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2020年 第50卷 第11期
2020, 50(11): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042401
摘要:
后工业景观作为城市绿地的重要补充类型，其改造方法基于不同的分级保护制度尚存在较大主观性和不确定性。面对改造设计中的工业逻辑、现实事件逻辑和生态逻辑，通过对北京首钢的景观改造案例分析，提出基于差异层化逻辑的景观改造方法，即确立场地空间骨架、处理层化结构、调和层间关系三个方面，以期为今后的相关项目提供借鉴。
后工业景观作为城市绿地的重要补充类型，其改造方法基于不同的分级保护制度尚存在较大主观性和不确定性。面对改造设计中的工业逻辑、现实事件逻辑和生态逻辑，通过对北京首钢的景观改造案例分析，提出基于差异层化逻辑的景观改造方法，即确立场地空间骨架、处理层化结构、调和层间关系三个方面，以期为今后的相关项目提供借鉴。
2020, 50(11): 6-10.
doi: 10.13204/j.gyjzG20072115
摘要:
首钢园区是目前国内较大的城市更新项目，在政策导向、城市复兴、产业转型、文创活动等一系列事件作用的背景下，合理有效地保护首钢的工业遗产，使之与经济、社会、环境的协调发展，是北京西部旧工业园区实现城市复兴的重要问题。通过对首钢三高炉博物馆的改造利用实践，从留住锈色原貌、凸显工业印记、建构魅力动线、营造夜景照明四方面，探讨工业遗产保护与利用的改造手法，以期为后续的改造更新提供借鉴。
首钢园区是目前国内较大的城市更新项目，在政策导向、城市复兴、产业转型、文创活动等一系列事件作用的背景下，合理有效地保护首钢的工业遗产，使之与经济、社会、环境的协调发展，是北京西部旧工业园区实现城市复兴的重要问题。通过对首钢三高炉博物馆的改造利用实践，从留住锈色原貌、凸显工业印记、建构魅力动线、营造夜景照明四方面，探讨工业遗产保护与利用的改造手法，以期为后续的改造更新提供借鉴。
2020, 50(11): 11-17,45.
doi: 10.13204/j.gyjzG201908100003
摘要:
以皖西“小三线”建设的企业建筑为研究对象，通过实地踏勘结合文献梳理，进行调查、保存、再生的研究。运用建筑学和工业考古的交叉方法对皖西“小三线”工业遗产的背景现状、空间模式和建筑特征进行分析。继而将皖西大别山区的旅游经济特征与“小三线”建设“靠山、隐蔽、分散”的环境特征相结合，探索工业遗产与乡村旅游二元共生的内在机制和技术路径。最终从历史研究、工业遗产保护、乡村振兴等层面探析皖西“小三线”工业遗产历史文化价值的释证和存续。
以皖西“小三线”建设的企业建筑为研究对象，通过实地踏勘结合文献梳理，进行调查、保存、再生的研究。运用建筑学和工业考古的交叉方法对皖西“小三线”工业遗产的背景现状、空间模式和建筑特征进行分析。继而将皖西大别山区的旅游经济特征与“小三线”建设“靠山、隐蔽、分散”的环境特征相结合，探索工业遗产与乡村旅游二元共生的内在机制和技术路径。最终从历史研究、工业遗产保护、乡村振兴等层面探析皖西“小三线”工业遗产历史文化价值的释证和存续。
2020, 50(11): 18-24,56.
doi: 10.13204/j.gyjzG19102310
摘要:
由于钢铁厂、纺织厂、铁路等大型或中型工业遗产的体量较大，对其活化和改造的关注和研究较早，而对于轻型工业遗产茶厂未来的发展及活化更新策略目前不多。为此，以景德镇浮梁县新迪茶厂为例，通过分析茶厂更新需求与遗产价值，提出了基于价值视角下的导向型活化策略，以期为轻小型工业遗产的活化再利用提供参考。
由于钢铁厂、纺织厂、铁路等大型或中型工业遗产的体量较大，对其活化和改造的关注和研究较早，而对于轻型工业遗产茶厂未来的发展及活化更新策略目前不多。为此，以景德镇浮梁县新迪茶厂为例，通过分析茶厂更新需求与遗产价值，提出了基于价值视角下的导向型活化策略，以期为轻小型工业遗产的活化再利用提供参考。
2020, 50(11): 25-31.
doi: 10.13204/j.gyjzG20021803
摘要:
金代汴京皇宫后苑被认为是北宋东京后苑的物质遗留。经过大量文献对比发现：北宋东京后苑在完颜亮时期焚毁殆尽，金代后苑是该时期重建的产物，其方位、园林风格、营建思想均发生了改变。北宋后苑中建筑数量多、体量大，叠山地位不突出，且以土山为主，政治意象显著，呈现出隋唐时期皇家园林的风格。金代后苑中的建筑数量明显减少、体量下降，大型叠山的地位突出，政治功能弱化。这种园林风格的差异与它们的功能、地位以及建造时间等因素有关。金代后苑建造的独立性证实了金代开封皇家园林的存在。
金代汴京皇宫后苑被认为是北宋东京后苑的物质遗留。经过大量文献对比发现：北宋东京后苑在完颜亮时期焚毁殆尽，金代后苑是该时期重建的产物，其方位、园林风格、营建思想均发生了改变。北宋后苑中建筑数量多、体量大，叠山地位不突出，且以土山为主，政治意象显著，呈现出隋唐时期皇家园林的风格。金代后苑中的建筑数量明显减少、体量下降，大型叠山的地位突出，政治功能弱化。这种园林风格的差异与它们的功能、地位以及建造时间等因素有关。金代后苑建造的独立性证实了金代开封皇家园林的存在。
2020, 50(11): 32-38,132.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011603
摘要:
采用逐条挤出、层叠成型的混凝土打印工艺使得打印混凝土材料力学性能呈现明显的各向异性，加之其配筋方式受限于打印工艺，仅可在水平层间放置钢筋再叠层打印，使得打印混凝土与钢筋的黏结性能受打印工艺、钢筋放置等诸多因素影响。通过设计正交试验研究了钢筋直径、打印混凝土材料强度、打印工艺、钢筋置入方式对钢筋与打印混凝土材料黏结性能的影响规律，得出应优先采用顺纹打印工艺并埋入放置钢筋的方式，以提高钢筋与打印混凝土的黏结性能。
采用逐条挤出、层叠成型的混凝土打印工艺使得打印混凝土材料力学性能呈现明显的各向异性，加之其配筋方式受限于打印工艺，仅可在水平层间放置钢筋再叠层打印，使得打印混凝土与钢筋的黏结性能受打印工艺、钢筋放置等诸多因素影响。通过设计正交试验研究了钢筋直径、打印混凝土材料强度、打印工艺、钢筋置入方式对钢筋与打印混凝土材料黏结性能的影响规律，得出应优先采用顺纹打印工艺并埋入放置钢筋的方式，以提高钢筋与打印混凝土的黏结性能。
2020, 50(11): 39-45.
doi: 10.13204/j.gyjzG19122311
摘要:
为了研究钢筋工程水泥基复合材料（ECC）复合受扭柱的抗震性能，完成了4个ECC柱和1个钢筋混凝土（RC）柱在低周反复荷载作用下的试验。在此基础上，采用有限元软件ABAQUS对钢筋ECC复合受扭柱进行了数值分析。试验结果表明：在复合受扭作用下，5个试件的扭矩T-扭率θ滞回曲线均呈反S形且捏缩现象明显；增加纤维体积率、减少箍筋间距、适当增大剪跨比均能减缓试件强度与刚度的退化；同等参数条件下，钢筋ECC柱峰值扭矩和累计耗能能力分别是RC柱的1.65倍和6.89倍，表明了钢筋ECC柱滞回性能要优于RC柱。此外，钢筋ECC柱的滞回曲线模拟结果与试验结果基本吻合，说明采用ABAQUS来模拟钢筋ECC复合受扭柱的抗震性能是可行的。最后，利用此方法研究了不同参数对钢筋ECC复合受扭柱抗震性能的影响规律。
为了研究钢筋工程水泥基复合材料（ECC）复合受扭柱的抗震性能，完成了4个ECC柱和1个钢筋混凝土（RC）柱在低周反复荷载作用下的试验。在此基础上，采用有限元软件ABAQUS对钢筋ECC复合受扭柱进行了数值分析。试验结果表明：在复合受扭作用下，5个试件的扭矩T-扭率θ滞回曲线均呈反S形且捏缩现象明显；增加纤维体积率、减少箍筋间距、适当增大剪跨比均能减缓试件强度与刚度的退化；同等参数条件下，钢筋ECC柱峰值扭矩和累计耗能能力分别是RC柱的1.65倍和6.89倍，表明了钢筋ECC柱滞回性能要优于RC柱。此外，钢筋ECC柱的滞回曲线模拟结果与试验结果基本吻合，说明采用ABAQUS来模拟钢筋ECC复合受扭柱的抗震性能是可行的。最后，利用此方法研究了不同参数对钢筋ECC复合受扭柱抗震性能的影响规律。
2020, 50(11): 46-51.
doi: 10.13204/j.gyjzG19102703
摘要:
基于装配式剪力墙结构“强水平缝弱竖缝”的设计理念，设计了一字形及T形装配式剪力墙试件，对其进行低周反复荷载试验，并与现浇剪力墙试件的抗震性能进行对比。结果表明：竖缝采用阻尼器连接的装配式剪力墙整体工作性能良好，其承载力与现浇剪力墙试件相差不大，但其延性系数好于现浇试件。阻尼器在受力过程中耗能，对墙体起到了一定的保护作用，满足强水平缝弱竖缝的设计要求。
基于装配式剪力墙结构“强水平缝弱竖缝”的设计理念，设计了一字形及T形装配式剪力墙试件，对其进行低周反复荷载试验，并与现浇剪力墙试件的抗震性能进行对比。结果表明：竖缝采用阻尼器连接的装配式剪力墙整体工作性能良好，其承载力与现浇剪力墙试件相差不大，但其延性系数好于现浇试件。阻尼器在受力过程中耗能，对墙体起到了一定的保护作用，满足强水平缝弱竖缝的设计要求。
2020, 50(11): 52-56.
doi: 10.13204/j.gyjzG19081103
摘要:
通过对8根混杂纤维与不同箍筋的钢筋自密实混凝土简支T型梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验，分析不同纤维类型和掺量、箍筋直径、间距及强度等参数对混凝土T型梁极限抗剪承载力、剪力-位移曲线、纵筋应变和破坏形态的影响。研究表明：掺入纤维可显著提高混凝土T型梁的极限剪力，限制纵筋应变发展，延缓裂缝出现和发展；在相同剪跨比的情况下，将T型梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏；钢纤维或混杂纤维能够部分替代箍筋，纤维与箍筋共同作用时，可减小原设计梁中箍筋的配箍率或降低箍筋的强度。
通过对8根混杂纤维与不同箍筋的钢筋自密实混凝土简支T型梁在对称集中荷载作用下的抗剪试验，分析不同纤维类型和掺量、箍筋直径、间距及强度等参数对混凝土T型梁极限抗剪承载力、剪力-位移曲线、纵筋应变和破坏形态的影响。研究表明：掺入纤维可显著提高混凝土T型梁的极限剪力，限制纵筋应变发展，延缓裂缝出现和发展；在相同剪跨比的情况下，将T型梁从脆性的剪切破坏转变为延性的弯曲破坏；钢纤维或混杂纤维能够部分替代箍筋，纤维与箍筋共同作用时，可减小原设计梁中箍筋的配箍率或降低箍筋的强度。
2020, 50(11): 57-64.
doi: 10.13204/j.gyjzG20010811
摘要:
为研究高层建筑斜交网格筒结构在多遇和罕遇地震下的抗震性能，根据广州西塔项目，建立符合我国现行GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的斜交网格筒结构，并建立与斜交网格筒结构材料用量相等的传统框架-剪力墙结构，在此基础上从结构的抗侧刚度、剪力滞后、内外筒体剪力和倾覆力矩分布规律以及两种结构在弹塑性阶段时塑性铰的发展破坏程度、结构倒塌机制以及结构延性进行对比分析。研究结果表明：和传统的框架-剪力墙结构相比，斜交网格筒结构的空间整体协同受力性能更强，斜交外筒对于整体刚度的作用明显，层间位移角的增长远小于传统框架-剪力墙结构。斜交网格筒结构中外筒斜柱的重要性更高，塑性铰发展数量较少、耗能能力不足，延性较差。因此，加强外筒斜柱的强度和稳定性设计是保证整体结构在罕遇地震下外筒结构不至于倒塌的关键。
为研究高层建筑斜交网格筒结构在多遇和罕遇地震下的抗震性能，根据广州西塔项目，建立符合我国现行GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的斜交网格筒结构，并建立与斜交网格筒结构材料用量相等的传统框架-剪力墙结构，在此基础上从结构的抗侧刚度、剪力滞后、内外筒体剪力和倾覆力矩分布规律以及两种结构在弹塑性阶段时塑性铰的发展破坏程度、结构倒塌机制以及结构延性进行对比分析。研究结果表明：和传统的框架-剪力墙结构相比，斜交网格筒结构的空间整体协同受力性能更强，斜交外筒对于整体刚度的作用明显，层间位移角的增长远小于传统框架-剪力墙结构。斜交网格筒结构中外筒斜柱的重要性更高，塑性铰发展数量较少、耗能能力不足，延性较差。因此，加强外筒斜柱的强度和稳定性设计是保证整体结构在罕遇地震下外筒结构不至于倒塌的关键。
2020, 50(11): 65-70.
doi: 10.13204/j.gyjz201904290005
摘要:
采用ABAQUS软件建立有限元模型，模拟开孔板连接件推出试验，研究贯穿钢筋对开孔板连接件抗剪承载力的影响。研究结果表明：模拟的推出试验结果与实际试验结果吻合较好，能够反映开孔板连接件的真实受力情况，贯穿钢筋的屈服强度和直径对开孔板连接件极限抗剪承载力有显著的影响，开孔板连接件的极限抗剪承载力随着贯穿钢筋屈服强度和直径的增加而线性增加；贯穿钢筋长度对开孔板连接件极限抗剪承载力影响不大，贯穿钢筋在开孔中不同位置对开孔板连接件抗剪承载力影响较小。根据研究结果给出了开孔板连接件的极限抗剪承载力与钢筋屈服强度、直径和长度的关系表达式。
采用ABAQUS软件建立有限元模型，模拟开孔板连接件推出试验，研究贯穿钢筋对开孔板连接件抗剪承载力的影响。研究结果表明：模拟的推出试验结果与实际试验结果吻合较好，能够反映开孔板连接件的真实受力情况，贯穿钢筋的屈服强度和直径对开孔板连接件极限抗剪承载力有显著的影响，开孔板连接件的极限抗剪承载力随着贯穿钢筋屈服强度和直径的增加而线性增加；贯穿钢筋长度对开孔板连接件极限抗剪承载力影响不大，贯穿钢筋在开孔中不同位置对开孔板连接件抗剪承载力影响较小。根据研究结果给出了开孔板连接件的极限抗剪承载力与钢筋屈服强度、直径和长度的关系表达式。
2020, 50(11): 71-77,111.
doi: 10.13204/j.gyjzG20020501
摘要:
为解决环境激励下古建筑木结构的损伤量化问题，根据层合理论提出用有限元分层实体单元将木材分为损伤表层和中间无损伤层的方法。引入损伤深度作为新参数，以小波总能量变化率为损伤识别指标，共同作为特征参数输入反向传播（BP）神经网络，以弹性模量折减率为输出参数对损伤进行多维量化。分别将该方法应用于一榀木结构框架和西安钟楼模型，识别结果最大误差不超过2%，表明通过分层实体单元模拟木材损伤并引入损伤深度为参数量化木梁损伤是可行的，能够为环境激励下古建筑木结构梁损伤预警研究和复杂结构局部损伤分析提供参考理论。
为解决环境激励下古建筑木结构的损伤量化问题，根据层合理论提出用有限元分层实体单元将木材分为损伤表层和中间无损伤层的方法。引入损伤深度作为新参数，以小波总能量变化率为损伤识别指标，共同作为特征参数输入反向传播（BP）神经网络，以弹性模量折减率为输出参数对损伤进行多维量化。分别将该方法应用于一榀木结构框架和西安钟楼模型，识别结果最大误差不超过2%，表明通过分层实体单元模拟木材损伤并引入损伤深度为参数量化木梁损伤是可行的，能够为环境激励下古建筑木结构梁损伤预警研究和复杂结构局部损伤分析提供参考理论。
2020, 50(11): 78-81,70.
doi: 10.13204/j.gyjzG19121616
摘要:
为研究较大吸力范围内不同初始干密度下基质吸力对合肥膨胀土抗剪强度的影响，对不同初始干密度和不同含水率的合肥膨胀土进行直剪试验。利用滤纸法测得直剪试验剪破试样剪切面处的基质吸力，分析初始干密度和基质吸力对合肥膨胀土抗剪强度指标的影响。试验结果表明：初始干密度和基质吸力对膨胀土的黏聚力影响显著，对内摩擦角几乎没有影响；在0~400 kPa吸力内，初始干密度对黏聚力的影响较大，超过400 kPa，初始干密度对黏聚力影响减弱；黏聚力和基质吸力的对数之间存在良好的线性关系；膨胀土的抗剪强度随着基质吸力的增大呈非线性增大，增长速率逐渐减小。
为研究较大吸力范围内不同初始干密度下基质吸力对合肥膨胀土抗剪强度的影响，对不同初始干密度和不同含水率的合肥膨胀土进行直剪试验。利用滤纸法测得直剪试验剪破试样剪切面处的基质吸力，分析初始干密度和基质吸力对合肥膨胀土抗剪强度指标的影响。试验结果表明：初始干密度和基质吸力对膨胀土的黏聚力影响显著，对内摩擦角几乎没有影响；在0~400 kPa吸力内，初始干密度对黏聚力的影响较大，超过400 kPa，初始干密度对黏聚力影响减弱；黏聚力和基质吸力的对数之间存在良好的线性关系；膨胀土的抗剪强度随着基质吸力的增大呈非线性增大，增长速率逐渐减小。
2020, 50(11): 82-90.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042102
摘要:
针对不同水压条件下漏水漏砂引发的灾害问题，在室内模型试验的基础上，利用离散元和计算流体力学耦合（DEM-CFD）方法进行模拟分析。基于传统重力流试验考虑流体的耦合作用建立数值分析模型，研究水土流失形态、水土流失量、土体变形、底板结构受力及土体应力的发展变化规律。研究结果表明：漏水漏砂过程中形成的土体松动椭圆区域受土体流失与流体作用共同影响；漏点附近流场存在高流速区，最终形成贯通的水力通道，高水压将增加贯通水力通道宽度。漏水量及土体顶部颗粒的迁移均存在于缓慢增加阶段和突增阶段，高水压的影响主要发生在突增阶段，且土体损失直接导致突增阶段的发生。漏水漏砂过程中底板结构的受力分为陡降阶段、缓慢下降阶段和相对稳定阶段。漏水漏砂将诱发土拱的发生，且高水压使得土拱更易发生破坏，从而引发更多土体流失。贯通水力通道形成前、后的水土流失量及高水压的影响规律不同。
针对不同水压条件下漏水漏砂引发的灾害问题，在室内模型试验的基础上，利用离散元和计算流体力学耦合（DEM-CFD）方法进行模拟分析。基于传统重力流试验考虑流体的耦合作用建立数值分析模型，研究水土流失形态、水土流失量、土体变形、底板结构受力及土体应力的发展变化规律。研究结果表明：漏水漏砂过程中形成的土体松动椭圆区域受土体流失与流体作用共同影响；漏点附近流场存在高流速区，最终形成贯通的水力通道，高水压将增加贯通水力通道宽度。漏水量及土体顶部颗粒的迁移均存在于缓慢增加阶段和突增阶段，高水压的影响主要发生在突增阶段，且土体损失直接导致突增阶段的发生。漏水漏砂过程中底板结构的受力分为陡降阶段、缓慢下降阶段和相对稳定阶段。漏水漏砂将诱发土拱的发生，且高水压使得土拱更易发生破坏，从而引发更多土体流失。贯通水力通道形成前、后的水土流失量及高水压的影响规律不同。
2020, 50(11): 91-96.
doi: 10.13204/j.gyjzG20031006
摘要:
斜-竖直交替组合桩在无支撑基坑支护工程中已逐步得到了应用，并被证明对于控制位移和稳定边坡有良好的效果。为研究斜-竖直交替组合桩加固边坡的力学特性，利用室内模型试验及Plaxis有限元软件对此进行研究。结果表明：斜-竖直交替组合桩相比单排竖直桩在控制位移和提高边坡稳定性方面更为有利；当斜直桩倾角增大时，桩身的水平变形逐渐减小；抗滑桩与坡脚距离增大时，桩身的弯矩和水平变形也会随之增大。在实际工程应用中，应根据场地条件和施工情况加以选择，达到安全性和经济性的统一。
斜-竖直交替组合桩在无支撑基坑支护工程中已逐步得到了应用，并被证明对于控制位移和稳定边坡有良好的效果。为研究斜-竖直交替组合桩加固边坡的力学特性，利用室内模型试验及Plaxis有限元软件对此进行研究。结果表明：斜-竖直交替组合桩相比单排竖直桩在控制位移和提高边坡稳定性方面更为有利；当斜直桩倾角增大时，桩身的水平变形逐渐减小；抗滑桩与坡脚距离增大时，桩身的弯矩和水平变形也会随之增大。在实际工程应用中，应根据场地条件和施工情况加以选择，达到安全性和经济性的统一。
2020, 50(11): 97-101.
doi: 10.13204/j.gyjzG19090330
摘要:
在地震设防区采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）进行地基加固时，需对CFG桩复合地基基础进行抗震验算。鉴于目前相关设计标准中没有CFG桩复合地基抗震承载力调整系数的具体规定，通过对现有设计标准中计算理论的梳理和分析，归纳了不同的CFG桩复合地基抗震承载力调整系数取值方法。分析比较发现，在CFG桩复合地基基础设计计算中，抗震承载力调整系数ζ'a取1.3较为合理。
在地震设防区采用水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）进行地基加固时，需对CFG桩复合地基基础进行抗震验算。鉴于目前相关设计标准中没有CFG桩复合地基抗震承载力调整系数的具体规定，通过对现有设计标准中计算理论的梳理和分析，归纳了不同的CFG桩复合地基抗震承载力调整系数取值方法。分析比较发现，在CFG桩复合地基基础设计计算中，抗震承载力调整系数ζ'a取1.3较为合理。
2020, 50(11): 102-105,31.
doi: 10.13204/j.gyjzG20082406
摘要:
摩擦桩的承载性能决定于桩-土界面之间的剪切特性。为了研究含水率与土质条件等因素对摩擦桩侧摩阻力的影响，设计了摩擦桩的桩-土接触面剪切特性试验装置，进行了粉质黏土、粉土和细砂三种桩周土与三种含水率共9组室内试验。结果表明：摩擦桩的侧摩阻力随着桩的沉降均呈双曲线规律，其初始剪切刚度系数与达到极限摩阻力的沉降量临界值决定于土的类别和含水率大小，细砂的初始剪切刚度略高于相同压实系数的粉质黏土和细砂；而粉质黏土的极限侧摩阻力高于相同压实系数的粉土和细砂；含水率变化对粉土和细砂的极限摩阻力改变显著，而对粉质黏土的极限摩阻力变化相对不敏感，且极限摩阻力最大值均在最优含水率时发生。
摩擦桩的承载性能决定于桩-土界面之间的剪切特性。为了研究含水率与土质条件等因素对摩擦桩侧摩阻力的影响，设计了摩擦桩的桩-土接触面剪切特性试验装置，进行了粉质黏土、粉土和细砂三种桩周土与三种含水率共9组室内试验。结果表明：摩擦桩的侧摩阻力随着桩的沉降均呈双曲线规律，其初始剪切刚度系数与达到极限摩阻力的沉降量临界值决定于土的类别和含水率大小，细砂的初始剪切刚度略高于相同压实系数的粉质黏土和细砂；而粉质黏土的极限侧摩阻力高于相同压实系数的粉土和细砂；含水率变化对粉土和细砂的极限摩阻力改变显著，而对粉质黏土的极限摩阻力变化相对不敏感，且极限摩阻力最大值均在最优含水率时发生。
2020, 50(11): 106-111.
doi: 10.13204/j.gyjzG19112905
摘要:
通过自然暴露环境下多种掺料混凝土（掺粉煤灰、矿粉、煤矸石）的碳化试验，分析碳化时间、养护时间对掺料混凝土早期碳化深度发展规律的影响。研究结果表明：掺料混凝土的碳化深度在浇筑后的90 d内发展极快，90~180 d由于回碱现象碳化深度发展较慢，180 d后碳化深度继续发展并趋于稳定；掺料混凝土的碳化深度与其碳化时间的平方根呈线性关系；混凝土早期碳化速度随养护时间的延长而减慢，单掺、双掺、三掺混凝土的减慢程度依次减弱。结合前期研究成果，考虑掺料种类及掺量、养护时间、碳化时间、碳化部位、水胶比等因素建立了掺料混凝土早期碳化深度的计算模型，与其他试验结果对比验证了模型的适用性。
通过自然暴露环境下多种掺料混凝土（掺粉煤灰、矿粉、煤矸石）的碳化试验，分析碳化时间、养护时间对掺料混凝土早期碳化深度发展规律的影响。研究结果表明：掺料混凝土的碳化深度在浇筑后的90 d内发展极快，90~180 d由于回碱现象碳化深度发展较慢，180 d后碳化深度继续发展并趋于稳定；掺料混凝土的碳化深度与其碳化时间的平方根呈线性关系；混凝土早期碳化速度随养护时间的延长而减慢，单掺、双掺、三掺混凝土的减慢程度依次减弱。结合前期研究成果，考虑掺料种类及掺量、养护时间、碳化时间、碳化部位、水胶比等因素建立了掺料混凝土早期碳化深度的计算模型，与其他试验结果对比验证了模型的适用性。
2020, 50(11): 112-118,96.
doi: 10.13204/j.gyjzG19122606
摘要:
建筑垃圾再利用生产再生骨料的过程中产生了大量粒径小于0.16 mm的细小微粒（即再生微粉），这部分颗粒具有一定的活性，可以作为矿物掺料取代水泥掺入混凝土中。通过将再生微粉以10%、20%、30%、40%的取代率替代水泥，研究再生微粉取代率、水胶比等因素对再生微粉混凝土的力学及抗冻性能的影响，并与等量粉煤灰替代水泥制备的粉煤灰混凝土作对比研究。研究表明：再生微粉掺量增加时，再生微粉混凝土抗压强度不断降低，但抗冻性能的变化规律刚好相反。水胶比为0.35时，再生微粉混凝土的抗压强度及抗冻性能均略高；同等条件下，再生微粉混凝土的抗冻性能优于普通混凝土和粉煤灰混凝土；当水灰比为0.35、再生微粉掺量为30%时，再生微粉混凝土的抗冻性最好，冻融循环次数可达175次。
建筑垃圾再利用生产再生骨料的过程中产生了大量粒径小于0.16 mm的细小微粒（即再生微粉），这部分颗粒具有一定的活性，可以作为矿物掺料取代水泥掺入混凝土中。通过将再生微粉以10%、20%、30%、40%的取代率替代水泥，研究再生微粉取代率、水胶比等因素对再生微粉混凝土的力学及抗冻性能的影响，并与等量粉煤灰替代水泥制备的粉煤灰混凝土作对比研究。研究表明：再生微粉掺量增加时，再生微粉混凝土抗压强度不断降低，但抗冻性能的变化规律刚好相反。水胶比为0.35时，再生微粉混凝土的抗压强度及抗冻性能均略高；同等条件下，再生微粉混凝土的抗冻性能优于普通混凝土和粉煤灰混凝土；当水灰比为0.35、再生微粉掺量为30%时，再生微粉混凝土的抗冻性最好，冻融循环次数可达175次。
2020, 50(11): 119-124.
doi: 10.13204/j.gyjzG20091706
摘要:
利用MIDAS Gen有限元计算软件，对超长、超宽、超刚无缝多层钢框架厂房的施工安装方案进行了全过程仿真分析，通过从整体结构、分区施工步及结构合龙三个方面研究温度对施工过程的影响。计算结果表明，环境温度作用是施工阶段关键因素，设置不同温度区段及其采用不同的分区合龙次序对整体结构施工成型内力有重要影响。在此基础上，提出了施工阶段满足结构变形和应力的温度控制范围、整体结构施工分区和最优合龙方式。即：整体结构施工应从中间部位沿长度方向逐渐展开，对称安装；温度区段钢框架最优合龙方式为先横后纵、最后浇筑混凝土楼盖；钢框架的轻质屋盖施工可不设置合龙带，钢-混组合楼盖在钢框架完成后浇筑有利于降低整体结构的温度应力。建议本项目施工阶段温度控制范围取初始温度15℃，温升/降为±8℃。
利用MIDAS Gen有限元计算软件，对超长、超宽、超刚无缝多层钢框架厂房的施工安装方案进行了全过程仿真分析，通过从整体结构、分区施工步及结构合龙三个方面研究温度对施工过程的影响。计算结果表明，环境温度作用是施工阶段关键因素，设置不同温度区段及其采用不同的分区合龙次序对整体结构施工成型内力有重要影响。在此基础上，提出了施工阶段满足结构变形和应力的温度控制范围、整体结构施工分区和最优合龙方式。即：整体结构施工应从中间部位沿长度方向逐渐展开，对称安装；温度区段钢框架最优合龙方式为先横后纵、最后浇筑混凝土楼盖；钢框架的轻质屋盖施工可不设置合龙带，钢-混组合楼盖在钢框架完成后浇筑有利于降低整体结构的温度应力。建议本项目施工阶段温度控制范围取初始温度15℃，温升/降为±8℃。
2020, 50(11): 125-132.
doi: 10.13204/j.gyjzG20070605
摘要:
采用理论分析、数值模拟分析方法，针对装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点的构造参数变化对节点抗弯承载力影响开展研究，分别考虑节点外环板厚度、外环板宽度、外环板圆弧半径、外环板长度等参数对节点抗弯承载力的影响。研究结果表明：有限元数值计算结果与试验、理论分析结果较一致；外环板厚度对节点承载力有明显影响，随外环板厚度增加，节点抗弯承载力提高，延性有所降低，建议外环板厚度取值不宜小于梁翼缘厚度，但不应超过梁翼缘厚度2 mm；增加外环板宽度，对柱节点域有一定加强作用，将外环板宽度限定在合理范围有利于提高节点抗弯承载力；外环板长度对节点抗弯承载力影响不明显，建议外环板长度可满足高强螺栓孔距构造要求下限；圆弧半径对节点应力传递有较大影响，建议外环板圆弧半径与外环板宽度比值为4倍左右。
采用理论分析、数值模拟分析方法，针对装配式梁柱外环板高强螺栓连接节点的构造参数变化对节点抗弯承载力影响开展研究，分别考虑节点外环板厚度、外环板宽度、外环板圆弧半径、外环板长度等参数对节点抗弯承载力的影响。研究结果表明：有限元数值计算结果与试验、理论分析结果较一致；外环板厚度对节点承载力有明显影响，随外环板厚度增加，节点抗弯承载力提高，延性有所降低，建议外环板厚度取值不宜小于梁翼缘厚度，但不应超过梁翼缘厚度2 mm；增加外环板宽度，对柱节点域有一定加强作用，将外环板宽度限定在合理范围有利于提高节点抗弯承载力；外环板长度对节点抗弯承载力影响不明显，建议外环板长度可满足高强螺栓孔距构造要求下限；圆弧半径对节点应力传递有较大影响，建议外环板圆弧半径与外环板宽度比值为4倍左右。
2020, 50(11): 133-136.
doi: 10.13204/j.gyjzG201909120001
摘要:
通过有限元软件ABAQUS建立高强螺栓摩擦型连接的非线性有限元模型，并通过试验验证建立的有限元模型的准确性和适用性，最终建立高强螺栓摩擦型连接在摩擦阶段和滑移阶段的力-位移曲线简化模型。其意义在于：1）为结构分析人员提供较为准确的节点简化处理方法，在保证准确性的前提下，提高分析效率；2）将简化模型应用于吊车梁制动板与排架柱连接螺栓的受力分析，明确螺栓的实际受力情况，有效解决螺栓松动问题。
通过有限元软件ABAQUS建立高强螺栓摩擦型连接的非线性有限元模型，并通过试验验证建立的有限元模型的准确性和适用性，最终建立高强螺栓摩擦型连接在摩擦阶段和滑移阶段的力-位移曲线简化模型。其意义在于：1）为结构分析人员提供较为准确的节点简化处理方法，在保证准确性的前提下，提高分析效率；2）将简化模型应用于吊车梁制动板与排架柱连接螺栓的受力分析，明确螺栓的实际受力情况，有效解决螺栓松动问题。
2020, 50(11): 137-144,152.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011705
摘要:
通过对收集到的现有圆形不锈钢管混凝土试验数据与现行普通钢管混凝土设计标准推荐算式轴压承载力计算结果进行比较，表明现行标准的计算结果偏于保守，有必要提出针对不锈钢管混凝土的承载力简化计算式。鉴于此，建立了圆形不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型，并利用数值模型对影响圆形不锈钢管混凝土轴压承载力的因素进行分析。结果表明：其轴压强度承载力随着不锈钢屈服强度、混凝土强度和含钢率的增加而提高。在参数分析结果的基础上，回归了圆形不锈钢管混凝土轴压强度承载力的简化计算式，并进一步得出轴压稳定承载力的简化计算式。提出的简化式对试验数据的计算结果较现行标准推荐方法更合理。
通过对收集到的现有圆形不锈钢管混凝土试验数据与现行普通钢管混凝土设计标准推荐算式轴压承载力计算结果进行比较，表明现行标准的计算结果偏于保守，有必要提出针对不锈钢管混凝土的承载力简化计算式。鉴于此，建立了圆形不锈钢管混凝土轴压构件的有限元模型，并利用数值模型对影响圆形不锈钢管混凝土轴压承载力的因素进行分析。结果表明：其轴压强度承载力随着不锈钢屈服强度、混凝土强度和含钢率的增加而提高。在参数分析结果的基础上，回归了圆形不锈钢管混凝土轴压强度承载力的简化计算式，并进一步得出轴压稳定承载力的简化计算式。提出的简化式对试验数据的计算结果较现行标准推荐方法更合理。
2020, 50(11): 145-152.
doi: 10.13204/j.gyjzG19121302
摘要:
为研究高温喷水冷却后方与圆钢管高强混凝土界面黏结性能差异，主要考虑历经最高温度、混凝土强度、恒温时长、锚固长度和冷却方式的影响，对方、圆钢管高强混凝土试件（各22个）进行高温冷却后的静力推出试验，观察试件的破坏过程，对比分析方与圆钢管试件的黏结强度、剪切黏结刚度及界面耗能的差异。结果表明：随着历经最高温度的升高，高温喷水冷却后两种截面形式钢管试件的界面黏结性能差异较大，圆钢管试件的各性能指标均优于方钢管试件的；混凝土强度的提高，可以提高钢管与混凝土间的黏结强度；方钢管试件的黏结强度受恒温时长的影响更大，随着恒温时长的增加，两种截面形式的钢管试件的剪切黏结刚度变化规律相反；锚固长度的增加，会造成界面黏结强度降低，其对圆钢管试件剪切黏结刚度和耗能能力的影响更大；与自然冷却试件相比，喷水冷却试件的黏结强度、剪切黏结刚度均较低，耗能能力较高。
为研究高温喷水冷却后方与圆钢管高强混凝土界面黏结性能差异，主要考虑历经最高温度、混凝土强度、恒温时长、锚固长度和冷却方式的影响，对方、圆钢管高强混凝土试件（各22个）进行高温冷却后的静力推出试验，观察试件的破坏过程，对比分析方与圆钢管试件的黏结强度、剪切黏结刚度及界面耗能的差异。结果表明：随着历经最高温度的升高，高温喷水冷却后两种截面形式钢管试件的界面黏结性能差异较大，圆钢管试件的各性能指标均优于方钢管试件的；混凝土强度的提高，可以提高钢管与混凝土间的黏结强度；方钢管试件的黏结强度受恒温时长的影响更大，随着恒温时长的增加，两种截面形式的钢管试件的剪切黏结刚度变化规律相反；锚固长度的增加，会造成界面黏结强度降低，其对圆钢管试件剪切黏结刚度和耗能能力的影响更大；与自然冷却试件相比，喷水冷却试件的黏结强度、剪切黏结刚度均较低，耗能能力较高。
2020, 50(11): 153-161,194.
doi: 10.13204/j.gyjzG20020603
摘要:
对一种钢管混凝土L形柱-H型钢梁Z字形拼接节点进行了有限元参数分析。通过改变7种参数，建立22个模型，分析各节点的受力性能。分析表明：工程中可以省去腹板处拼接板的连接、采用削弱型上下部翼缘加劲肋替代矩形上、下部翼缘加劲肋；增加翼缘高强螺栓数量，能够提高节点的承载能力和总耗能，但是延性性能有所降低；增加翼缘高强螺栓预拉力，能够提高节点的滑移荷载和总耗能，延缓节点的滑移；增加上、下部翼缘加劲肋厚度，能够提高节点的正向峰值荷载和总耗能；增加上、下部翼缘加劲肋高度，能够提高节点的滑移荷载和总耗能；上部翼缘加劲肋能够显著提高节点的受力性能。各节点具有良好的延性和塑性转动能力。
对一种钢管混凝土L形柱-H型钢梁Z字形拼接节点进行了有限元参数分析。通过改变7种参数，建立22个模型，分析各节点的受力性能。分析表明：工程中可以省去腹板处拼接板的连接、采用削弱型上下部翼缘加劲肋替代矩形上、下部翼缘加劲肋；增加翼缘高强螺栓数量，能够提高节点的承载能力和总耗能，但是延性性能有所降低；增加翼缘高强螺栓预拉力，能够提高节点的滑移荷载和总耗能，延缓节点的滑移；增加上、下部翼缘加劲肋厚度，能够提高节点的正向峰值荷载和总耗能；增加上、下部翼缘加劲肋高度，能够提高节点的滑移荷载和总耗能；上部翼缘加劲肋能够显著提高节点的受力性能。各节点具有良好的延性和塑性转动能力。
2020, 50(11): 162-167.
doi: 10.13204/j.gyjzG19120618
摘要:
高强铝合金由于具有耐腐蚀、强度高、延性好等优点，在大型基础设施工程中具有十分广阔的应用前景。在对比分析钢管约束混凝土柱轴压承载力常用计算理论的基础上，提出了铝合金管约束混凝土柱承载力计算方法，应用有限元程序ABAQUS对7075高强铝合金管约束混凝土柱的轴压性能进行了数值模拟计算，并将有限元模拟计算结果与理论分析结果进行了对比。研究结果表明：欧洲标准（EC4）没有考虑钢管对混凝土的约束作用，故所得计算承载力值偏于安全；“统一理论”矩形钢管计算式并不适用于铝合金约束混凝土矩形柱；而按DL/T 5085-1999《钢-混凝土组合结构设计规程》和GJB 4142-2000《战时军港抢修早强型组合结构技术规程》所得的铝合金管约束混凝土柱承载力比有限元模拟值仅高出4%左右，计算结果与理论分析吻合较好。最后基于DL/T 5085-1999和GJB 4142-2000，以约束效应系数为参数，提出了铝合金管约束混凝土柱轴压承载力计算方法。
高强铝合金由于具有耐腐蚀、强度高、延性好等优点，在大型基础设施工程中具有十分广阔的应用前景。在对比分析钢管约束混凝土柱轴压承载力常用计算理论的基础上，提出了铝合金管约束混凝土柱承载力计算方法，应用有限元程序ABAQUS对7075高强铝合金管约束混凝土柱的轴压性能进行了数值模拟计算，并将有限元模拟计算结果与理论分析结果进行了对比。研究结果表明：欧洲标准（EC4）没有考虑钢管对混凝土的约束作用，故所得计算承载力值偏于安全；“统一理论”矩形钢管计算式并不适用于铝合金约束混凝土矩形柱；而按DL/T 5085-1999《钢-混凝土组合结构设计规程》和GJB 4142-2000《战时军港抢修早强型组合结构技术规程》所得的铝合金管约束混凝土柱承载力比有限元模拟值仅高出4%左右，计算结果与理论分析吻合较好。最后基于DL/T 5085-1999和GJB 4142-2000，以约束效应系数为参数，提出了铝合金管约束混凝土柱轴压承载力计算方法。
2020, 50(11): 168-173.
doi: 10.13204/j.gyjzG201906100004
摘要:
为研究水平往复荷载作用下模块化箱式集成房屋结构的受力性能，对整箱结构进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的拟静力试验。试验结果表明：在竖向荷载作用下，试件整体竖向变形较小，试件未见损坏；水平往复荷载作用下，上下连接件发挥了较好的连接作用；整个往复加载过程中，大部分测点应变数据均在弹性范围之内。试件加载及卸载过程中，除局部墙板及附属结构出现局部破坏及脱落外，试件整体完好，满足其安全性要求。
为研究水平往复荷载作用下模块化箱式集成房屋结构的受力性能，对整箱结构进行竖向荷载和水平荷载共同作用下的拟静力试验。试验结果表明：在竖向荷载作用下，试件整体竖向变形较小，试件未见损坏；水平往复荷载作用下，上下连接件发挥了较好的连接作用；整个往复加载过程中，大部分测点应变数据均在弹性范围之内。试件加载及卸载过程中，除局部墙板及附属结构出现局部破坏及脱落外，试件整体完好，满足其安全性要求。
2020, 50(11): 174-177,183.
doi: 10.13204/j.gyjzG20051604
摘要:
为了对比不同加固方法对侵蚀环境下病害桥梁构件性能的改善作用，开展了粘贴碳纤维复材（CFRP）片材、粘贴玄武岩纤维复材（BFRP）片材、锚贴钢板法和增大截面法等四种加固方法对锈蚀的钢筋混凝土梁桥构件加固后的受力性能分析研究。通过试验和理论分析对比了上述四种加固方法下锈蚀梁的承载力、刚度和安全储备等性能。结果分析表明：上述四种加固方法均能较大地提高锈蚀梁的极限承载力，但不同加固方法下锈蚀梁的屈服和破坏形式有较大区别。另外，锚贴钢板法对刚度提高最大，且破坏前安全储备最大；粘贴CFRP对刚度提高次之，但其破坏前安全储备最小；粘贴BFRP和增大截面法对锈蚀梁刚度的提高相当且小于粘贴CFRP加固法，但其破坏前的安全储备优于粘贴CFRP加固法。
为了对比不同加固方法对侵蚀环境下病害桥梁构件性能的改善作用，开展了粘贴碳纤维复材（CFRP）片材、粘贴玄武岩纤维复材（BFRP）片材、锚贴钢板法和增大截面法等四种加固方法对锈蚀的钢筋混凝土梁桥构件加固后的受力性能分析研究。通过试验和理论分析对比了上述四种加固方法下锈蚀梁的承载力、刚度和安全储备等性能。结果分析表明：上述四种加固方法均能较大地提高锈蚀梁的极限承载力，但不同加固方法下锈蚀梁的屈服和破坏形式有较大区别。另外，锚贴钢板法对刚度提高最大，且破坏前安全储备最大；粘贴CFRP对刚度提高次之，但其破坏前安全储备最小；粘贴BFRP和增大截面法对锈蚀梁刚度的提高相当且小于粘贴CFRP加固法，但其破坏前的安全储备优于粘贴CFRP加固法。
2020, 50(11): 178-183.
doi: 10.13204/j.gyjzG20030608
摘要:
为研究海洋腐蚀环境下碳纤维复材（CFRP）网格拉伸力学性能的变化规律，开展了海水环境下不同初始应力水平和不同海水浸泡老化时间下CFRP网格单肢拉伸性能试验。结果表明：CFRP网格表面侵蚀程度随老化时间增加，表面颜色变深，失去基体原有光泽，变得粗糙；破坏模式由前期大部分试件的拉断破坏到后期的炸裂破坏，在高应力水平下（0.6fu），个别试件出现分层破坏，破坏现象更加明显。此外，在海水中浸泡360 d后，应力水平为0、0.3fu和0.6fu的CFRP网格抗拉强度保留率分别为89.8%、87.7%和79.8%，弹性模量保留率分别为96.4%、95.0%和92.9%；表明应力的存在加速了网格强度的退化，且随着应力水平的提高，CFRP网格抗拉强度和弹性模量的退化更加明显。
为研究海洋腐蚀环境下碳纤维复材（CFRP）网格拉伸力学性能的变化规律，开展了海水环境下不同初始应力水平和不同海水浸泡老化时间下CFRP网格单肢拉伸性能试验。结果表明：CFRP网格表面侵蚀程度随老化时间增加，表面颜色变深，失去基体原有光泽，变得粗糙；破坏模式由前期大部分试件的拉断破坏到后期的炸裂破坏，在高应力水平下（0.6fu），个别试件出现分层破坏，破坏现象更加明显。此外，在海水中浸泡360 d后，应力水平为0、0.3fu和0.6fu的CFRP网格抗拉强度保留率分别为89.8%、87.7%和79.8%，弹性模量保留率分别为96.4%、95.0%和92.9%；表明应力的存在加速了网格强度的退化，且随着应力水平的提高，CFRP网格抗拉强度和弹性模量的退化更加明显。
2020, 50(11): 184-189,167.
doi: 10.13204/j.gyjzG19110801
摘要:
基于量纲分析法，按一般低、多层建筑的基本周期（隔震前0.1~0.4 s）满足相似比关系，选用4层钢框架模拟原型结构，2层钢框架模拟加层结构。通过开展加层结构基底隔震体系的模型振动台对比试验，研究基底无隔震、基底滑移隔震和基底组合隔震3种不同方案下加层结构的地震响应特性、隔震效果和减震机制。利用有限元软件再现了未加层原型结构的动力特性。结果表明：1）无隔震方案在加层部分鞭梢效应明显，采用隔震方案后，加层部分及整体地震响应均明显降低；2）滑移隔震的减震率优于组合隔震，而对于最大层间位移的控制劣于组合隔震；3）自振周期0.204 s的4层既有建筑增加2层，通过滑移隔震或组合隔震可显著降低地震响应，提高抗震性能。
基于量纲分析法，按一般低、多层建筑的基本周期（隔震前0.1~0.4 s）满足相似比关系，选用4层钢框架模拟原型结构，2层钢框架模拟加层结构。通过开展加层结构基底隔震体系的模型振动台对比试验，研究基底无隔震、基底滑移隔震和基底组合隔震3种不同方案下加层结构的地震响应特性、隔震效果和减震机制。利用有限元软件再现了未加层原型结构的动力特性。结果表明：1）无隔震方案在加层部分鞭梢效应明显，采用隔震方案后，加层部分及整体地震响应均明显降低；2）滑移隔震的减震率优于组合隔震，而对于最大层间位移的控制劣于组合隔震；3）自振周期0.204 s的4层既有建筑增加2层，通过滑移隔震或组合隔震可显著降低地震响应，提高抗震性能。
2020, 50(11): 195-199.
doi: 10.13204/j.gyjzG20050806
摘要:
超低能耗钢结构建筑外立面装饰幕墙与主体结构连接节点的断热桥处理常被忽视，而这些数量庞大的节点热桥效应对建筑能耗的影响不容忽视。目前这些节点断热桥的做法在不同的项目里各不相同，节能效果也不可知。为此结合寒冷B气候区的两个工程实例，通过热桥模拟软件及能耗计算软件分析此类节点热桥的断热桥效果及对建筑能耗的影响。分析表明：断热桥节点设计应在满足结构安全的前提下选择导热系数低且厚度大的隔热材料，新增钢龙骨的截面积为最小，主龙骨与新增钢龙骨在保温层内的长度设计为最短。
超低能耗钢结构建筑外立面装饰幕墙与主体结构连接节点的断热桥处理常被忽视，而这些数量庞大的节点热桥效应对建筑能耗的影响不容忽视。目前这些节点断热桥的做法在不同的项目里各不相同，节能效果也不可知。为此结合寒冷B气候区的两个工程实例，通过热桥模拟软件及能耗计算软件分析此类节点热桥的断热桥效果及对建筑能耗的影响。分析表明：断热桥节点设计应在满足结构安全的前提下选择导热系数低且厚度大的隔热材料，新增钢龙骨的截面积为最小，主龙骨与新增钢龙骨在保温层内的长度设计为最短。
