登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
2017年 第47卷 第3期
2017, 47(3): 7-11.
doi: 10.13204/j.gyjz201703002
摘要:
为分析带支撑梁柱节点对屈曲约束支撑混凝土框架体系抗震性能的影响,建立了考虑节点性能影响的屈曲约束支撑混凝土框架模型。分别采用有限元软件OpenSEES和ABAQUS对框架中普通梁柱节点和带支撑梁柱节点进行模拟分析,证明了建模的合理性。在此基础上,用OpenSEES对三种形式的支撑框架结构的抗震性能进行对比分析,同时采用逐步增量时程分析方法对考虑支撑与梁柱节点的屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能进行全面评估。结果表明:所采用的带支撑梁柱节点具有良好的承载能力,考虑节点性能的支撑框架能够提高模拟精度和真实反映结构的地震反应。
为分析带支撑梁柱节点对屈曲约束支撑混凝土框架体系抗震性能的影响,建立了考虑节点性能影响的屈曲约束支撑混凝土框架模型。分别采用有限元软件OpenSEES和ABAQUS对框架中普通梁柱节点和带支撑梁柱节点进行模拟分析,证明了建模的合理性。在此基础上,用OpenSEES对三种形式的支撑框架结构的抗震性能进行对比分析,同时采用逐步增量时程分析方法对考虑支撑与梁柱节点的屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能进行全面评估。结果表明:所采用的带支撑梁柱节点具有良好的承载能力,考虑节点性能的支撑框架能够提高模拟精度和真实反映结构的地震反应。
2017, 47(3): 12-17.
doi: 10.13204/j.gyjz201703003
摘要:
设计了一种屈曲约束支撑与混凝土框架连接的T型连接节点,采用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,并利用试验结果验证了有限元分析结果的准确性。在此基础上,考察了采用屈曲约束支撑混凝土框架与无支撑混凝土框架的受力状况以及新型连接节点的工作性能。分析结果表明:新型T型钢锚固型连接节点稳定可靠,传力明确;屈曲约束支撑能显著改善混凝土框架的受力状况和工作性能,提高混凝土框架的抗侧刚度、承载能力和耗能能力等。
设计了一种屈曲约束支撑与混凝土框架连接的T型连接节点,采用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,并利用试验结果验证了有限元分析结果的准确性。在此基础上,考察了采用屈曲约束支撑混凝土框架与无支撑混凝土框架的受力状况以及新型连接节点的工作性能。分析结果表明:新型T型钢锚固型连接节点稳定可靠,传力明确;屈曲约束支撑能显著改善混凝土框架的受力状况和工作性能,提高混凝土框架的抗侧刚度、承载能力和耗能能力等。
2017, 47(3): 18-24.
doi: 10.13204/j.gyjz201703004
摘要:
采用基于位移的抗震设计方法对屈曲约束支撑混凝土框架进行抗震设计,采用线性侧移曲线,基于弹塑性位移反应谱求得结构的屈服基底剪力,对屈曲约束支撑进行设计。按照此方法分别设计5层和10层屈曲约束支撑混凝土框架结构,并对设计结果进行Pushover分析和动力时程分析。结果表明:屈曲约束支撑可有效控制结构的位移,结构的侧移模式与假定基本一致,可实现屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能设计。
采用基于位移的抗震设计方法对屈曲约束支撑混凝土框架进行抗震设计,采用线性侧移曲线,基于弹塑性位移反应谱求得结构的屈服基底剪力,对屈曲约束支撑进行设计。按照此方法分别设计5层和10层屈曲约束支撑混凝土框架结构,并对设计结果进行Pushover分析和动力时程分析。结果表明:屈曲约束支撑可有效控制结构的位移,结构的侧移模式与假定基本一致,可实现屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能设计。
2017, 47(3): 25-30.
doi: 10.13204/j.gyjz201703005
摘要:
提出一种新型H型钢预应力自复位防屈曲支撑(SCBRB),该支撑耗能内芯采用H型钢,外部约束构件由钢板和型钢组合成H形截面,采用预应力索构成自复位系统,整体通过高强螺栓拼接而成。对其构造、工作原理以及复位原理进行详细介绍。为了研究SCBRB的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS,对结构模型进行三维实体有限元模拟,对纯防屈曲支撑、纯复位支撑及自复位防屈曲支撑进行拟静力分析,结果表明:新型H型钢预应力支撑结合了前两种支撑装置的优点,既能耗能,又能复位,可减小或消除残余变形,且效果良好。
提出一种新型H型钢预应力自复位防屈曲支撑(SCBRB),该支撑耗能内芯采用H型钢,外部约束构件由钢板和型钢组合成H形截面,采用预应力索构成自复位系统,整体通过高强螺栓拼接而成。对其构造、工作原理以及复位原理进行详细介绍。为了研究SCBRB的抗震性能,通过有限元软件ABAQUS,对结构模型进行三维实体有限元模拟,对纯防屈曲支撑、纯复位支撑及自复位防屈曲支撑进行拟静力分析,结果表明:新型H型钢预应力支撑结合了前两种支撑装置的优点,既能耗能,又能复位,可减小或消除残余变形,且效果良好。
2017, 47(3): 31-36.
doi: 10.13204/j.gyjz201703006
摘要:
基于钢套筒约束防屈曲支撑的设计理论,给出了适用于螺旋箍筋约束防屈曲支撑的设计方法。设计制作了两种钢芯截面的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件,通过低周往复试验验证设计方法的合理性,研究此类支撑的滞回性能。试验结果表明:按照所建议的设计方法制作的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件具有稳定的滞回耗能性能,可以用于实际工程。
基于钢套筒约束防屈曲支撑的设计理论,给出了适用于螺旋箍筋约束防屈曲支撑的设计方法。设计制作了两种钢芯截面的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件,通过低周往复试验验证设计方法的合理性,研究此类支撑的滞回性能。试验结果表明:按照所建议的设计方法制作的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件具有稳定的滞回耗能性能,可以用于实际工程。
2017, 47(3): 37-42.
doi: 10.13204/j.gyjz201703007
摘要:
以童寯在1933—1939年间为国民政府资源委员会设计的四所园区规划为对象,通过对四所工业园区整体规划、单体的平面及立面进行分析,探讨童寯在工业建筑中对于平面布局方式、立面构图元素和建筑设计的具体手法。研究表明:童寯在重视工业建筑功能合理性的同时,活用中西方传统建筑设计手法,充分尊重场地的地形、气候、既有建筑等地域环境,体现出强调建筑功能性与地域性的设计倾向。
以童寯在1933—1939年间为国民政府资源委员会设计的四所园区规划为对象,通过对四所工业园区整体规划、单体的平面及立面进行分析,探讨童寯在工业建筑中对于平面布局方式、立面构图元素和建筑设计的具体手法。研究表明:童寯在重视工业建筑功能合理性的同时,活用中西方传统建筑设计手法,充分尊重场地的地形、气候、既有建筑等地域环境,体现出强调建筑功能性与地域性的设计倾向。
2017, 47(3): 43-48.
doi: 10.13204/j.gyjz201703008
摘要:
对"三线建设"时期,川北地区的工业遗产进行系统的调查分析和整理。通过梳理解析川北地区"三线工业"的发展概况,分析川北地区"三线建设"工业遗产的时间构成、类型构成和空间构成,并研究分析川北工业遗产的空间特征、历史特征、行业分布特征、人文特征,强调保护遗产的重要性与迫切性,针对其特征,探索"三线工业"遗产保护利用的核心问题。
对"三线建设"时期,川北地区的工业遗产进行系统的调查分析和整理。通过梳理解析川北地区"三线工业"的发展概况,分析川北地区"三线建设"工业遗产的时间构成、类型构成和空间构成,并研究分析川北工业遗产的空间特征、历史特征、行业分布特征、人文特征,强调保护遗产的重要性与迫切性,针对其特征,探索"三线工业"遗产保护利用的核心问题。
2017, 47(3): 49-53.
doi: 10.13204/j.gyjz201703009
摘要:
扒村是中原地区传统村落的一个典型代表,对于研究中原地区村落"堡寨"格局,研究宋、金、元时期北方制瓷业的发展,研究豫中地区传统民居等方面,具有重要价值;在建构和展示豫中地区地域文化体系方面具有不可替代的作用。但目前,扒村面临环境污染,人去屋空,村落衰败,乡土建筑损毁严重,传统烧瓷技艺不能有效传承和发展等问题,本规划结合村落自身特点,将扒村优秀的自然和历史资源进行合理的动态保护,优化产业结构调整、妥善安置新村建设、合理划定保护区划、发展旅游、解决就业、留住原著村民,确保村落能够有机更新、健康发展。
扒村是中原地区传统村落的一个典型代表,对于研究中原地区村落"堡寨"格局,研究宋、金、元时期北方制瓷业的发展,研究豫中地区传统民居等方面,具有重要价值;在建构和展示豫中地区地域文化体系方面具有不可替代的作用。但目前,扒村面临环境污染,人去屋空,村落衰败,乡土建筑损毁严重,传统烧瓷技艺不能有效传承和发展等问题,本规划结合村落自身特点,将扒村优秀的自然和历史资源进行合理的动态保护,优化产业结构调整、妥善安置新村建设、合理划定保护区划、发展旅游、解决就业、留住原著村民,确保村落能够有机更新、健康发展。
2017, 47(3): 54-58.
doi: 10.13204/j.gyjz201703010
摘要:
图森市位于美国亚利桑那州南部,具有百余年的悠久历史,城市中建筑风格体现了当时西班牙、墨西哥及维多利亚等多种风格。图森市市中心在上世纪城市更新中几乎被推倒后重建,但其历史性居民区得以幸免因而成为历史保护的重点。自国民信托成立以来,历史保护法案逐步建立起完善的开发标准和建筑审查制度来平衡历史保护和更新。立足于这一案例,从历史街区风貌的整体保护,到历史建筑的节能改造,再到区域环境的三个层次系统地分析了图森市历史保护的发展脉络;对保护体系、保护对象选择的标准、保护视野三个方面的特点进行剖析。最后总结出图森市历史保护对我国相关实践提供的借鉴意义。
图森市位于美国亚利桑那州南部,具有百余年的悠久历史,城市中建筑风格体现了当时西班牙、墨西哥及维多利亚等多种风格。图森市市中心在上世纪城市更新中几乎被推倒后重建,但其历史性居民区得以幸免因而成为历史保护的重点。自国民信托成立以来,历史保护法案逐步建立起完善的开发标准和建筑审查制度来平衡历史保护和更新。立足于这一案例,从历史街区风貌的整体保护,到历史建筑的节能改造,再到区域环境的三个层次系统地分析了图森市历史保护的发展脉络;对保护体系、保护对象选择的标准、保护视野三个方面的特点进行剖析。最后总结出图森市历史保护对我国相关实践提供的借鉴意义。
2017, 47(3): 59-63.
doi: 10.13204/j.gyjz201703011
摘要:
通过分析利用震后废旧建筑材料生产再生建材在灾后重建期间操作上的困难,以及将废旧建材直接用于震后工程营建的可行性,提出应结合震后过渡安置和恢复重建工程利用废旧建材的主张。根据房屋抗震对工程材料的要求,探讨了废旧建材因材料性能下降而应采取不同的利用方式和构造措施:当废旧建筑材料能够满足工程营建要求时,可根据新建房屋结构构造的要求沿用建材原有的使用功能,或通过有针对性的构造设计来解决废旧建材在新建房屋中使用的安全性问题;当废旧建筑材料无法沿用建材原有的使用功能时,则需通过降级使用或改变建材的使用方式来避免材料性能下降的不利影响。
通过分析利用震后废旧建筑材料生产再生建材在灾后重建期间操作上的困难,以及将废旧建材直接用于震后工程营建的可行性,提出应结合震后过渡安置和恢复重建工程利用废旧建材的主张。根据房屋抗震对工程材料的要求,探讨了废旧建材因材料性能下降而应采取不同的利用方式和构造措施:当废旧建筑材料能够满足工程营建要求时,可根据新建房屋结构构造的要求沿用建材原有的使用功能,或通过有针对性的构造设计来解决废旧建材在新建房屋中使用的安全性问题;当废旧建筑材料无法沿用建材原有的使用功能时,则需通过降级使用或改变建材的使用方式来避免材料性能下降的不利影响。
2017, 47(3): 64-69.
doi: 10.13204/j.gyjz201703012
摘要:
异形柱梁柱节点是结构的薄弱部位,为了改善异形柱梁柱节点薄弱部位的受力性能,采用配置600 MPa级高强钢筋和X形筋两种改善异形柱梁柱节点受力性能的方法。设计了4个异形柱梁柱节点组合体试件并对其进行拟静力加载试验,研究分析节点的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性及钢筋应变等性能指标,揭示配置600 MPa级钢筋节点的抗震性能及配置X形筋对节点抗震性能的影响规律。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的节点具有较高的承载力,相比于配置500 MPa级钢筋的节点延性稍差;配置X形筋可明显改善节点的破坏特征,并可提高节点的承载力、延性及耗能能力,改善节点的抗震性能。
异形柱梁柱节点是结构的薄弱部位,为了改善异形柱梁柱节点薄弱部位的受力性能,采用配置600 MPa级高强钢筋和X形筋两种改善异形柱梁柱节点受力性能的方法。设计了4个异形柱梁柱节点组合体试件并对其进行拟静力加载试验,研究分析节点的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、承载力、延性及钢筋应变等性能指标,揭示配置600 MPa级钢筋节点的抗震性能及配置X形筋对节点抗震性能的影响规律。研究结果表明:配置600 MPa级钢筋的节点具有较高的承载力,相比于配置500 MPa级钢筋的节点延性稍差;配置X形筋可明显改善节点的破坏特征,并可提高节点的承载力、延性及耗能能力,改善节点的抗震性能。
2017, 47(3): 70-75.
doi: 10.13204/j.gyjz201703013
摘要:
为研究结构构件发生一定疲劳损伤后的疲劳剩余承载性能,对4根相同的钢筋混凝土简支梁分别进行静承载力试验和疲劳后的剩余承载性能试验。对试件在发生严重的疲劳损伤后的疲劳剩余承载性能进行研究发现,梁的失效是由受拉区钢筋断裂造成的,按适筋梁设计的试件在发生明显的疲劳损伤后呈现出类似少筋梁的破坏形式;试件疲劳后的屈服承载力小于疲劳加载上限,极限承载力大于疲劳加载上限;疲劳过程中试件刚度的变化基本遵循突然降低—平稳—降低的趋势。
为研究结构构件发生一定疲劳损伤后的疲劳剩余承载性能,对4根相同的钢筋混凝土简支梁分别进行静承载力试验和疲劳后的剩余承载性能试验。对试件在发生严重的疲劳损伤后的疲劳剩余承载性能进行研究发现,梁的失效是由受拉区钢筋断裂造成的,按适筋梁设计的试件在发生明显的疲劳损伤后呈现出类似少筋梁的破坏形式;试件疲劳后的屈服承载力小于疲劳加载上限,极限承载力大于疲劳加载上限;疲劳过程中试件刚度的变化基本遵循突然降低—平稳—降低的趋势。
2017, 47(3): 76-82.
doi: 10.13204/j.gyjz201703014
摘要:
为研究T形节点的抗震性能及节点破坏机理,通过对反复荷载下3组(6个)节点试件的试验,研究梁截面尺寸(截面高度)、轴压比和节点配箍率对节点抗震性能的影响,发现T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝形式与常规矩形节点的X形交叉裂缝不同,其呈反K形。同时利用有限元分析软件ABAQUS对3组节点试件进行弹塑性模拟分析,并验证T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝呈反K形。针对此类裂缝提出设计建议,对损伤塑性模型中的主要参数影响机理及取值进行简要说明。
为研究T形节点的抗震性能及节点破坏机理,通过对反复荷载下3组(6个)节点试件的试验,研究梁截面尺寸(截面高度)、轴压比和节点配箍率对节点抗震性能的影响,发现T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝形式与常规矩形节点的X形交叉裂缝不同,其呈反K形。同时利用有限元分析软件ABAQUS对3组节点试件进行弹塑性模拟分析,并验证T形柱框架节点在低周期反复荷载作用下的裂缝呈反K形。针对此类裂缝提出设计建议,对损伤塑性模型中的主要参数影响机理及取值进行简要说明。
2017, 47(3): 83-88.
doi: 10.13204/j.gyjz201703015
摘要:
通过对1榀转换梁下部1根碳纤维复材筋施加预应力的框支转换梁结构进行拟静力试验,分析部分预应力混合配筋框支转换梁结构在竖向和水平荷载作用下的裂缝发展规律、筋材应变规律,研究试件的承载能力、延性和滞回曲线等抗震性能。试验结果表明:对转换梁施加预应力能够有效抑制转换梁在跨中区域裂缝开展,使试件有较高的承载力;试件延性系数大于3,强屈比达到1.31以及滞回曲线较为丰满,说明部分预应力混合配筋框支转换梁结构具有较好的延性和抗震性能。
通过对1榀转换梁下部1根碳纤维复材筋施加预应力的框支转换梁结构进行拟静力试验,分析部分预应力混合配筋框支转换梁结构在竖向和水平荷载作用下的裂缝发展规律、筋材应变规律,研究试件的承载能力、延性和滞回曲线等抗震性能。试验结果表明:对转换梁施加预应力能够有效抑制转换梁在跨中区域裂缝开展,使试件有较高的承载力;试件延性系数大于3,强屈比达到1.31以及滞回曲线较为丰满,说明部分预应力混合配筋框支转换梁结构具有较好的延性和抗震性能。
2017, 47(3): 89-92.
doi: 10.13204/j.gyjz201703016
摘要:
通过对带施工缝框架和整浇框架进行低周反复荷载试验以及对带施工缝框架柱在相应轴压比下进行对比试验,分析了P-Δ效应及轴压比对带施工缝框架抗剪承载力的影响,研究表明:P-Δ效应降低了带施工缝框架的抗剪承载力,且大于对整浇框架的影响,而随着轴压比的提高,P-Δ效应对带施工缝框架柱抗剪承载力的影响降低。
通过对带施工缝框架和整浇框架进行低周反复荷载试验以及对带施工缝框架柱在相应轴压比下进行对比试验,分析了P-Δ效应及轴压比对带施工缝框架抗剪承载力的影响,研究表明:P-Δ效应降低了带施工缝框架的抗剪承载力,且大于对整浇框架的影响,而随着轴压比的提高,P-Δ效应对带施工缝框架柱抗剪承载力的影响降低。
2017, 47(3): 93-97.
doi: 10.13204/j.gyjz201703017
摘要:
为研究加气混凝土墙板和墙板钩头螺栓节点在风荷载作用下的工作性能,对8块加气混凝土板材进行节点的平面外拉拔试验,分析加气混凝土板材的配筋和垫片半径对传统的钩头螺栓节点面外承载能力的影响。研究表明:钩头螺栓节点随着垫片半径的增加极限承载能力增加,同时板材配筋面积的增加也直接影响到承载能力。钩头螺栓节点基本能满足北京地区90 m高层建筑围护体系在正常使用极限状态下对风荷载的要求。
为研究加气混凝土墙板和墙板钩头螺栓节点在风荷载作用下的工作性能,对8块加气混凝土板材进行节点的平面外拉拔试验,分析加气混凝土板材的配筋和垫片半径对传统的钩头螺栓节点面外承载能力的影响。研究表明:钩头螺栓节点随着垫片半径的增加极限承载能力增加,同时板材配筋面积的增加也直接影响到承载能力。钩头螺栓节点基本能满足北京地区90 m高层建筑围护体系在正常使用极限状态下对风荷载的要求。
2017, 47(3): 98-101.
doi: 10.13204/j.gyjz201703018
摘要:
空气冷凝器支架结构体性质独特,80%的质量集中在支架结构上部,振动表现为前三阶振动耦合,现行GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》关于风荷载的计算对空冷支架体系这种独特的结构形式已不适用。结合某空冷支架结构制作气弹模型,通过风洞试验分析得出:结构的顺风向风振系数β随着风速的增大而减小。为确保此类结构的安全,提出取结构迎风面测点风振系数的平均值1.80进行风荷载计算。
空气冷凝器支架结构体性质独特,80%的质量集中在支架结构上部,振动表现为前三阶振动耦合,现行GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》关于风荷载的计算对空冷支架体系这种独特的结构形式已不适用。结合某空冷支架结构制作气弹模型,通过风洞试验分析得出:结构的顺风向风振系数β随着风速的增大而减小。为确保此类结构的安全,提出取结构迎风面测点风振系数的平均值1.80进行风荷载计算。
2017, 47(3): 102-106.
doi: 10.13204/j.gyjz201703019
摘要:
以工程中常遇到的砂土和粉土为研究对象,对其进行土水特性试验和不同初始饱和度下的直剪试验,研究其土水特性和强度特性,重点研究其非饱和抗剪强度与饱和度间的关系。结果表明:在同一正应力下,非饱和状态的砂土和粉土的抗剪强度都随着饱和度的增大呈先增大后减小的变化,存在一个峰值;内摩擦角随着饱和度的变化不大,可视为常数。此外,根据实测的土水特征曲线,用平均骨架应力作为有效应力的强度算式对非饱和砂土和粉土的抗剪强度进行了预测,并与实测值进行对比,两者比较一致。
以工程中常遇到的砂土和粉土为研究对象,对其进行土水特性试验和不同初始饱和度下的直剪试验,研究其土水特性和强度特性,重点研究其非饱和抗剪强度与饱和度间的关系。结果表明:在同一正应力下,非饱和状态的砂土和粉土的抗剪强度都随着饱和度的增大呈先增大后减小的变化,存在一个峰值;内摩擦角随着饱和度的变化不大,可视为常数。此外,根据实测的土水特征曲线,用平均骨架应力作为有效应力的强度算式对非饱和砂土和粉土的抗剪强度进行了预测,并与实测值进行对比,两者比较一致。
2017, 47(3): 107-110.
doi: 10.13204/j.gyjz201703020
摘要:
通过压力板仪测定并对比分析了不同初始干密度下粉质黏土的土水特征曲线;使用GDS非饱和土三轴仪,进行了不同初始干密度、不同基质吸力下非饱和粉质黏土的强度试验。结果表明:van Genuchten模型可以较好拟合不同初始干密度粉质黏土土水特征曲线;试样进气值与初始干密度呈正相关,持水能力和水稳定性随初始干密度的增大逐渐增大;相同初始干密度的非饱和粉质黏土强度随基质吸力的增大而增大,随着基质吸力的增大,基质吸力对试样抗剪强度的贡献值逐渐变小。不同初始干密度的试样体积变化均随着基质吸力的增大而减小,且初始干密度越大,不同基质吸力试样体变越接近一致。重塑非饱和粉质黏土的应力-应变关系可以用双曲线模型来描述,试样切线模量随基质吸力的增大而增大。
通过压力板仪测定并对比分析了不同初始干密度下粉质黏土的土水特征曲线;使用GDS非饱和土三轴仪,进行了不同初始干密度、不同基质吸力下非饱和粉质黏土的强度试验。结果表明:van Genuchten模型可以较好拟合不同初始干密度粉质黏土土水特征曲线;试样进气值与初始干密度呈正相关,持水能力和水稳定性随初始干密度的增大逐渐增大;相同初始干密度的非饱和粉质黏土强度随基质吸力的增大而增大,随着基质吸力的增大,基质吸力对试样抗剪强度的贡献值逐渐变小。不同初始干密度的试样体积变化均随着基质吸力的增大而减小,且初始干密度越大,不同基质吸力试样体变越接近一致。重塑非饱和粉质黏土的应力-应变关系可以用双曲线模型来描述,试样切线模量随基质吸力的增大而增大。
2017, 47(3): 111-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201703021
摘要:
提出了一种新的地基处理方法——将含高比例膨胀组分的固化剂与土拌和后密实填充在工程塑料长筒内,形成约束固化土桩。为探讨这种技术的可行性,对约束成型的固化土进行立方体抗压强度试验、对约束固化土短柱进行轴压试验。结果表明:采用含高比例膨胀组分的固化剂分别与最佳含水量的可塑态土和高含水量的流塑态土拌和制备的约束固化土,可以获得比无约束成型土更高的强度;固化土强度相等时,与无约束固化土短柱相比,约束固化土短柱的承载能力可以大幅度提高,而且在破坏时有很大的塑性变形;约束体必须有较高的约束刚度,才能有效地提高固化土的承载力、获得较大的塑性变形。
提出了一种新的地基处理方法——将含高比例膨胀组分的固化剂与土拌和后密实填充在工程塑料长筒内,形成约束固化土桩。为探讨这种技术的可行性,对约束成型的固化土进行立方体抗压强度试验、对约束固化土短柱进行轴压试验。结果表明:采用含高比例膨胀组分的固化剂分别与最佳含水量的可塑态土和高含水量的流塑态土拌和制备的约束固化土,可以获得比无约束成型土更高的强度;固化土强度相等时,与无约束固化土短柱相比,约束固化土短柱的承载能力可以大幅度提高,而且在破坏时有很大的塑性变形;约束体必须有较高的约束刚度,才能有效地提高固化土的承载力、获得较大的塑性变形。
2017, 47(3): 117-123.
doi: 10.13204/j.gyjz201703022
摘要:
为研究圆形隧道背后空洞对结构抗震性能的影响,开展振动台模型试验研究。从地层参数、试验模型相似比、模型箱设计、人工边界处理、传感器布置及地震动加载制度等方面,详细介绍模型试验方案。分析模型箱的边界处理效果,重点考察了模型地基的加速度反应、隧道结构的加速度反应、隧道结构的动应变规律及特征。试验结果表明:模型箱设计合理,边界的设置能够很好地模拟原型土域;随着地震波的向上传播,模型地基中的峰值加速度逐渐增大,地表处的加速度放大系数随着台面输入地震动的增大而减小;在较小地震动作用下,圆形衬砌背后空洞会缩小断面的加速度响应,而在较大地震动作用时会明显增大断面地震反应。
为研究圆形隧道背后空洞对结构抗震性能的影响,开展振动台模型试验研究。从地层参数、试验模型相似比、模型箱设计、人工边界处理、传感器布置及地震动加载制度等方面,详细介绍模型试验方案。分析模型箱的边界处理效果,重点考察了模型地基的加速度反应、隧道结构的加速度反应、隧道结构的动应变规律及特征。试验结果表明:模型箱设计合理,边界的设置能够很好地模拟原型土域;随着地震波的向上传播,模型地基中的峰值加速度逐渐增大,地表处的加速度放大系数随着台面输入地震动的增大而减小;在较小地震动作用下,圆形衬砌背后空洞会缩小断面的加速度响应,而在较大地震动作用时会明显增大断面地震反应。
2017, 47(3): 124-129.
doi: 10.13204/j.gyjz201703023
摘要:
基于统一强度理论,考虑中间主应力效应和强度准则差异的影响,采用拟静力惯性力法、刚体极限平衡法和瑞典圆弧法,推导侵爆荷载作用下岩质边坡动力稳定系数的表达式,研究不同工况下岩质边坡的动力稳定性能,计算边坡滑体的最大滑裂高度及边坡失稳工况下单位宽度最大滑塌量,分析不同参数对边坡动力稳定系数的影响特性。研究表明:该计算式包含了一系列基于不同强度准则的静力稳定系数和动力稳定系数,可以有效地预测侵爆荷载作用下岩质边坡的动力稳定系数、最大滑体高度及单宽最大滑塌量的上限值和下限值,具有较广泛的适用性;考虑中间主应力效应越多或选用考虑中间主应力效应越多的强度准则,边坡的动力稳定系数越大;爆心深度越深或炸药量越大,边坡的动力稳定系数则越小。
基于统一强度理论,考虑中间主应力效应和强度准则差异的影响,采用拟静力惯性力法、刚体极限平衡法和瑞典圆弧法,推导侵爆荷载作用下岩质边坡动力稳定系数的表达式,研究不同工况下岩质边坡的动力稳定性能,计算边坡滑体的最大滑裂高度及边坡失稳工况下单位宽度最大滑塌量,分析不同参数对边坡动力稳定系数的影响特性。研究表明:该计算式包含了一系列基于不同强度准则的静力稳定系数和动力稳定系数,可以有效地预测侵爆荷载作用下岩质边坡的动力稳定系数、最大滑体高度及单宽最大滑塌量的上限值和下限值,具有较广泛的适用性;考虑中间主应力效应越多或选用考虑中间主应力效应越多的强度准则,边坡的动力稳定系数越大;爆心深度越深或炸药量越大,边坡的动力稳定系数则越小。
2017, 47(3): 130-136.
doi: 10.13204/j.gyjz201703024
摘要:
以抗硫酸盐水泥为胶凝材料,珊瑚礁和珊瑚砂为集料,人工海水为拌合水,配制出LC40珊瑚混凝土。正交设计试验结果表明:水泥用量及珊瑚礁用量对抗压强度影响显著,砂率对坍落度影响最大。珊瑚混凝土强度早期发展迅速,后期增长缓慢,轴压比和静弹性模量低于一般轻集料混凝土,具有相对良好的抗拉性能;配合比适当的珊瑚混凝土破坏形态既有纵向劈裂特点亦有轻微斜面剪切破坏特点,破坏时具有一定延性。
以抗硫酸盐水泥为胶凝材料,珊瑚礁和珊瑚砂为集料,人工海水为拌合水,配制出LC40珊瑚混凝土。正交设计试验结果表明:水泥用量及珊瑚礁用量对抗压强度影响显著,砂率对坍落度影响最大。珊瑚混凝土强度早期发展迅速,后期增长缓慢,轴压比和静弹性模量低于一般轻集料混凝土,具有相对良好的抗拉性能;配合比适当的珊瑚混凝土破坏形态既有纵向劈裂特点亦有轻微斜面剪切破坏特点,破坏时具有一定延性。
2017, 47(3): 137-141.
doi: 10.13204/j.gyjz201703025
摘要:
将橡胶掺量与粒径作为变量,探讨了橡胶颗粒对环氧树脂混凝土力学性能与变形特性的影响。运用等体积代砂的方法,分别以不同砂替代比(5%,10%,15%)对比研究橡胶颗粒不同掺量与不同粒径(平均粒径分别为0.5,1.5,4 mm)对环氧树脂混凝土非标准试件的抗压强度、劈裂强度、抗折强度与变形特性的影响。结果表明:随着橡胶掺量的增加,环氧树脂混凝土各项力学性能均有不同程度的下降,并且随着掺量增加,力学性能下降程度没有呈现增大的趋势;平均粒径在1.5 mm的中粒径橡胶颗粒对力学性能降低程度最小同时变形性能较好。同时通过弯拉试件应变与挠度的测试结果发现:相对于基准对照组的环氧树脂混凝土,橡胶的加入使环氧树脂混凝土破坏时呈现明显的的塑性变形后产生延性破坏,弯曲韧性增强,同时环氧树脂混凝土的弯拉极限应变得到大幅度提高。
将橡胶掺量与粒径作为变量,探讨了橡胶颗粒对环氧树脂混凝土力学性能与变形特性的影响。运用等体积代砂的方法,分别以不同砂替代比(5%,10%,15%)对比研究橡胶颗粒不同掺量与不同粒径(平均粒径分别为0.5,1.5,4 mm)对环氧树脂混凝土非标准试件的抗压强度、劈裂强度、抗折强度与变形特性的影响。结果表明:随着橡胶掺量的增加,环氧树脂混凝土各项力学性能均有不同程度的下降,并且随着掺量增加,力学性能下降程度没有呈现增大的趋势;平均粒径在1.5 mm的中粒径橡胶颗粒对力学性能降低程度最小同时变形性能较好。同时通过弯拉试件应变与挠度的测试结果发现:相对于基准对照组的环氧树脂混凝土,橡胶的加入使环氧树脂混凝土破坏时呈现明显的的塑性变形后产生延性破坏,弯曲韧性增强,同时环氧树脂混凝土的弯拉极限应变得到大幅度提高。
2017, 47(3): 142-146.
doi: 10.13204/j.gyjz201703026
摘要:
为了提高建筑围护结构的蓄热能力,降低建筑能耗,开发能够用于建筑围护结构的室温复合石蜡相变陶粒。按照单因素试验法将52号石蜡和液体石蜡加热共融制备复合石蜡相变材料,采用真空吸附法将复合石蜡吸附于页岩陶粒中,分别采用苯丙乳液、环氧树脂、水泥净浆对吸附石蜡的陶粒进行封装,以满足建筑应用。利用差示扫描量热仪、压汞仪、扫描电镜等分别对相变陶粒相变温度、相变潜热、封装效果、吸附率、微观表征和相容性等进行试验测试。结果表明:复合石蜡的相变温度能够涵盖建筑室内、外热环境范围(18~35℃),石蜡通过真空吸附法能够大量吸附进入陶粒内部,吸附率在58%以上,并黏附于陶粒孔隙内壁,具有较好的相容性,相变陶粒的石蜡吸附量主要取决于陶粒中大孔的数量。
为了提高建筑围护结构的蓄热能力,降低建筑能耗,开发能够用于建筑围护结构的室温复合石蜡相变陶粒。按照单因素试验法将52号石蜡和液体石蜡加热共融制备复合石蜡相变材料,采用真空吸附法将复合石蜡吸附于页岩陶粒中,分别采用苯丙乳液、环氧树脂、水泥净浆对吸附石蜡的陶粒进行封装,以满足建筑应用。利用差示扫描量热仪、压汞仪、扫描电镜等分别对相变陶粒相变温度、相变潜热、封装效果、吸附率、微观表征和相容性等进行试验测试。结果表明:复合石蜡的相变温度能够涵盖建筑室内、外热环境范围(18~35℃),石蜡通过真空吸附法能够大量吸附进入陶粒内部,吸附率在58%以上,并黏附于陶粒孔隙内壁,具有较好的相容性,相变陶粒的石蜡吸附量主要取决于陶粒中大孔的数量。
2017, 47(3): 147-150.
doi: 10.13204/j.gyjz201703027
摘要:
针对小样本碳化试验研究预应力混凝土耐久性出现的研究方法较为单一、可靠性较差等问题,采用大批次、小尺寸构件,利用碳化试验和表面渗透性试验,研究不同应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土构件耐久性的影响。研究结果表明:应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土结构碳化深度有显著影响,同等条件下,应力越大,混凝土构件碳化深度越小;应力状态对混凝土表层渗透性无明显影响,而构件抗压强度却对其有明显影响,构件抗压强度越高,抗渗性能越好。
针对小样本碳化试验研究预应力混凝土耐久性出现的研究方法较为单一、可靠性较差等问题,采用大批次、小尺寸构件,利用碳化试验和表面渗透性试验,研究不同应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土构件耐久性的影响。研究结果表明:应力状态和构件抗压强度对预应力混凝土结构碳化深度有显著影响,同等条件下,应力越大,混凝土构件碳化深度越小;应力状态对混凝土表层渗透性无明显影响,而构件抗压强度却对其有明显影响,构件抗压强度越高,抗渗性能越好。
2017, 47(3): 151-156.
doi: 10.13204/j.gyjz201703028
摘要:
选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。
选取四种混凝土本构关系模型,应用有限元分析软件ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析模型,再通过试验研究加以验证。结果表明:采用韩林海提出的约束混凝土本构关系模型的有限元计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,研究了含钢率、钢材屈服强度和混凝土强度对模型混凝土贡献比(CCR)及跨中截面钢管应力的影响。最后,提出了高强方钢管高强混凝土轴压短柱组合构件受力全过程应力-应变关系曲线表达式,计算结果与试验结果吻合较好,验证了公式的准确性。
2017, 47(3): 157-162.
doi: 10.13204/j.gyjz201703029
摘要:
采用ABAQUS软件,在合理选用材料本构模型的基础上,对18个偏压中长柱进行全过程分析,考察长细比、偏心率、钢材屈服强度等因素对构件极限承载力及荷载-跨中挠度曲线的影响。分析结果表明:构件荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、下降段和平缓段4个阶段。长细比、偏心率和含钢率对构件力学性能影响较大,随着长细比和偏心率的增加,构件的极限承载力迅速下降;增加含钢率可以提高构件的极限承载力;增加混凝土强度可以提高构件的极限承载力,但延性有所降低;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力提高,但荷载-跨中挠度曲线的弹性阶段几乎不变。
采用ABAQUS软件,在合理选用材料本构模型的基础上,对18个偏压中长柱进行全过程分析,考察长细比、偏心率、钢材屈服强度等因素对构件极限承载力及荷载-跨中挠度曲线的影响。分析结果表明:构件荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、下降段和平缓段4个阶段。长细比、偏心率和含钢率对构件力学性能影响较大,随着长细比和偏心率的增加,构件的极限承载力迅速下降;增加含钢率可以提高构件的极限承载力;增加混凝土强度可以提高构件的极限承载力,但延性有所降低;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力提高,但荷载-跨中挠度曲线的弹性阶段几乎不变。
2017, 47(3): 163-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201703030
摘要:
提出一种蒸压轻质加气混凝土外墙板与钢梁之间的新型连接形式,该连接可避免在墙体上贯穿打孔,防止冷、热桥现象的产生,并且在梁的下翼缘采用铰接连接,与结构的随动性更好,利于抗震。为研究该连接的受力性能,对8个试件进行低周往复荷载试验,并考虑了墙板厚度的影响。同时,为得到节点破坏的极限承载力,部分试件采用碳纤维布对墙板进行加固处理。试验结果表明:该连接受力性能良好,连接可靠;随着墙板厚度的增加,连接的极限承载力和极限位移随之增大。
提出一种蒸压轻质加气混凝土外墙板与钢梁之间的新型连接形式,该连接可避免在墙体上贯穿打孔,防止冷、热桥现象的产生,并且在梁的下翼缘采用铰接连接,与结构的随动性更好,利于抗震。为研究该连接的受力性能,对8个试件进行低周往复荷载试验,并考虑了墙板厚度的影响。同时,为得到节点破坏的极限承载力,部分试件采用碳纤维布对墙板进行加固处理。试验结果表明:该连接受力性能良好,连接可靠;随着墙板厚度的增加,连接的极限承载力和极限位移随之增大。
2017, 47(3): 169-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201703031
摘要:
对厚度分别为0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0 mm,长度为3 m的18个冷弯薄壁帽型截面立柱进行轴压试验,并采用国内外规范及理论计算方法对立柱轴压承载力进行计算和比较。研究表明:当帽型截面的厚度较小(0.8,1.0 mm)时,立柱先局部失稳,而后发生整体弯曲或弯扭失稳;而当截面厚度较大(1.2,1.5,1.8,2.0 mm)时,立柱则直接发生整体的弯曲或弯扭失稳。采用AISI S100-2007中直接强度法计算出的帽型截面轴压承载力与试验值总体接近;当厚度为1.5,1.8 mm时,采用GB 50018—2002、AISI S100-2007和BS EN1993-1-3∶2006的计算结果与试验值吻合良好;当厚度为1.0,2.0 mm时,除BS EN1993-1-3∶2006外,中国、美国标准计算结果与试验值相差均较大,达到10%~21%。
对厚度分别为0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0 mm,长度为3 m的18个冷弯薄壁帽型截面立柱进行轴压试验,并采用国内外规范及理论计算方法对立柱轴压承载力进行计算和比较。研究表明:当帽型截面的厚度较小(0.8,1.0 mm)时,立柱先局部失稳,而后发生整体弯曲或弯扭失稳;而当截面厚度较大(1.2,1.5,1.8,2.0 mm)时,立柱则直接发生整体的弯曲或弯扭失稳。采用AISI S100-2007中直接强度法计算出的帽型截面轴压承载力与试验值总体接近;当厚度为1.5,1.8 mm时,采用GB 50018—2002、AISI S100-2007和BS EN1993-1-3∶2006的计算结果与试验值吻合良好;当厚度为1.0,2.0 mm时,除BS EN1993-1-3∶2006外,中国、美国标准计算结果与试验值相差均较大,达到10%~21%。
2017, 47(3): 175-181.
doi: 10.13204/j.gyjz201703032
摘要:
基于Q235钢材、10.9级摩擦型高强螺栓连接件微动疲劳寿命试验和断口扫描电镜分析结果,通过有限元方法建立了Q235高强螺栓单面连接微动疲劳寿命数值预测模型。在此基础上开展螺栓预紧力和接触面摩擦系数对高强螺栓单面连接微动疲劳寿命的影响分析,考察螺栓预紧力的不足和连接板接触面摩擦系数的改变对接触面正应力、切应力和相对位移的影响以及数值的变化。分析结果表明:螺栓预紧力和接触面摩擦系数对微动疲劳寿命都有一定的影响,其中螺栓预紧力较JGJ 82—2001《钢结构高强度螺栓连接技术规程》要求低10%时,微动疲劳寿命降低约12%;连接板接触面摩擦系数每减小0.5,微动疲劳寿命降低约10%。
基于Q235钢材、10.9级摩擦型高强螺栓连接件微动疲劳寿命试验和断口扫描电镜分析结果,通过有限元方法建立了Q235高强螺栓单面连接微动疲劳寿命数值预测模型。在此基础上开展螺栓预紧力和接触面摩擦系数对高强螺栓单面连接微动疲劳寿命的影响分析,考察螺栓预紧力的不足和连接板接触面摩擦系数的改变对接触面正应力、切应力和相对位移的影响以及数值的变化。分析结果表明:螺栓预紧力和接触面摩擦系数对微动疲劳寿命都有一定的影响,其中螺栓预紧力较JGJ 82—2001《钢结构高强度螺栓连接技术规程》要求低10%时,微动疲劳寿命降低约12%;连接板接触面摩擦系数每减小0.5,微动疲劳寿命降低约10%。
2017, 47(3): 182-187.
doi: 10.13204/j.gyjz201703033
摘要:
以某预应力混凝土连续箱梁桥为背景,建立有限元模型,采用空间分析方法分别计算了成桥恒载效应(包括预应力)、温度效应、车道荷载效应以及组合效应,然后分析其对箱梁开裂的影响。基于分析结果,针对背景工程已有的裂缝和存在的问题,提出了体外预应力加固设计方案,并通过空间有限元模型分析了加固后桥梁的受力特性,并与加固前比较,说明此加固方案效果显著。
以某预应力混凝土连续箱梁桥为背景,建立有限元模型,采用空间分析方法分别计算了成桥恒载效应(包括预应力)、温度效应、车道荷载效应以及组合效应,然后分析其对箱梁开裂的影响。基于分析结果,针对背景工程已有的裂缝和存在的问题,提出了体外预应力加固设计方案,并通过空间有限元模型分析了加固后桥梁的受力特性,并与加固前比较,说明此加固方案效果显著。
2017, 47(3): 188-191.
doi: 10.13204/j.gyjz201703034
摘要:
在对某工程中基桩进行高应变动力检测抽检时,发现部分嵌岩桩承载力未达到设计要求,通过钻芯法验证发现:部分基桩桩端沉渣过厚,另有部分基桩桩端未达到进入中等风化岩层的设计要求。该嵌岩桩采用冲击成孔法施工,出现事故的主要原因是上部填土和松散粉土部位未做护筒且泥浆未按要求制配,导致塌孔发生。针对工程的实际状况,对工程基桩进行了全面抽芯检测,根据桩端有无沉渣和桩端持力层的实际情况制定不同的加固方案,取得了理想的加固效果。
在对某工程中基桩进行高应变动力检测抽检时,发现部分嵌岩桩承载力未达到设计要求,通过钻芯法验证发现:部分基桩桩端沉渣过厚,另有部分基桩桩端未达到进入中等风化岩层的设计要求。该嵌岩桩采用冲击成孔法施工,出现事故的主要原因是上部填土和松散粉土部位未做护筒且泥浆未按要求制配,导致塌孔发生。针对工程的实际状况,对工程基桩进行了全面抽芯检测,根据桩端有无沉渣和桩端持力层的实际情况制定不同的加固方案,取得了理想的加固效果。
2017, 47(3): 192-197.
doi: 10.13204/j.gyjz201703035
摘要:
祠堂是古徽州人文化传承的重要载体,祠堂戏场建筑作为徽州传统戏场建筑的一种典型类型,对于维护宗族制度有不可或缺的作用。通过实地考察调研徽州地区10余处祠堂戏场建筑,结合文献阅读以及修缮复原设计,将其空间功能分为引导空间、入口空间、表演空间、观演空间、仪式活动空间和祭祀空间,同时对其相对应的祠堂前广场、仪门、戏台、前天井及廊庑、享堂、后天井及廊庑、寝殿的空间形态加以分析,旨在为徽州传统戏场建筑的保护和修复再利用提供参考。
祠堂是古徽州人文化传承的重要载体,祠堂戏场建筑作为徽州传统戏场建筑的一种典型类型,对于维护宗族制度有不可或缺的作用。通过实地考察调研徽州地区10余处祠堂戏场建筑,结合文献阅读以及修缮复原设计,将其空间功能分为引导空间、入口空间、表演空间、观演空间、仪式活动空间和祭祀空间,同时对其相对应的祠堂前广场、仪门、戏台、前天井及廊庑、享堂、后天井及廊庑、寝殿的空间形态加以分析,旨在为徽州传统戏场建筑的保护和修复再利用提供参考。
