加固设计。按照装修改造后结构计算分析,主要存在梁、柱、基础及节点承载力不足和构造措施偏弱等问题,对相应的部位进行加固设计,主要采用了预应力钢带、粘钢和增大截面加固方法,设计加固方案在工程改造中获得了较好效果。
介绍某框架结构办公楼装修改造的加固设计。按照装修改造后结构计算分析,主要存在梁、柱、基础及节点承载力不足和构造措施偏弱等问题,对相应的部位进行加固设计,主要采用了预应力钢带、粘钢和增大截面加固方法,设计加固方案在工程改造中获得了较好效果。
2015, 45(3): 40-43.
doi: 10.13204/j.gyjz201503009
摘要:
兴平某工业厂房使用年限已久,其结构形式为单层钢筋混凝土排架结构。经检测鉴定,多处混凝土柱,屋面板钢筋外漏,且外漏钢筋锈蚀严重,屋架与天窗竖向连接柱存在竖向裂缝,屋架与排架柱端连接处漏筋、锈蚀现象严重,并且厂房需更换吨位更大的吊车。考虑到厂房的安全性,提出相应的加固设计方案,钢筋混凝土吊车梁利用外包型钢进行加固,并利用预应力钢带对柱进行了加固,以满足结构承载的要求。
兴平某工业厂房使用年限已久,其结构形式为单层钢筋混凝土排架结构。经检测鉴定,多处混凝土柱,屋面板钢筋外漏,且外漏钢筋锈蚀严重,屋架与天窗竖向连接柱存在竖向裂缝,屋架与排架柱端连接处漏筋、锈蚀现象严重,并且厂房需更换吨位更大的吊车。考虑到厂房的安全性,提出相应的加固设计方案,钢筋混凝土吊车梁利用外包型钢进行加固,并利用预应力钢带对柱进行了加固,以满足结构承载的要求。
2015, 45(3): 44-47.
doi: 10.13204/j.gyjz201503010
摘要:
某工程因需要加层后,共计31个框架柱轴压比均超过现行建设标准规定的限值。在约束混凝土理论研究的基础上,推导了预应力钢带打包加固钢筋混凝土柱后轴压比计算式,并通过计算,使原超限框架柱加固后轴压比均满足GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》的要求。
某工程因需要加层后,共计31个框架柱轴压比均超过现行建设标准规定的限值。在约束混凝土理论研究的基础上,推导了预应力钢带打包加固钢筋混凝土柱后轴压比计算式,并通过计算,使原超限框架柱加固后轴压比均满足GB 50010—2012《混凝土结构设计规范》的要求。
2015, 45(3): 48-53.
doi: 10.13204/j.gyjz201503011
摘要:
伪满时期在东北地区出现的"日系住宅",是一种以"和室"建筑文化为特征,裹挟在当时的折衷、集仿建筑思潮之中的,具有现代主义建筑风格的低、多层城市住宅。通过对长春市中小套型"日系住宅"现存实例的研究分析,指出其在价值取向、建筑形态和技术措施等方面最具特色。
伪满时期在东北地区出现的"日系住宅",是一种以"和室"建筑文化为特征,裹挟在当时的折衷、集仿建筑思潮之中的,具有现代主义建筑风格的低、多层城市住宅。通过对长春市中小套型"日系住宅"现存实例的研究分析,指出其在价值取向、建筑形态和技术措施等方面最具特色。
2015, 45(3): 54-58.
doi: 10.13204/j.gyjz201503012
摘要:
城市建设发展,大量废旧工业建筑亟待改造利用。根据技术美学理论的分析,当代旧工业建筑改造设计利用特征表现为:新旧共生的时代性特征、可持续发展的生态性特征以及多元丰富的文化性特征。围绕以上三个特征结合具体设计案例展开研究,为相关改造项目提供设计参考,以使其符合当代建筑美学精神,与当代技术美学理论的发展方向一致。
城市建设发展,大量废旧工业建筑亟待改造利用。根据技术美学理论的分析,当代旧工业建筑改造设计利用特征表现为:新旧共生的时代性特征、可持续发展的生态性特征以及多元丰富的文化性特征。围绕以上三个特征结合具体设计案例展开研究,为相关改造项目提供设计参考,以使其符合当代建筑美学精神,与当代技术美学理论的发展方向一致。
2015, 45(3): 59-61.
doi: 10.13204/j.gyjz201503013
摘要:
以后工业时代背景下工业建筑改造设计为研究目的,采用逻辑与归纳相结合的方法,查摆问题分析矛盾,研究从个别到一般,从具体到抽象,探讨工业建筑在后工业时代发生转变的物质动因及精神动因,归纳出后工业时代结构更新化、信息多义性、审美多样性、技术超前性的时代特点,以及这些特点对工业建筑改造中角色转换、功能重构、审美嬗变及技术指向的影响,为工业建筑在后工业时代的改造设计指明方向。
以后工业时代背景下工业建筑改造设计为研究目的,采用逻辑与归纳相结合的方法,查摆问题分析矛盾,研究从个别到一般,从具体到抽象,探讨工业建筑在后工业时代发生转变的物质动因及精神动因,归纳出后工业时代结构更新化、信息多义性、审美多样性、技术超前性的时代特点,以及这些特点对工业建筑改造中角色转换、功能重构、审美嬗变及技术指向的影响,为工业建筑在后工业时代的改造设计指明方向。
2015, 45(3): 66-69.
doi: 10.13204/j.gyjz201503015
摘要:
现有具有代表性的黏结滑移曲线可以分为两大类,一类为单一曲线表达式,另一类为多段表达式。不同的单一表达式黏结滑移曲线变化较大,峰值黏结应力和峰值滑移量均有较大差别;多段表达式明确地表达了上升段、峰值滑移段和残余变形段,不同表达式的峰值应力也有所不同。在比较分析的基础上,提出修正黏结滑移曲线,并采用有限元软件对其进行验证,模拟曲线与参考文献试验曲线符合较好,表明模型和数值模拟的可靠性。
现有具有代表性的黏结滑移曲线可以分为两大类,一类为单一曲线表达式,另一类为多段表达式。不同的单一表达式黏结滑移曲线变化较大,峰值黏结应力和峰值滑移量均有较大差别;多段表达式明确地表达了上升段、峰值滑移段和残余变形段,不同表达式的峰值应力也有所不同。在比较分析的基础上,提出修正黏结滑移曲线,并采用有限元软件对其进行验证,模拟曲线与参考文献试验曲线符合较好,表明模型和数值模拟的可靠性。
2015, 45(3): 70-75.
doi: 10.13204/j.gyjz201503016
摘要:
为了研究控制平-扭耦联效应黏弹性阻尼器最优位置问题,推导不同偏心形式单层偏心结构,采用不同方式布置黏弹性阻尼器减震结构考虑平-扭耦联效应的振动方程,建立基于结构平动与扭转位移响应相关性的目标函数。利用随机振动理论中的李雅普诺夫方程和最优控制理论,建立并求解偏心结构平面几何中心位移响应协方差矩阵,通过求得目标函数最小值找到阻尼器的最优偏心位置。在此基础上编制相应程序对典型算例进行数值计算,分析不同偏心形式下,地震荷载输入条件、等效阻尼比、静力偏心率、扭平频率比、结构周期、结构尺寸效应对考虑平-扭耦联效应时黏弹性阻尼器最优位置的影响规律。
为了研究控制平-扭耦联效应黏弹性阻尼器最优位置问题,推导不同偏心形式单层偏心结构,采用不同方式布置黏弹性阻尼器减震结构考虑平-扭耦联效应的振动方程,建立基于结构平动与扭转位移响应相关性的目标函数。利用随机振动理论中的李雅普诺夫方程和最优控制理论,建立并求解偏心结构平面几何中心位移响应协方差矩阵,通过求得目标函数最小值找到阻尼器的最优偏心位置。在此基础上编制相应程序对典型算例进行数值计算,分析不同偏心形式下,地震荷载输入条件、等效阻尼比、静力偏心率、扭平频率比、结构周期、结构尺寸效应对考虑平-扭耦联效应时黏弹性阻尼器最优位置的影响规律。
2015, 45(3): 76-82.
doi: 10.13204/j.gyjz201503017
摘要:
在荷载作用下的单层铰接排架,可通过排架分析求得柱顶剪力。另外,柱顶原来作用有由屋盖重量等引起的压力及弯矩,柱的侧面还可能作用有均匀分布的水平风荷载以及吊车横向水平刹车力等,柱上作用力均为已知。在这些荷载作用下,柱子会发生侧移,又因为柱顶有压力,从而产生二阶效应,在计算中应予以考虑。根据排架柱柱顶及侧面的作用力,考虑柱的重力二阶效应,求取柱顶侧移、柱底弯矩以及柱高范围内截面的最大弯矩。通过对等截面排架柱重力二阶效应的理论分析,得出计算公式。对于单阶变截面排架柱,则将其分为上、下段,根据上、下段联接处的变形协调条件,利用这些公式也可进行重力二阶效应的计算。通过几个排架柱的例题计算表明,提出的计算方法切实可行、简易方便、结果可靠。
在荷载作用下的单层铰接排架,可通过排架分析求得柱顶剪力。另外,柱顶原来作用有由屋盖重量等引起的压力及弯矩,柱的侧面还可能作用有均匀分布的水平风荷载以及吊车横向水平刹车力等,柱上作用力均为已知。在这些荷载作用下,柱子会发生侧移,又因为柱顶有压力,从而产生二阶效应,在计算中应予以考虑。根据排架柱柱顶及侧面的作用力,考虑柱的重力二阶效应,求取柱顶侧移、柱底弯矩以及柱高范围内截面的最大弯矩。通过对等截面排架柱重力二阶效应的理论分析,得出计算公式。对于单阶变截面排架柱,则将其分为上、下段,根据上、下段联接处的变形协调条件,利用这些公式也可进行重力二阶效应的计算。通过几个排架柱的例题计算表明,提出的计算方法切实可行、简易方便、结果可靠。
2015, 45(3): 83-88.
doi: 10.13204/j.gyjz201503018
摘要:
沿海地区的钢筋混凝土结构会同时受到使用荷载和氯离子侵蚀作用。通过实验室模拟沿海地区混凝土结构的工作状态,试验研究在海水干湿交替作用下承受不同比例持续偏心荷载钢筋引气混凝土柱的表面剥蚀、裂缝发展以及滞回性能,使用显微镜观测裂缝处混凝土并测定氯离子含量;分析海水干湿交替作用与持续荷载比例对柱承载力、刚度、延性的影响。结果表明,经过100次海水干湿交替作用后,钢筋混凝土柱的滞回曲线随着持续荷载比例的增加变得不对称;持载比例越大,正向加载时,柱子的屈服荷载、极限荷载、刚度和延性越小,反向加载时屈服荷载与极限荷载变化不大,刚度与延性均呈现先增大后降低的趋势。
沿海地区的钢筋混凝土结构会同时受到使用荷载和氯离子侵蚀作用。通过实验室模拟沿海地区混凝土结构的工作状态,试验研究在海水干湿交替作用下承受不同比例持续偏心荷载钢筋引气混凝土柱的表面剥蚀、裂缝发展以及滞回性能,使用显微镜观测裂缝处混凝土并测定氯离子含量;分析海水干湿交替作用与持续荷载比例对柱承载力、刚度、延性的影响。结果表明,经过100次海水干湿交替作用后,钢筋混凝土柱的滞回曲线随着持续荷载比例的增加变得不对称;持载比例越大,正向加载时,柱子的屈服荷载、极限荷载、刚度和延性越小,反向加载时屈服荷载与极限荷载变化不大,刚度与延性均呈现先增大后降低的趋势。
2015, 45(3): 89-94.
doi: 10.13204/j.gyjz201503019
摘要:
由于橡胶隔震支座用于高柔结构时面临倾覆和不抗拉扭的问题,针对这个不利因素,提出了一种直线导轨-橡胶支座隔震装置。通过工程实例建立地震作用下的多自由度高柔结构与隔震装置的理论模型,并以此得到模型的动力方程,同时利用SAP 2000建立平面模型来验证理论模型。为了进一步验证直线导轨隔震系统的隔震效果,使用ABAQUS建立三维模型,与平面模型进行对比。理论和数值分析结果表明,隔震装置能够有效地降低结构的地震反应达70%~90%,同时克服橡胶支座用于高柔结构后易倾覆、不抗拉扭的缺点。该系统为高柔结构以后的隔震设计提供了设计参考。
由于橡胶隔震支座用于高柔结构时面临倾覆和不抗拉扭的问题,针对这个不利因素,提出了一种直线导轨-橡胶支座隔震装置。通过工程实例建立地震作用下的多自由度高柔结构与隔震装置的理论模型,并以此得到模型的动力方程,同时利用SAP 2000建立平面模型来验证理论模型。为了进一步验证直线导轨隔震系统的隔震效果,使用ABAQUS建立三维模型,与平面模型进行对比。理论和数值分析结果表明,隔震装置能够有效地降低结构的地震反应达70%~90%,同时克服橡胶支座用于高柔结构后易倾覆、不抗拉扭的缺点。该系统为高柔结构以后的隔震设计提供了设计参考。
2015, 45(3): 95-99.
doi: 10.13204/j.gyjz201503020
摘要:
对4种不同配筋率和配箍形式的大尺寸钢筋混凝土桥墩进行低周反复试验。结果显示:不同损伤阶段对滞回曲线、耗能能力以及承载力的影响不同。混凝土保护层剥落、纵向钢筋的压屈可以作为各桥墩承载力下降和耗能能力下降的特征现象。对比构件的保护层混凝土剥落范围以及塑性曲率分布范围,提出等效塑性铰长度的建议式。
对4种不同配筋率和配箍形式的大尺寸钢筋混凝土桥墩进行低周反复试验。结果显示:不同损伤阶段对滞回曲线、耗能能力以及承载力的影响不同。混凝土保护层剥落、纵向钢筋的压屈可以作为各桥墩承载力下降和耗能能力下降的特征现象。对比构件的保护层混凝土剥落范围以及塑性曲率分布范围,提出等效塑性铰长度的建议式。
2015, 45(3): 100-104.
doi: 10.13204/j.gyjz201503021
摘要:
为了研究腐蚀环境对钢筋混凝土桥墩抗震性能影响,试验制作8根相同几何尺寸和材料配比的钢筋混凝土墩柱模型。通过对试件进行实验室恒定电流加速腐蚀,得到不同腐蚀程度的墩柱,并在恒定轴压比下进行低周反复荷载试验。分别从极限承载力、延性、耗能能力等方面评估墩柱抗震性能。对试验得到的滞回曲线和相应的骨架曲线进行分析,得到钢筋混凝土墩柱的抗震性能随腐蚀率的变化规律。结果显示:在腐蚀率较小情况下,随着腐蚀率的增大,墩柱的延性、承载力、耗能均呈不同程度的下降趋势。
为了研究腐蚀环境对钢筋混凝土桥墩抗震性能影响,试验制作8根相同几何尺寸和材料配比的钢筋混凝土墩柱模型。通过对试件进行实验室恒定电流加速腐蚀,得到不同腐蚀程度的墩柱,并在恒定轴压比下进行低周反复荷载试验。分别从极限承载力、延性、耗能能力等方面评估墩柱抗震性能。对试验得到的滞回曲线和相应的骨架曲线进行分析,得到钢筋混凝土墩柱的抗震性能随腐蚀率的变化规律。结果显示:在腐蚀率较小情况下,随着腐蚀率的增大,墩柱的延性、承载力、耗能均呈不同程度的下降趋势。
2015, 45(3): 105-108.
doi: 10.13204/j.gyjz201503022
摘要:
对原状西安黄土进行三轴流变试验,系统分析黄土在不同含水率和不同压应力状态下的流变特性。考虑到天然黄土不等向固结历史的影响,试验土样在进行三轴流变试验前均先进行K0固结至原位应力状态。研究表明:对于K0固结黄土,加载初期黄土具有一瞬时变形,当应力值固定时,流变变形后期衰减趋于稳定。在较高的应力作用下,加载初期出现加速流变现象;不同含水率下,流变曲线变形趋势相似,变形幅度与含水率正相关;在不同应力与含水率下,黄土流变均呈现出两阶段变形。基于此,建立了三轴条件下不同含水率的黄土非线性流变本构模型。
对原状西安黄土进行三轴流变试验,系统分析黄土在不同含水率和不同压应力状态下的流变特性。考虑到天然黄土不等向固结历史的影响,试验土样在进行三轴流变试验前均先进行K0固结至原位应力状态。研究表明:对于K0固结黄土,加载初期黄土具有一瞬时变形,当应力值固定时,流变变形后期衰减趋于稳定。在较高的应力作用下,加载初期出现加速流变现象;不同含水率下,流变曲线变形趋势相似,变形幅度与含水率正相关;在不同应力与含水率下,黄土流变均呈现出两阶段变形。基于此,建立了三轴条件下不同含水率的黄土非线性流变本构模型。
2015, 45(3): 109-114.
doi: 10.13204/j.gyjz201503023
摘要:
以洞庭湖区沉积软土为对象进行循环振动三轴试验,研究不同动应力幅值、振动频率和围压下湖相软土的动力特性。结果表明:湖相软土轴向累积应变多呈稳定型增长,动应力幅值越大,累积应变越大,振动频率或围压越大,累积应变越小;动孔隙水压力随动应力幅值的增大而增大,受振动频率的影响较小,同时随围压的变化规律不统一,有待进一步研究;动应力幅值或振动频率越大,动弹性模量越小,围压越大,动弹性模量越大,且动弹性模量随振动次数的增加存在衰减现象,衰减规律亦受动应力幅值、振动频率和围压的影响。道路运营初期是软基沉降控制的关键阶段,为减小软基沉降,应特别重视对浅层软土的处理,并严格控制车载质量和车速。
以洞庭湖区沉积软土为对象进行循环振动三轴试验,研究不同动应力幅值、振动频率和围压下湖相软土的动力特性。结果表明:湖相软土轴向累积应变多呈稳定型增长,动应力幅值越大,累积应变越大,振动频率或围压越大,累积应变越小;动孔隙水压力随动应力幅值的增大而增大,受振动频率的影响较小,同时随围压的变化规律不统一,有待进一步研究;动应力幅值或振动频率越大,动弹性模量越小,围压越大,动弹性模量越大,且动弹性模量随振动次数的增加存在衰减现象,衰减规律亦受动应力幅值、振动频率和围压的影响。道路运营初期是软基沉降控制的关键阶段,为减小软基沉降,应特别重视对浅层软土的处理,并严格控制车载质量和车速。
2015, 45(3): 115-119.
doi: 10.13204/j.gyjz201503024
摘要:
为改良上海黏土强度低,易发生破坏的特性,将分散的棕榈片以不同质量加筋率、长宽比等加入上海黏土中进行抗压强度试验和巴西劈裂试验,来探究加筋条件对棕榈加筋土抗压强度和抗拉强度的影响。试验结果表明:与素土相比,棕榈加筋土可提高上海黏土的抗压强度和抗拉强度。抗压强度和抗拉强度最适宜的加筋率为1.00%,最佳棕榈长度为4 mm,最优长宽比为1∶3。相对于素土,加筋对抗拉强度的提高幅度高于抗压强度。同时对棕榈加筋土强度提高的机理进行分析。
为改良上海黏土强度低,易发生破坏的特性,将分散的棕榈片以不同质量加筋率、长宽比等加入上海黏土中进行抗压强度试验和巴西劈裂试验,来探究加筋条件对棕榈加筋土抗压强度和抗拉强度的影响。试验结果表明:与素土相比,棕榈加筋土可提高上海黏土的抗压强度和抗拉强度。抗压强度和抗拉强度最适宜的加筋率为1.00%,最佳棕榈长度为4 mm,最优长宽比为1∶3。相对于素土,加筋对抗拉强度的提高幅度高于抗压强度。同时对棕榈加筋土强度提高的机理进行分析。
2015, 45(3): 120-125.
doi: 10.13204/j.gyjz201503025
摘要:
为了得到能够满足工程要求的C80、C100高强混凝土收缩与徐变预测计算模型,分别对C80、C100高强混凝土进行标准条件下150 d徐变和28 d的收缩试验,然后分别采取CEB-FIP(1990)模型、B3模型、GL 2000模型计算收缩和徐变值。通过相对误差分析发现,只有B3模型相对较好,据此进行了模型修正。结果表明,高强混凝土徐变系数随龄期增长而变大,但后期的变化率逐渐减小并趋于平缓(120 d后);而收缩变形则主要发生在早期(3 d内),最高可达28 d收缩量的79%,14 d后就发展较慢,但较普通高强混凝土(未掺矿物掺和料)低些;B3修正模型的相对误差绝对值基本在10%左右,因此可以满足工程要求。
为了得到能够满足工程要求的C80、C100高强混凝土收缩与徐变预测计算模型,分别对C80、C100高强混凝土进行标准条件下150 d徐变和28 d的收缩试验,然后分别采取CEB-FIP(1990)模型、B3模型、GL 2000模型计算收缩和徐变值。通过相对误差分析发现,只有B3模型相对较好,据此进行了模型修正。结果表明,高强混凝土徐变系数随龄期增长而变大,但后期的变化率逐渐减小并趋于平缓(120 d后);而收缩变形则主要发生在早期(3 d内),最高可达28 d收缩量的79%,14 d后就发展较慢,但较普通高强混凝土(未掺矿物掺和料)低些;B3修正模型的相对误差绝对值基本在10%左右,因此可以满足工程要求。
2015, 45(3): 126-129.
doi: 10.13204/j.gyjz201503026
摘要:
针对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中"少筋混凝土"的概念,结合冶金行业中大量存在的大块式设备基础进行具体分析,首先尝试给出"次要构件"的界定;而后通过试算,给出"少筋混凝土"的适用条件;最后给出方便设计人员应用的"少筋混凝土"配筋表,以在满足结构安全需要的前提下,减少钢筋用量,降低工程成本。
针对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中"少筋混凝土"的概念,结合冶金行业中大量存在的大块式设备基础进行具体分析,首先尝试给出"次要构件"的界定;而后通过试算,给出"少筋混凝土"的适用条件;最后给出方便设计人员应用的"少筋混凝土"配筋表,以在满足结构安全需要的前提下,减少钢筋用量,降低工程成本。
2015, 45(3): 130-134.
doi: 10.13204/j.gyjz201503027
摘要:
通过对西澳SINO铁矿项目90m直径装配式混合结构大型浓缩池的设计方案、施工方法、实施要点等方面的总结,阐述该装配式混合结构浓缩池的优点,可为类似工程提供参考和借鉴。
通过对西澳SINO铁矿项目90m直径装配式混合结构大型浓缩池的设计方案、施工方法、实施要点等方面的总结,阐述该装配式混合结构浓缩池的优点,可为类似工程提供参考和借鉴。
2015, 45(3): 135-140.
doi: 10.13204/j.gyjz201503028
摘要:
由于对自动化开合的要求,移动式开合屋盖通常需要引入机械系统、运行控制系统,使得整个结构成为一个较为复杂的耦合系统。以贵阳西南国际商贸城一期工程天窗开合屋盖为研究对象,建立该开合屋盖结构1∶10缩尺的物理模型,通过开展不同条件下的物理模型试验来研究该屋盖结构在运行状态下的变形及振动特性。试验结果表明:随着外部荷载的不断增加,结构变形也在不断地增大;但是屋盖结构的变形量值较小,基本处于线弹性范围之内,试验变形与弹性理论计算结果较为吻合。同时屋盖结构的振动加速度随着荷载的增大而增大,并且在屋盖启动、刹车或转向时,结构振动加速度有明显的突变效应。
由于对自动化开合的要求,移动式开合屋盖通常需要引入机械系统、运行控制系统,使得整个结构成为一个较为复杂的耦合系统。以贵阳西南国际商贸城一期工程天窗开合屋盖为研究对象,建立该开合屋盖结构1∶10缩尺的物理模型,通过开展不同条件下的物理模型试验来研究该屋盖结构在运行状态下的变形及振动特性。试验结果表明:随着外部荷载的不断增加,结构变形也在不断地增大;但是屋盖结构的变形量值较小,基本处于线弹性范围之内,试验变形与弹性理论计算结果较为吻合。同时屋盖结构的振动加速度随着荷载的增大而增大,并且在屋盖启动、刹车或转向时,结构振动加速度有明显的突变效应。
2015, 45(3): 141-149.
doi: 10.13204/j.gyjz201503029
摘要:
拉条被广泛用于增强冷弯薄壁檩条的侧向刚度,现有方法常将其视为檩条的侧向刚性支撑。然而研究表明,拉条连接位置附近檩条腹板的局部变形会显著降低拉条对檩条的侧向支撑作用,因而需采用拉条的有效刚度。为此,对在跨度两个三等分点截面分别设置拉条的C形截面冷弯薄壁檩条的弯扭屈曲进行研究,其中考虑拉条有效刚度的影响。首先,在现有文献的基础上,提出了适用于设置两根拉条的C型檩条的弯扭屈曲总势能;其次,利用总势能编制了有限元程序;然后,提出了设置两根拉条的C型檩条弯扭屈曲临界弯矩的计算式。最后利用ANSYS板壳单元和编制的有限元程序对所提出的总势能以及临界弯矩计算公式进行验证。
拉条被广泛用于增强冷弯薄壁檩条的侧向刚度,现有方法常将其视为檩条的侧向刚性支撑。然而研究表明,拉条连接位置附近檩条腹板的局部变形会显著降低拉条对檩条的侧向支撑作用,因而需采用拉条的有效刚度。为此,对在跨度两个三等分点截面分别设置拉条的C形截面冷弯薄壁檩条的弯扭屈曲进行研究,其中考虑拉条有效刚度的影响。首先,在现有文献的基础上,提出了适用于设置两根拉条的C型檩条的弯扭屈曲总势能;其次,利用总势能编制了有限元程序;然后,提出了设置两根拉条的C型檩条弯扭屈曲临界弯矩的计算式。最后利用ANSYS板壳单元和编制的有限元程序对所提出的总势能以及临界弯矩计算公式进行验证。
2015, 45(3): 150-155.
doi: 10.13204/j.gyjz201503030
摘要:
对不锈钢方矩管截面的平面内稳定承载力进行研究,对两种不同截面,两端铰接的方矩管压弯构件进行数值模拟,在有限元模型中考虑了不锈钢非线性本构关系,冷加工效应和构件的初始缺陷,并与已有的试验数据进行对比,结果验证了有限元模型的准确性。在此基础上,拟合出了适应于工程中常用不锈钢压弯构件截面和长细比的下限相关曲线公式以及计算不锈钢方矩管压弯构件平面内稳定承载力的线性相关算式。为了便于实际应用,该式在形式上与我国GB 50017—2003《钢结构设计规范》保持一致。
对不锈钢方矩管截面的平面内稳定承载力进行研究,对两种不同截面,两端铰接的方矩管压弯构件进行数值模拟,在有限元模型中考虑了不锈钢非线性本构关系,冷加工效应和构件的初始缺陷,并与已有的试验数据进行对比,结果验证了有限元模型的准确性。在此基础上,拟合出了适应于工程中常用不锈钢压弯构件截面和长细比的下限相关曲线公式以及计算不锈钢方矩管压弯构件平面内稳定承载力的线性相关算式。为了便于实际应用,该式在形式上与我国GB 50017—2003《钢结构设计规范》保持一致。
2015, 45(3): 156-160.
doi: 10.13204/j.gyjz201503031
摘要:
轻型门式刚架结构由于自重较轻,传统观点认为地震作用对其影响较小,但从近期国内外发生的数次强地震破坏情况发现,该结构依然会发生破坏。基于门式刚架整体拟静力试验结果,提出一种抗震构造措施:具体为梁柱节点区域增设支撑,通过支撑连接,节点域的受力更加合理,整体结构的承载力得到提高。通过有限元软件对节点支撑门式刚架进行滞回模拟,得到结构的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性及耗能能力等,并与不设支撑的门式刚架进行比较发现:带节点支撑的门式刚架破坏形式发生明显改变,应力分布更加合理,极限承载力提高20%以上。门式刚架良好的抗震性能体现在较高的承载力上,节点支撑可有效提高整体结构的承载力,且构造简单,施工方便,具有较好的工程应用意义。
轻型门式刚架结构由于自重较轻,传统观点认为地震作用对其影响较小,但从近期国内外发生的数次强地震破坏情况发现,该结构依然会发生破坏。基于门式刚架整体拟静力试验结果,提出一种抗震构造措施:具体为梁柱节点区域增设支撑,通过支撑连接,节点域的受力更加合理,整体结构的承载力得到提高。通过有限元软件对节点支撑门式刚架进行滞回模拟,得到结构的荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性及耗能能力等,并与不设支撑的门式刚架进行比较发现:带节点支撑的门式刚架破坏形式发生明显改变,应力分布更加合理,极限承载力提高20%以上。门式刚架良好的抗震性能体现在较高的承载力上,节点支撑可有效提高整体结构的承载力,且构造简单,施工方便,具有较好的工程应用意义。
2015, 45(3): 161-165.
doi: 10.13204/j.gyjz201503032
摘要:
双钢板高强混凝土组合剪力墙是由双层钢板内填高强混凝土构成的一种新型抗侧力构件。采用Open SEES软件,基于纤维单元建立了双钢板混凝土组合剪力墙的有限元模型,通过已有试验验证了分析结果的准确性。在此基础上,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、边柱形式等因素对组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明:组合剪力墙的承载力随轴压比增大略有增加,但变形能力降低;剪跨比越小,剪力墙的初始刚度和承载力越高,但变形能力下降;含钢率增大,剪力墙的承载力和变形能力都明显提高,耗能能力也增大;端柱对墙肢的约束作用比暗柱更好。
双钢板高强混凝土组合剪力墙是由双层钢板内填高强混凝土构成的一种新型抗侧力构件。采用Open SEES软件,基于纤维单元建立了双钢板混凝土组合剪力墙的有限元模型,通过已有试验验证了分析结果的准确性。在此基础上,分析了轴压比、剪跨比、含钢率、边柱形式等因素对组合剪力墙抗震性能的影响。结果表明:组合剪力墙的承载力随轴压比增大略有增加,但变形能力降低;剪跨比越小,剪力墙的初始刚度和承载力越高,但变形能力下降;含钢率增大,剪力墙的承载力和变形能力都明显提高,耗能能力也增大;端柱对墙肢的约束作用比暗柱更好。
2015, 45(3): 166-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201503033
摘要:
贯通钢筋是影响开孔板连接件抗剪性能的主要因素之一。实际工程中加工及施工误差会导致贯通钢筋位置有所偏差,因此以开孔板孔中钢筋位置为变化参数设计4组共12个试件进行试验,研究贯通钢筋位置对开孔板连接件抗剪性能的影响。研究结果表明:贯通钢筋位置对抗剪承载力和延性有一定影响,不同位置的钢筋在不同受力阶段发挥作用的程度不同,根据试验结果建议在实际工程中尽量减少孔中钢筋的偏心。
贯通钢筋是影响开孔板连接件抗剪性能的主要因素之一。实际工程中加工及施工误差会导致贯通钢筋位置有所偏差,因此以开孔板孔中钢筋位置为变化参数设计4组共12个试件进行试验,研究贯通钢筋位置对开孔板连接件抗剪性能的影响。研究结果表明:贯通钢筋位置对抗剪承载力和延性有一定影响,不同位置的钢筋在不同受力阶段发挥作用的程度不同,根据试验结果建议在实际工程中尽量减少孔中钢筋的偏心。
2015, 45(3): 169-173.
doi: 10.13204/j.gyjz201503034
摘要:
为研究圆形玄武岩纤维(BFRP)-钢复合管混凝土短柱的轴向受压性能,对12个圆截面短柱进行试验。试验研究结果表明:由于受到外部BFRP的约束,内部钢管的局部屈曲得到了有效抑制,BFRP-圆钢管混凝土短柱的荷载-纵向应变由弹性阶段、屈服阶段、强化阶段及残余阶段4部分组成,其强化阶段的刚度随着BFRP层数的增加而增加,增加BFRP的层数,BFRP-圆钢管混凝土短柱表现出更大的峰值荷载和轴向峰值应变,基于分项叠加的理念,提出了纤维增强复合材料FRP-圆钢管混凝土短柱的轴压承载力计算方法,计算式反映了钢管厚度、FRP厚度的参数影响趋势,与试验结果吻合较好。
为研究圆形玄武岩纤维(BFRP)-钢复合管混凝土短柱的轴向受压性能,对12个圆截面短柱进行试验。试验研究结果表明:由于受到外部BFRP的约束,内部钢管的局部屈曲得到了有效抑制,BFRP-圆钢管混凝土短柱的荷载-纵向应变由弹性阶段、屈服阶段、强化阶段及残余阶段4部分组成,其强化阶段的刚度随着BFRP层数的增加而增加,增加BFRP的层数,BFRP-圆钢管混凝土短柱表现出更大的峰值荷载和轴向峰值应变,基于分项叠加的理念,提出了纤维增强复合材料FRP-圆钢管混凝土短柱的轴压承载力计算方法,计算式反映了钢管厚度、FRP厚度的参数影响趋势,与试验结果吻合较好。
2015, 45(3): 174-179.
doi: 10.13204/j.gyjz201503035
摘要:
根据轴对称平面应变状态下厚壁圆筒的应力解法,建立了纤维布-钢管的力学模型,分析碳纤维布和钢管之间的相互作用机理,基于力学模型中环向应变相等的变形协调条件,推导了钢管在粘贴FRP后的界面压力公式,联立钢材的屈服条件求得了钢管的弹性极限内压力。对粘贴纤维布的钢管道进行静水压试验,试验结果表明:粘贴碳纤维布能有效地提高钢管的弹性极限内压力,约束管道的环向膨胀变形,并通过试验测得的管道环向应变和弹性极限内压力数据与文中的理论公式结果进行对比分析,两者吻合较好,证明了理论公式的可靠性。以界面压力公式的无量纲化形式,分析了纤维布弹性模量、管道直径和管道壁厚对纤维布粘贴钢管补强效果的影响。
根据轴对称平面应变状态下厚壁圆筒的应力解法,建立了纤维布-钢管的力学模型,分析碳纤维布和钢管之间的相互作用机理,基于力学模型中环向应变相等的变形协调条件,推导了钢管在粘贴FRP后的界面压力公式,联立钢材的屈服条件求得了钢管的弹性极限内压力。对粘贴纤维布的钢管道进行静水压试验,试验结果表明:粘贴碳纤维布能有效地提高钢管的弹性极限内压力,约束管道的环向膨胀变形,并通过试验测得的管道环向应变和弹性极限内压力数据与文中的理论公式结果进行对比分析,两者吻合较好,证明了理论公式的可靠性。以界面压力公式的无量纲化形式,分析了纤维布弹性模量、管道直径和管道壁厚对纤维布粘贴钢管补强效果的影响。
2015, 45(3): 180-184.
doi: 10.13204/j.gyjz201503036
摘要:
某4层建筑物地基土为软土,基础计算采用减沉复合疏桩法设计,紧贴建筑物北侧为小区道路,路基填土高度为2.3 m。填土引起建筑物南北沉降差约为90 mm,建筑物向北倾斜。现场实测与计算表明:采用传统的冲水排土法纠倾,在有桩情况下不能获得理想的纠倾效果,还会导致地基土的塑性流动,影响建筑物的稳定性。采用截桩迫降法实施纠倾后,北侧桩减载比例可达46%,北侧地基土压力也有明显的减少,同时南侧地基土压力显著增加,平抑了北侧填土引起的沉降。停止纠倾后,建筑物的沉降量约为20 mm。
某4层建筑物地基土为软土,基础计算采用减沉复合疏桩法设计,紧贴建筑物北侧为小区道路,路基填土高度为2.3 m。填土引起建筑物南北沉降差约为90 mm,建筑物向北倾斜。现场实测与计算表明:采用传统的冲水排土法纠倾,在有桩情况下不能获得理想的纠倾效果,还会导致地基土的塑性流动,影响建筑物的稳定性。采用截桩迫降法实施纠倾后,北侧桩减载比例可达46%,北侧地基土压力也有明显的减少,同时南侧地基土压力显著增加,平抑了北侧填土引起的沉降。停止纠倾后,建筑物的沉降量约为20 mm。
2015, 45(3): 185-187.
doi: 10.13204/j.gyjz201503037
摘要:
以合肥科大讯飞语音产业基地规划设计为例,探讨工业建筑设计中如何实现与环境的共生,同时结合具体的设计理念,解析现代工业建筑如何抽象表达企业特性。
以合肥科大讯飞语音产业基地规划设计为例,探讨工业建筑设计中如何实现与环境的共生,同时结合具体的设计理念,解析现代工业建筑如何抽象表达企业特性。
2015, 45(3): 188-191.
doi: 10.13204/j.gyjz201503038
摘要:
在航空配餐生产过程中引入危害分析和关键控制点(HACCP)是保障航空食品安全的重要手段之一。通过对航空配餐生产中的场所布局的探讨,分析了HACCP在航空配楼设计中的合理应用的手段。通过对航空配餐生产过程中与食品安全相关因素的分析,得出对应的关键控制点,阐述航空配餐楼设计中应注意的重点问题及相应解决方案,为航空配餐生产实际提供参考。
在航空配餐生产过程中引入危害分析和关键控制点(HACCP)是保障航空食品安全的重要手段之一。通过对航空配餐生产中的场所布局的探讨,分析了HACCP在航空配楼设计中的合理应用的手段。通过对航空配餐生产过程中与食品安全相关因素的分析,得出对应的关键控制点,阐述航空配餐楼设计中应注意的重点问题及相应解决方案,为航空配餐生产实际提供参考。
