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2021年 第51卷 第11期
2021, 51(11): 1-6,18.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052419
摘要:
对两类工艺(Ⅰ、Ⅱ类)制备的自复位形状记忆合金橡胶支座进行循环剪切试验,系统研究其在不同加载频率、加载幅值、加工工艺及预加压缩荷载工况下的剪切性能,并对产生残余应变的形状记忆合金橡胶支座进行升温自恢复及力学性能试验。研究结果表明:两类形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切性能稳定,等效阻尼比随剪切幅值的增大而提高;通过预加压缩荷载可以大幅提高形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切刚度和耗能能力。两类试件都能通过升温消除残余应变,其中Ⅱ类试件与升温前的力学性能稳定,具备很好的重复性。
对两类工艺(Ⅰ、Ⅱ类)制备的自复位形状记忆合金橡胶支座进行循环剪切试验,系统研究其在不同加载频率、加载幅值、加工工艺及预加压缩荷载工况下的剪切性能,并对产生残余应变的形状记忆合金橡胶支座进行升温自恢复及力学性能试验。研究结果表明:两类形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切性能稳定,等效阻尼比随剪切幅值的增大而提高;通过预加压缩荷载可以大幅提高形状记忆合金橡胶隔震支座的剪切刚度和耗能能力。两类试件都能通过升温消除残余应变,其中Ⅱ类试件与升温前的力学性能稳定,具备很好的重复性。
2021, 51(11): 7-12.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052420
摘要:
基于金属橡胶垫和弹簧元件提出一种新型竖向隔震装置。对金属橡胶垫进行变幅值循环压缩试验,研究丝径、名义密度、预压荷载工况下的力学性能和稳定性;对采用新型竖向隔震装置的变压器缩尺模型进行竖向隔震振动台试验,研究隔震体系的动力特性以及单向和双向输入下各测点处的竖向加速度响应。研究表明:金属橡胶垫在预压荷载下的力学性能稳定;基于金属橡胶垫和弹簧的竖向隔震装置可以有效降低结构自振频率并减小地震能量输入,隔震效率随输入地震动幅值的增加而提高。
基于金属橡胶垫和弹簧元件提出一种新型竖向隔震装置。对金属橡胶垫进行变幅值循环压缩试验,研究丝径、名义密度、预压荷载工况下的力学性能和稳定性;对采用新型竖向隔震装置的变压器缩尺模型进行竖向隔震振动台试验,研究隔震体系的动力特性以及单向和双向输入下各测点处的竖向加速度响应。研究表明:金属橡胶垫在预压荷载下的力学性能稳定;基于金属橡胶垫和弹簧的竖向隔震装置可以有效降低结构自振频率并减小地震能量输入,隔震效率随输入地震动幅值的增加而提高。
2021, 51(11): 13-18.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052502
摘要:
相邻结构在强震作用下的碰撞会引起加速度放大、应力损伤甚至破坏。基于形状记忆合金橡胶的非线性应变硬化和摩擦耗能特性,对比研究相邻单自由度结构体系在安装/未安装形状记忆合金橡胶垫情况下的地震碰撞过程,分析形状记忆合金橡胶垫轴向刚度对结构碰撞减震指标的影响规律。研究表明:形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器具有高弹性、高阻尼和非线性硬化的特性,能够延长碰撞作用时间,有效降低结构碰撞响应,降低幅度在90%以上;轴向刚度是其碰撞减震控制效果的敏感参数,减震控制效果随轴向刚度降低而增加。
相邻结构在强震作用下的碰撞会引起加速度放大、应力损伤甚至破坏。基于形状记忆合金橡胶的非线性应变硬化和摩擦耗能特性,对比研究相邻单自由度结构体系在安装/未安装形状记忆合金橡胶垫情况下的地震碰撞过程,分析形状记忆合金橡胶垫轴向刚度对结构碰撞减震指标的影响规律。研究表明:形状记忆合金橡胶碰撞缓冲器具有高弹性、高阻尼和非线性硬化的特性,能够延长碰撞作用时间,有效降低结构碰撞响应,降低幅度在90%以上;轴向刚度是其碰撞减震控制效果的敏感参数,减震控制效果随轴向刚度降低而增加。
2021, 51(11): 19-24.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052708
摘要:
基于非线性准零刚度理论进行了水平双向隔震装置设计,开展了安装非线性隔震装置的特高压变压器缩尺模型的地震模拟振动台试验研究。在加速度峰值为0.4 g、0.8 g、1.2 g和1.6 g试验中,采用隔震装置隔震后,作用于特高压变压器模型底部的地震波加速度峰值减小了61.53%~90.00%,隔震后地震波的频谱响应曲线得到降低,特别是在地震动能量大的低频范围内降低幅度显著;在加速度峰值为0.4 g和0.8 g对比试验中,安装隔震装置后特高压变压器高压套管最大应力分别减小了85.77%和91.75%,加速度和应变结果表明非线性隔震装置具有显著的隔震效果,并验证了非线性准零刚度理论在隔震设计中的有效性。
基于非线性准零刚度理论进行了水平双向隔震装置设计,开展了安装非线性隔震装置的特高压变压器缩尺模型的地震模拟振动台试验研究。在加速度峰值为0.4 g、0.8 g、1.2 g和1.6 g试验中,采用隔震装置隔震后,作用于特高压变压器模型底部的地震波加速度峰值减小了61.53%~90.00%,隔震后地震波的频谱响应曲线得到降低,特别是在地震动能量大的低频范围内降低幅度显著;在加速度峰值为0.4 g和0.8 g对比试验中,安装隔震装置后特高压变压器高压套管最大应力分别减小了85.77%和91.75%,加速度和应变结果表明非线性隔震装置具有显著的隔震效果,并验证了非线性准零刚度理论在隔震设计中的有效性。
2021, 51(11): 25-30.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052416
摘要:
根据金属橡胶材料内部构造特点和力学性能,将金属橡胶剪切力学模型分解为线性回复力、库仑摩擦力和非线性迟滞力三部分。首先通过对金属橡胶进行层状分解计算得到金属橡胶单一接触对的剪切刚度,结合内部线匝有效接触对数量随剪切变形过程的统计规律,进而得到各力学组成部分的表达式并建立金属橡胶层状剪切本构模型,最后通过金属橡胶支座的剪切试验验证该本构模型的准确性。研究表明:在剪切变形过程中,金属橡胶接触对存在接触分离过程,接触点数量基本保持不变;无预加压缩荷载时,金属橡胶层状剪切本构模型与试验结果吻合良好,具有较高的准确性和精度,可以辅助金属橡胶层状微观分析。
根据金属橡胶材料内部构造特点和力学性能,将金属橡胶剪切力学模型分解为线性回复力、库仑摩擦力和非线性迟滞力三部分。首先通过对金属橡胶进行层状分解计算得到金属橡胶单一接触对的剪切刚度,结合内部线匝有效接触对数量随剪切变形过程的统计规律,进而得到各力学组成部分的表达式并建立金属橡胶层状剪切本构模型,最后通过金属橡胶支座的剪切试验验证该本构模型的准确性。研究表明:在剪切变形过程中,金属橡胶接触对存在接触分离过程,接触点数量基本保持不变;无预加压缩荷载时,金属橡胶层状剪切本构模型与试验结果吻合良好,具有较高的准确性和精度,可以辅助金属橡胶层状微观分析。
2021, 51(11): 31-38.
doi: 10.13204/j.gyjzG21042102
摘要:
明长城聚落是中国北方典型的防御型聚落,其分布格局是特定历史时期农牧博弈的产物,奠定了过渡地区的城镇基础,但传统研究手段制约了对其动力机制的深入认识。基于多智能体建模思想,提出农牧博弈下聚落区位选择模型。以分布结构为验证目标,通过自下而上的生成模拟,对聚落格局形成的内在动力进行探讨。结果显示:微观应援行为与宏观堡寨分布存在较强关联,也即长城系统的自组织性;面向长城、分层放射状是效率原则下平衡有限资源与较高防守要求的最优图解。该模型具有较好的全局收敛性和计算鲁棒性,表明智能体模拟技术在还原历史聚落格局领域具有潜在的应用价值。
明长城聚落是中国北方典型的防御型聚落,其分布格局是特定历史时期农牧博弈的产物,奠定了过渡地区的城镇基础,但传统研究手段制约了对其动力机制的深入认识。基于多智能体建模思想,提出农牧博弈下聚落区位选择模型。以分布结构为验证目标,通过自下而上的生成模拟,对聚落格局形成的内在动力进行探讨。结果显示:微观应援行为与宏观堡寨分布存在较强关联,也即长城系统的自组织性;面向长城、分层放射状是效率原则下平衡有限资源与较高防守要求的最优图解。该模型具有较好的全局收敛性和计算鲁棒性,表明智能体模拟技术在还原历史聚落格局领域具有潜在的应用价值。
2021, 51(11): 39-44,210.
doi: 10.13204/j.gyjzG21032615
摘要:
旧工业建筑的更新设计和再生利用已成为社会高度关注的问题。随着国民经济飞速发展,城市内土地资源愈发稀缺,老工业基地城市内大量旧工业建筑面临淘汰重建或更新升级等诸多问题。与此同时,随着国民物质生活水平不断提升,市民对文化艺术的追求也愈发强烈,将工业废旧厂房更新设计为公共艺术空间是城市可持续发展大背景下,文化产业再兴的重要举措之一。从辽宁老工业基地的发展现状出发,以沈阳红梅1939文创园为研究对象,运用空间句法理论阐述园区的改造合理性,梳理并阐释了工业废旧厂房从历史价值、实用功能、内部装饰、设计风格等诸方面,更新为公共艺术空间的设计策略,总结了从工业废旧厂房到公共艺术空间“工业形象蜕变”的意义和价值。
旧工业建筑的更新设计和再生利用已成为社会高度关注的问题。随着国民经济飞速发展,城市内土地资源愈发稀缺,老工业基地城市内大量旧工业建筑面临淘汰重建或更新升级等诸多问题。与此同时,随着国民物质生活水平不断提升,市民对文化艺术的追求也愈发强烈,将工业废旧厂房更新设计为公共艺术空间是城市可持续发展大背景下,文化产业再兴的重要举措之一。从辽宁老工业基地的发展现状出发,以沈阳红梅1939文创园为研究对象,运用空间句法理论阐述园区的改造合理性,梳理并阐释了工业废旧厂房从历史价值、实用功能、内部装饰、设计风格等诸方面,更新为公共艺术空间的设计策略,总结了从工业废旧厂房到公共艺术空间“工业形象蜕变”的意义和价值。
2021, 51(11): 45-53,126.
doi: 10.13204/j.gyjzG20101701
摘要:
沈阳市拥有较丰富的工业遗产基础及特色鲜明的北方近代工业文化,保护工业遗产、传承工业文化是城市发展绕不开的课题。基于多规合一的国策,以及城市更新一定程度影响工业遗产保护的背景,分析当下面临的工业遗产受损毁、保护与更新规划欠协调、工业遗产再利用程度不高等问题,构建多规合一语境的工业遗产保护与再利用模式,建立了沈阳“遗产保护片区衔接总体规划、保护地区衔接详细规划、保护单体实行分级管理”的工业遗产协同保护策略,完善化解差异的“一张图”管理平台,形成“修缮展示类、沿用功能类、改造置换类”的再利用策略,为沈阳工业遗产保护再利用与城市发展协同工作,建立切实有效的引导途径。
沈阳市拥有较丰富的工业遗产基础及特色鲜明的北方近代工业文化,保护工业遗产、传承工业文化是城市发展绕不开的课题。基于多规合一的国策,以及城市更新一定程度影响工业遗产保护的背景,分析当下面临的工业遗产受损毁、保护与更新规划欠协调、工业遗产再利用程度不高等问题,构建多规合一语境的工业遗产保护与再利用模式,建立了沈阳“遗产保护片区衔接总体规划、保护地区衔接详细规划、保护单体实行分级管理”的工业遗产协同保护策略,完善化解差异的“一张图”管理平台,形成“修缮展示类、沿用功能类、改造置换类”的再利用策略,为沈阳工业遗产保护再利用与城市发展协同工作,建立切实有效的引导途径。
2021, 51(11): 54-61.
doi: 10.13204/j.gyjzG21032201
摘要:
后消费时代,消费需求变迁催生出城市更新中的“造景”现象。以成都远洋太古里为研究案例,套用景观社会理论,解读城市历史街区更新中的视觉景观生产状况。研究发现:远洋太古里在更新过程中,通过建筑造景、行为造景、媒介造景完成景观生产,不同空间维度的主体、目的等有所不同。研究证实了视觉景观对于复兴城市存量资产、促进城市经济发展的作用,也反思了在逐利性街区更新中过度商业化“造景”可能引发的问题。
后消费时代,消费需求变迁催生出城市更新中的“造景”现象。以成都远洋太古里为研究案例,套用景观社会理论,解读城市历史街区更新中的视觉景观生产状况。研究发现:远洋太古里在更新过程中,通过建筑造景、行为造景、媒介造景完成景观生产,不同空间维度的主体、目的等有所不同。研究证实了视觉景观对于复兴城市存量资产、促进城市经济发展的作用,也反思了在逐利性街区更新中过度商业化“造景”可能引发的问题。
2021, 51(11): 62-66.
doi: 10.13204/j.gyjzG20100604
摘要:
基于混凝土疲劳损伤发展规律和截面刚度损伤模型,同时考虑普通钢筋和预应力钢筋受疲劳荷载作用后裂纹扩展的情况,采用损伤弹性模量和非线性损伤累积准则描述混凝土损伤,采用有效截面面积反映钢筋疲劳损伤,引入尺寸效应修正系数进一步推导疲劳损伤后预应力混凝土梁截面刚度退化的计算模型。通过分析多级变幅疲劳循环荷载下不同尺寸预应力混凝土梁构件试验研究结果,验证了刚度退化模型的准确性。试验结果表明:多级变幅疲劳加载试验下预应力混凝土梁刚度退化和混凝土损伤发展有着类似的规律;并且理论推导算式的刚度计算结果与试验实测结果偏差较小。
基于混凝土疲劳损伤发展规律和截面刚度损伤模型,同时考虑普通钢筋和预应力钢筋受疲劳荷载作用后裂纹扩展的情况,采用损伤弹性模量和非线性损伤累积准则描述混凝土损伤,采用有效截面面积反映钢筋疲劳损伤,引入尺寸效应修正系数进一步推导疲劳损伤后预应力混凝土梁截面刚度退化的计算模型。通过分析多级变幅疲劳循环荷载下不同尺寸预应力混凝土梁构件试验研究结果,验证了刚度退化模型的准确性。试验结果表明:多级变幅疲劳加载试验下预应力混凝土梁刚度退化和混凝土损伤发展有着类似的规律;并且理论推导算式的刚度计算结果与试验实测结果偏差较小。
2021, 51(11): 67-74,99.
doi: 10.13204/j.gyjzG21012704
摘要:
钢筋桁架混凝土叠合板中预制底板短期刚度的合理取值,直接关系到钢筋桁架混凝土预制底板在短暂设计工况下的验算结果的可靠性。依据JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》设计了3块足尺钢筋桁架混凝土预制底板,尺寸均为3 300 mm×2 200 mm,板厚分别为50 mm(2块),60 mm(1块),并对其进行了静载试验及理论分析。试验及分析结果表明:出露的钢筋桁架参与预制底板的受力,但其作用是有限的,原因是钢筋桁架上部出露部分与板内受力钢筋的受力有差别,导致按等弹性模量法计算的钢筋桁架预制底板刚度值偏大;依据试验结果的分析与对比,反算出采用等弹性模量法计算预制底板总刚度时,应对钢筋桁架部分的换算截面刚度予以折减,即对其计算值乘以系数0.6。
钢筋桁架混凝土叠合板中预制底板短期刚度的合理取值,直接关系到钢筋桁架混凝土预制底板在短暂设计工况下的验算结果的可靠性。依据JGJ 1—2014《装配式混凝土结构技术规程》设计了3块足尺钢筋桁架混凝土预制底板,尺寸均为3 300 mm×2 200 mm,板厚分别为50 mm(2块),60 mm(1块),并对其进行了静载试验及理论分析。试验及分析结果表明:出露的钢筋桁架参与预制底板的受力,但其作用是有限的,原因是钢筋桁架上部出露部分与板内受力钢筋的受力有差别,导致按等弹性模量法计算的钢筋桁架预制底板刚度值偏大;依据试验结果的分析与对比,反算出采用等弹性模量法计算预制底板总刚度时,应对钢筋桁架部分的换算截面刚度予以折减,即对其计算值乘以系数0.6。
2021, 51(11): 75-80.
doi: 10.13204/j.gyjzG21010413
摘要:
为研究装配式混凝土结构中灌浆套筒在长期服役后内壁发生锈蚀对其力学性能的影响,制作了10个灌浆套筒连接试件,采用电化学方法对套筒内壁进行加速锈蚀,并对锈蚀试件开展拉拔试验。试验结果表明:当锈蚀率为0%和3%时,灌浆套筒连接试件的破坏形式表现为钢筋断裂破坏;当锈蚀率达到6%及以上时,灌浆套筒连接试件的破坏形式表现为灌浆料拔出,极限拉拔力和极限滑移量均随锈蚀率的增大而降低。与未发生锈蚀的套筒相比,当实测锈蚀率达到12.74%时,锈蚀导致灌浆套筒连接试件的极限拉拔力损失将近50%。针对套筒锈蚀后灌浆料被拔出的情况,提出了灌浆套筒内壁锈蚀的断裂黏结滑移模型,为内壁发生锈蚀的灌浆套筒连接试件的数值精细化建模提供参考。
为研究装配式混凝土结构中灌浆套筒在长期服役后内壁发生锈蚀对其力学性能的影响,制作了10个灌浆套筒连接试件,采用电化学方法对套筒内壁进行加速锈蚀,并对锈蚀试件开展拉拔试验。试验结果表明:当锈蚀率为0%和3%时,灌浆套筒连接试件的破坏形式表现为钢筋断裂破坏;当锈蚀率达到6%及以上时,灌浆套筒连接试件的破坏形式表现为灌浆料拔出,极限拉拔力和极限滑移量均随锈蚀率的增大而降低。与未发生锈蚀的套筒相比,当实测锈蚀率达到12.74%时,锈蚀导致灌浆套筒连接试件的极限拉拔力损失将近50%。针对套筒锈蚀后灌浆料被拔出的情况,提出了灌浆套筒内壁锈蚀的断裂黏结滑移模型,为内壁发生锈蚀的灌浆套筒连接试件的数值精细化建模提供参考。
2021, 51(11): 81-89.
doi: 10.13204/j.gyjzG20110403
摘要:
锚筋式埋件节点在索支承幕墙中应用广泛,且节点承受较大拉力。为了解拉索节点中锚筋式埋件的实际力学性能,制作了3个单拉索节点试件和2个三拉索节点试件,并对试件进行受拉承载力试验。结果表明:采用锚固长度大于30倍钢筋直径且端部加强的构造时,锚筋式埋件节点中不会出现混凝土与锚筋的黏结滑移破坏,仅出现锚筋的拉断;在三拉索节点中,边索受荷不会影响中索的承载力。另外,针对单拉索节点进行了有限元模拟。对比两者的结果可知,有限元分析所得的单拉索节点荷载-位移曲线与试验所得曲线能够较好地吻合,并且两种曲线的屈服荷载与极限荷载误差均在6%以内。
锚筋式埋件节点在索支承幕墙中应用广泛,且节点承受较大拉力。为了解拉索节点中锚筋式埋件的实际力学性能,制作了3个单拉索节点试件和2个三拉索节点试件,并对试件进行受拉承载力试验。结果表明:采用锚固长度大于30倍钢筋直径且端部加强的构造时,锚筋式埋件节点中不会出现混凝土与锚筋的黏结滑移破坏,仅出现锚筋的拉断;在三拉索节点中,边索受荷不会影响中索的承载力。另外,针对单拉索节点进行了有限元模拟。对比两者的结果可知,有限元分析所得的单拉索节点荷载-位移曲线与试验所得曲线能够较好地吻合,并且两种曲线的屈服荷载与极限荷载误差均在6%以内。
2021, 51(11): 90-99.
doi: 10.13204/j.gyjzG21080302
摘要:
以位于采动区的典型220 kV输电塔线体系为研究对象,运用ANSYS软件建立了塔线体系的有限元模型,研究了不同方向的边界层风作用下的铁塔控制点的位移时程、关键斜向支撑构件和主要受力构件的应力时程,分析了地表水平变形方向、变形程度大小以及边界层风的风向角与铁塔关键主要受力构件的最大等效应力的相关关系。结果表明:在地表水平变形和边界层风作用下,主要受力构件是决定铁塔抗地表变形和抗风安全性的关键杆件;铁塔位移控制点的位移在正常运行的允许范围内;地表水平变形的最不利作用方向是30°;边界层风的最不利作用方向是30°和45°;铁塔主要受力构件最大等效应力和地表变形的大小之间存在着线性关系。在此基础上,得到了输电铁塔主要受力构件最大等效应力和地表水平变形方向、水平变形程度的相关关系,提出了一种采动区输电线路在地表水平变形和边界层风作用下的安全性评估方法。
以位于采动区的典型220 kV输电塔线体系为研究对象,运用ANSYS软件建立了塔线体系的有限元模型,研究了不同方向的边界层风作用下的铁塔控制点的位移时程、关键斜向支撑构件和主要受力构件的应力时程,分析了地表水平变形方向、变形程度大小以及边界层风的风向角与铁塔关键主要受力构件的最大等效应力的相关关系。结果表明:在地表水平变形和边界层风作用下,主要受力构件是决定铁塔抗地表变形和抗风安全性的关键杆件;铁塔位移控制点的位移在正常运行的允许范围内;地表水平变形的最不利作用方向是30°;边界层风的最不利作用方向是30°和45°;铁塔主要受力构件最大等效应力和地表变形的大小之间存在着线性关系。在此基础上,得到了输电铁塔主要受力构件最大等效应力和地表水平变形方向、水平变形程度的相关关系,提出了一种采动区输电线路在地表水平变形和边界层风作用下的安全性评估方法。
2021, 51(11): 100-105.
doi: 10.13204/j.gyjzG21031202
摘要:
为研究开口纵肋钢桥面板的疲劳裂纹扩展特性,依托云南楚大高速公路项目,以钢桥面板疲劳开裂问题最为突出的纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为研究对象,对开口纵肋钢桥面板的疲劳裂纹扩展特性及优化设计进行研究。研究结果表明:在疲劳裂纹扩展初期四种典型疲劳开裂模式的裂纹扩展速率均随着裂纹深度的增加而不断增大,当裂纹深度达到4 mm后,开裂模式C1、C2和C3的疲劳裂纹扩展速率达到其峰值,开裂模式C4的裂纹扩展速率在整个过程都随着裂纹深度的增加而不断增大;开口纵肋钢桥面板的疲劳寿命由开裂模式C1和C4控制;增加顶板厚度和铺设混凝土现浇层均可显著降低开口纵肋钢桥面板的等效应力强度因子幅值,但是铺设混凝土现浇层对于钢桥面板疲劳性能的影响更加显著;建议通过铺设混凝土现浇层的方式提升钢桥面板的疲劳性能。
为研究开口纵肋钢桥面板的疲劳裂纹扩展特性,依托云南楚大高速公路项目,以钢桥面板疲劳开裂问题最为突出的纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为研究对象,对开口纵肋钢桥面板的疲劳裂纹扩展特性及优化设计进行研究。研究结果表明:在疲劳裂纹扩展初期四种典型疲劳开裂模式的裂纹扩展速率均随着裂纹深度的增加而不断增大,当裂纹深度达到4 mm后,开裂模式C1、C2和C3的疲劳裂纹扩展速率达到其峰值,开裂模式C4的裂纹扩展速率在整个过程都随着裂纹深度的增加而不断增大;开口纵肋钢桥面板的疲劳寿命由开裂模式C1和C4控制;增加顶板厚度和铺设混凝土现浇层均可显著降低开口纵肋钢桥面板的等效应力强度因子幅值,但是铺设混凝土现浇层对于钢桥面板疲劳性能的影响更加显著;建议通过铺设混凝土现浇层的方式提升钢桥面板的疲劳性能。
2021, 51(11): 106-111,120.
doi: 10.13204/j.gyjzG21031203
摘要:
为研究开口纵肋钢桥面板的疲劳性能,依托云南楚大高速公路项目,以疲劳开裂问题最为突出的纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为研究对象,对开口纵肋钢桥面板的疲劳性能及其关键影响因素进行了系统研究。研究结果表明:纵肋与顶板焊接细节的纵向影响线长度主要在关注构造细节相邻的两个横隔板之间,纵肋与横隔板交叉构造细节的纵向影响线长度主要在关注构造细节相邻的两跨范围内;在纵向移动荷载作用下顶板焊趾开裂模式(C1)的热点应力幅值最大,为125.8 MPa,当铺设8 cm厚的混凝土现浇层之后顶板焊趾开裂模式的热点应力幅值降为10.7 MPa,降幅为91.5%;纵肋高度的变化对开口纵肋钢桥面板各疲劳开裂模式的应力幅值无显著影响,增加纵肋间距将显著增大横隔板焊趾开裂模式(C4)的应力幅值;带混凝土现浇层的开口纵肋钢桥面板各开裂模式的应力幅值均较低,疲劳开裂风险较小。
为研究开口纵肋钢桥面板的疲劳性能,依托云南楚大高速公路项目,以疲劳开裂问题最为突出的纵肋与顶板焊接细节和纵肋与横隔板交叉构造细节为研究对象,对开口纵肋钢桥面板的疲劳性能及其关键影响因素进行了系统研究。研究结果表明:纵肋与顶板焊接细节的纵向影响线长度主要在关注构造细节相邻的两个横隔板之间,纵肋与横隔板交叉构造细节的纵向影响线长度主要在关注构造细节相邻的两跨范围内;在纵向移动荷载作用下顶板焊趾开裂模式(C1)的热点应力幅值最大,为125.8 MPa,当铺设8 cm厚的混凝土现浇层之后顶板焊趾开裂模式的热点应力幅值降为10.7 MPa,降幅为91.5%;纵肋高度的变化对开口纵肋钢桥面板各疲劳开裂模式的应力幅值无显著影响,增加纵肋间距将显著增大横隔板焊趾开裂模式(C4)的应力幅值;带混凝土现浇层的开口纵肋钢桥面板各开裂模式的应力幅值均较低,疲劳开裂风险较小。
2021, 51(11): 112-120.
doi: 10.13204/j.gyjzG21062001
摘要:
采用有限元软件ABAQUS建立了线性变化压力作用下四边简支矩形孔薄板分析模型,分析开孔尺寸与间距等参数对矩形孔薄板屈曲性能、屈曲系数和极限承载力的影响。弹性屈曲分析结果表明:当孔距满足一定限值时,孔距对板件屈曲系数影响较小;随着开孔尺寸增加,板件从包含开孔的板件屈曲转变为孔侧板件的屈曲。随后基于有限元分析结果,对不均匀压力作用下矩形孔薄板屈曲系数进行拟合分析,给出其屈曲系数的建议计算式,并采用基于建议屈曲系数的有效宽度法计算板件极限承载力。结果表明:当开孔尺寸较小时,开孔尺寸对于不同压应力分布作用的矩形孔板件极限承载力影响较小,但随着开孔尺寸增加,矩形孔板件承载力明显降低;基于建议屈曲系数的有效宽度法可用于线性变化压力作用下矩形孔薄板的极限承载力计算。
采用有限元软件ABAQUS建立了线性变化压力作用下四边简支矩形孔薄板分析模型,分析开孔尺寸与间距等参数对矩形孔薄板屈曲性能、屈曲系数和极限承载力的影响。弹性屈曲分析结果表明:当孔距满足一定限值时,孔距对板件屈曲系数影响较小;随着开孔尺寸增加,板件从包含开孔的板件屈曲转变为孔侧板件的屈曲。随后基于有限元分析结果,对不均匀压力作用下矩形孔薄板屈曲系数进行拟合分析,给出其屈曲系数的建议计算式,并采用基于建议屈曲系数的有效宽度法计算板件极限承载力。结果表明:当开孔尺寸较小时,开孔尺寸对于不同压应力分布作用的矩形孔板件极限承载力影响较小,但随着开孔尺寸增加,矩形孔板件承载力明显降低;基于建议屈曲系数的有效宽度法可用于线性变化压力作用下矩形孔薄板的极限承载力计算。
2021, 51(11): 121-126.
doi: 10.13204/j.gyjzG21061515
摘要:
通过对47个套筒灌浆连接试件在0.6, 6.0, 60.0 mm/s三种加载速率下的动态力学性能试验,研究钢筋直径、加载速率和灌浆连接形式对接头性能的影响,并对比分析半灌浆套筒连接和全灌浆套筒连接在其他因素相同情况时的力学性能,研究套筒连接方式对接头性能的影响,提出了全灌浆套筒连接动态承载力和刚度的计算式。研究结果表明:不同加载速率下试件破坏形式基本相同,均为钢筋拉断破坏,个别试件发生钢筋拔出破坏和套筒滑丝破坏;套筒灌浆连接试件的屈服荷载和极限承载力随钢筋直径的增加而提高;在加载速率为0.6,6.0,60.0 mm/s时,动态荷载对半灌浆套筒连接力学性能影响微小,全灌浆套筒试件承载力随着加载速率的增大,整体上呈现增大趋势,且动态承载力高于静态承载力;钢筋直径是影响套筒灌浆连接试件动刚度的重要因素,随着钢筋直径的增加,试件的刚度提高;当钢筋直径相同时,随着加载速率的提高,试件的刚度没有明显变化。
通过对47个套筒灌浆连接试件在0.6, 6.0, 60.0 mm/s三种加载速率下的动态力学性能试验,研究钢筋直径、加载速率和灌浆连接形式对接头性能的影响,并对比分析半灌浆套筒连接和全灌浆套筒连接在其他因素相同情况时的力学性能,研究套筒连接方式对接头性能的影响,提出了全灌浆套筒连接动态承载力和刚度的计算式。研究结果表明:不同加载速率下试件破坏形式基本相同,均为钢筋拉断破坏,个别试件发生钢筋拔出破坏和套筒滑丝破坏;套筒灌浆连接试件的屈服荷载和极限承载力随钢筋直径的增加而提高;在加载速率为0.6,6.0,60.0 mm/s时,动态荷载对半灌浆套筒连接力学性能影响微小,全灌浆套筒试件承载力随着加载速率的增大,整体上呈现增大趋势,且动态承载力高于静态承载力;钢筋直径是影响套筒灌浆连接试件动刚度的重要因素,随着钢筋直径的增加,试件的刚度提高;当钢筋直径相同时,随着加载速率的提高,试件的刚度没有明显变化。
2021, 51(11): 127-131,136.
doi: 10.13204/j.gyjzG210102701
摘要:
西安某超高层项目中所使用的模架体系采用液压顶升模架体系,该模架结构主要由主次桁架、钢立柱和支腿桁架组成。为保证顶升模架结构在施工过程中的结构安全,基于该液压顶升模架系统的结构整体及工作原理,采用有限元软件建立了顶升模架结构体系的有限元模型,对顶升模架系统在各工况下的应力值进行模拟,并采用应力监测系统对结构关键点在不同工况下进行了应力监测。通过对相同工况和荷载组合下顶模应力的实测值和模拟结果进行对比。分析表明:应力实测值和有限元模拟结果吻合良好,该顶模在各工况下的结构应力和变形值均满足需求,结构安全。
西安某超高层项目中所使用的模架体系采用液压顶升模架体系,该模架结构主要由主次桁架、钢立柱和支腿桁架组成。为保证顶升模架结构在施工过程中的结构安全,基于该液压顶升模架系统的结构整体及工作原理,采用有限元软件建立了顶升模架结构体系的有限元模型,对顶升模架系统在各工况下的应力值进行模拟,并采用应力监测系统对结构关键点在不同工况下进行了应力监测。通过对相同工况和荷载组合下顶模应力的实测值和模拟结果进行对比。分析表明:应力实测值和有限元模拟结果吻合良好,该顶模在各工况下的结构应力和变形值均满足需求,结构安全。
2021, 51(11): 132-136.
doi: 10.13204/j.gyjzG20101008
摘要:
中国南海海底沉积物以含钙质砂的无黏性土为主,研究其压缩特性对工程安全具有重要意义。基于高压三轴仪试验系统,开展了钙质砂含量、初始孔隙比和有效应力对无黏性土压缩特性的影响试验。结果表明:在相同有效应力下,钙质砂含量的增加会提高无黏性土的压缩性;钙质砂含量超过60%时,不同初始孔隙比的试样在高有效应力区,压缩曲线会收敛。基于以上研究,提出了可描述含钙质砂无黏性土压缩特性的数学模型,应用于不同砂性土时,模型表现出较好的预测效果;与已有压缩模型的对比,验证了模型的优越性。
中国南海海底沉积物以含钙质砂的无黏性土为主,研究其压缩特性对工程安全具有重要意义。基于高压三轴仪试验系统,开展了钙质砂含量、初始孔隙比和有效应力对无黏性土压缩特性的影响试验。结果表明:在相同有效应力下,钙质砂含量的增加会提高无黏性土的压缩性;钙质砂含量超过60%时,不同初始孔隙比的试样在高有效应力区,压缩曲线会收敛。基于以上研究,提出了可描述含钙质砂无黏性土压缩特性的数学模型,应用于不同砂性土时,模型表现出较好的预测效果;与已有压缩模型的对比,验证了模型的优越性。
2021, 51(11): 137-142.
doi: 10.13204/j.gyjzG20112307
摘要:
刚性桩的设置对加筋垫层复合地基影响的承载性状有明显的影响,但对刚性桩在循环荷载下对桩承加筋垫层复合地基影响的研究尚较少见。通过对多组刚-柔性桩桩承加筋垫层复合地基的模型试验,对比分析柔性桩或刚-柔性桩桩承加筋垫层复合地基在循环荷载下的地基沉降、桩身应变和土工格栅张拉力变化规律。试验结果表明:复合地基沉降随着循环荷载循环次数增加而增大,刚性桩的加入和增加土工格栅层数能有效降低复合地基的沉降,但增加土工格栅层数的效果不如增加刚性桩明显;桩身轴力沿桩深先增大后减小,且随着循环荷载循环次数增加而增大,相同循环荷载条件下,刚性桩的加入可以降低角桩与边桩所承担的荷载;土工格栅的张拉力随着循环荷载循环次数增加而增大,离桩越近,土工格栅张拉力越大,在桩土交界处达到最大值。刚性桩的加入不仅导致土工格栅的张拉力分布发生变化,还提高了土工格栅的张拉力。
刚性桩的设置对加筋垫层复合地基影响的承载性状有明显的影响,但对刚性桩在循环荷载下对桩承加筋垫层复合地基影响的研究尚较少见。通过对多组刚-柔性桩桩承加筋垫层复合地基的模型试验,对比分析柔性桩或刚-柔性桩桩承加筋垫层复合地基在循环荷载下的地基沉降、桩身应变和土工格栅张拉力变化规律。试验结果表明:复合地基沉降随着循环荷载循环次数增加而增大,刚性桩的加入和增加土工格栅层数能有效降低复合地基的沉降,但增加土工格栅层数的效果不如增加刚性桩明显;桩身轴力沿桩深先增大后减小,且随着循环荷载循环次数增加而增大,相同循环荷载条件下,刚性桩的加入可以降低角桩与边桩所承担的荷载;土工格栅的张拉力随着循环荷载循环次数增加而增大,离桩越近,土工格栅张拉力越大,在桩土交界处达到最大值。刚性桩的加入不仅导致土工格栅的张拉力分布发生变化,还提高了土工格栅的张拉力。
2021, 51(11): 143-148,194.
doi: 10.13204/j.gyjzG20111802
摘要:
国内多数工地试桩未达到极限荷载,承载力估算偏低,桩基潜力得不到合理发挥。为正确计算嵌岩桩的承载能力,采用桩端极限平衡经典理论计算桩端极限阻力,再将桩端平面以上的滑动面摩擦力作为承载力增量的方法计算,与11根试验桩静载成果的对比表面,对于桩端嵌入中风化花岗岩的桩端极限承载力比按GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》的计算值高30%。对10根工程桩的检测发现:在最大试验荷载下,五根桩端岩芯呈碎柱状,未达到极限端阻力,具有较大潜力;两根桩端岩芯呈碎块状,已接近极限端阻力,但仍比GB 50007—2011计算值高22.8%。经对11根试验桩和10根工程桩的试验成果分析表明:离地面25倍桩径以下的桩周土摩阻力与嵌岩段摩阻力及端阻力均未得到充分发挥;桩体入岩长度以1.0~2.0倍桩径为最佳;孔底沉渣厚度在50 mm以内对承载力的影响并不明显,超过50 mm后的影响较大;桩端岩层构造差异对承载力的影响在30%以上。
国内多数工地试桩未达到极限荷载,承载力估算偏低,桩基潜力得不到合理发挥。为正确计算嵌岩桩的承载能力,采用桩端极限平衡经典理论计算桩端极限阻力,再将桩端平面以上的滑动面摩擦力作为承载力增量的方法计算,与11根试验桩静载成果的对比表面,对于桩端嵌入中风化花岗岩的桩端极限承载力比按GB 50007—2011《建筑地基基础设计规范》的计算值高30%。对10根工程桩的检测发现:在最大试验荷载下,五根桩端岩芯呈碎柱状,未达到极限端阻力,具有较大潜力;两根桩端岩芯呈碎块状,已接近极限端阻力,但仍比GB 50007—2011计算值高22.8%。经对11根试验桩和10根工程桩的试验成果分析表明:离地面25倍桩径以下的桩周土摩阻力与嵌岩段摩阻力及端阻力均未得到充分发挥;桩体入岩长度以1.0~2.0倍桩径为最佳;孔底沉渣厚度在50 mm以内对承载力的影响并不明显,超过50 mm后的影响较大;桩端岩层构造差异对承载力的影响在30%以上。
2021, 51(11): 149-153,185.
doi: 10.13204/j.gyjzG21060210
摘要:
以某受重金属污染河道淤泥为研究对象,以水泥为主胶凝材料,粉煤灰和矿粉工业废弃物为辅胶凝材料,AlCl3、石膏为外加剂,对重金属污染河泥进行固化,并对固化试件进行了淋溶试验。通过单掺试验、正交试验筛选出固化淤泥材料的最优配比,然后对最优固化剂固化的试件进行长龄期养护试验及冻融试验。研究发现:当AlCl3掺量为4%,养护1 d时,淤泥含水率明显降低;水泥掺量为12%、矿粉掺量为14%、粉煤灰掺量为6%、石膏掺量为0.4%时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低了78.04%、85.78%、67.79%、90.00%;冻融循环200次试验时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低74.26%、83.75%、62.27%、88.62%;混合土养护至第300天时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低85.42%、90.29%、78.84%、92.83%,结果均表明混合土的重金属浸出浓度符合CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》的限制要求,拥有良好的稳定重金属的性能。
以某受重金属污染河道淤泥为研究对象,以水泥为主胶凝材料,粉煤灰和矿粉工业废弃物为辅胶凝材料,AlCl3、石膏为外加剂,对重金属污染河泥进行固化,并对固化试件进行了淋溶试验。通过单掺试验、正交试验筛选出固化淤泥材料的最优配比,然后对最优固化剂固化的试件进行长龄期养护试验及冻融试验。研究发现:当AlCl3掺量为4%,养护1 d时,淤泥含水率明显降低;水泥掺量为12%、矿粉掺量为14%、粉煤灰掺量为6%、石膏掺量为0.4%时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低了78.04%、85.78%、67.79%、90.00%;冻融循环200次试验时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低74.26%、83.75%、62.27%、88.62%;混合土养护至第300天时,淤泥中的Ni、Cd、Pb、Hg四种超标重金属浸出浓度分别降低85.42%、90.29%、78.84%、92.83%,结果均表明混合土的重金属浸出浓度符合CJ/T 340—2016《绿化种植土壤》的限制要求,拥有良好的稳定重金属的性能。
2021, 51(11): 154-158.
doi: 10.13204/j.gyjzG20110202
摘要:
水泥固化土普遍耐久性较差。通过对加入高分子吸水树脂(SAP)的水泥固化土进行无侧限抗压试验、压实度试验、干湿循环试验以及CBR试验,对SAP加固水泥固化土的强度、压实度、耐久性等相关路用性能进行分析研究。试验结果表明:掺入SAP可明显提高水泥固化土无侧限抗压强度,最高可达185%;掺入SAP可改善水泥固化土压实特性,最优含水率约提高2%;随着干湿循环次数的增加,SAP、水泥固化土试样的质量损失量会随之减小而无侧限抗压强度可增加至121%,表明SAP可改善水泥固化土的耐久性;掺入SAP会使水泥固化土的加州承载比值略有下降。掺入SAP可明显改善水泥固化土的多项路用性能指标,满足高等级公路的路基填筑要求。
水泥固化土普遍耐久性较差。通过对加入高分子吸水树脂(SAP)的水泥固化土进行无侧限抗压试验、压实度试验、干湿循环试验以及CBR试验,对SAP加固水泥固化土的强度、压实度、耐久性等相关路用性能进行分析研究。试验结果表明:掺入SAP可明显提高水泥固化土无侧限抗压强度,最高可达185%;掺入SAP可改善水泥固化土压实特性,最优含水率约提高2%;随着干湿循环次数的增加,SAP、水泥固化土试样的质量损失量会随之减小而无侧限抗压强度可增加至121%,表明SAP可改善水泥固化土的耐久性;掺入SAP会使水泥固化土的加州承载比值略有下降。掺入SAP可明显改善水泥固化土的多项路用性能指标,满足高等级公路的路基填筑要求。
2021, 51(11): 159-164,24.
doi: 10.13204/j.gyjzG21030802
摘要:
为研究卵石混凝土三向受压时的变形性能及损伤发展过程,以围压值为参数,设计了27个Φ100×200圆柱体卵石混凝土试件进行常规三轴加载试验。结果表明:在三向受压情况下,根据围压值的不同,试件的破坏形态主要分为竖向劈裂破坏、斜向剪切破坏及横向断裂破坏;围压值增大,试件应力-应变曲线的峰部抬高,下降段逐渐平缓,试件破坏时的耗能逐渐增大;围压可以显著改善卵石混凝土的延性,抑制卵石混凝土的损伤发展。此外,通过拟合试验数据提出了围压值与实际耗能之间的函数关系式。
为研究卵石混凝土三向受压时的变形性能及损伤发展过程,以围压值为参数,设计了27个Φ100×200圆柱体卵石混凝土试件进行常规三轴加载试验。结果表明:在三向受压情况下,根据围压值的不同,试件的破坏形态主要分为竖向劈裂破坏、斜向剪切破坏及横向断裂破坏;围压值增大,试件应力-应变曲线的峰部抬高,下降段逐渐平缓,试件破坏时的耗能逐渐增大;围压可以显著改善卵石混凝土的延性,抑制卵石混凝土的损伤发展。此外,通过拟合试验数据提出了围压值与实际耗能之间的函数关系式。
2021, 51(11): 165-170,38.
doi: 10.13204/j.gyjzG21022608
摘要:
自2019年2月1日起,GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》要求将原有的Q345钢更换为Q355钢,而火灾后钢材的残余力学性能是火灾后安全评价的关键指标。水冷却作为火灾中广泛应用的灭火方式,在大多数情况下是最为快速且高效的。因此,对高温浸水冷却后国产Q355钢材试件进行了单轴拉伸试验,获得高温水冷却后Q355钢材的应力-应变曲线和相关力学性能参数,并分析钢材高温后残余力学性能随温度的变化规律。此外,还对比分析了Q355钢材与Q235、Q460和Q690钢材高温后力学性能的差异。结果表明:受热温度低于600℃时,Q355钢材力学参数变化相对较小,屈服强度和弹性模量的变化幅度均未超过10%;温度超过600℃后,Q355钢材经浸水冷却后屈服强度和极限强度随温度升高而增大,弹性模量和伸长率却随温度的升高而降低;高温冷却后,Q355与Q235、Q460和Q690钢材的力学性能变化规律相似,但具体变化幅度却存在差异。最后,基于试验结果,建立了Q355钢材在水冷却方式下各力学参数随温度变化的数学模型,利用该模型可对火灾后Q355钢材的力学性能进行有效评估。
自2019年2月1日起,GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》要求将原有的Q345钢更换为Q355钢,而火灾后钢材的残余力学性能是火灾后安全评价的关键指标。水冷却作为火灾中广泛应用的灭火方式,在大多数情况下是最为快速且高效的。因此,对高温浸水冷却后国产Q355钢材试件进行了单轴拉伸试验,获得高温水冷却后Q355钢材的应力-应变曲线和相关力学性能参数,并分析钢材高温后残余力学性能随温度的变化规律。此外,还对比分析了Q355钢材与Q235、Q460和Q690钢材高温后力学性能的差异。结果表明:受热温度低于600℃时,Q355钢材力学参数变化相对较小,屈服强度和弹性模量的变化幅度均未超过10%;温度超过600℃后,Q355钢材经浸水冷却后屈服强度和极限强度随温度升高而增大,弹性模量和伸长率却随温度的升高而降低;高温冷却后,Q355与Q235、Q460和Q690钢材的力学性能变化规律相似,但具体变化幅度却存在差异。最后,基于试验结果,建立了Q355钢材在水冷却方式下各力学参数随温度变化的数学模型,利用该模型可对火灾后Q355钢材的力学性能进行有效评估。
2021, 51(11): 178-185.
doi: 10.13204/j.gyjzG21032205
摘要:
通过对9个芯钢管连接的聚氯乙烯-碳纤维增强树脂(PVC-CFRP)管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点轴压试验,对试件的破坏形态和应力-应变曲线进行了研究,探析了节点高度、芯钢管长度、芯钢管含钢率和节点环箍配箍率的影响。试验结果表明:节点区混凝土发生压溃破坏,而PVC-CFRP管混凝土柱未发生破坏;当节点区混凝土的拉应变达到极限拉应变时,节点应力-应变关系曲线偏离线性增长;随着节点环箍配箍率、芯钢管含钢率的增大以及节点高度的减小,应力-应变关系曲线斜率增大。基于Mander模型,建立了节点核心区应力-应变关系模型,模型计算值与试验值吻合较好。
通过对9个芯钢管连接的聚氯乙烯-碳纤维增强树脂(PVC-CFRP)管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点轴压试验,对试件的破坏形态和应力-应变曲线进行了研究,探析了节点高度、芯钢管长度、芯钢管含钢率和节点环箍配箍率的影响。试验结果表明:节点区混凝土发生压溃破坏,而PVC-CFRP管混凝土柱未发生破坏;当节点区混凝土的拉应变达到极限拉应变时,节点应力-应变关系曲线偏离线性增长;随着节点环箍配箍率、芯钢管含钢率的增大以及节点高度的减小,应力-应变关系曲线斜率增大。基于Mander模型,建立了节点核心区应力-应变关系模型,模型计算值与试验值吻合较好。
2021, 51(11): 186-194.
doi: 10.13204/j.gyjzG21021802
摘要:
随着光伏发电项目的不断增多,越来越多工业厂房屋面上需增设光伏发电板。屋面使用荷载的增加,导致檩条不能满足承载力要求,需对檩条进行加固设计。结合5 MW自发自用分布式光伏发电项目背景,基于增大截面加固法,提出一种适用于钢檩条加固的新方法,即在原C形截面檩条下翼缘处增设L形角钢构件来进行加固,两者之间通过抽芯铆钉连接。在此基础之上,对3根加固后钢檩条试件开展承载力试验,考察檩条的破坏模式与受力性能,获取了各试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、承载力与刚度等。通过有限元软件ABAQUS,对各试验试件建立了准确的有限元模型,并开展数值模拟分析,对比分析了有限元结果与试验结果,验证所提出的加固方法的有效性。研究结果表明:所提出的钢檩条加固方法是切实可行的,加固后钢檩条的承载力和刚度均满足相关技术标准的要求,且极限承载力约为原檩条承载力设计值的1.49倍。
随着光伏发电项目的不断增多,越来越多工业厂房屋面上需增设光伏发电板。屋面使用荷载的增加,导致檩条不能满足承载力要求,需对檩条进行加固设计。结合5 MW自发自用分布式光伏发电项目背景,基于增大截面加固法,提出一种适用于钢檩条加固的新方法,即在原C形截面檩条下翼缘处增设L形角钢构件来进行加固,两者之间通过抽芯铆钉连接。在此基础之上,对3根加固后钢檩条试件开展承载力试验,考察檩条的破坏模式与受力性能,获取了各试件的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、承载力与刚度等。通过有限元软件ABAQUS,对各试验试件建立了准确的有限元模型,并开展数值模拟分析,对比分析了有限元结果与试验结果,验证所提出的加固方法的有效性。研究结果表明:所提出的钢檩条加固方法是切实可行的,加固后钢檩条的承载力和刚度均满足相关技术标准的要求,且极限承载力约为原檩条承载力设计值的1.49倍。
2021, 51(11): 195-199.
doi: 10.13204/j.gyjzG20101901
摘要:
基于预应力钢板带加固砖砌体墙单调及低周往复水平荷载试验研究结果,采用了Ganz提出的双向受压下各向异性砖砌体墙的破坏准则对试验数据进行分析,并将理论计算结果与试验结果进行了对比分析,二者吻合较好,证明了该计算方法的可行性。此外,结合预应力钢板带加固砖砌体墙的受力特点,针对水平压应力与砖砌体墙水平抗压强度的比值给出了建议。
基于预应力钢板带加固砖砌体墙单调及低周往复水平荷载试验研究结果,采用了Ganz提出的双向受压下各向异性砖砌体墙的破坏准则对试验数据进行分析,并将理论计算结果与试验结果进行了对比分析,二者吻合较好,证明了该计算方法的可行性。此外,结合预应力钢板带加固砖砌体墙的受力特点,针对水平压应力与砖砌体墙水平抗压强度的比值给出了建议。
2021, 51(11): 200-204.
doi: 10.13204/j.gyjzG20031011
摘要:
超高层建筑具有高度高、结构复杂、施工安全管理难度大等特点。针对超高层建筑施工的安全问题,基于可靠度理论提出了超高层建筑施工事故风险评估方法。通过文献调研、专家访谈,构建了超高层施工事故风险荷载与风险抗力指标体系,确立了风险荷载和风险抗力测度指标及量化表达方法,提出了风险抗力对风险荷载发生概率的修正方法,并结合风险事故后果评价建立了施工事故风险定量评估方法。这可有效降低超高层建筑施工风险、提升施工安全管理水平。
超高层建筑具有高度高、结构复杂、施工安全管理难度大等特点。针对超高层建筑施工的安全问题,基于可靠度理论提出了超高层建筑施工事故风险评估方法。通过文献调研、专家访谈,构建了超高层施工事故风险荷载与风险抗力指标体系,确立了风险荷载和风险抗力测度指标及量化表达方法,提出了风险抗力对风险荷载发生概率的修正方法,并结合风险事故后果评价建立了施工事故风险定量评估方法。这可有效降低超高层建筑施工风险、提升施工安全管理水平。
2021, 51(11): 205-210.
doi: 10.13204/j.gyjzG21061602
摘要:
某大跨钢结构厂房采用钢框架结构体系,在施工建造过程中,其一层钢梁挠度超过GB 50017—2017《钢结构设计标准》中挠度限值。为满足施工及后续使用要求,需对结构一层钢框梁进行加固。通过对加固前、后顶升钢梁的计算及现场顶升过程的监测,对比分析加固前、后的结构受力及变形。结果表明:钢梁的变形过大是设计、施工等多方面造成的;设计的顶升装置能较好地实现钢梁顶升,并且钢框梁的加固顶升方案合理;钢框梁加固顶升后,能满足现有的吊车梁通行需求,结构安全可靠,顶升加固方案安全经济。
某大跨钢结构厂房采用钢框架结构体系,在施工建造过程中,其一层钢梁挠度超过GB 50017—2017《钢结构设计标准》中挠度限值。为满足施工及后续使用要求,需对结构一层钢框梁进行加固。通过对加固前、后顶升钢梁的计算及现场顶升过程的监测,对比分析加固前、后的结构受力及变形。结果表明:钢梁的变形过大是设计、施工等多方面造成的;设计的顶升装置能较好地实现钢梁顶升,并且钢框梁的加固顶升方案合理;钢框梁加固顶升后,能满足现有的吊车梁通行需求,结构安全可靠,顶升加固方案安全经济。
2021, 51(11): 211-217.
doi: 10.13204/j.gyjzG21062216
摘要:
以江苏省绿色建筑博览园“木营造馆”为例,在建筑设计的各阶段以“被动式设计”为策略首选,因地制宜确定适用性绿色技术,并应用相关模拟软件对建筑节能设计各关键环节进行性能化模拟,从回应地域气候的绿色建筑设计、外围护结构节能设计、预制装配木结构技术三方面出发,探讨如何将绿色节能技术与现代木结构技术进行整合。应用相关软件对建筑室外风场、建筑朝向、室内空间环境、木结构外围护结构进行模拟分析,并从经济性角度优化了外墙和屋面保温材料的厚度。结果表明,合理的建筑朝向和功能空间组织、高性能木结构外围护结构、种植屋面、可调节外遮阳以及光伏一体化设计,可以有效降低建筑能耗,达到超低能耗建筑的节能目标。
以江苏省绿色建筑博览园“木营造馆”为例,在建筑设计的各阶段以“被动式设计”为策略首选,因地制宜确定适用性绿色技术,并应用相关模拟软件对建筑节能设计各关键环节进行性能化模拟,从回应地域气候的绿色建筑设计、外围护结构节能设计、预制装配木结构技术三方面出发,探讨如何将绿色节能技术与现代木结构技术进行整合。应用相关软件对建筑室外风场、建筑朝向、室内空间环境、木结构外围护结构进行模拟分析,并从经济性角度优化了外墙和屋面保温材料的厚度。结果表明,合理的建筑朝向和功能空间组织、高性能木结构外围护结构、种植屋面、可调节外遮阳以及光伏一体化设计,可以有效降低建筑能耗,达到超低能耗建筑的节能目标。
2021, 51(11): 218-224.
doi: 10.13204/j.gyjzG21022001
摘要:
聚焦制造业和建筑业的发展线索,从两者的历史渊源、当代思辨和趋同特征的角度,探讨了基于产品思维的系统集成技术在装配式轻型结构房屋中的应用模式及其参考价值。具体以迈耶木业悉尼办公楼为例,通过跟踪项目的设计与建造过程,结合建筑工程企业调研、相关从业人员访谈,展示了基于产品思维的系统集成技术在一个澳大利亚小型公共装配式建筑中的具体应用,并分析和总结了系统集成技术在澳大利亚装配式建筑领域中的应用模式及其参考价值,以期为中国装配式轻型结构建筑的新型工业化设计和建造研究及实践提供借鉴和启示。
聚焦制造业和建筑业的发展线索,从两者的历史渊源、当代思辨和趋同特征的角度,探讨了基于产品思维的系统集成技术在装配式轻型结构房屋中的应用模式及其参考价值。具体以迈耶木业悉尼办公楼为例,通过跟踪项目的设计与建造过程,结合建筑工程企业调研、相关从业人员访谈,展示了基于产品思维的系统集成技术在一个澳大利亚小型公共装配式建筑中的具体应用,并分析和总结了系统集成技术在澳大利亚装配式建筑领域中的应用模式及其参考价值,以期为中国装配式轻型结构建筑的新型工业化设计和建造研究及实践提供借鉴和启示。
2021, 51(11): 225-226.
摘要:
随着经济社会的全面发展,及人工智能、大数据、互联网+等信息技术的进一步加速,工业建筑不断成长进步并迎来了新的发展与变化。由重机器、重功能、重工艺向更加注重工业建筑人文的体现,新技术、新材料和绿色的运用,及由单一功能向复合功能转变、系统化工艺设计、多要素集合、智能化和数字化集约的方向发展。在国家倡导存量发展的理念下,伴随着高科技时代孕育而生的新兴产业,传统工业建筑如何在“十四五”期间及未来,在内外部产业环境接受全新挑战,构建创新驱动、协同发展的现代产业体系的背景下,开辟“新工业建筑”的发展征程是值得探讨的课题。本刊以“中国建筑学会工业建筑分会第十三届学术年会”为契机,邀请了多位建筑设计界的专家学者以“新工业建筑”为主题开展专访,回顾工业建筑的发展历程,及其为国民经济发展做出的重要贡献,展望新材料、新技术及双碳战略等带给工业建筑的新挑战和新机遇,共同探讨新时代下新工业建筑的设计实践与发展,以飨读者。此次专访由“知播.云上星光”策划组织。“知播·云上星光”是《工业建筑》杂志社为读者精心打造的知识创新服务项目,分享国内国际建筑科学与环境科学领域的学术前沿、应用进展及行业资讯。
随着经济社会的全面发展,及人工智能、大数据、互联网+等信息技术的进一步加速,工业建筑不断成长进步并迎来了新的发展与变化。由重机器、重功能、重工艺向更加注重工业建筑人文的体现,新技术、新材料和绿色的运用,及由单一功能向复合功能转变、系统化工艺设计、多要素集合、智能化和数字化集约的方向发展。在国家倡导存量发展的理念下,伴随着高科技时代孕育而生的新兴产业,传统工业建筑如何在“十四五”期间及未来,在内外部产业环境接受全新挑战,构建创新驱动、协同发展的现代产业体系的背景下,开辟“新工业建筑”的发展征程是值得探讨的课题。本刊以“中国建筑学会工业建筑分会第十三届学术年会”为契机,邀请了多位建筑设计界的专家学者以“新工业建筑”为主题开展专访,回顾工业建筑的发展历程,及其为国民经济发展做出的重要贡献,展望新材料、新技术及双碳战略等带给工业建筑的新挑战和新机遇,共同探讨新时代下新工业建筑的设计实践与发展,以飨读者。此次专访由“知播.云上星光”策划组织。“知播·云上星光”是《工业建筑》杂志社为读者精心打造的知识创新服务项目,分享国内国际建筑科学与环境科学领域的学术前沿、应用进展及行业资讯。
