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2016年 第46卷 第11期
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2016, 46(11): 1-6.
doi: 10.13204/j.gyjz201611001
摘要:
结合北方学院体育馆实际工程,基于循环补偿法,提出一种既能考虑施工期间环境温度变化,又能考虑分阶段施工、临时支承状态下张拉等弦支穹顶结构预应力张拉施工全过程分析方法,采用ANSYS有限元软件进行了施工全过程分析,研究最不利温度工况下预应力张拉施工过程中索力、杆件内力和结构变形的变化情况。研究表明:不考虑温度变化影响时,环境温度变化产生的索力误差最大可达55.22%,内圈环索对温度变化敏感,温度变化对张拉控制力的取值影响最大可达417.79%,所提出的施工方案可行,具有足够的工程精度,与设计状态的索力误差低于3.73%。
结合北方学院体育馆实际工程,基于循环补偿法,提出一种既能考虑施工期间环境温度变化,又能考虑分阶段施工、临时支承状态下张拉等弦支穹顶结构预应力张拉施工全过程分析方法,采用ANSYS有限元软件进行了施工全过程分析,研究最不利温度工况下预应力张拉施工过程中索力、杆件内力和结构变形的变化情况。研究表明:不考虑温度变化影响时,环境温度变化产生的索力误差最大可达55.22%,内圈环索对温度变化敏感,温度变化对张拉控制力的取值影响最大可达417.79%,所提出的施工方案可行,具有足够的工程精度,与设计状态的索力误差低于3.73%。
2016, 46(11): 7-12.
doi: 10.13204/j.gyjz201611002
摘要:
随着空间结构火灾事故的逐年上升,社会对空间结构的抗火性能日益关注。结合山东茌平体育馆工程,考虑火灾升温-降温全过程温度变化,对弦支穹顶叠合拱复合结构进行火灾响应分析,获得火灾全过程中结构的变形、内力分布变化、支座反力变化等结构响应。研究表明:火灾作用下,结构的显著变形主要集中在上层网壳的外围和靠近火源的杆件,拉索的预应力损失较严重,部分杆件退出工作,支座附近的杆件发生应力集中,结构在较大的受力范围内表现为线弹性特征;受火冷却后,结构仍具有较高的承载力。
随着空间结构火灾事故的逐年上升,社会对空间结构的抗火性能日益关注。结合山东茌平体育馆工程,考虑火灾升温-降温全过程温度变化,对弦支穹顶叠合拱复合结构进行火灾响应分析,获得火灾全过程中结构的变形、内力分布变化、支座反力变化等结构响应。研究表明:火灾作用下,结构的显著变形主要集中在上层网壳的外围和靠近火源的杆件,拉索的预应力损失较严重,部分杆件退出工作,支座附近的杆件发生应力集中,结构在较大的受力范围内表现为线弹性特征;受火冷却后,结构仍具有较高的承载力。
2016, 46(11): 13-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201611003
摘要:
索穹顶结构常采用膜屋面,高透光膜屋面可使太阳辐射透过膜材作用在下部结构上,且降低了结构周围的对流换热作用,可能形成"温箱效应",使膜下索穹顶结构产生显著的非均匀温度效应。基于内蒙古伊旗全民健身中心索穹顶,分别考虑ETFE、PTFE两种膜材,对其进行膜下索穹顶结构太阳辐射非均匀温度场和温度效应分析。结果表明:膜下索穹顶结构存在显著的太阳辐射非均匀温度场和温度效应,膜材的太阳辐射透射系数是主要影响因素之一。升温导致索穹顶结构预应力损失严重,考虑太阳辐射非均匀升温工况比考虑极端气温均匀升温工况的膜下索穹顶预应力损失更为明显,在设计中应予以考虑。
索穹顶结构常采用膜屋面,高透光膜屋面可使太阳辐射透过膜材作用在下部结构上,且降低了结构周围的对流换热作用,可能形成"温箱效应",使膜下索穹顶结构产生显著的非均匀温度效应。基于内蒙古伊旗全民健身中心索穹顶,分别考虑ETFE、PTFE两种膜材,对其进行膜下索穹顶结构太阳辐射非均匀温度场和温度效应分析。结果表明:膜下索穹顶结构存在显著的太阳辐射非均匀温度场和温度效应,膜材的太阳辐射透射系数是主要影响因素之一。升温导致索穹顶结构预应力损失严重,考虑太阳辐射非均匀升温工况比考虑极端气温均匀升温工况的膜下索穹顶预应力损失更为明显,在设计中应予以考虑。
2016, 46(11): 19-24.
doi: 10.13204/j.gyjz201611004
摘要:
大跨度金属结构的太阳辐射非均匀温度作用常常成为结构的控制荷载之一,但GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中并没有给出系统详细的计算方法。针对典型金属结构,基于稳态传导平衡理论,提出了太阳短波辐射体型系数和环境长波辐射体型系数概念及其计算式,建立金属结构太阳辐射非均匀温度作用的简化计算方法,通过算例分析与数值模拟结果对比,验证了所提计算方法的合理性和可靠性。
大跨度金属结构的太阳辐射非均匀温度作用常常成为结构的控制荷载之一,但GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中并没有给出系统详细的计算方法。针对典型金属结构,基于稳态传导平衡理论,提出了太阳短波辐射体型系数和环境长波辐射体型系数概念及其计算式,建立金属结构太阳辐射非均匀温度作用的简化计算方法,通过算例分析与数值模拟结果对比,验证了所提计算方法的合理性和可靠性。
2016, 46(11): 25-28.
doi: 10.13204/j.gyjz201611005
摘要:
温度作用对大跨度空间结构影响显著,常为其控制因素。天津滨海文化中心图书馆为超大跨连体结构,主体为框架-支撑结构。采用MIDAS/Gen有限元软件对该大跨连体结构进行温度响应分析,包括结构应力分析、结构变形分析、支座反力分析以及楼板应力分析等,并且由温度单独作用递进至温度参与荷载组合进行整体结构分析。分析结果表明:温度对该大跨连体结构各项指标影响较大,在结构设计时需要考虑温度作用,在施工中需采取相应的措施对温度效应予以控制。
温度作用对大跨度空间结构影响显著,常为其控制因素。天津滨海文化中心图书馆为超大跨连体结构,主体为框架-支撑结构。采用MIDAS/Gen有限元软件对该大跨连体结构进行温度响应分析,包括结构应力分析、结构变形分析、支座反力分析以及楼板应力分析等,并且由温度单独作用递进至温度参与荷载组合进行整体结构分析。分析结果表明:温度对该大跨连体结构各项指标影响较大,在结构设计时需要考虑温度作用,在施工中需采取相应的措施对温度效应予以控制。
2016, 46(11): 29-32.
doi: 10.13204/j.gyjz201611006
摘要:
超高层结构常采用矩形钢管混凝土柱,在超高层结构施工中,矩形钢管混凝土柱一般会受到太阳直晒,强太阳辐射下,钢管表面温度可达到50~70℃,由于截面尺寸通常较大,钢管壁的四面和核心混凝土温度极不均匀,会影响钢管混凝土柱的受力。为了明确太阳辐射下钢管混凝土柱的截面温度场分布,研究了超高层主体结构施工阶段,矩形钢管混凝土柱在太阳辐射作用下温度场分布、壁面和混凝土温度变化规律、温差变化规律。分析发现:核心混凝土与钢管四个壁面温度差最大可达35.6℃,东西面钢管壁温差最大达25.6℃,极值温度和温差随截面尺寸增加而增加,但是边长大于1 000 mm后,极值温度和截面温差增幅变缓。
超高层结构常采用矩形钢管混凝土柱,在超高层结构施工中,矩形钢管混凝土柱一般会受到太阳直晒,强太阳辐射下,钢管表面温度可达到50~70℃,由于截面尺寸通常较大,钢管壁的四面和核心混凝土温度极不均匀,会影响钢管混凝土柱的受力。为了明确太阳辐射下钢管混凝土柱的截面温度场分布,研究了超高层主体结构施工阶段,矩形钢管混凝土柱在太阳辐射作用下温度场分布、壁面和混凝土温度变化规律、温差变化规律。分析发现:核心混凝土与钢管四个壁面温度差最大可达35.6℃,东西面钢管壁温差最大达25.6℃,极值温度和温差随截面尺寸增加而增加,但是边长大于1 000 mm后,极值温度和截面温差增幅变缓。
2016, 46(11): 33-39.
doi: 10.13204/j.gyjz201611007
摘要:
目前对海底管道温度场的研究较少,现有文献几乎都是直接给出管道的沿程温度曲线,缺乏一定的依据。利用GAMBIT建立了深海管道几何模型并划分网格,利用FLUENT对流动开启及关闭过程非稳态传热进行了数值模拟,对非稳态求解的时间步长独立性以及管道非均匀温度场进行了分析。首次研究了海底管道在流动开启及关闭过程的时变温度场特性,给出了管道沿程时变温度曲线,并针对不同原油流态、预热方式揭示了管道沿程温度的变化规律,同时为流动开启及关闭过程管道非均匀温度效应研究奠定了基础。
目前对海底管道温度场的研究较少,现有文献几乎都是直接给出管道的沿程温度曲线,缺乏一定的依据。利用GAMBIT建立了深海管道几何模型并划分网格,利用FLUENT对流动开启及关闭过程非稳态传热进行了数值模拟,对非稳态求解的时间步长独立性以及管道非均匀温度场进行了分析。首次研究了海底管道在流动开启及关闭过程的时变温度场特性,给出了管道沿程时变温度曲线,并针对不同原油流态、预热方式揭示了管道沿程温度的变化规律,同时为流动开启及关闭过程管道非均匀温度效应研究奠定了基础。
2016, 46(11): 40-48.
doi: 10.13204/j.gyjz201611008
摘要:
利用FLUENT软件对管道在稳态流动时的非均匀温度场进行了数值模拟,得到了管内原油层流和紊流流动两种流态不同入口流速的管道沿程温度曲线。并通过ABAQUS软件对建立的管道有限元模型施加层流和紊流两种流态的非均匀温度荷载,考虑材料非线性,通过模态分析引入初始缺陷,针对不同非均匀温度作用和管土相互作用,进行管道非均匀温度效应参数化分析,研究非均匀温度场作用下管道屈曲性能、侧向位移以及温度应力的变化规律。
利用FLUENT软件对管道在稳态流动时的非均匀温度场进行了数值模拟,得到了管内原油层流和紊流流动两种流态不同入口流速的管道沿程温度曲线。并通过ABAQUS软件对建立的管道有限元模型施加层流和紊流两种流态的非均匀温度荷载,考虑材料非线性,通过模态分析引入初始缺陷,针对不同非均匀温度作用和管土相互作用,进行管道非均匀温度效应参数化分析,研究非均匀温度场作用下管道屈曲性能、侧向位移以及温度应力的变化规律。
2016, 46(11): 49-53.
doi: 10.13204/j.gyjz201611009
摘要:
以东北大学南湖校区为例,利用2013年校园生态足迹数据分析结果,针对校区生态现状存在的问题——校园生态足迹高、生态效率低、资源与能源浪费过重以及环境空间利用不合理的现象,进行校区生态整合规划策略研究,尝试将生态足迹方法与高校校园生态整合规划结合起来,提出校园生态整合规划中适宜的策略。
以东北大学南湖校区为例,利用2013年校园生态足迹数据分析结果,针对校区生态现状存在的问题——校园生态足迹高、生态效率低、资源与能源浪费过重以及环境空间利用不合理的现象,进行校区生态整合规划策略研究,尝试将生态足迹方法与高校校园生态整合规划结合起来,提出校园生态整合规划中适宜的策略。
2016, 46(11): 54-58.
doi: 10.13204/j.gyjz201611010
摘要:
通过对乐山市井研县熊克武故居的测绘、研究,分析其总体布局、形态特征、历史价值及保护策略,以求对四川民居作深入研究的补充,同时作为熊克武故居保护及发展的重要参考依据。
通过对乐山市井研县熊克武故居的测绘、研究,分析其总体布局、形态特征、历史价值及保护策略,以求对四川民居作深入研究的补充,同时作为熊克武故居保护及发展的重要参考依据。
2016, 46(11): 59-63.
doi: 10.13204/j.gyjz201611011
摘要:
选取华西坝历史建筑中具有较高建筑艺术成就的典型建筑懋德堂作为研究对象,在测绘数据的基础上,对总体布局、空间构成以及装饰特征进行深入分析,并对华西坝历史建筑的特征进行归纳总结,有助于深入了解特定历史时期内外国建筑师对中西方建筑文化的理解和在建筑设计实践上的独特尝试。
选取华西坝历史建筑中具有较高建筑艺术成就的典型建筑懋德堂作为研究对象,在测绘数据的基础上,对总体布局、空间构成以及装饰特征进行深入分析,并对华西坝历史建筑的特征进行归纳总结,有助于深入了解特定历史时期内外国建筑师对中西方建筑文化的理解和在建筑设计实践上的独特尝试。
2016, 46(11): 64-68.
doi: 10.13204/j.gyjz201611012
摘要:
铁路社区作为铁路工人的生活场所是旧时期铁路建设遗留的重要工业遗产,虽出现了某种程度上的衰退,但仍有较强的保留价值和意义。铁路单位独立的组织结构和改革进程决定了社区发展的特殊性。通过对徐州市"铁路三宿舍"演变发展过程的调研,从社区现状和空间意象调查入手,分析其在新的历史时期下面临的发展困境,以此为基础提出相应的更新发展策略。
铁路社区作为铁路工人的生活场所是旧时期铁路建设遗留的重要工业遗产,虽出现了某种程度上的衰退,但仍有较强的保留价值和意义。铁路单位独立的组织结构和改革进程决定了社区发展的特殊性。通过对徐州市"铁路三宿舍"演变发展过程的调研,从社区现状和空间意象调查入手,分析其在新的历史时期下面临的发展困境,以此为基础提出相应的更新发展策略。
2016, 46(11): 69-73.
doi: 10.13204/j.gyjz201611013
摘要:
为了探究剪跨比对高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁抗剪性能的影响,对中等剪跨比条件下,3根HRB500级钢筋活性粉末混凝土无腹筋简支梁进行抗剪性能试验研究,分析不同剪跨比对高强钢筋RPC梁受剪破坏形态、斜裂缝宽度、开裂荷载与极限荷载的影响。通过研究得出:高强钢筋RPC梁比普通混凝土梁传递剪力的能力和延性显著增强;临界斜裂缝倾角大小随剪跨比的增大而减小;开裂荷载与剪跨比大小无比例关系,极限荷载随剪跨比的增大而减小;基于桁架-拱模型无腹筋梁的抗剪承载力计算式,比较适用于高强钢筋RPC无腹筋梁抗剪承载力的计算。
为了探究剪跨比对高强钢筋活性粉末混凝土(RPC)梁抗剪性能的影响,对中等剪跨比条件下,3根HRB500级钢筋活性粉末混凝土无腹筋简支梁进行抗剪性能试验研究,分析不同剪跨比对高强钢筋RPC梁受剪破坏形态、斜裂缝宽度、开裂荷载与极限荷载的影响。通过研究得出:高强钢筋RPC梁比普通混凝土梁传递剪力的能力和延性显著增强;临界斜裂缝倾角大小随剪跨比的增大而减小;开裂荷载与剪跨比大小无比例关系,极限荷载随剪跨比的增大而减小;基于桁架-拱模型无腹筋梁的抗剪承载力计算式,比较适用于高强钢筋RPC无腹筋梁抗剪承载力的计算。
2016, 46(11): 74-79.
doi: 10.13204/j.gyjz201611014
摘要:
为深入了解纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,对3根不同锈蚀程度和1根未锈蚀的钢筋混凝土梁进行跨中加载试验。首先,利用静电流加速试验,即将试件浸泡在3%Na Cl溶液中并外加直流电,通过控制通电时间,获取不同锈蚀程度的钢筋混凝土梁。然后,采用简支梁静力试验分析纵筋锈蚀程度、锈胀裂缝平均宽度和最大宽度对梁抗剪承载力的影响,并与其他相关研究进行对比分析。研究表明:试验梁的抗剪承载力随着锈蚀率、锈胀裂缝平均宽度或锈胀裂缝最大宽度的增大而减小。试验梁的破坏形态由剪跨比决定,纵筋锈蚀程度只影响试验梁抗剪承载力的大小,不对试验梁的破坏形态产生影响。
为深入了解纵筋锈蚀对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,对3根不同锈蚀程度和1根未锈蚀的钢筋混凝土梁进行跨中加载试验。首先,利用静电流加速试验,即将试件浸泡在3%Na Cl溶液中并外加直流电,通过控制通电时间,获取不同锈蚀程度的钢筋混凝土梁。然后,采用简支梁静力试验分析纵筋锈蚀程度、锈胀裂缝平均宽度和最大宽度对梁抗剪承载力的影响,并与其他相关研究进行对比分析。研究表明:试验梁的抗剪承载力随着锈蚀率、锈胀裂缝平均宽度或锈胀裂缝最大宽度的增大而减小。试验梁的破坏形态由剪跨比决定,纵筋锈蚀程度只影响试验梁抗剪承载力的大小,不对试验梁的破坏形态产生影响。
2016, 46(11): 80-85.
doi: 10.13204/j.gyjz201611015
摘要:
在新型预制装配式结构中,连接是关键,可以提高结构完整性和构件间有效传力。基于实际工程的应用,设计制作了四种新型水平拼缝抗剪连接件形式,每种类型设计3个试件,其中一种类型作为对比仅做1个试件。通过对10个试件的典型推出试验研究,对试件的破坏机理、裂缝发展、承载能力、荷载-剪切滑移曲线等进行分析。研究新、旧混凝土间的黏结作用、混凝土凹槽、横向贯穿钢筋等因素对抗剪承载力的影响,并基于已有理论对抗剪连接件受剪承载力进行验算。试验结果表明:连接件的抗剪承载力均大于理论计算值,在实际工程中应用能够保证安全可靠。
在新型预制装配式结构中,连接是关键,可以提高结构完整性和构件间有效传力。基于实际工程的应用,设计制作了四种新型水平拼缝抗剪连接件形式,每种类型设计3个试件,其中一种类型作为对比仅做1个试件。通过对10个试件的典型推出试验研究,对试件的破坏机理、裂缝发展、承载能力、荷载-剪切滑移曲线等进行分析。研究新、旧混凝土间的黏结作用、混凝土凹槽、横向贯穿钢筋等因素对抗剪承载力的影响,并基于已有理论对抗剪连接件受剪承载力进行验算。试验结果表明:连接件的抗剪承载力均大于理论计算值,在实际工程中应用能够保证安全可靠。
2016, 46(11): 86-92.
doi: 10.13204/j.gyjz201611016
摘要:
通过对12面蒸压加气混凝土(ALC)墙体试件的低周往复试验,对此类外挂墙体在地震作用下的滞回性能进行研究。蒸压加气混凝土板材与主体结构的外挂连接方式采用传统勾头螺栓节点、新型直螺栓节点和预埋件直螺栓节点,考虑板材配筋、板材拼接工法及门窗洞口对墙体抗震性能的影响,分析结构的破坏模式、刚度退化、变形及滞回性能等。试验结果表明:弹塑性层间位移角达到1/50时,破坏主要集中在节点周围、板材角部和拼接缝,外挂墙板自身未发生严重损坏其整体性较好。新型直螺栓节点和新型预埋件直螺栓节点可以较好地实现墙板在往复荷载作用时的摇摆功能,降低罕遇地震作用下墙体板材的破坏。研究成果有助于蒸压加气混凝土墙板在高层居住建筑中的应用。
通过对12面蒸压加气混凝土(ALC)墙体试件的低周往复试验,对此类外挂墙体在地震作用下的滞回性能进行研究。蒸压加气混凝土板材与主体结构的外挂连接方式采用传统勾头螺栓节点、新型直螺栓节点和预埋件直螺栓节点,考虑板材配筋、板材拼接工法及门窗洞口对墙体抗震性能的影响,分析结构的破坏模式、刚度退化、变形及滞回性能等。试验结果表明:弹塑性层间位移角达到1/50时,破坏主要集中在节点周围、板材角部和拼接缝,外挂墙板自身未发生严重损坏其整体性较好。新型直螺栓节点和新型预埋件直螺栓节点可以较好地实现墙板在往复荷载作用时的摇摆功能,降低罕遇地震作用下墙体板材的破坏。研究成果有助于蒸压加气混凝土墙板在高层居住建筑中的应用。
2016, 46(11): 93-96.
doi: 10.13204/j.gyjz201611017
摘要:
不中断交通桥梁拓宽时行车振动会对现浇钢筋混凝土板结构性能产生一定影响,为研究其对钢筋混凝土板黏结性能、承载力、刚度及其开裂形态的影响,进行了9根不同长度后浇段构件的试验研究。试验结果表明,振动导致后浇段钢筋混凝土黏结性能下降,对钢筋混凝土单筋矩形截面梁的极限抗弯承载力基本没有影响,随着后浇段长度的增加,裂缝主要集中在后浇段区域,裂缝数量减少,裂缝间距趋于不均匀,屈服荷载作用下裂缝最大宽度并无明显变化。
不中断交通桥梁拓宽时行车振动会对现浇钢筋混凝土板结构性能产生一定影响,为研究其对钢筋混凝土板黏结性能、承载力、刚度及其开裂形态的影响,进行了9根不同长度后浇段构件的试验研究。试验结果表明,振动导致后浇段钢筋混凝土黏结性能下降,对钢筋混凝土单筋矩形截面梁的极限抗弯承载力基本没有影响,随着后浇段长度的增加,裂缝主要集中在后浇段区域,裂缝数量减少,裂缝间距趋于不均匀,屈服荷载作用下裂缝最大宽度并无明显变化。
2016, 46(11): 97-104.
doi: 10.13204/j.gyjz201611018
摘要:
采用位移控制的加载方法对7个设置栓钉的型钢混凝土组合构件和1个未设置栓钉的对比试件进行推出试验。以栓钉直径、栓钉设置位置以及混凝土强度等为变化参数,研究型钢混凝土组合构件的破坏形态、黏结性能和极限受剪承载力。试验结果表明:栓钉受剪承载力随栓钉直径的增大、混凝土强度的提高而提高;腹板设置栓钉的试件抗剪性能优于翼缘的;翼缘和腹板均设置栓钉的试件承载性能最好,且能有效地限制滑移向自由端发展。分别对国内外不同技术标准建议的栓钉受剪承载力计算式进行分析比较,指出不同设计方法的合理应用范围。最后,在分析试验结果基础上提出型钢非埋入式栓钉受剪承载力的计算方法。
采用位移控制的加载方法对7个设置栓钉的型钢混凝土组合构件和1个未设置栓钉的对比试件进行推出试验。以栓钉直径、栓钉设置位置以及混凝土强度等为变化参数,研究型钢混凝土组合构件的破坏形态、黏结性能和极限受剪承载力。试验结果表明:栓钉受剪承载力随栓钉直径的增大、混凝土强度的提高而提高;腹板设置栓钉的试件抗剪性能优于翼缘的;翼缘和腹板均设置栓钉的试件承载性能最好,且能有效地限制滑移向自由端发展。分别对国内外不同技术标准建议的栓钉受剪承载力计算式进行分析比较,指出不同设计方法的合理应用范围。最后,在分析试验结果基础上提出型钢非埋入式栓钉受剪承载力的计算方法。
2016, 46(11): 105-110.
doi: 10.13204/j.gyjz201611019
摘要:
基于铅芯橡胶支座,以某核电站核岛厂房为例,进行基础隔震技术在核电站结构设计中的应用研究,包括整体隔震方案的设计、隔震装置的选择、计算模型的确定等,并通过动力时程分析对比研究隔震支座布置间距和隔震层恢复力模型对结构加速度和位移响应的影响。研究结果表明:采用隔震措施后,结构自振周期明显增大,上部结构加速度响应明显减小,同时整体位移也会增加较多,但层间位移很小;相比隔震支座等效线性模型,双线性模型更符合支座的实际滞回特性,在实际设计中应优先考虑采用。
基于铅芯橡胶支座,以某核电站核岛厂房为例,进行基础隔震技术在核电站结构设计中的应用研究,包括整体隔震方案的设计、隔震装置的选择、计算模型的确定等,并通过动力时程分析对比研究隔震支座布置间距和隔震层恢复力模型对结构加速度和位移响应的影响。研究结果表明:采用隔震措施后,结构自振周期明显增大,上部结构加速度响应明显减小,同时整体位移也会增加较多,但层间位移很小;相比隔震支座等效线性模型,双线性模型更符合支座的实际滞回特性,在实际设计中应优先考虑采用。
2016, 46(11): 111-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201611020
摘要:
为研究有孔管桩静压沉桩效应,基于圆孔扩张理论,推导出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力、塑性区半径等解析表达式。同时根据土压力理论,推导出超孔隙水压力与上覆有效压力关系的表达式。最后结合工程案例,比较分析静压无孔管桩和有孔管桩超孔隙水压力的变化情况,揭示出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力变化规律,验证了有孔管桩能够加速超孔隙水压力的消散,并降低超孔隙水压力最大值。
为研究有孔管桩静压沉桩效应,基于圆孔扩张理论,推导出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力、塑性区半径等解析表达式。同时根据土压力理论,推导出超孔隙水压力与上覆有效压力关系的表达式。最后结合工程案例,比较分析静压无孔管桩和有孔管桩超孔隙水压力的变化情况,揭示出有孔管桩静压沉桩产生的超孔隙水压力变化规律,验证了有孔管桩能够加速超孔隙水压力的消散,并降低超孔隙水压力最大值。
2016, 46(11): 117-121.
doi: 10.13204/j.gyjz201611021
摘要:
基于GDS动态空心圆柱试验系统,对京沈客运专线阜新北站非饱和风积土在不同含水率和振动频率下的振陷变形特性进行研究,提出重塑非饱和风积土振陷变形模型函数。研究结果表明:在同等试验条件下,含水率越高其振陷变形越大,振动频率对振陷变形能力影响有限,且重塑风积土振陷变形显著大于原状风积土;在试验基础上建立了考虑含水率和动剪切应力的Ploy2D函数模型来表征重塑非饱和风积土振陷变形特性,含水率对振陷变形性能的敏感性强于动剪切应力的敏感性。
基于GDS动态空心圆柱试验系统,对京沈客运专线阜新北站非饱和风积土在不同含水率和振动频率下的振陷变形特性进行研究,提出重塑非饱和风积土振陷变形模型函数。研究结果表明:在同等试验条件下,含水率越高其振陷变形越大,振动频率对振陷变形能力影响有限,且重塑风积土振陷变形显著大于原状风积土;在试验基础上建立了考虑含水率和动剪切应力的Ploy2D函数模型来表征重塑非饱和风积土振陷变形特性,含水率对振陷变形性能的敏感性强于动剪切应力的敏感性。
2016, 46(11): 122-126.
doi: 10.13204/j.gyjz201611022
摘要:
为获得陇东地区非饱和原状黄土的变形和强度特性及相关参数,对不同基质吸力及不同净围压下的非饱和原状黄土进行了常含水率三轴剪切试验,研究常含水率下陇东地区非饱和原状黄土的变形特性、临界状态、强度参数及基质吸力变化特性。研究结果表明:不同基质吸力下,偏应力与体应变临界状态线均呈线性关系;p-q平面内的原状黄土强度包线可以归一为一条直线,且可近似用饱和土临界状态线表示;非饱和黄土的抗剪强度受基质吸力的影响,非饱和原状黄土的黏聚力随基质吸力的增大而增大,有效内摩擦角受基质吸力的影响较小,可近似为一常数;并对不同基质吸力下陇东地区非饱和原状黄土的弹性模量进行拟合。
为获得陇东地区非饱和原状黄土的变形和强度特性及相关参数,对不同基质吸力及不同净围压下的非饱和原状黄土进行了常含水率三轴剪切试验,研究常含水率下陇东地区非饱和原状黄土的变形特性、临界状态、强度参数及基质吸力变化特性。研究结果表明:不同基质吸力下,偏应力与体应变临界状态线均呈线性关系;p-q平面内的原状黄土强度包线可以归一为一条直线,且可近似用饱和土临界状态线表示;非饱和黄土的抗剪强度受基质吸力的影响,非饱和原状黄土的黏聚力随基质吸力的增大而增大,有效内摩擦角受基质吸力的影响较小,可近似为一常数;并对不同基质吸力下陇东地区非饱和原状黄土的弹性模量进行拟合。
2016, 46(11): 127-131.
doi: 10.13204/j.gyjz201611023
摘要:
基于大量地下水位与地面沉降的历史监测数据,对北京东部地面沉降区第四系含水层多年的水位变化特征及其与地面沉降发展的相互关系进行分析。研究表明:1998年以来,研究区第3、4层地下水超采比较严重,是主要的地下水开采层,目前这两层地下水的降落漏斗都在管庄—通州一带;研究区地下水位变化、地下水开采强度的分布以及开采深度的变化都与地面沉降的发展具有较强相关性,地下水的开采是引起该区域地面沉降的重要原因;受地下水开采深度的影响,研究区的地面沉降在逐渐向深部发展,而且深部地层的压缩有逐渐增大的趋势。
基于大量地下水位与地面沉降的历史监测数据,对北京东部地面沉降区第四系含水层多年的水位变化特征及其与地面沉降发展的相互关系进行分析。研究表明:1998年以来,研究区第3、4层地下水超采比较严重,是主要的地下水开采层,目前这两层地下水的降落漏斗都在管庄—通州一带;研究区地下水位变化、地下水开采强度的分布以及开采深度的变化都与地面沉降的发展具有较强相关性,地下水的开采是引起该区域地面沉降的重要原因;受地下水开采深度的影响,研究区的地面沉降在逐渐向深部发展,而且深部地层的压缩有逐渐增大的趋势。
2016, 46(11): 132-136.
doi: 10.13204/j.gyjz201611024
摘要:
在Terzaghi一维固结理论基础上,推导了单级均速施加的条形、矩形、圆形荷载下单层软土地基中的超静孔隙水压力解和平均固结度表达式。基于上述理论编制了计算机程序,绘制了大量的可供直接查用的固结度计算曲线。通过研究发现荷载作用面积对地基的固结有显著的影响。作用面积越小,地基的平均固结度就越大。施工时间也是影响固结的一个重要因素。施工期越短,在相同的时间内,地基完成的固结度越大。
在Terzaghi一维固结理论基础上,推导了单级均速施加的条形、矩形、圆形荷载下单层软土地基中的超静孔隙水压力解和平均固结度表达式。基于上述理论编制了计算机程序,绘制了大量的可供直接查用的固结度计算曲线。通过研究发现荷载作用面积对地基的固结有显著的影响。作用面积越小,地基的平均固结度就越大。施工时间也是影响固结的一个重要因素。施工期越短,在相同的时间内,地基完成的固结度越大。
2016, 46(11): 137-141.
doi: 10.13204/j.gyjz201611025
摘要:
锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚杆支护和中空注浆锚杆支护时围岩塑性区扩展规律、隧道顶板沉降量、不同锚杆的轴力分布规律。结果表明:采用中空注浆锚杆技术能有效控制隧道开挖时的沉降量、减少围岩塑性区的扩展,提高围岩的稳定性,实现了锚杆的主动支护作用。
锚杆支护是提高岩土工程稳定性的一种经济和有效的方法。以万松岭隧道开挖支护过程的工程实践为依托,通过对中空注浆锚杆与普通砂浆锚杆在锚护结构、受力机理差异等方面的比较分析;利用有限元法分别模拟比较了在开挖无支护、普通砂浆锚杆支护和中空注浆锚杆支护时围岩塑性区扩展规律、隧道顶板沉降量、不同锚杆的轴力分布规律。结果表明:采用中空注浆锚杆技术能有效控制隧道开挖时的沉降量、减少围岩塑性区的扩展,提高围岩的稳定性,实现了锚杆的主动支护作用。
2016, 46(11): 142-146.
doi: 10.13204/j.gyjz201611026
摘要:
结合天津市于家堡交通枢纽站房结构实际工程,基于有限元软件ANSYS详细模拟了实际施工过程,以精确模拟拆撑过程中各构件的内力分布。然后,采用降温法模拟切割连接构件进行拆撑的方式,对引起的动力响应进行了详细分析计算。分别选取反力最大的提升点与支撑点,研究主体结构与临时支撑体系在拆撑时的动力响应。结果显示:该拆撑方式引起的结构动力响应与支撑点反力、拆撑位移及结构刚度等因素有关;拆撑后的振动过程中,主体结构与临时支撑体系存在复杂的相互作用,而有限元方法可精确捕捉该过程;拆撑后的振动效应对提升拉索的影响最为不利,设计中应保证提升拉索及节点的可靠度;拆撑引起的振动效应对临时支撑结构的影响要大于主体结构,支撑体系设计阶段应充分考虑整个施工方案,提高临时支撑的可靠度,而不是仅满足静力强度。
结合天津市于家堡交通枢纽站房结构实际工程,基于有限元软件ANSYS详细模拟了实际施工过程,以精确模拟拆撑过程中各构件的内力分布。然后,采用降温法模拟切割连接构件进行拆撑的方式,对引起的动力响应进行了详细分析计算。分别选取反力最大的提升点与支撑点,研究主体结构与临时支撑体系在拆撑时的动力响应。结果显示:该拆撑方式引起的结构动力响应与支撑点反力、拆撑位移及结构刚度等因素有关;拆撑后的振动过程中,主体结构与临时支撑体系存在复杂的相互作用,而有限元方法可精确捕捉该过程;拆撑后的振动效应对提升拉索的影响最为不利,设计中应保证提升拉索及节点的可靠度;拆撑引起的振动效应对临时支撑结构的影响要大于主体结构,支撑体系设计阶段应充分考虑整个施工方案,提高临时支撑的可靠度,而不是仅满足静力强度。
2016, 46(11): 147-151.
doi: 10.13204/j.gyjz201611027
摘要:
结合某工程实例,介绍了无轴式编织网格摩天轮预应力拉索的关键施工技术,详细介绍了预应力拉索安装过程中采用油压传感器测试技术对预应力拉索进行的施工过程监测及变形监测。结果表明:结合施工仿真计算结果,对钢结构变形监测可以保证预应力施工安全、有效。采用通用有限元分析软件MIDAS/Gen 800,按照图纸建立结构的整体模型,结构自重由程序自动计算,采用施加初拉力的方法来达到施加预应力的目的,按照实际的施工顺序对整个施工过程进行仿真模拟,以使调整鱼腹桁架在安装前、后基本保持水平。
结合某工程实例,介绍了无轴式编织网格摩天轮预应力拉索的关键施工技术,详细介绍了预应力拉索安装过程中采用油压传感器测试技术对预应力拉索进行的施工过程监测及变形监测。结果表明:结合施工仿真计算结果,对钢结构变形监测可以保证预应力施工安全、有效。采用通用有限元分析软件MIDAS/Gen 800,按照图纸建立结构的整体模型,结构自重由程序自动计算,采用施加初拉力的方法来达到施加预应力的目的,按照实际的施工顺序对整个施工过程进行仿真模拟,以使调整鱼腹桁架在安装前、后基本保持水平。
2016, 46(11): 152-156.
doi: 10.13204/j.gyjz201611028
摘要:
结合标准修订工作,对GB 50144《工业建筑可靠性鉴定标准》的发展历程进行回顾,重点阐述新修订的GB 50144的主要内容,并对工业建筑可靠性鉴定主要研究方向进行展望。
结合标准修订工作,对GB 50144《工业建筑可靠性鉴定标准》的发展历程进行回顾,重点阐述新修订的GB 50144的主要内容,并对工业建筑可靠性鉴定主要研究方向进行展望。
2016, 46(11): 157-160.
doi: 10.13204/j.gyjz201611029
摘要:
通过对8块闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的静力试验,对闭口型组合板的破坏特征、裂缝分布以及抗弯承载力等力学性能进行分析研究。试验结果表明:闭口型组合板破坏形态以纵向剪切破坏和弯曲破坏为主,大跨度组合板的破坏形式均为弯曲破坏。在试验研究的基础上,依据塑性截面设计法,并充分考虑组合板跨度和端部栓钉对组合板抗弯性能的影响,提出了更适合于大跨度闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。
通过对8块闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的静力试验,对闭口型组合板的破坏特征、裂缝分布以及抗弯承载力等力学性能进行分析研究。试验结果表明:闭口型组合板破坏形态以纵向剪切破坏和弯曲破坏为主,大跨度组合板的破坏形式均为弯曲破坏。在试验研究的基础上,依据塑性截面设计法,并充分考虑组合板跨度和端部栓钉对组合板抗弯性能的影响,提出了更适合于大跨度闭口型压型钢板-混凝土组合楼板的抗弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合较好。
2016, 46(11): 161-167.
doi: 10.13204/j.gyjz201611030
摘要:
利用DHR9401落锤式冲击试验机完成了6组、3种工况的不锈钢圆管-混凝土-钢管组合构件的侧向撞击试验。试验中记录了冲击力时程曲线,并获得了试件的整体残余变形和破坏模式。试验结果表明:随着冲击高度的增大,试件的冲击力平台值、冲击时间增大,整体变形及局部变形增大;随着空心率的增大,试件平台段趋于不稳定,峰值段逐渐消失,抗冲击性能下降。在试验研究的基础上,采用ABAQUS建立了其有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,采用文中建立的有限元分析模型所得计算结果与试验结果具有良好的一致性。
利用DHR9401落锤式冲击试验机完成了6组、3种工况的不锈钢圆管-混凝土-钢管组合构件的侧向撞击试验。试验中记录了冲击力时程曲线,并获得了试件的整体残余变形和破坏模式。试验结果表明:随着冲击高度的增大,试件的冲击力平台值、冲击时间增大,整体变形及局部变形增大;随着空心率的增大,试件平台段趋于不稳定,峰值段逐渐消失,抗冲击性能下降。在试验研究的基础上,采用ABAQUS建立了其有限元分析模型。与试验结果的对比分析表明,采用文中建立的有限元分析模型所得计算结果与试验结果具有良好的一致性。
2016, 46(11): 168-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201611031
摘要:
基于ABAQUS软件,对新型内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙进行不同荷载作用下的数值模拟,利用数值分析结果,将该新型剪力墙与双钢管混凝土边框剪力墙和普通钢管混凝土边框剪力墙对比,对该新型剪力墙的力学性能和抗震性能进行分析研究。研究结果表明:内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙的承载能力、延性、滞回性能和耗能能力等方面都明显优于其他两种组合剪力墙,具有更优良的抗震性能。
基于ABAQUS软件,对新型内置纤维增强复材管的钢管混凝土边框剪力墙进行不同荷载作用下的数值模拟,利用数值分析结果,将该新型剪力墙与双钢管混凝土边框剪力墙和普通钢管混凝土边框剪力墙对比,对该新型剪力墙的力学性能和抗震性能进行分析研究。研究结果表明:内置FRP管的钢管混凝土边框剪力墙的承载能力、延性、滞回性能和耗能能力等方面都明显优于其他两种组合剪力墙,具有更优良的抗震性能。
2016, 46(11): 175-180.
doi: 10.13204/j.gyjz201611032
摘要:
通过对10根采用高延性聚酯纤维加固技术(SRF)加固钢筋混凝土柱和1根未加固钢筋混凝土柱的轴心抗压对比试验,对高延性聚酯纤维SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压性能进行研究,研究加固间距、混凝土强度等级、纤维带层数、柱长细比对加固效果的影响,然后推导出SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压承载力的实用算式。试验结果表明:高延性聚酯纤维能够明显提高钢筋混凝土的承载能力,并且能改善构件的变形能力,避免构件出现脆性破坏,纤维带的加固形式和间距的大小对加固效果的影响较大,SRF加固钢筋混凝土柱的承载力和延性随着纤维层数的增多而明显提高。
通过对10根采用高延性聚酯纤维加固技术(SRF)加固钢筋混凝土柱和1根未加固钢筋混凝土柱的轴心抗压对比试验,对高延性聚酯纤维SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压性能进行研究,研究加固间距、混凝土强度等级、纤维带层数、柱长细比对加固效果的影响,然后推导出SRF加固钢筋混凝土柱轴心受压承载力的实用算式。试验结果表明:高延性聚酯纤维能够明显提高钢筋混凝土的承载能力,并且能改善构件的变形能力,避免构件出现脆性破坏,纤维带的加固形式和间距的大小对加固效果的影响较大,SRF加固钢筋混凝土柱的承载力和延性随着纤维层数的增多而明显提高。
2016, 46(11): 181-184.
doi: 10.13204/j.gyjz201611033
摘要:
通过对1根玄武岩复材筋珊瑚骨料混凝土梁、1根碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁和2根碳纤维复材筋普通混凝土梁的受弯试验,探讨不同纵筋、箍筋以及混凝土种类和强度下的梁破坏形态;得到了各种不同工况对复材筋珊瑚骨料混凝土梁和普通混凝土受弯梁开裂荷载、极限承载力和挠度的影响规律;验证了现有计算方法对复材筋珊瑚骨料混凝土梁和普通混凝土梁受弯的适用性。
通过对1根玄武岩复材筋珊瑚骨料混凝土梁、1根碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁和2根碳纤维复材筋普通混凝土梁的受弯试验,探讨不同纵筋、箍筋以及混凝土种类和强度下的梁破坏形态;得到了各种不同工况对复材筋珊瑚骨料混凝土梁和普通混凝土受弯梁开裂荷载、极限承载力和挠度的影响规律;验证了现有计算方法对复材筋珊瑚骨料混凝土梁和普通混凝土梁受弯的适用性。
2016, 46(11): 185-189.
doi: 10.13204/j.gyjz201611034
摘要:
碳纤维增强复合材料(CFRP)布和角钢复合加固钢筋混凝土结构,可以同时发挥两种加固材料的优势。针对两榀严重受损的钢筋混凝土框架,首先用CFRP布加固出现明显损伤的框架梁、柱和节点;而后在框架节点和框架柱固定端反粘由钢板焊接的加腋角钢并用螺栓固定。对加固后的框架试件进行模拟地震作用下的水平低周反复荷载试验,研究CFRP布和加腋角钢复合加固损伤混凝土框架的受力性能。试验结果表明:复合加固框架的刚度退化和承载力退化均较均匀,未发生突变,可以较好防止结构突然性倒塌;CFRP布的耗能能力较差,但加腋角钢的钢板可达到最大承载力;随着加腋角钢节点钢板肢长的增大,复合加固框架的耗能能力增强,加固框架的抗震能力提高。
碳纤维增强复合材料(CFRP)布和角钢复合加固钢筋混凝土结构,可以同时发挥两种加固材料的优势。针对两榀严重受损的钢筋混凝土框架,首先用CFRP布加固出现明显损伤的框架梁、柱和节点;而后在框架节点和框架柱固定端反粘由钢板焊接的加腋角钢并用螺栓固定。对加固后的框架试件进行模拟地震作用下的水平低周反复荷载试验,研究CFRP布和加腋角钢复合加固损伤混凝土框架的受力性能。试验结果表明:复合加固框架的刚度退化和承载力退化均较均匀,未发生突变,可以较好防止结构突然性倒塌;CFRP布的耗能能力较差,但加腋角钢的钢板可达到最大承载力;随着加腋角钢节点钢板肢长的增大,复合加固框架的耗能能力增强,加固框架的抗震能力提高。
2016, 46(11): 190-192.
doi: 10.13204/j.gyjz201611035
摘要:
上海某厂房位于深厚软土地基上,地基采用水泥土搅拌桩处理,设备安装时发现基础底板发生了较大的沉降及差异沉降,影响使用。通过分析沉降及差异沉降产生的原因,结合该工程的基础及基础底板的结构特点,采用锚杆静压桩加固地基和基础,控制了基础的后续沉降,取得较好效果。
上海某厂房位于深厚软土地基上,地基采用水泥土搅拌桩处理,设备安装时发现基础底板发生了较大的沉降及差异沉降,影响使用。通过分析沉降及差异沉降产生的原因,结合该工程的基础及基础底板的结构特点,采用锚杆静压桩加固地基和基础,控制了基础的后续沉降,取得较好效果。
2016, 46(11): 193-196.
doi: 10.13204/j.gyjz201611036
摘要:
以西宁市火车站核心地带1.2 km内范围为对象,承接前期核心区另外4个区域建设规划理念,从整个城市空间环境布局着眼,本着连通核心区西侧及东南侧的城市空间界面,树立城市良好形象,与城市公共环境融合的理念,对西宁火车站前商务区进行了建筑规划和设计。充分反映了建筑设计以人为本,打造集商业、办公、居住空间为一体的现代城市综合体,带动城市综合发展的近代发展策略。
以西宁市火车站核心地带1.2 km内范围为对象,承接前期核心区另外4个区域建设规划理念,从整个城市空间环境布局着眼,本着连通核心区西侧及东南侧的城市空间界面,树立城市良好形象,与城市公共环境融合的理念,对西宁火车站前商务区进行了建筑规划和设计。充分反映了建筑设计以人为本,打造集商业、办公、居住空间为一体的现代城市综合体,带动城市综合发展的近代发展策略。
