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2018年  第48卷  第1期

“山水城市”的构建理论探讨及实践
我国“山水城市”构建的理论体系及实施途径
王博娅, 刘志成
2018, 48(1): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz201801001
摘要:
简述"山水城市"理念形成过程,并分别从"山水城市"构建的目标、原则、策略等方面对理论体系和实施途径进行成果梳理,总结出以"自然生态的有效保护、城市特色的精心塑造和山水文化的继承发扬"为构建目标,以"整合区域范围内山水资源,合理开发和保护城市内自然资源,因势利导地传承历史文化内涵,相辅相成地运用传统景观理法"为建设策略的"山水城市"构建理论体系。同时把以构建"山水城市"为目的的城市总体规划(景观风貌规划、空间形态规划等)和绿地系统规划、水系统规划等作为"山水城市"构建的实施途径,以期推动"山水城市"的建设。最后对当前"山水城市"研究中的不足进行总结并提出未来的发展方向。
“山水城市”人居环境营建策略研究
刘玮, 李雄
2018, 48(1): 7-11. doi: 10.13204/j.gyjz201801002
摘要:
"山水城市"是钱学森先生针对当代中国城市景观危机提出的概念。对"山水城市"营建理论体系进行梳理,包括"山水城市"的概念、发展过程。阐述中国传统宇宙观及山水诗画对人居环境营建的影响。从城市选址、空间格局营造、审美意境的表达三个方面总结山水城市人居营建策略。以杭州和苏州为例,阐述两种典型的"山水城市"人居环境营建的策略。山水城市是具有中国特色的城市规划理论,"山水城市"人居环境的营建需要将生态、文化、美学意境融入城市建设的理论和实践,在不断总结创新中成熟和完善。
基于中国古典园林艺术的“山水城市”植被地域性特征表达
郝培尧, 冯沁薇, 陈雪微, 董丽, 李雄
2018, 48(1): 12-17. doi: 10.13204/j.gyjz201801003
摘要:
城市化进程在给人们的生活带来便利的同时,也产生了一系列的城市问题,建设"山水城市"有利于缓解这些城市问题,促进城市健康发展。"山水城市"融合了中国山水诗、山水画、园林艺术等深邃的内涵,又基于城市生态观,以深厚的中国传统文化底蕴为基础,把城市发展的方向哲学化、诗意化。基于"山水城市"理论与城市生态环境之间的关系,依托中国古典园林的设计理念和理法,结合历史文献及城市现状的研究,从宏观尺度探讨城市植被地域性特征的表达理法和实现途径。
川西羌族山水文化探源及其主要内涵探微
孙松林, 李雄
2018, 48(1): 18-25. doi: 10.13204/j.gyjz201801004
摘要:
岷江上游的羌族文化介于汉、藏文化之间,是汉文化传播推广的纽带,其人居环境营造受到汉藏文化与本土生态自然观的多重影响,展现出高超的建筑技术和质朴的审美追求。为了探索羌族人居环境背后蕴涵的独特山水文化,结合中国传统的山水文化观,从羌族的迁徙路径与族群分布、文化来源与文化认同等方面来溯源羌族山水文化的形成过程,提出羌族山水文化观在神灵信仰、风水习俗、山水美学、山水哲学、营造思想等方面的主要内涵,以期为当前羌族地区如火如荼的景观风貌建设和特色人居环境营造提供借鉴。
以山水城市营建为导向的乌鲁木齐国际园林博览会规划策略研究
冯潇, 张茜
2018, 48(1): 26-32. doi: 10.13204/j.gyjz201801005
摘要:
申办园林博览会是推进"山水城市"建设的强力契机,能够大幅优化城市山水格局体系。在干旱地区举办园林博览会,要面临干旱缺水、盐碱土地、植被稀缺、适宜季节短暂等一系列棘手的问题。以乌鲁木齐市《申办第十二届中国国际园林博览会概念性规划方案》为例,阐述园区选址、规划主题、办园理念等基本情况,并着重探讨应对干旱条件的办展策略、展示特色策略、示范效应策略和植物景观策略,为在干旱地区营建园林博览会探索经验。
山水城市视角下石家庄国际园林博览会规划策略探究
姚朋, 张恒玮, 王雪颖
2018, 48(1): 33-37. doi: 10.13204/j.gyjz201801006
摘要:
园林博览会对于提升城市品质、带动社会发展、优化绿地系统和促进生态建设有着重要的意义。通过对石家庄市的城市发展特征及其西部独有的山水结构,以其申办第十二届中国国际园博会概念规划方案为例,从山水城市的物质和精神视角研究了园区的选址和规划,并提出了功能布局和后续利用的建议,探讨了"山水城市"视角下的事件性规划策略,为事件型景观更好地融入城市绿色空间和可持续发展提供参考。
山水城市视角下呼伦贝尔两河圣山旅游文化景区的规划设计
李运远, 魏菲宇
2018, 48(1): 38-42. doi: 10.13204/j.gyjz201801007
摘要:
在当今中国城市建设日益同质化的趋势下,富于地域性的景观规划设计表达越来越受到关注。通过将地域性风景区的规划设计研究放置于"山水城市"理论的框架中,以呼伦贝尔两河圣山旅游文化景区设计为例,提出地域性景观空间建构的重要影响因素。从空间结构、空间形态、空间尺度、生态环境、历史文脉等几方面阐述地域性风景区空间建构的主要内容。
浙江萧山城郊乡土聚落的形态演化及相应的政策干预(1949—2017)
段威
2018, 48(1): 43-48. doi: 10.13204/j.gyjz201801008
摘要:
位于浙江萧山北部的"南沙"地区常年受境内钱塘江冲击,因而形成了与浙江"七山二水一分田"传统地貌格局有着鲜明差异的平原景观,这种特殊的地理面貌不仅成为了这里聚落形态结构的基础,也在成为杭州都会副中心之后,为城市扩张提供了可观的土地资源。萧山城郊的山水格局及聚落形态自清末伊始,在不断"重写"中缓慢演变,并且在此基础上形成了阡陌纵横的独特平原聚落结构,孕育了巨量的自发性建造现象,亟待记录和研究。以萧山作为研究对象,通过实地调研及文献资料分析,溯源至清末时期的钱塘江改道工程,着力关注自1949-2017年间当地聚落形态的演化,并以其为线索分析在各个历史时期聚落所受到的政策干预;以历史为脉络,记录其形成过程,厘清形成的背后动因,描绘其山-水-城重构的过程,并在此基础上反思我国相应历史时期城市化进程中的得失。
低周反复荷载下改性再生混凝土框架角节点受力性能试验研究
付佳丽, 柳炳康
2018, 48(1): 49-55. doi: 10.13204/j.gyjz201801009
摘要:
对2榀再生混凝土框架顶层角节点进行低周反复荷载试验,其中1榀添加适量粉煤灰等量替代水泥,探讨粉煤灰作为外加剂的改性再生混凝土框架角节点受力性能和变形能力。研究表明:改性再生混凝土角节点的承载能力、破坏形态与未改性再生混凝土差别不大,最终破坏时,节点外侧和柱顶混凝土开裂剥落,表现出较明显的脆性性质。在正、负弯矩的作用下的2榀试件的骨架曲线、刚度退化情况、延性指标和耗能能力基本相同,在张开弯矩作用下添加粉煤灰的试件性能略差。在再生混凝土中添加适量粉煤灰可以改善再生混凝土的耐久性,对于再生混凝土角节点的抗震性能影响不大。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》给出的节点抗剪承载力计算式是根据中节点核心区受剪应力状况导出的,而角节点受力类似折梁受弯,存在较大弯曲成分,有待于进一步研究给出承载力计算式。
防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能研究
乔金丽, 丁冬, 王晓伟, 孟秋杰, 凌霄霄
2018, 48(1): 56-63. doi: 10.13204/j.gyjz201801010
摘要:
通过对布置防屈曲约束支撑异形柱框架和普通异形柱框架的拟静力试验,对比分析防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能。试验结果表明:对角斜置防屈曲约束支撑异形柱框架的滞回曲线呈梭形,骨架曲线呈现"台阶"形的折线形状;无撑异形柱框架的滞回曲线有明显的捏拢现象,屈服后,由"反S"形逐渐过渡到狭长的"Z"形。屈曲约束支撑框架最大能承受6倍屈服位移控制的往复加载,推迟了钢筋与混凝土之间的黏结滑移产生时间,延缓并减弱了框架的变形恢复滞后现象和结构的刚度退化速率,改变了原来异形柱结构的耗能机理,同时屈曲约束支撑改变了原有异形柱结构的延性分布规律,避免了底部发生过大的延性破坏,使结构顶层具有较大的延性来吸收地震能量。
装配整体式圈梁-构造柱约束墙体抗震性能试验研究
钟柏春, 张春涛, 王汝恒, 张文革
2018, 48(1): 64-67. doi: 10.13204/j.gyjz201801011
摘要:
为改良现浇钢筋混凝土圈梁及构造柱施工工艺,满足村镇砌体结构建筑工业化要求,提出一种装配整体式圈梁-构造柱建造体系。利用拟静力试验对传统砌体砖墙及装配式圈梁-构造柱约束砖墙共2个足尺试件进行研究。通过对比分析得到装配整体式圈梁-构造柱约束砖墙的破坏模式、滞回曲线、刚度退化和能量耗散等抗震性能参数,结果表明:1)在地震作用下,装配整体式圈梁-构造柱体系能够有效约束砖墙体的过大变形,防止墙体产生大面积倒塌;2)装配整体式圈梁-构造柱体系能够提高结构的初始刚度,增强结构的耗能能力和延性。
不同含水率下钢筋混凝土柱的抗火性能研究
杨志年, 郭洪晔, 付秀艳, 王兴国
2018, 48(1): 68-73. doi: 10.13204/j.gyjz201801012
摘要:
通过对具有不同养护周期的3根足尺普通混凝土柱及3根足尺高强混凝土柱进行恒载-升温条件下的火灾试验,分析含水率对混凝土柱火灾下爆裂程度的影响,研究混凝土柱在受火过程中沿截面混凝土的温度分布、钢筋温度变化、轴向变形及破坏模式,并对比不同含水率下钢筋混凝土柱的耐火极限。结果表明:火灾下,含水率对混凝土柱爆裂程度影响显著,含水率越高,混凝土爆裂越严重;随着养护周期增长,钢筋混凝土柱含水率降低,耐火极限提高;相同受火工况下,高强混凝土柱爆裂程度比普通混凝土更严重,普通混凝土柱的抗火性能优于高强混凝土柱。
混凝土强度对预制叠合板连接钢筋锚固性能的影响
辛丽婷, 王春江, 王平山, 樊骅
2018, 48(1): 74-79. doi: 10.13204/j.gyjz201801013
摘要:
预制叠合板中连接钢筋的黏结锚固性能是影响结构整体性能的重要指标,通过与传统混凝土结构的比较分析,发现混凝土强度是影响其锚固性能的关键。针对单面叠合和双面叠合两种形式,通过对2组包含不同混凝土强度叠合板拔出试验,动态记录了试件的加载过程,得到了连接钢筋的黏结应力-滑移曲线;结合参数分析,得到了黏结强度的变化规律,最终给出了连接钢筋锚固长度的计算式。同时根据试验参数建立了有限元模型,采用非线性弹簧单元模拟钢筋混凝土的黏结滑移性能,对比分析了不同混凝土强度下的黏结滑移规律。结合GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》的相关规定,对预制叠合板中连接钢筋锚固长度的设计取值给出了建议。
简化土拱物理和数值模型在土拱形态研究上的适用性
杨涛, 李航, 陆振荣, 史苏青
2018, 48(1): 80-84. doi: 10.13204/j.gyjz201801014
摘要:
在土拱室内模型试验和数值分析中常常采用简化土拱模型。在带帽桩承式路堤分析中,简化土拱模型中只有路堤,没有带帽桩加固的地基土,土拱的形成过程是通过人为控制桩间土上方路堤基底沉降或竖向应力来模拟的。通过建立土拱分析的二维弹塑性整体和简化有限元模型,对桩承式路堤中的土拱进行数值模拟,在"最大土拱"状态下确定出相应的土拱形态。计算结果表明:整体有限元模型和简化有限元模型获得的土拱形态都为半椭圆形。路堤基底施加余弦形和抛物线形沉降的简化有限元模型获得的土拱高度与整体有限元模型计算结果非常接近。减小路堤基底竖向应力和在基底施加均布沉降的简化有限元模型得到的土拱高度近乎相同,但数值均要比整体有限元模型计算的结果大得多。
考虑起始水力坡降的超固结土一维非线性固结分析
肖金阳, 李传勋, 金丹丹
2018, 48(1): 89-96. doi: 10.13204/j.gyjz201801016
摘要:
考虑超固结黏性土中渗流存在的起始水力坡降及变荷载作用,建立超固结土一维非线性固结模型。利用连续条件建立固结模型的控制方程,并采用有限差分法求取该模型的数值解。在此基础上,当回弹再压缩指数ce等于压缩指数cc时,将该文差分解与考虑起始水力坡降的正常固结土非线性固结半解析解对比以验证该文解的可靠性。最后,分析起始水力坡降和超固结应力状态对黏性土固结性状的影响。结果表明:起始水力坡降导致土中超静孔压不能完全消散;当外荷载稳定值qu与起始水力坡降i0、水的重度γw及土层厚度H之积的比值小于1时,单面排水条件下渗流前锋不能至土层底面;起始水力坡降i0越大,土层沉降值越小,按孔压定义的土层平均固结度也越小;相同起始水力坡降下,超固结土层超静孔压的消散速率比正常固结土层快,超固结土层的最终沉降值小于正常固结土层,且前期固结压力越大则最终沉降量越小。
柔性面层土钉墙室内模型试验研究
梁迪, 宋鹏, 韩晓雷
2018, 48(1): 97-102. doi: 10.13204/j.gyjz201801017
摘要:
通过模型试验开展不同刚度面层土钉墙作用机理的研究,结果表明:土钉轴向应变呈"中间大、两边小"的分布规律,但柔性面层土钉墙土钉轴向应变值在主动区内明显小于传统面层土钉墙土钉的应变值;柔性面层土钉墙潜在滑裂面在基坑中下部有明显向后扩张的趋势;随着荷载的增大,基坑面层水平位移存在"中部大、两头小"的规律,反映在基坑支护设计上,如果基坑旁有附加荷载时,采用柔性面层土钉墙应加长土钉墙中部土钉的长度。
基于等价线性方法的地铁车站结构非线性地震响应分析
王国波, 张国强, 苗雨, 李玉龙
2018, 48(1): 103-108. doi: 10.13204/j.gyjz201801018
摘要:
地下结构受周围土体的束缚,地震时周围土体的变形直接决定了地下结构的地震响应,因而土体的非线性特性应合理考虑,然而目前的成熟软件自身缺乏较好的土体非线性本构模型。基于等价线性方法基本原理,利用大型通用软件ANSYS平台及其参数化编程语言,实现了等价线性模型Hardin模型在ANSYS中的初步开发,并利用目前成熟的一维地层地震响应分析程序EERA进行验证,然后利用编写的程序考虑土体非线性特性,对典型地铁车站结构进行计算分析。不同工况计算结果的对比分析表明土体非线性特性对体系地震响应影响主要体现在3个方面:1)土体耗能更多,因而体系地震响应降低;2)考虑土体非线性特性时体系逐渐"软化",频率降低,中高频成分被土体吸收;3)地下结构对周围场地土的影响规律完全相反,线性时地下结构的存在会放大场地土响应,且影响范围大,而非线性时则减小场地土的响应,但影响范围相对较小。
土层场地地震反应时域分析中等效线性化方法研究
张如林, 张志伟
2018, 48(1): 109-113. doi: 10.13204/j.gyjz201801019
摘要:
对场地土层时域地震响应分析中等效线性化方法进行讨论。首先按照不同材料区域采用不同阻尼比的思想建立Rayleigh阻尼模型,并对等效线性化方法进行改进:在每次线性迭代中考虑由于材料模量衰减引起模型自振频率变化而带来的阻尼系数的变化。其次基于ANSYS-LSDYNA软件,将隐式算法求解结构动力特性、显式算法求解动力响应相结合,编制等效线性化方法的计算程序。分别采用考虑和不考虑阻尼模型更新的等效线性化方法对某实际深厚覆盖土层场地进行地震响应分析。结果表明:在每次迭代过程中,模型的基频逐渐减小并趋于稳定;相对于不更新阻尼系数情况,模型自振频率改变引起阻尼系数的变化对不同深度处加速度结果有一定的影响,但不明显;地震波频谱和加速度反应谱变化都比较小,可以忽略,即在等效线性化迭代过程中,可不考虑由于材料模量衰减引起模型自身动力特性变化的影响。
基于经纬分析法研究热损伤岩石的非均匀性和各向异性
韩越祥, 万璋
2018, 48(1): 114-117. doi: 10.13204/j.gyjz201801020
摘要:
通过对岩石进行500℃高温的热处理,使岩石内部产生大量细观裂隙。采用电镜扫描观察热破裂岩石内部的细观裂隙分布并对细观裂隙进行重构,提出一种经纬分析法研究热破裂岩石细观裂隙的非均匀性和各向异性,并且确定了经纬分析法的最优网格间距。结果表明:网格间距显著影响热损伤岩石非均匀性分析结果的准确性,网格间距越小,准确性越趋于稳定。当网格间距为200μm时,既能保证非均匀性分析结果可信,又能提高分析效率。与此相对,网格间距对热损伤岩石各向异性分析结果的准确性不产生明显影响。通过对比分析,对于500℃高温热损伤花岗岩,采用200μm的网格间距最为经济合理。
短切玄武岩纤维对混凝土的增强效果及机理
孙冠东, 焦华喆, 陈新明, 韩振宇, 李拴杰
2018, 48(1): 118-121. doi: 10.13204/j.gyjz201801021
摘要:
混凝土具有抗压强度高,抗拉强度低的特点,玄武岩纤维的掺入能够显著提高其抗拉强度,提高混凝土的综合力学性能。通过改变纤维的种类、长度、掺量,对比纤维混凝土与素混凝土的各项力学性能。试验结果表明:20 mm长(长径比为1 538.46)、掺量为3 kg/m3的玄武岩纤维掺入时,与素混凝土相比,抗压、抗拉、抗折性能分别增加了33%、23%、40%,具有显著的增强效果;随着纤维长度与掺量的增加,纤维混凝土力学性能下降,当玄武岩纤维掺量为12 kg/m3时,抗压强度增加了5%,抗拉和抗折强度降低了4%和8%。扫描电子显微镜扫描结果表明:玄武岩纤维的掺入能够降低混凝土孔隙率和初始裂隙;同时玄武岩纤维能够传递荷载,使应力均匀分布,控制裂隙发育。玄武岩纤维能够显著增强混凝土的抗拉强度,具有良好的效果。通过对玄武岩纤维掺量的控制,可以最大程度地改善混凝土的力学性能。
锈蚀对钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响
常杭州, 郑晓燕, 顾聪
2018, 48(1): 122-126. doi: 10.13204/j.gyjz201801022
摘要:
为了研究箍筋、钢筋锈蚀等对轻骨料混凝土与钢筋之间黏结性能的影响,制作了18个钢筋轻骨料混凝土试件,分有箍筋、无箍筋两类试件,每类试件又分无锈蚀(锈蚀率为0%)、轻度锈蚀(锈蚀率为1%)、中度锈蚀(锈蚀率为3%)、重度锈蚀(锈蚀率为5%)四种工况,采用电化学法加速钢筋的锈蚀,通过拉拔试验,得到各个试件的荷载-滑移曲线,通过黏结力-滑移曲线、每种工况试件的特征值,分析了箍筋、钢筋锈蚀程度对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土黏结性能的影响。结果发现:箍筋对锈蚀钢筋与轻骨料混凝土的黏结性能影响很大,箍筋的存在可以提高试件的黏结强度,延缓试件在极限荷载时劈裂破坏,甚至变成延性破坏。随着锈蚀程度的增加,轻骨料混凝土与钢筋的黏结性能有先增加后减小的趋势。
钢筋套筒灌浆连接件受力性能试验研究
刘全威, 吴涛, 李红, 赵天俊
2018, 48(1): 127-131. doi: 10.13204/j.gyjz201801023
摘要:
钢筋连接技术是影响预制装配式结构发展的重要因素之一。通过对26个套筒灌浆连接件的拉拔试验,研究其破坏过程和破坏形态,分析套筒材料、钢筋直径和锚固长度对筒壁应变的影响。研究表明:套筒灌浆连接件屈服台阶比钢筋的长,屈服强度和极限强度与钢筋没有明显差别,当钢筋应力相同时,钢制套筒筒壁应变值要比铸铁套筒的小。钢筋锚固长度增加,筒壁应变减小;钢筋直径增大,筒壁应变增大。
多层大跨度空腹夹层板结构施工支撑层数分析
王惠, 孙磊, 孙铭辰, 李博, 申波, 马克俭, 田子东
2018, 48(1): 132-137. doi: 10.13204/j.gyjz201801024
摘要:
多层大跨度空腹夹层板结构具有较好的建筑功能及空间受力特性;但施工时其满堂脚手架需从首层连续布置至顶层,模板及脚手架用量大,施工成本高、工期长。以贵州省老干部活动设施改扩建项目为例,提出支撑体系在有限元中的等效方法,并通过对施工过程中楼层浇筑、支撑拆除等工况的分析,得到关于支撑层数以及拆模时间的一些建议。
粗骨料的分类及对再生混凝土抗压强度的影响
张海燕, 胡忠豪, 吴波
2018, 48(1): 138-144. doi: 10.13204/j.gyjz201801025
摘要:
通过比较我国关于天然和再生粗骨料的分类标准以及统计分析文献中的大量试验数据,指出我国不同标准间关于粗骨料的分类存在一定差异;结合所做的验证性试验结果,提出以吸水率和压碎指标为主要评价参数,对天然、再生及混合粗骨料(不同比例的天然和再生骨料的混合物)进行统一分类,并分析了再生及混合粗骨料类别对再生混凝土抗压强度的影响。研究结果表明:当选定天然骨料和再生骨料后,不同取代率下的混合骨料的吸水率和压碎指标可通过其与取代率之间的线性关系获得;当采用Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类再生骨料或混合骨料配制C35及其以下强度等级的再生混凝土时,再生混凝土的抗压强度可分别达同一配方基准普通混凝土强度的100%、90%以及80%以上,但用于配制C40—C60再生混凝土时,再生混凝土的强度可能会进一步降低约10%。
肋形混凝土永久性模板叠合构件力学性能试验研究
周乾, 张笑鑫, 王晓光, 张亚仿, 荀勇, 朱佳晶
2018, 48(1): 145-149. doi: 10.13204/j.gyjz201801026
摘要:
为检验使用肋形混凝土永久模板的混凝土结构构件的力学性能,分别用肋形混凝土永久模板和传统模板制作同规格、同配筋、同时浇筑的钢筋混凝土试验板各一块,进行力学性能试验,同时在用肋形混凝土永久模板制作的板下进行悬挂荷载的试验,并且用ABAQUS软件进行模拟。结果表明:两种板的承载能力相近,肋形混凝土模板与新浇混凝土黏结可靠,只要肋形混凝土模板拼接合理,用其制作的混凝土构件的承载能力不低于用传统方法制作的混凝土构件。
有缺陷扣件式钢管支撑架承载力的研究
索小永, 张金轮
2018, 48(1): 150-156. doi: 10.13204/j.gyjz201801027
摘要:
通过对扣件式钢管支撑架通常存在的扣件扭紧力矩不达标,剪刀撑设置不足等情况进行分析,建立平面和空间计算模型求出其弹性一阶屈曲承载力,定性指出合适的计算模型,最后进行漏设水平剪刀撑空间模型与水平剪刀撑构造措施完整空间模型的研究,通过分析二者非线性极限承载力以及失稳形态,加深对水平剪刀撑设置时构造作用的理解,指出了现行施工中监测控制指标不合适之处,并给出改进建议。
现代钢结构
基于焊缝模拟的圆钢管K型、T型节点承载力分析
索雅琪, 杨文伟
2018, 48(1): 157-165. doi: 10.13204/j.gyjz201801028
摘要:
通过焊材材性试验得到焊材本构模型,分别建立不考虑焊缝模拟、焊缝采用壳单元模拟、焊缝采用实体单元模拟的圆钢管K型及T型节点有限元分析模型,进行节点的有限元分析,并与已有文献试验结果进行对比分析。结果表明:采用实体单元模拟焊缝,节点破坏模式和承载力更接近试验结果,均是支管局部破坏和主管管壁破坏。将焊材和母材材性区别考虑进行焊缝模拟得到的节点承载力值更接近试验值。同时,区别焊材与母材材性建立的有限元模型分析表明:K型搭接节点隐藏焊缝焊接以及隐藏焊缝不焊接时贯通支管受拉将影响节点破坏模式。采用上述分析得到的最优有限元分析模型进行K型搭接节点参数分析,并拟合得出考虑节点参数影响的4类搭接节点承载力计算式,通过试验值校验后发现吻合程度良好。
热轧方、矩钢管受弯构件承载力设计方法研究
林晨豪, 李利亚, 袁卫宁
2018, 48(1): 166-171. doi: 10.13204/j.gyjz201801029
摘要:
研究非薄柔截面热轧方、矩钢管抗弯极限承载力的设计方法。采用有限元软件ABAQUS建立考虑残余应力和初始几何缺陷的数值模型,并将有限元结果与已有试验结果进行对比,以验证有限元模型的可靠性。参数分析了不同截面高宽比以及板件宽厚比的受弯构件极限承载力,将有限元计算结果与欧洲EN1993-1-1标准、美国ANSI/AISC 360-10标准和GB 50017—2003《钢结构设计规范》以及连续强度设计方法计算结果进行对比,研究当前各类设计方法的精确度。EN 1993-1-1和GB 50017—2003利用构件板件宽厚比,将截面抗弯承载力划分为塑性设计以及弹性设计,计算结果存在不连续性;ANSI/AISC 360-10采用以屈服弯矩和塑性弯矩为端点的线性设计曲线对非厚实截面进行设计,使得非厚实截面的部分计算结果偏于保守。基于数值计算结果建议将GB 50017—2003中热轧方、矩钢管的塑性发展系数取为1.1。相比现有标准中推荐的设计方法,连续强度设计方法反映了截面承载力与构件截面正则化宽厚比的连续关系,并能有效利用非薄柔构件钢材应力强化的性能,是一种更为有效的设计方法。
方钢管再生混凝土柱侧向承载力的数值模拟及影响因素敏感度分析
王成刚, 张祥, 吴景春, 柳炳康, 梁恒斌
2018, 48(1): 172-178. doi: 10.13204/j.gyjz201801030
摘要:
在方钢管再生混凝土柱低周往复荷载作用下的试验基础上,采用ABAQUS对柱在侧向水平力作用下的承载力进行模拟,运用敏感度分析原理对影响方钢管混凝土柱承载力的诸因素进行分析。研究表明:钢管再生混凝土柱侧向承载力随钢材屈服强度、含钢率和再生混凝土抗压强度的增大而提高,其中,随含钢率提高,柱侧向承载力增长较多;提高再生混凝土抗压强度对柱侧向承载力的增加很小,可以忽略;柱的侧向承载力随长细比的增大而明显减小;随轴压比的增大先微幅增大后快速减小。柱的侧向承载力对长细比敏感度最大,含钢率次之,钢材屈服强度、轴压比和再生混凝土抗压强度的敏感度依次递减。由此可见,构件长细比和含钢率是影响方钢管再生混凝土柱侧向承载力的两个主要因素。
大跨度铝合金储煤仓结构温度场及温度效应研究
刘红波, 谌绍尧, 陈志华, 陈滨滨
2018, 48(1): 179-183. doi: 10.13204/j.gyjz201801031
摘要:
铝合金材质由于密度小,耐腐蚀,易于维护而常常被应用于各类建筑中。由于铝合金空间网壳结构不同于其他结构,具有较为新颖的上覆铝制蒙皮的屋面构造方式,使得此种结构的温度场不同于钢结构的温度场。铝制蒙皮上无保温层,在太阳辐射的作用下,贴近屋面板附近的铝合金结构温度将远高于环境温度,加之铝合金温度膨胀系数较高,因此非均匀温度作用成为太阳辐射下的铝合金空间网壳结构的控制荷载。而传统的设计方法只考虑均匀温度作用下结构的变形和应力。基于曹妃甸铝合金储煤仓结构实际工程,采用计算流体动力学方法,研究得出:在太阳辐射作用下铝合金空间网壳结构的非均匀温度变形和应力远高于传统均匀温度作用下的温度变形和应力。因此在设计不作保温层处理的情况下,应考虑太阳辐射作用下非均匀温度作用。
减震立式液化天然气球罐柱脚用带孔剪切钢板阻尼器性能分析
高云鹏, 赵鸣
2018, 48(1): 184-188. doi: 10.13204/j.gyjz201801032
摘要:
为了选取适用于球罐柱脚的耗能构件,对带孔槽剪切钢板阻尼器的相关性能参数进行了分析。通过ANSYS Workbench对阻尼器建立有限元模型,并考察不同几何参数(厚度、耗能肢宽、肢高)下阻尼器耗能性能的变化,探究优化其性能的途径。此外,对比了模型与试验构件的平面外屈曲形态,并说明这一现象对于阻尼器性能的不利影响,继而提出了对柱脚用软钢阻尼器适用的加劲肋的改造优化方法。优化后的数值模拟结果表明:该优化方法可以有效地约束钢板平面外的不规则屈曲,并且使得阻尼器的性能稳定优异。
鉴定·加固·改造
外贴碳纤维复合材料布加固空间框架梁柱外节点的研究
王步, 武贤慧, 李保坤
2018, 48(1): 189-194. doi: 10.13204/j.gyjz201801033
摘要:
对于存在直交梁的钢筋混凝土空间框架梁柱节点,碳纤维复合材料布在核心区侧面的粘贴范围受到限制,其加固有效性不明确。以框架梁柱外节点为研究对象,在前期试验的基础上,采用有限元仿真分析方法,针对包括加固量、直交梁的位置和梁与核心区高度比在内的多种影响因素,对核心区侧面局部粘贴碳纤维复材布的加固效果进行系统性研究,并进行了加固机理分析。
钢筋网复合砂浆加固钢筋混凝土框架梁的抗震性能试验研究
吕文龙, 许勇, 沈朝勇, 郭俊深, 罗志靖
2018, 48(1): 195-199. doi: 10.13204/j.gyjz201801034
摘要:
通过对2个钢筋网复合砂浆加固钢筋混凝土框架梁和1个未加固框架梁的对比试验,分析低周反复荷载作用下钢筋网复合砂浆加固钢筋混凝土框架梁的加固效果,根据实测的框架梁的抗震承载力、延性、破坏形态及其滞回特性,讨论节点处钢筋网不同锚固方式对框架梁抗震性能的影响。结果表明:1)钢筋网复合砂浆加固技术能有效提高框架梁的抗震承载力,但对延性的提高不明显;2)梁柱节点处采用植筋锚固及采用弯折锚固的钢筋网复合砂浆加固的框架梁在低周反复荷载作用下均未发生锚固破坏;3)在未对梁柱节点有效加固的情况下,钢筋网复合加固的框架梁在梁柱节点核心区处先发生破坏。
工程实录
释意水境的五台山国际大酒店客房园区设计
邓明, 牛东方, 陈沈
2018, 48(1): 200-204. doi: 10.13204/j.gyjz201801035
摘要:
以五台山地区的佛教文化为基本素材,在"缘起性空"的释学精髓中,提炼出建构五台山国际大酒店的美学观念及形式意向。以佛学和建筑学的美学理念去剖析元素之水的物理属性和存在形式方面的信息以及其形式呈现和感官认知的交互意义,并将其展现在释意生活场域的形式建构之中,进而在五台山国际大酒店的建筑设计中展现出当代东方主题生活水境创作的新精神。
海外科技交流
美国费城海军造船厂改造中的可持续策略
郑小东, 王小玲
2018, 48(1): 205-211. doi: 10.13204/j.gyjz201801036
摘要:
对1996年关闭的美国费城海军造船厂的民用化改造经验给予介绍。在更新过程中,园区始终坚持生态友好的可持续发展策略。除了建设一系列公园和滨水步道等绿色公共空间,园区还积极改造利用旧厂房建筑、新建LEED认证节能建筑、实行雨洪管理、采用清洁能源和设置智能微电网等一系列绿色节能措施。经过十几年的建设,费城海军造船厂已经成为特拉华河边最具活力的综合性园区。
太阳能建筑围护结构模块的能耗及效益分析
任刚, 赵旭东, 金虹, 周爱申
2018, 48(1): 212-217. doi: 10.13204/j.gyjz201801037
摘要:
建筑围护结构是划分建筑内外空间的界面系统,是构成建筑实体的重要组成部分,其结构热工性能是影响整体能耗的主要因素之一,并在一定程度上决定了建筑的视觉印象。根据热工原理,以热阻和传热系数为衡量标准,针对西欧推广的太阳能建筑围护结构模块提出较科学的计算方法,采用Energy Plus软件对能耗进行模拟,结果表明:采用模块化太阳能建筑围护结构的制冷能耗相较普通墙体减少了14.80%,比普通围护结构(墙体、屋面)减少了20.33%,具有较好的能源效益。由分析结果可以看出:太阳能捕集装置与建筑围护结构一体化设计,既能改善住宅建筑因围护结构热工性能差而增加负荷的问题,还可以降低成本而不影响建筑材料的安装/拆除/再利用的质量,从而将建筑、技术、美学融为一体,实现太阳能建筑视觉的连续性和完整性。