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2020年  第50卷  第9期

高放废料地质处置库缓冲-回填材料的设计取值
我国高放废物地质处置概念研究
侯伟, 杨球玉, 王旭宏, 吕涛, 李昶, 李昱茜, 夏加国, 李廷君, 张威, 马鸿宾
2020, 50(9): 1-7,11. doi: 10.13204/j.gyjzG20063012
摘要:
在对国外核废处理先进国家的高放废物地质处置工艺技术深入研究的基础上,介绍了我国高放废物地质处置概念设想。结合我国未来处置库场址条件和高放废物源项特征,分别对花岗岩和黏土岩地层提出了竖直孔处置、小断面水平巷道处置和巷道处置的建议方案,为我国高放废物的地质处置提供参考。
我国高放废物地质处置库缓冲材料的设计要求
侯伟, 王旭宏, 杨球玉, 吕涛, 李昱茜, 吕敏, 殷玥
2020, 50(9): 8-11. doi: 10.13204/j.gyjzG20063013
摘要:
基于我国高放废物处置概念,结合甘肃北山地质环境条件,针对高放玻璃固化体废物,以内蒙古高庙子膨润土为缓冲材料,提出缓冲材料工程设计参数指标,可为我国高放废物地质处置缓冲材料相关研究提供技术参考。
我国高放废物地质处置库缓冲-回填材料相互作用研究
吕敏, 侯伟, 王旭宏, 杨球玉, 吕涛, 夏加国, 李昱茜, 殷玥
2020, 50(9): 12-16. doi: 10.13204/j.gyjzG20063018
摘要:
处置巷道中的回填材料作为高放废物地质处置库工程屏障系统的重要组成部分,应具备适当的压缩性以限制处置孔中缓冲材料的向上膨胀。基于我国高放废物地质处置概念,结合候选缓冲材料(高庙子膨润土)和回填材料(膨润土-砂混合料)的相关研究成果,开展缓冲-回填材料相互作用研究。通过理论计算分析回填材料密度对缓冲材料膨胀后密度的影响,确定满足压缩性要求的回填材料密度。
我国高放废物地质处置巷道中回填材料的设计要求
吕敏, 杨球玉, 王旭宏, 侯伟, 吕涛, 夏加国, 李昱茜, 殷玥
2020, 50(9): 17-20. doi: 10.13204/j.gyjzG20072301
摘要:
回填材料作为高放废物处置库工程屏障的重要组成部分,其工程设计与处置库的长期安全息息相关。在重点调研地质处置技术先进国家瑞典的回填材料工程设计要求,包括材料成分、回填材料砌块和小球的性质(含水量、几何形状和尺寸、密度)以及安装布置方案的基础上,基于我国高放废物地质处置概念,以高庙子膨润土-石英砂混合料为回填材料,提出我国回填材料砌块的设计要求,包括几何形状和尺寸、干密度,为我国高放废物地质处置回填材料相关试验研究提供参考。
我国高放废物地质处置巷道中回填材料安装布置方案分析
吕敏, 侯伟, 王旭宏, 杨球玉, 吕涛, 夏加国, 李昱茜, 殷玥
2020, 50(9): 21-24,74. doi: 10.13204/j.gyjzG20072114
摘要:
处置巷道中回填材料作为高放废物地质处置库工程屏障系统的重要组成部分,要求其具有一定的安装密度以满足其屏障功能。基于我国高放废物地质处置概念和回填材料设计概念,结合回填砌块和膨润土小球的参考设计,开展回填材料安装密度的影响因素敏感性分析,发现砌块干密度和砌块填充度为主导因素。在此基础上,结合回填材料安装密度的设计要求,通过分析36个可能的安装布置方案,提出满足要求的设计参数范围,为我国高放废物地质处置库中回填材料的相关试验研究提供技术参考。
我国高放废物地质处置库缓冲材料饱和密度影响因素分析
李昱茜, 侯伟, 王旭宏, 杨球玉, 吕涛, 夏加国, 吕敏, 殷玥
2020, 50(9): 25-29,54. doi: 10.13204/j.gyjzG20063009
摘要:
高放废物地质处置通过天然屏障(围岩)与工程屏障组成的多重屏障系统实现对废物的长期包容和隔离。以富含蒙脱石的膨润土为基本组分的缓冲材料构成了工程的一道重要屏障,要求其具有良好的导热性,较低的渗透性、稳定的化学性质、良好的机械性能、较强的吸附核素能力等,要求在处置环境下能长期保持一定的饱和密度。处置库中处置孔、砌块和容器的尺寸、砌块和小球的密度和含水量对缓冲材料的饱和密度具有显著的影响。基于我国内蒙古高庙子膨润土的性质,结合我国高放废物地质处置概念设计和对缓冲材料的设计要求,开展对缓冲材料饱和密度影响因素的分析,为我国高放废物地质处置库缓冲材料的设计提供借鉴。
我国高庙子膨润土和日本高放废物地质处置库中缓冲材料物理性质分析
李昱茜, 杨球玉, 王旭宏, 侯伟, 吕涛, 夏加国, 吕敏, 殷玥
2020, 50(9): 30-33. doi: 10.13204/j.gyjzG20063008
摘要:
基于日本高放废物地质处置库中缓冲材料的功能、性质要求,系统分析缓冲材料成分和试验研究结果,并结合我国高庙子膨润土的性质,探讨缓冲材料砌块厚度对缓冲材料设计要求的影响,研究成果可为我国高放废物地质处置库缓冲材料的设计提供参考。
我国和瑞典高放废物地质处置库中缓冲材料性质分析
殷玥, 杨球玉, 王旭宏, 侯伟, 吕涛, 李昱茜, 夏加国, 吕敏
2020, 50(9): 34-37,33. doi: 10.13204/j.gyjzG20063015
摘要:
缓冲材料是高放废物地质处置工程屏障系统的重要组成部分。基于瑞典缓冲材料MX-80膨润土的物理性质,对设计要求的主要参数如渗透系数、膨胀力、材料成分开展分析,并以缓冲材料饱和密度作为长期安全性评价指标分析主要影响因素(外间隙宽度、砌块和小球的干密度),为我国高放废物地质处置库缓冲材料的设计提供参考。
我国高放废物地质处置屏障系统的温度场分析
夏加国, 侯伟, 王旭宏, 杨球玉, 吕涛, 吕敏
2020, 50(9): 38-41,20. doi: 10.13204/j.gyjzG20063017
摘要:
高放废物深地质处置是通过天然屏障和工程屏障(包括废物体容器、处置容器和缓冲材料)实现对放射性废物的有效包容和隔离。基于花岗岩处置场址,以高庙子膨润土为缓冲材料,应用FLAC 3D软件开展我国大时间尺度下处置库屏障系统的热学分析,研究放射性废物在衰变释热条件下,处置环境的温度场随时间的演化规律,分析不同导热系数的缓冲材料对处置环境的温度场的影响。
晋西沟壑区西坡传统村落营建智慧及保护发展策略
石谦飞, 周婧, 梁变凤
2020, 50(9): 42-48,98. doi: 10.13204/j.gyjzG20031206
摘要:
柳林县西坡村是晋西沟壑地形区传统村落的典型代表,村庄呈放射型布局,村落整体顺应山势的高低变化,依山而建,形成了独特的村落格局和民居建筑形式。通过实地调研与理论结合的方法,从宏观、中观、微观三个角度对西坡村的村落选址布局及特点、村落整体营建、院落营建和建筑单体营建三个部分进行系统分析,总结出西坡古村落在独特的沟壑地形条件下的营建智慧与特色,并提出传统村落的保护发展策略,旨在为沟壑区传统村落的保护与发展提供新视角与新方法。
HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁的受弯性能
张建伟, 郭旺, 冯曹杰, 曹万林
2020, 50(9): 49-54. doi: 10.13204/j.gyjzG19082704
摘要:
以不同钢纤维掺量和混凝土强度等级为变化参数,对4根HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁进行了受弯性能试验,同时结合相关文献中HRB600级未掺钢纤维钢筋高强混凝土梁的试验数据,对比分析各试验梁的破坏特征、挠度、承载力、纵筋应变与裂缝宽度,评价了极限承载力、挠度及裂缝宽度计算方法。试验结果表明:配置600 MPa级高强钢筋的钢纤维混凝土梁的应变变化符合平截面假定;钢纤维可有效提高高强混凝土梁的弯曲开裂荷载和变形能力,抑制裂缝的产生与发展;且随着钢纤维掺量的增加,钢纤维高强混凝土梁的受弯承载力也随之增大;现行CECS 38:2004《纤维混凝土结构技术规程》中的计算方法,对HRB600级钢筋钢纤维高强混凝土梁的极限承载力计算、最大裂缝宽度计算和挠度计算仍然具有较好的适用性。
叠合板加强型密拼拼缝构造及受弯性能有限元分析
邴卿德, 林彦, 宋健凯, 仲崇廷
2020, 50(9): 55-61. doi: 10.13204/j.gyjzG20011508
摘要:
为了优化密拼叠合楼板的拼缝构造,深入分析叠合楼板拼缝处的受弯性能,提出了3种加强型密拼拼缝构造,基于3种构造的叠合楼板静力试验,利用ABAQUS软件对试验试件进行非线性有限元分析,并与试验结果进行对比。结果表明:有限元分析得到的叠合楼板裂缝分布、破坏模式、受弯承载力与试验结果吻合较好。在此基础上,对凹槽密拼叠合楼板抗弯承载力进行参数分析,研究拼缝钢筋配筋率、混凝土叠合层厚度、凹槽深度和拼缝钢筋搭接长度对叠合板承载力的影响及影响规律。研究结果表明:拼缝钢筋配筋率对叠合板承载力的影响最为明显,叠合板承载力随着配筋率的增大显著增加;增大混凝土叠合层厚度和预制板凹槽深度均可显著提高叠合板的承载能力,其中增大叠合层厚度的影响略大;拼缝钢筋搭接长度对叠合板承载力的影响主要表现在:当搭接长度小于1.4lala为受拉钢筋锚固长度)时,承载力随着搭接长度的增大而增大,当搭接长度大于1.4la时,搭接长度对叠合楼板的承载力影响不明显。
大跨重载预应力混凝土双T板受力性能试验研究
芦静夫, 孙占琦, 邱勇, 黎钟文, 周臻微, 黄朝俊
2020, 50(9): 62-67. doi: 10.13204/j.gyjzG19111005
摘要:
为进一步拓宽大跨度预应力双T板的应用范围,设计了一款预应力双T板,其使用活荷载标准值为30 kN/m2,并将其应用于某实验办公楼项目。通过足尺双T板构件的静力荷载试验,获得了构件的变形特性、裂缝发展规律、正截面和斜截面承载力,验证了双T板力学性能可满足大跨重载楼面的使用需求及所采用计算方法的可行性。试验结果表明:预应力双T板具有较好的跨中抗弯和端部抗剪承载力,构件抗裂系数和挠度均满足相关标准和设计要求;双T板肋顶构造设置的桁架钢筋进一步加强了现浇面层与预制部分的整体工作性能,试验过程中未出现现浇面层与预制构件截面开裂情况。提出了合理的构造措施,有效避免了双T板生产及施工过程中肋板顶部及端部企口裂缝的产生,具有实际工程应用价值。
高层建筑混凝土剪力墙免支撑置换受力分析
陈大川, 郭虹位
2020, 50(9): 68-74. doi: 10.13204/j.gyjzG19032703
摘要:
某剪力墙结构高层住宅已建至地上27层,地上一层剪力墙混凝土实际强度低于设计强度。研究采用无支撑剪力墙置换法加固剪力墙,通过现场实测数据和ABAQUS模拟,分析高层建筑剪力墙在无支撑置换过程的竖向承载力和置换后剪力墙抗震性能。实测数据和7个模型试件研究表明,采用分段置换法加固剪力墙在施工过程中能满足剪力墙承载力要求;加固后,置换剪力墙存在应力滞后现象,且采用不同强度的混凝土进行置换施工,对应力滞后现象无明显影响;采用7个应力滞后的置换剪力墙模型试件进行低周往复模拟试验,对比原设计情况下的一次性浇筑剪力墙的相关抗震参数,随着置换混凝土强度等级的提高,分段置换剪力墙抗震性能逐渐提高,满足原抗震设计要求。
柱承式群仓抗震性能振动台试验研究
许启铿, 王录民, 丁永刚, 刘强, 李学森, 骆倩
2020, 50(9): 75-82. doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ201908010011
摘要:
以钢筋混凝土柱承式群仓结构为研究对象,对一个缩尺比例1:25的1×3组合群仓模型采用3条地震波分别施加水平作用,进行振动台试验。获得了空仓、半仓和满仓三种贮料状态不同水准地震作用下模型结构的动力特性、加速度和位移响应,分析地震响应及不同工况下的变化规律,揭示群仓中不同位置单仓地震响应的差异,获得了不同位置单仓的基底剪力。研究结果表明:贮料对群仓动力特性的影响与群仓自身不同方向刚度差异有关;不同位置单仓的加速度与位移响应存在显著差异,且与地震作用方向和贮料状态相关;不同单仓基底剪力存在差异,沿X方向边仓大于中仓,沿Y方向则相反,差异的幅度随着贮料增加而降低;建议群仓中各单仓根据其所处的位置进行抗震验算。
新型摇摆自复位桥墩振动台试验研究
黄麟, 郭展, 陈誉, 何康
2020, 50(9): 83-88,117. doi: 10.13204/j.gyjzG201906300001
摘要:
为探究摇摆自复位桥墩的地震响应规律和减隔震效果,提出两种分别增设高阻尼橡胶垫块与自复位弹簧的新型摇摆自复位桥墩模型,通过对相似比例为1:15的振动台试验桥墩模型,对比分析了两种摇摆自复位桥墩与传统铁路重力式桥墩的地震响应规律和减隔震效果。试验结果表明:在相同峰值的地震波作用下,与传统铁路重力式桥墩相比,两种新型摇摆自复位桥墩的墩顶加速度响应和墩底应力响应均显著减小,减小了地震作用对桥墩结构的破坏,新型摇摆自复位桥墩模型具有显著的减隔震效果;但与此同时,新型摇摆自复位桥墩的墩顶水平位移也会相应增加,位移大小与其提离约束部件的刚度大小密切相关;与增设自复位弹簧的摇摆自复位桥墩相比,增设高阻尼橡胶垫块的摇摆自复位桥墩,既能够通过摇摆提离反应和高阻尼垫块压缩耗能降低加速度和应力响应,又可有效控制墩顶水平的位移响应,是一种较为合理的摇摆自复位桥墩结构形式。
有木隔板的木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件抗剪承载力计算方法研究
胡朝斌, 杜浩, 孙志翔, 胡夏闽
2020, 50(9): 89-93. doi: 10.13204/j.gyjzG19120207
摘要:
为研究有木隔板的木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件的抗剪承载力,分析了有木隔板的木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件的受力机理,分别建立受压剪作用螺钉连接件单铰弯曲和双铰弯曲的受力模型,受拉剪作用螺钉木材受压破坏、单铰弯曲和双铰弯曲的受力模型,以及斜交螺钉连接件的受力模型,提出了有木隔板的木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件抗剪承载力的计算方法,并与试验结果进行对比。结果表明,提出的算式能够较好地预测有木隔板的木-混凝土组合梁斜交螺钉连接件的抗剪承载力。
不锈钢绞线工程用水泥基复合材料的拉伸试验分析
范建伟, 李可, 王新玲, 钱文文
2020, 50(9): 94-98. doi: 10.13204/j.gyjzG19111605
摘要:
不锈钢绞线工程水泥基新型复合材料是将不锈钢绞线放入工程水泥基复合材料(ECC)而形成的一种新型高性能复合材料。对6组不锈钢绞线ECC复合材料进行张拉试验,结果表明:随不锈钢绞线配筋率和ECC抗拉强度的增大,不锈钢绞线ECC复合材料受拉的开裂应力、应变以及极限应力和应变均增大,极限应力、应变增大幅度明显大于开裂应力和应变;试验得出的新型复合材料的应力-应变关系曲线,可为该复合材料进一步应用提供参考。
基于随机森林的支持向量机混凝土早期抗裂性预测研究
吴贤国, 杨赛, 陈虹宇, 高飞, 黄汉洋
2020, 50(9): 99-105,167. doi: 10.13204/j.gyjzG20050903
摘要:
混凝土收缩开裂问题严重危害建筑工程的结构安全和正常使用,准确快速预测混凝土早期抗裂性成为研究重点。将随机森林结合支持向量机算法(RF-SVM)引入混凝土早期抗裂性研究,以某项目混凝土为例,基于材料和配合比选取了12个影响因素的混凝土早期抗裂性指标体系,采用基于重要性排序的随机森林回归算法,对影响因子进行特征提取,选出最优特征变量集,达到降维的目的,同时明确了该实际工程中应当注意加强控制的因素。然后采用十折交叉验证方法对支持向量机(SVM)模型进行参数优化,利用SVM模型对筛选后的样本进行训练和预测,输出预测结果,并与未进行特征筛选的支持向量机预测模型、人工神经网络预测模型对比,结果显示:RF-SVM预测结果最接近实测值,模型精度最高。RF-SVM预测模型可为实现混凝土早期抗裂性快速预测提供一种有效的方法。
超大直径嵌岩桩沉降长期效应研究及实测
周予启, 阎培渝
2020, 50(9): 106-111. doi: 10.13204/j.gyjzG20040106
摘要:
深圳平安金融中心超高层建筑的桩基础为超大直径嵌岩端承桩。由于混凝土材料的收缩及徐变特性,非荷载因素引起的桩身压缩及桩顶沉降不容忽视。为探究收缩徐变等非荷载因素对该工程超大直径桩长期变形的影响,借助SAP 2000有限元软件,运用工程中常采用的混凝土时变模型对施工全过程的桩基沉降进行了分析和预测,并与实测结果进行对比。结果表明:对于大直径端承桩,考虑混凝土材料的收缩徐变对桩基沉降预测是合理和必要的。常用的欧洲标准CEB-FIP 90、美国标准ACI 209R-92和GL2000等混凝土收缩徐变模型均能给出与实测结果相近的预测结果。
建筑施工钢管脚手架非线性分析及现场实测验证
李朝阳, 潘新忠, 余波
2020, 50(9): 112-117. doi: 10.13204/j.gyjzG201904160007
摘要:
为合理分析钢管脚手架的受力性能,建立了能够同时考虑二阶效应和节点非线性半刚性连接影响的钢管脚手架非线性分析模型,并结合现场实测试验对非线性分析模型进行了有效性验证,进而基于非线性分析模型分析了立杆间距、水平杆步距和水平荷载等关键因素对钢管脚手架内力和位移的影响规律。分析结果表明:所建立的钢管脚手架非线性分析模型的计算结果与试验数据吻合较好,说明该模型的计算精度较高;对于高宽比较小的普通扣件式和承插型键槽式钢管支撑脚手架,非线性半刚性连接和二阶效应的耦合影响不显著;对于高宽比较大的钢管脚手架,半刚性连接的非线性影响不显著。
轮扣式模板支撑架受力的现场实测及分析
刘卫然, 于海丰, 黄俊, 于悦, 杜守军, 高任清, 陈增顺, 王奇华, 刘泽
2020, 50(9): 118-121,146. doi: 10.13204/j.gyjzG201904210001
摘要:
以河北师范大学新校区综合楼新型轮扣式模板支撑架为依托,结合工程实际,对立杆轴压力及扫地杆插头的抗拔力进行测试并与相关技术标准进行比较。结果表明:作用在模板支撑架上的施工活荷载标准值按3.0 kN/m2取值是合理的,GB 51210—2016《建筑施工脚手架安全技术统一标准》按2 kN/m2计算活荷载偏低;施工时,在保证足够敲击次数的前提下,轮扣节点水平杆的抗拔力基本可以满足相关规范为1.2 kN的要求,此时水平杆至少被敲击2次,但即便如此,3 kN的抗拔力均值很难达到,这表明相关规范的规定有待商榷。
现代钢结构
8.8级M24高强螺栓的常幅疲劳性能试验研究
翟彬, 刘勇, 商文念, 张继亮, 焦晋峰
2020, 50(9): 122-127. doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ201908080006
摘要:
为研究8.8级高强螺栓"轴心拉-拉"常幅疲劳性能,对材质为35K的M24高强螺栓进行了3个试件静力拉伸试验和15个试件(应力比为0.3)的常幅疲劳试验,拟合了S-N曲线,对代表性试件疲劳断口进行宏观和微观分析,并与基于GB 50017—2017《钢结构设计标准》相关公式的计算结果进行了对比。结果表明:疲劳试验数据总体较为离散,但均在95%置信区间内,拟合的S-N曲线基本反映不同应力幅下试件的疲劳寿命;试件缺口效应明显,尤其在螺栓螺纹齿根处,应力集中程度严重,点状疲劳源易扩展形成线状疲劳源,断口韧窝特征明显;相比标准建议值,试验所得2×106次对应疲劳强度为其1.61倍。
工业用渣仓结构疲劳性能分析
傅彦青, 兰涛, 丁敏, 庄金钊, 乔海洋, 姚亚明, 尚程
2020, 50(9): 128-132. doi: 10.13204/j.gyjzG20042007
摘要:
渣仓是火力发电厂排渣系统中重要的存贮设备,为研究其疲劳性能,以实际工程中某渣仓为例,采用大型通用有限元软件,考虑接触问题,建立有限元模型,详细分析了其荷载工况并确定加载方式,计算并获得了该渣仓结构应力与位移,在此基础上对筒仓部分进行了疲劳寿命计算。研究结果表明:加密肋板附近的筒体处应力最大,其值为349.5 MPa;靠近环梁及加密肋板的位置易疲劳,在循环2.495×103次后发生疲劳破坏。
模型钢筒仓的振动台试验及地震作用下储料对仓壁侧压力的研究
张翀, 舒赣平
2020, 50(9): 133-138,155. doi: 10.13204/j.gyjzG19111107
摘要:
钢筒仓在地震作用下的受力行为与常规结构有很大不同。通过一个模型钢筒仓的振动台试验,采用了正弦波、El Centro波和Taft波三种加速度曲线,对各种输入峰值加速度时的钢筒仓进行振动模拟,得到仓壁上各测点动态应变分布和加速度值。随后,根据试验结果分析储料和钢筒仓的受力模式,并结合有限元模型,拟合出了振动过程中储料对仓壁的动态侧压力。最后,对地震作用下储料对仓壁侧压力的分布形式进行了研究,得到一种便于实际工程应用的侧压力分布模式。
钢管混凝土偏心受压构件徐变试验
赖秀英, 陈兆宇, 郑娟
2020, 50(9): 139-146. doi: 10.13204/j.gyjz201904300010
摘要:
以偏心率、混凝土强度等级和加载龄期为参数,对2组钢管混凝土偏心受压构件进行徐变试验,并对常用的6种混凝土徐变预测模型进行比较分析。结果表明:随着偏心率的增大,钢管混凝土偏心受压构件最大徐变应变(近载侧)越大,偏心率与徐变应变的关系基本呈线性;混凝土强度等级越高,偏心受压试件的最大徐变应变(近载侧)越小,加载龄期为14 d的C40与C50试件相比较,前者在60,120,180,240 d的徐变应变较后者分别增大了12.2%、26.0%、21.7%和23.7%;加载龄期越早,试件的最大徐变应变就越大,C40的试件,加载龄期14 d在60,120,180,240 d的徐变应变较28 d的分别增大了15.8%、30.1%、21.1%和16.8%。将7个试件及收集的16个试件的徐变实测值与6种常用徐变预测值相比较,结果表明结构用混凝土国际联盟fib MC2010、美国混凝土学会标准ACI 209R-92和欧洲国际混凝土理事会标准CEB-FIP MC90的预测精度较高;fib MC2010预测模型预测精度最高,其平均值和标准差分别为0.992和0.282;其次是ACI209R-92,其两者分别为1.102和0.381;再次是CEB-FIP MC90,其两者分别为1.167和0.327。根据研究结果,建议在结构设计中进行钢管混凝土偏心受压徐变计算时,采用偏安全的徐变终值预测模型。
不同防火措施下双钢板混凝土组合剪力墙耐火性能研究
李艺璇, 周婷, 刘红波, 陈志华, 张鹏飞, 张相勇
2020, 50(9): 147-155. doi: 10.13204/j.gyjz201904260011
摘要:
双钢板混凝土组合剪力墙已越来越多地应用于高层民用住宅建筑中,但是国内并无关于其的防火标准要求。采用蒸压加气混凝土板(ALC板)和非膨胀型防火涂料对结构进行保护,运用ABAQUS建立不同工况下的双钢板混凝土组合剪力墙模型,模拟轴压和单面ISO-834标准升温曲线共同作用下结构的温度场分布及变形情况,并对其抗火和耐火性能进行了分析。研究发现:随着受火时间增加,墙体截面温度梯度越来越小,受火30~180 min,混凝土中部温度与受火面钢板温度之差在67%以上;增大栓钉和对拉螺栓间距会增大受火初期墙体的轴向膨胀位移和轴向压缩变形量;受火180 min下,当高厚比大于16时,其对轴向膨胀位移值无明显影响;增大轴压比会减小受火初期墙体的轴向膨胀位移,且当温度相同时,墙体轴向压缩变形量越大。当采用20 mm厚ALC板或10 mm厚非膨胀型防火涂料时,结构温度均未达到结构临界温度,表明双钢板混凝土组合剪力墙的防火保护层厚度可进一步优化。
装配式钢-混凝土组合管剪力墙轴压性能有限元分析
庞瑞, 丁书苏, 王璐, 王怡晓, 王文杰
2020, 50(9): 156-162. doi: 10.13204/j.gyjzG19112401
摘要:
为研究装配式钢-混凝土组合管(SRCT)剪力墙的轴压受力性能,完成了11个SRCT剪力墙试件和1个钢筋混凝土(RC)剪力墙试件的数值模拟分析,研究距厚比、钢材强度与穿筋截面对构件轴压性能的影响。分析结果表明:所采用的数值分析方法能较好反映SRCT剪力墙的轴压受力性能,与RC剪力墙相比,SRCT剪力墙具有较高的轴压承载能力与轴向刚度;在受力过程中,SRCT剪力墙混凝土压溃现象先于钢板屈服;合理的穿筋布置可使穿筋在试件受力与破坏过程中始终处于弹性。
轻钢龙骨防火楼板受弯性能试验研究
赵更歧, 孙玉亭, 李可
2020, 50(9): 163-167. doi: 10.13204/j.gyjzG19101105
摘要:
以一种新型轻钢龙骨防火楼板为研究对象,对4个全比例尺寸的轻钢龙骨防火楼板试件进行竖向荷载作用下受力性能的试验研究,观察试件的受力破坏特点,研究其荷载-挠度曲线及荷载-应变曲线,分析其受弯承载力的各影响因素。提出了轻钢龙骨防火楼板的受弯承载力计算式及针对该楼板设计的改进建议。
复材结构
表层嵌贴式预应力碳纤维复材筋加固钢筋混凝土梁受弯性能试验研究
陈华, 陈耀嘉, 谢斌, 邓朗妮
2020, 50(9): 168-173. doi: 10.13204/j.gyjz201908210007
摘要:
为研究表层嵌贴式预应力碳纤维复材(CFRP)筋加固钢筋混凝土梁的受弯性能,考虑CFRP筋初始预应力水平和纵筋配筋率等变化参数,完成了5根表层嵌贴式预应力CFRP筋加固梁以及1根对比梁的受弯试验。详细分析各变化参数对加固试件的承载性能、延性性能以及耗能能力等重要指标的影响,探讨了加固试件的受弯承载力计算方法。研究表明:加固试件多数为延性破坏,个别加固试件为剪切破坏;加固试件的极限承载力随着CFRP筋初始预应力水平的提高有所提升,最大升幅为98%,而加固试件的延性性能却有所降低;混凝土截面应变基本符合平截面假定。纵筋配筋率相同时,试件的耗能能力随CFRP筋初始预应力水平的增大而有所降低;初始预应力水平相同时,提升纵筋配筋率可在一定程度上提高试件的耗能能力。
耦合大量程光纤光栅的碳纤维增强复材板的传感特性研究
曾泽颖, 朱万旭, 刘丰荣, 魏蔚, 李梦果, 李明霞
2020, 50(9): 174-180. doi: 10.13204/j.gyjzG20010406
摘要:
传统的加固维修方式很难以获知加固过程中桥梁全生命周期的监测情况以及加固效果,为此提出了一种在碳纤维(CFRP)板耦合大量程光纤光栅(FBG)传感器以制成自感知CFRP板的方法。为了验证耦合光纤光栅的CFRP板的应力、应变测量精度,基于国家标准静态性能指标相关计算准则,开展自感知CFRP板中光纤光栅传感性能指标的标定和张拉试验,并对传感特性理论及试验应变灵敏度的误差进行了分析。试验结果表明:自感知CFRP板中的光纤光栅具备良好的感知性能,其应变测量范围达到了1.2×10-2以上,试验应变灵敏度不小于1.18 pm/10-6,迟滞不大于1.52%,线性度不大于3.35%,重复性不大于2.29%,总精度不小于3.92%,可以达到实际工程需求。
工程实录
巨型非对称悬挂纯钢结构塔楼施工变形控制
高辉, 陈雷, 甘明彦, 温传亮, 廖彪, 曾志文
2020, 50(9): 181-185. doi: 10.13204/j.gyjzG19122008
摘要:
深圳某项目结构形式为"带悬挂层的框架-支撑结构",由核心筒和6个非对称错层布置的巨型悬挂外框组成。根据安装顺序,采用有限元软件MIDAS对全施工过程进行模拟分析及变形计算。通过核心筒反向预偏与外框结构预抬控制塔楼施工变形。同时根据施工模拟对比分析选择最优的支撑卸载顺序,从而达到结构整体变形控制。经由全站仪复测发现,卸载前后变形值与理论计算值基本吻合。