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2022年 第52卷 第1期
2022, 52(1): 1-7.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112411
摘要:
通过对14根圆钢管约束陶粒混凝土短柱进行单轴受压试验，研究钢管屈服强度、径厚比和钢管与陶粒混凝土的接触对其破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-横向变形系数和承载力的影响。结果表明：轴压作用下，试件均为剪切破坏，剪切角约60°，荷载-位移曲线无明显下降段。D/t≥19时极限承载力随着径厚比的减小而增大。钢管屈服强度越高，钢管与混凝土间贴膜，钢管对混凝土的约束作用越大。不考虑钢管与混凝土间接触的影响，计算结果与试验结果吻合较好。
通过对14根圆钢管约束陶粒混凝土短柱进行单轴受压试验，研究钢管屈服强度、径厚比和钢管与陶粒混凝土的接触对其破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、荷载-横向变形系数和承载力的影响。结果表明：轴压作用下，试件均为剪切破坏，剪切角约60°，荷载-位移曲线无明显下降段。D/t≥19时极限承载力随着径厚比的减小而增大。钢管屈服强度越高，钢管与混凝土间贴膜，钢管对混凝土的约束作用越大。不考虑钢管与混凝土间接触的影响，计算结果与试验结果吻合较好。
2022, 52(1): 8-16.
doi: 10.13204/j.gyjzG20102106
摘要:
为研究内斜外正双重方钢管复合约束混凝土柱的轴压性能，设计8个组合柱试件和1个普通方钢管混凝土柱试件（SC1）进行轴心受压加载试验。变化参数包括内方钢管边长和壁厚、外方钢管壁厚、试件高宽比、芯柱面积比。试验观察了试件的受力破坏过程及形态，获取了荷载-位移全过程曲线，深入分析了各变化参数对试件破坏形态、轴压承载力、延性、耗能、刚度退化的影响规律。结果表明：组合柱试件在轴向压力作用下的破坏形态表现为塑性段弯曲失稳破坏和局部屈曲破坏，内钢管在核心混凝土与夹层混凝土的共同作用下产生连续不断的褶皱，而外钢管受到混凝土的挤压作用向外鼓曲，试件脱黏区域均出现了不同程度的鼓曲，较大的脱黏区域对试件最终破坏形态有明显影响。与试件SC1含钢率相近的组合柱试件，承载力提高了35%。组合柱试件荷载-位移曲线没有下降段，并表现出很好的塑性强化特性。增大内钢管边长，试件的初始刚度和峰值荷载均提高；受混凝土拌合不均的影响，增大钢管（内或外）壁厚，并没有提高试件峰值荷载，但能够有效改善试件后期的力学性能。高宽比增大到6的试件，受到二阶效应的影响，其破坏形态发生了改变，部分力学指标呈现不同程度的退化。在含钢率差别不大的情况下，增大试件芯柱面积比更能够发挥钢管与混凝土材料性能的优势。综合考虑内、外双重方钢管均对内部混凝土提供约束的计算方法，其计算值与实测值吻合良好。
为研究内斜外正双重方钢管复合约束混凝土柱的轴压性能，设计8个组合柱试件和1个普通方钢管混凝土柱试件（SC1）进行轴心受压加载试验。变化参数包括内方钢管边长和壁厚、外方钢管壁厚、试件高宽比、芯柱面积比。试验观察了试件的受力破坏过程及形态，获取了荷载-位移全过程曲线，深入分析了各变化参数对试件破坏形态、轴压承载力、延性、耗能、刚度退化的影响规律。结果表明：组合柱试件在轴向压力作用下的破坏形态表现为塑性段弯曲失稳破坏和局部屈曲破坏，内钢管在核心混凝土与夹层混凝土的共同作用下产生连续不断的褶皱，而外钢管受到混凝土的挤压作用向外鼓曲，试件脱黏区域均出现了不同程度的鼓曲，较大的脱黏区域对试件最终破坏形态有明显影响。与试件SC1含钢率相近的组合柱试件，承载力提高了35%。组合柱试件荷载-位移曲线没有下降段，并表现出很好的塑性强化特性。增大内钢管边长，试件的初始刚度和峰值荷载均提高；受混凝土拌合不均的影响，增大钢管（内或外）壁厚，并没有提高试件峰值荷载，但能够有效改善试件后期的力学性能。高宽比增大到6的试件，受到二阶效应的影响，其破坏形态发生了改变，部分力学指标呈现不同程度的退化。在含钢率差别不大的情况下，增大试件芯柱面积比更能够发挥钢管与混凝土材料性能的优势。综合考虑内、外双重方钢管均对内部混凝土提供约束的计算方法，其计算值与实测值吻合良好。
2022, 52(1): 17-25.
doi: 10.13204/j.gyjzG20090604
摘要:
为探究圆截面碳纤维增强聚合物（CFRP）-钢管混凝土在压-扭荷载作用下的力学性能，结合8个CFRP-钢管混凝土试件进行压-扭静力加载试验，对试件的试验现象、扭矩-转角曲线、钢管与碳纤维的协同工作以及平截面假定进行了探讨；应用有限元软件建立模型进行对比，模拟结果与试验结果相吻合；以上述研究为基础，对构件进行了受力全过程分析；参数分析的结果表明，横向碳纤维层数、混凝土强度和含钢率对扭矩-转角曲线的形状无明显影响；横向碳纤维层数、钢材屈服强度、混凝土强度和含钢率的增加可以提高构件的承载力，适当的轴压比也可以提高构件的承载力；基于性能分析结果，得出圆截面CFRP-钢管混凝土的压-扭极限承载力方程，通过验证可知与试验结果拟合良好。
为探究圆截面碳纤维增强聚合物（CFRP）-钢管混凝土在压-扭荷载作用下的力学性能，结合8个CFRP-钢管混凝土试件进行压-扭静力加载试验，对试件的试验现象、扭矩-转角曲线、钢管与碳纤维的协同工作以及平截面假定进行了探讨；应用有限元软件建立模型进行对比，模拟结果与试验结果相吻合；以上述研究为基础，对构件进行了受力全过程分析；参数分析的结果表明，横向碳纤维层数、混凝土强度和含钢率对扭矩-转角曲线的形状无明显影响；横向碳纤维层数、钢材屈服强度、混凝土强度和含钢率的增加可以提高构件的承载力，适当的轴压比也可以提高构件的承载力；基于性能分析结果，得出圆截面CFRP-钢管混凝土的压-扭极限承载力方程，通过验证可知与试验结果拟合良好。
2022, 52(1): 26-30,38.
doi: 10.13204/j.gyjzG20112707
摘要:
为预测钢管自应力混凝土柱的极限承载力，基于双剪统一强度理论，对钢管自应力混凝土轴压柱进行受力分析，引入长细比折减系数，考虑混凝土自应力从而得到了约束系数k的计算新公式，构建了一种新的钢管自应力混凝土柱极限承载力理论计算方法。将该计算方法分析的结果与已有试验数据进行对比，两者吻合良好。进一步分析了混凝土强度、钢材屈服强度、自应力值、钢管壁厚和钢管外径对钢管自应力混凝土柱轴压极限承载力的影响，各因素的影响顺序为：钢管外径>钢管壁厚>混凝土强度>钢材屈服强度>自应力值。
为预测钢管自应力混凝土柱的极限承载力，基于双剪统一强度理论，对钢管自应力混凝土轴压柱进行受力分析，引入长细比折减系数，考虑混凝土自应力从而得到了约束系数k的计算新公式，构建了一种新的钢管自应力混凝土柱极限承载力理论计算方法。将该计算方法分析的结果与已有试验数据进行对比，两者吻合良好。进一步分析了混凝土强度、钢材屈服强度、自应力值、钢管壁厚和钢管外径对钢管自应力混凝土柱轴压极限承载力的影响，各因素的影响顺序为：钢管外径>钢管壁厚>混凝土强度>钢材屈服强度>自应力值。
2022, 52(1): 31-38.
doi: 10.13204/j.gyjzG20102702
摘要:
为了简化H型钢连接方钢管混凝土组合柱（SCFT柱）的建模计算过程，建立了三种H型钢连接SCFT柱的有限元分析模型，分别为常用的实体单元模型以及基于轴向刚度和抗弯刚度等效的双梁-单壳单元简化分析模型，结合试验结果，进行了压弯状态下的受力性能分析。基于实体模型和根据刚度等效换算的单梁-单壳单元模型、双梁-单壳单元模型，采用通用分析和设计软件MIDAS建立了典型SCFT柱框架，对比了三种模型在不同荷载下的响应。结果表明：三种模型得到的压弯状态下H型钢连接SCFT柱的破坏模式和承载力基本一致，且与试验结果吻合良好，SCFT框架自振特性、层间位移和柱底反力具有一致性，验证了简化分析计算模型结果的准确性，以及运用于结构分析计算的可行性。
为了简化H型钢连接方钢管混凝土组合柱（SCFT柱）的建模计算过程，建立了三种H型钢连接SCFT柱的有限元分析模型，分别为常用的实体单元模型以及基于轴向刚度和抗弯刚度等效的双梁-单壳单元简化分析模型，结合试验结果，进行了压弯状态下的受力性能分析。基于实体模型和根据刚度等效换算的单梁-单壳单元模型、双梁-单壳单元模型，采用通用分析和设计软件MIDAS建立了典型SCFT柱框架，对比了三种模型在不同荷载下的响应。结果表明：三种模型得到的压弯状态下H型钢连接SCFT柱的破坏模式和承载力基本一致，且与试验结果吻合良好，SCFT框架自振特性、层间位移和柱底反力具有一致性，验证了简化分析计算模型结果的准确性，以及运用于结构分析计算的可行性。
2022, 52(1): 39-46.
doi: 10.13204/j.gyjzG20061012
摘要:
为改善纯木柱承载力较低、易发生脆性破坏和延性较差等缺点，提出一种预应力钢-木组合圆形柱，并对这种构件进行了轴心受压试验，获得了各个试件的破坏形态、破坏模式、延性指标、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明，相较于薄壁钢筒和纯木柱极限荷载（Pmax）的总和，预应力钢-木组合圆形柱和CFRP布包裹预应力钢-木组合圆形柱分别提高了16.12%和24.49%；与纯木柱相比，延性指标（DI）分别提高了268.73%和340%。采用ABAQUS有限元分析软件建立了预应力钢-木组合圆形柱模型，并通过位移加载的方式得到了试件的荷载-位移曲线，与试验结果吻合良好。有限元分析结果表明，当环向预应力与钢材屈服强度的比值为0.1，0.2和0.3时，试件的Pmax提升明显；当环向预应力达到钢材屈服强度的40%时，试件的Pmax减小，但仍然大于未施加预应力的试件。约束效应系数λ随CFRP布的使用和预应力的增加而增加。
为改善纯木柱承载力较低、易发生脆性破坏和延性较差等缺点，提出一种预应力钢-木组合圆形柱，并对这种构件进行了轴心受压试验，获得了各个试件的破坏形态、破坏模式、延性指标、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明，相较于薄壁钢筒和纯木柱极限荷载（Pmax）的总和，预应力钢-木组合圆形柱和CFRP布包裹预应力钢-木组合圆形柱分别提高了16.12%和24.49%；与纯木柱相比，延性指标（DI）分别提高了268.73%和340%。采用ABAQUS有限元分析软件建立了预应力钢-木组合圆形柱模型，并通过位移加载的方式得到了试件的荷载-位移曲线，与试验结果吻合良好。有限元分析结果表明，当环向预应力与钢材屈服强度的比值为0.1，0.2和0.3时，试件的Pmax提升明显；当环向预应力达到钢材屈服强度的40%时，试件的Pmax减小，但仍然大于未施加预应力的试件。约束效应系数λ随CFRP布的使用和预应力的增加而增加。
2022, 52(1): 47-51,7.
doi: 10.13204/j.gyjzG21040811
摘要:
在放弃解构论述后，复杂性建筑转而寻求与复杂性科学结盟，形成以非线性算法生成为核心，更加精确、严格的设计体系，以此突破现代主义建筑范式的形式语言和设计方法束缚。通过对这一联盟始终面临的过分迎合时尚潮流和商业文化、实施过程中的妥协对"复杂性"的破坏、逻辑与现实的必要性等问题的论述，进而分析了复杂性科学作为城市空间基本元素在建筑研究中的适用性，据此认为，复杂性建筑与复杂性科学的联盟并不稳固，与复杂性科学结盟看似提高了复杂性建筑的科学成色及其创作中科学判断的比重，但作为社会产物的建筑终究无法脱离价值判断，否则就必然会损害建筑的适用性。
在放弃解构论述后，复杂性建筑转而寻求与复杂性科学结盟，形成以非线性算法生成为核心，更加精确、严格的设计体系，以此突破现代主义建筑范式的形式语言和设计方法束缚。通过对这一联盟始终面临的过分迎合时尚潮流和商业文化、实施过程中的妥协对"复杂性"的破坏、逻辑与现实的必要性等问题的论述，进而分析了复杂性科学作为城市空间基本元素在建筑研究中的适用性，据此认为，复杂性建筑与复杂性科学的联盟并不稳固，与复杂性科学结盟看似提高了复杂性建筑的科学成色及其创作中科学判断的比重，但作为社会产物的建筑终究无法脱离价值判断，否则就必然会损害建筑的适用性。
2022, 52(1): 52-58.
doi: 10.13204/j.gyjzG20102504
摘要:
选取焦作中福公司矿业遗产为主要研究对象，着眼于和矿业遗产接触最广泛的社区层面，详细分析了单体矿业遗产、群体矿业遗产和社区之间的关系，提出将矿业遗产保护和再利用与社区更新相结合的观点，探讨了通过采取场所再造和空间整合的方法建立社区核心和形成社区整体的改造策略，并将其应用于两个设计实例之中，为矿业遗产的保护与矿业城市的建设相结合提供了具体方法。
选取焦作中福公司矿业遗产为主要研究对象，着眼于和矿业遗产接触最广泛的社区层面，详细分析了单体矿业遗产、群体矿业遗产和社区之间的关系，提出将矿业遗产保护和再利用与社区更新相结合的观点，探讨了通过采取场所再造和空间整合的方法建立社区核心和形成社区整体的改造策略，并将其应用于两个设计实例之中，为矿业遗产的保护与矿业城市的建设相结合提供了具体方法。
2022, 52(1): 59-64.
doi: 10.13204/j.gyjzG21090303
摘要:
采用ANSYS软件对HC标准温升条件下的单层ALC板、碳钢板、岩棉板、硅酸铝板及多层复合钢板-硅酸铝板-空气层-硅酸铝板-钢板夹芯板在3 h之内的防火性能进行了研究，得到了各防火板背火面的温升曲线及耐火极限。结果表明：对于单层板，碳钢板达到耐火极限的时间为2 743 s，耐热性能最差；ALC与硅酸铝板的耐火性能最好，均在8 000 s以上到达耐火极限，但是硅酸铝的升温趋势较ALC板平缓，加热时间变长时，硅酸铝板的耐火性能将超过ALC板；对于复合夹芯板，硅酸铝厚度相等时，背火面温度随着空气层厚度的增大而减小，其中只有空气层厚度为20 mm时，夹芯板于9 543 s到达耐火极限180℃；硅酸铝的厚度为30 mm时，加温9 372 s时背火面温度达到耐火极限值180℃，其余各厚度均未达到耐火极限。为了验证所提出的夹芯板的抗火性能，对复合夹芯板进行了3 h的火烧试验，结果表明其符合耐火极限的要求。
采用ANSYS软件对HC标准温升条件下的单层ALC板、碳钢板、岩棉板、硅酸铝板及多层复合钢板-硅酸铝板-空气层-硅酸铝板-钢板夹芯板在3 h之内的防火性能进行了研究，得到了各防火板背火面的温升曲线及耐火极限。结果表明：对于单层板，碳钢板达到耐火极限的时间为2 743 s，耐热性能最差；ALC与硅酸铝板的耐火性能最好，均在8 000 s以上到达耐火极限，但是硅酸铝的升温趋势较ALC板平缓，加热时间变长时，硅酸铝板的耐火性能将超过ALC板；对于复合夹芯板，硅酸铝厚度相等时，背火面温度随着空气层厚度的增大而减小，其中只有空气层厚度为20 mm时，夹芯板于9 543 s到达耐火极限180℃；硅酸铝的厚度为30 mm时，加温9 372 s时背火面温度达到耐火极限值180℃，其余各厚度均未达到耐火极限。为了验证所提出的夹芯板的抗火性能，对复合夹芯板进行了3 h的火烧试验，结果表明其符合耐火极限的要求。
2022, 52(1): 65-73.
doi: 10.13204/j.gyjzG21062601
摘要:
提出了一种采用新型连接节点构造的自复位装配式混凝土框架结构。设计并制作了两榀单层单跨框架结构试件，包括一榀现浇混凝土框架和一榀新型装配式混凝土框架。其中，对装配式混凝土框架结构进行了两次拟静力试验，第二次试验是在第一次试验完成后并更换结构的耗能钢筋进行的。试验结果表明：新型装配式混凝土框架结构的承载能力和耗能能力略低于现浇混凝土框架结构，但延性较现浇框架有较大提高，层间位移角超过1/50时，承载力仍无下降趋势；另外，装配式混凝土框架结构在第一次试验后的残余变形约为现浇框架结构的15%，构件损伤轻微，结构可以实现自主复位；装配式框架结构在第二次试验中的承载力较第一次试验略有下降，残余变形有所增大，仍然具有一定的自主复位能力，结构损伤仍较轻微，说明其经过简单地更换耗能钢筋就可以实现抗震能力的基本恢复。
提出了一种采用新型连接节点构造的自复位装配式混凝土框架结构。设计并制作了两榀单层单跨框架结构试件，包括一榀现浇混凝土框架和一榀新型装配式混凝土框架。其中，对装配式混凝土框架结构进行了两次拟静力试验，第二次试验是在第一次试验完成后并更换结构的耗能钢筋进行的。试验结果表明：新型装配式混凝土框架结构的承载能力和耗能能力略低于现浇混凝土框架结构，但延性较现浇框架有较大提高，层间位移角超过1/50时，承载力仍无下降趋势；另外，装配式混凝土框架结构在第一次试验后的残余变形约为现浇框架结构的15%，构件损伤轻微，结构可以实现自主复位；装配式框架结构在第二次试验中的承载力较第一次试验略有下降，残余变形有所增大，仍然具有一定的自主复位能力，结构损伤仍较轻微，说明其经过简单地更换耗能钢筋就可以实现抗震能力的基本恢复。
2022, 52(1): 74-78,46.
doi: 10.13204/j.gyjzG20041303
摘要:
桁架连接件是连接混凝土夹芯墙板内外叶墙板的重要构件。为了研究桁架连接件的抗剪性能，对2组不同保温层厚度的4个受剪试件进行了试验研究和有限元分析。试验研究表明：剪力作用下夹芯墙桁架连接件的破坏形式为其腹杆受压屈曲后受拉腹杆断裂或受拉腹杆被拔出的锚固破坏。在试验的基础上，对夹芯墙体桁架连接件抗剪性能做了变参数数值分析，主要考虑了桁架腹杆直径、节点间距和保温层厚度等参数的变化。模拟结果表明：夹芯墙的屈服和极限承载力随着腹杆直径的增大而增加，随着节点间距的减小而增大；随着保温层厚度的减小，墙体的抗剪屈服承载力增大，而由于保温板的高压缩性，导致其极限荷载与保温层厚度的相关性不明显。
桁架连接件是连接混凝土夹芯墙板内外叶墙板的重要构件。为了研究桁架连接件的抗剪性能，对2组不同保温层厚度的4个受剪试件进行了试验研究和有限元分析。试验研究表明：剪力作用下夹芯墙桁架连接件的破坏形式为其腹杆受压屈曲后受拉腹杆断裂或受拉腹杆被拔出的锚固破坏。在试验的基础上，对夹芯墙体桁架连接件抗剪性能做了变参数数值分析，主要考虑了桁架腹杆直径、节点间距和保温层厚度等参数的变化。模拟结果表明：夹芯墙的屈服和极限承载力随着腹杆直径的增大而增加，随着节点间距的减小而增大；随着保温层厚度的减小，墙体的抗剪屈服承载力增大，而由于保温板的高压缩性，导致其极限荷载与保温层厚度的相关性不明显。
2022, 52(1): 79-82,73.
doi: 10.13204/j.gyjzG20092304
摘要:
通过配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁受弯试验，分析了无黏结预应力筋应力增量的发展规律及其影响因素，提出了配置600 MPa钢筋的部分预应力混凝土梁的无黏结预应力筋极限应力增量计算式。试验结果表明：中前期普通钢筋主要承受拉应力，预应力筋应力增量发展较为缓慢；当普通钢筋屈服后，预应力筋应力增量显著提高，从而保证600 MPa钢筋强度得以充分发挥。采用文中算式验算了69根试验梁的无黏结预应力筋极限应力增量，计算值与实测值较为接近，分析结果表明该算式计算准确性较好，适用范围合理。
通过配置600 MPa钢筋的无黏结部分预应力混凝土梁受弯试验，分析了无黏结预应力筋应力增量的发展规律及其影响因素，提出了配置600 MPa钢筋的部分预应力混凝土梁的无黏结预应力筋极限应力增量计算式。试验结果表明：中前期普通钢筋主要承受拉应力，预应力筋应力增量发展较为缓慢；当普通钢筋屈服后，预应力筋应力增量显著提高，从而保证600 MPa钢筋强度得以充分发挥。采用文中算式验算了69根试验梁的无黏结预应力筋极限应力增量，计算值与实测值较为接近，分析结果表明该算式计算准确性较好，适用范围合理。
2022, 52(1): 83-89,58.
doi: 10.13204/j.gyjzG20122307
摘要:
为研究配置环形钢筋的梁桥湿接缝承载力计算方法，系统收集该类湿接缝承载力试验资料和计算方法，发现：1）现有的接缝承载力计算方法均以试件的抗拉承载力为基础，主要区别在于核心混凝土区域抗拉强度的计算及试件抗拉承载力的控制因素；2）由Joergensen提出的塑性功模型计算方法得到的理论值与试验值更为接近，且数据离散性小，更为稳定；3） HE Z-Q拉压杆模型比其他模型更好地反映了环形钢筋湿接缝的破坏模式与受力机理。由于目前的计算方法与实际情况仍有一定的误差，建议今后仍然应从破坏模式及受力机理出发，推导出更适用于环形钢筋湿接缝承载力的计算方法。
为研究配置环形钢筋的梁桥湿接缝承载力计算方法，系统收集该类湿接缝承载力试验资料和计算方法，发现：1）现有的接缝承载力计算方法均以试件的抗拉承载力为基础，主要区别在于核心混凝土区域抗拉强度的计算及试件抗拉承载力的控制因素；2）由Joergensen提出的塑性功模型计算方法得到的理论值与试验值更为接近，且数据离散性小，更为稳定；3） HE Z-Q拉压杆模型比其他模型更好地反映了环形钢筋湿接缝的破坏模式与受力机理。由于目前的计算方法与实际情况仍有一定的误差，建议今后仍然应从破坏模式及受力机理出发，推导出更适用于环形钢筋湿接缝承载力的计算方法。
2022, 52(1): 90-97.
doi: 10.13204/j.gyjzG21122107
摘要:
以承受均布荷载的简支梁为算例，对腹板开孔及其加劲方式对钢梁的影响进行了弹性分析。分析发现：开孔引起的挠度增量曲线符合三段直线分布规律，跨中开孔对挠度几乎没有影响；同样的开孔尺寸，当孔偏心布置时挠度增量较小，开孔段应力也较小；但开孔对腹板的局部屈曲有较大影响。经过分析，提出了适用于简支梁的挠度增量计算公式，指出未加劲的开孔部位应进行宽厚比限制，并建议高剪力区和低剪力区开孔的尺寸采用英国SCI的规定；若高剪力区开孔对开孔段强度影响较大，宜通过增设水平加劲肋使强度和局部稳定得到一定的保证。
以承受均布荷载的简支梁为算例，对腹板开孔及其加劲方式对钢梁的影响进行了弹性分析。分析发现：开孔引起的挠度增量曲线符合三段直线分布规律，跨中开孔对挠度几乎没有影响；同样的开孔尺寸，当孔偏心布置时挠度增量较小，开孔段应力也较小；但开孔对腹板的局部屈曲有较大影响。经过分析，提出了适用于简支梁的挠度增量计算公式，指出未加劲的开孔部位应进行宽厚比限制，并建议高剪力区和低剪力区开孔的尺寸采用英国SCI的规定；若高剪力区开孔对开孔段强度影响较大，宜通过增设水平加劲肋使强度和局部稳定得到一定的保证。
2022, 52(1): 98-101.
doi: 10.13204/j.gyjzG20122210
摘要:
为掌握拱形屋面积雪分布情况，降低其风雪灾害，通过对积雪现场进行调查，根据积雪实际分布与灾害情况，利用Fluent软件，建立拱形屋面的风致积雪分析模型，考虑空气相相对速度、空气相速度、空气相相对角速度、雪密度等影响因素，模拟拱形屋面风致积雪分布。通过分析，找出影响屋面积雪沉积的主要因素，建立风雪效用湍流模型，进而对拱形屋面积雪产生的压强统计数据开展详细分析，提出拱形屋面积雪不均匀分布系数取值的建议，以弥补我国现行规范对积雪均匀分布系数取值考虑较充分，对不均匀分布系数取值考虑不足的情况。
为掌握拱形屋面积雪分布情况，降低其风雪灾害，通过对积雪现场进行调查，根据积雪实际分布与灾害情况，利用Fluent软件，建立拱形屋面的风致积雪分析模型，考虑空气相相对速度、空气相速度、空气相相对角速度、雪密度等影响因素，模拟拱形屋面风致积雪分布。通过分析，找出影响屋面积雪沉积的主要因素，建立风雪效用湍流模型，进而对拱形屋面积雪产生的压强统计数据开展详细分析，提出拱形屋面积雪不均匀分布系数取值的建议，以弥补我国现行规范对积雪均匀分布系数取值考虑较充分，对不均匀分布系数取值考虑不足的情况。
2022, 52(1): 102-107,115.
doi: 10.13204/j.gyjzG21120501
摘要:
以某超高层商住楼为例，结合YJK与MIDAS两种软件的多遇地震下的计算结果，分析其房屋总高度、层间位移角和扭转位移比、竖向结构构件局部转换等超限情况及采取的设计加强措施。分析结果表明：局部带柱墙转换的少墙框架结构体系适用于此类建筑，其弹性位移角限值可按底部倾覆力矩的占比插值取用，大跨悬挑区域的楼盖舒适度验算满足JGJ/T 441—2019《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》要求，构件设计时需考虑弹性时程分析结果来调整楼层地震作用，罕遇地震静力推覆所得的弹塑性层间位移角小于1/100，满足性能化设计要求。
以某超高层商住楼为例，结合YJK与MIDAS两种软件的多遇地震下的计算结果，分析其房屋总高度、层间位移角和扭转位移比、竖向结构构件局部转换等超限情况及采取的设计加强措施。分析结果表明：局部带柱墙转换的少墙框架结构体系适用于此类建筑，其弹性位移角限值可按底部倾覆力矩的占比插值取用，大跨悬挑区域的楼盖舒适度验算满足JGJ/T 441—2019《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》要求，构件设计时需考虑弹性时程分析结果来调整楼层地震作用，罕遇地震静力推覆所得的弹塑性层间位移角小于1/100，满足性能化设计要求。
2022, 52(1): 108-115.
doi: 10.13204/j.gyjzG21102107
摘要:
碗扣式模板支架作为施工临时钢结构，工程中经常忽略了支架地基处理的重要性，由于温度降低及土体含水量较多等多种因素引起土体冻胀现象，造成支架地基隆起，严重危害支架施工安全。为研究支架地基隆起下碗扣式支架的实际受力性能，基于多节间连续压杆理论分析架体高度与允许隆起位移的关系，通过采用ABAQUS建立碗扣式支架模型，对支架地基隆起影响下碗扣式模板支架受力性能进行分析。研究结果表明：支架地基隆起后，碗扣式支架稳定承载力下降最大达57.92%，为单杆失稳破坏；失稳破坏时，支架稳定承载力与立杆隆起根数相关性较小，与隆起处立杆的自身刚度相关性较大；角部立杆基底地基隆起下允许隆起位移最小，中部立杆基底地基隆起下允许隆起位移最大；立杆的允许隆起位移随架体高度的增加而增大。
碗扣式模板支架作为施工临时钢结构，工程中经常忽略了支架地基处理的重要性，由于温度降低及土体含水量较多等多种因素引起土体冻胀现象，造成支架地基隆起，严重危害支架施工安全。为研究支架地基隆起下碗扣式支架的实际受力性能，基于多节间连续压杆理论分析架体高度与允许隆起位移的关系，通过采用ABAQUS建立碗扣式支架模型，对支架地基隆起影响下碗扣式模板支架受力性能进行分析。研究结果表明：支架地基隆起后，碗扣式支架稳定承载力下降最大达57.92%，为单杆失稳破坏；失稳破坏时，支架稳定承载力与立杆隆起根数相关性较小，与隆起处立杆的自身刚度相关性较大；角部立杆基底地基隆起下允许隆起位移最小，中部立杆基底地基隆起下允许隆起位移最大；立杆的允许隆起位移随架体高度的增加而增大。
2022, 52(1): 116-121.
doi: 10.13204/j.gyjzG21101903
摘要:
某LNG储罐采用计算机多点控制的倒装法液压提升技术来进行施工。提升过程中由于储罐的跨度大、罐壁薄、质量重，其在提升过程中易发生罐壁变形甚至失稳破坏等问题，故需要对其提升过程进行力学模拟。采用ABAQUS建立罐体有限元模型，对其在施工状态下由于提升误差引起不同步提升进行模拟，发现有12.9%的概率出现提升点应力集中，导致结构局部屈曲。为此建立胀圈法提升改进模型，对比发现，结构最大应力减小至135 MPa，满足结构稳定的要求。
某LNG储罐采用计算机多点控制的倒装法液压提升技术来进行施工。提升过程中由于储罐的跨度大、罐壁薄、质量重，其在提升过程中易发生罐壁变形甚至失稳破坏等问题，故需要对其提升过程进行力学模拟。采用ABAQUS建立罐体有限元模型，对其在施工状态下由于提升误差引起不同步提升进行模拟，发现有12.9%的概率出现提升点应力集中，导致结构局部屈曲。为此建立胀圈法提升改进模型，对比发现，结构最大应力减小至135 MPa，满足结构稳定的要求。
2022, 52(1): 122-128.
doi: 10.13204/j.gyjzG21110408
摘要:
大开口索承网格结构是近年来提出的一种新型屋面结构形式，其预应力施工过程相当复杂。以在建的巴中体育中心项目为背景，结合实际工程探讨了大开口索承网格结构的组成要点，依据实际工程的张拉方案提出采用改进的张力补偿法得到不同张拉阶段拉索施工预应力控制值，建立了有限元分析模型，进而得到结构在不同张拉阶段的索力及节点位移。分析结果表明：拉索索力模拟值与设计值吻合较好，斜撑安装完成后，环向索最大索力及最小索力相同。同时对施工张拉过程进行现场监测，模拟值与实测值基本吻合。研究结果表明，采用改进的张力补偿法可以有效模拟不同张拉阶段拉索施工预应力控制值，对索承网格结构预应力张拉施工有较好的参考价值。
大开口索承网格结构是近年来提出的一种新型屋面结构形式，其预应力施工过程相当复杂。以在建的巴中体育中心项目为背景，结合实际工程探讨了大开口索承网格结构的组成要点，依据实际工程的张拉方案提出采用改进的张力补偿法得到不同张拉阶段拉索施工预应力控制值，建立了有限元分析模型，进而得到结构在不同张拉阶段的索力及节点位移。分析结果表明：拉索索力模拟值与设计值吻合较好，斜撑安装完成后，环向索最大索力及最小索力相同。同时对施工张拉过程进行现场监测，模拟值与实测值基本吻合。研究结果表明，采用改进的张力补偿法可以有效模拟不同张拉阶段拉索施工预应力控制值，对索承网格结构预应力张拉施工有较好的参考价值。
2022, 52(1): 129-136,97.
doi: 10.13204/j.gyjzG21051203
摘要:
借助数据挖掘技术，将岩土参数测试样本概率分布的选择系统化。选取了19组岩土参数测试样本，选择beta分布和正态信息扩散法作为推断岩土参数概率密度的两种方法。借助数据挖掘技术中的模糊C-均值聚类方法，根据岩土参数测试样本的数字特征值，将19组岩土参数测试样本归聚为4类，再根据每一类样本的分布规律，确定其概率密度函数的推断方法。对于波动性和离散性严重的测试样本，在采用正态信息扩散法推断其概率密度函数时，为解决窗宽选择问题，提出以均方差最小为目标，在窗宽的基础上，改变窗宽的大小，确定样本最优窗宽的方法。对于一组新的测试样本，根据数字特征值即可推断出测试样本的概率分布。
借助数据挖掘技术，将岩土参数测试样本概率分布的选择系统化。选取了19组岩土参数测试样本，选择beta分布和正态信息扩散法作为推断岩土参数概率密度的两种方法。借助数据挖掘技术中的模糊C-均值聚类方法，根据岩土参数测试样本的数字特征值，将19组岩土参数测试样本归聚为4类，再根据每一类样本的分布规律，确定其概率密度函数的推断方法。对于波动性和离散性严重的测试样本，在采用正态信息扩散法推断其概率密度函数时，为解决窗宽选择问题，提出以均方差最小为目标，在窗宽的基础上，改变窗宽的大小，确定样本最优窗宽的方法。对于一组新的测试样本，根据数字特征值即可推断出测试样本的概率分布。
2022, 52(1): 137-142.
doi: 10.13204/j.gyjzG20112802
摘要:
为确定塑性滑坡变形过程中的安全状态，基于典型的塑性滑坡累计位移-时间曲线，提出采用曲线割线斜率作为滑坡发展阶段的判断标准。对于割线斜率-时间（St-t）曲线起始段斜率为负，且曲线急剧下降段，可断定为滑坡初始变形阶段；对于缓慢下降段，可认定为匀速变形段；对于总体趋势由负转正并且上升趋势确立的曲线，可将斜率为零的时间点定为滑坡由匀速变形向加速变形转变的临界点；对于加速变形向急剧变形转变的时间点，可采用当次割线斜率与邻近5次割线斜率比确定，采用连续两次割线斜率比第一次大2.0、比第二次大1.0作为滑坡进入急剧变形阶段的控制标准。根据实例，验证了上述方法的可行性和合理性。
为确定塑性滑坡变形过程中的安全状态，基于典型的塑性滑坡累计位移-时间曲线，提出采用曲线割线斜率作为滑坡发展阶段的判断标准。对于割线斜率-时间（St-t）曲线起始段斜率为负，且曲线急剧下降段，可断定为滑坡初始变形阶段；对于缓慢下降段，可认定为匀速变形段；对于总体趋势由负转正并且上升趋势确立的曲线，可将斜率为零的时间点定为滑坡由匀速变形向加速变形转变的临界点；对于加速变形向急剧变形转变的时间点，可采用当次割线斜率与邻近5次割线斜率比确定，采用连续两次割线斜率比第一次大2.0、比第二次大1.0作为滑坡进入急剧变形阶段的控制标准。根据实例，验证了上述方法的可行性和合理性。
2022, 52(1): 143-149,64.
doi: 10.13204/j.gyjzG20110501
摘要:
舟山某石化基地工程，场地大面积填土厚度达10 m，填土以下深厚软土厚度达50 m。在场地超载预压卸载后对新打设的预应力管桩进行下拉荷载测试，研究桩土相对位移以及桩土相对位移速率对试桩下拉荷载、负摩阻力系数和中性点的影响。结果表明：下拉荷载与桩土相对位移呈正相关性，下拉荷载增长速率随桩土相对位移速率减小而减小，当桩土相对位移速率减小至0.1~0.2 mm/d时，下拉荷载趋于稳定；根据单桩悬吊法测得的不同桩长桩身负摩阻力平均值，提出负摩阻力系数及中性点的计算方法。实测表明：随着时间增长，负摩阻力愈大，但远小于正摩阻力极限值，中性点深度愈大，至一定深度后趋于稳定。最后，基于JGJ 94—2018《建筑桩基技术规范》负摩阻力综合安全系数法所建议的单桩承载力特征值验算了预制桩，验算表明桩基满足工程安全要求。
舟山某石化基地工程，场地大面积填土厚度达10 m，填土以下深厚软土厚度达50 m。在场地超载预压卸载后对新打设的预应力管桩进行下拉荷载测试，研究桩土相对位移以及桩土相对位移速率对试桩下拉荷载、负摩阻力系数和中性点的影响。结果表明：下拉荷载与桩土相对位移呈正相关性，下拉荷载增长速率随桩土相对位移速率减小而减小，当桩土相对位移速率减小至0.1~0.2 mm/d时，下拉荷载趋于稳定；根据单桩悬吊法测得的不同桩长桩身负摩阻力平均值，提出负摩阻力系数及中性点的计算方法。实测表明：随着时间增长，负摩阻力愈大，但远小于正摩阻力极限值，中性点深度愈大，至一定深度后趋于稳定。最后，基于JGJ 94—2018《建筑桩基技术规范》负摩阻力综合安全系数法所建议的单桩承载力特征值验算了预制桩，验算表明桩基满足工程安全要求。
2022, 52(1): 150-158.
doi: 10.13204/j.gyjzG20110601
摘要:
考虑管桩的土塞效应，利用分数阶导数黏弹性理论和多孔介质理论得到了以位移表示的分数阶黏弹性饱和土的扭转振动控制方程，建立了分数阶黏弹性饱和土-部分外露管桩扭转动力相互作用模型。考虑分数阶导数和贝塞尔函数的性质以及土体边界条件，得到了等效Winkler扭转弹簧-阻尼器模型的等效刚度和阻尼系数。考虑桩周和桩芯饱和土对管桩的作用，运用传递矩阵法求解了部分外露管桩的扭转振动，得到了管桩桩顶的扭转刚度因子和等效阻尼系数。以数值算例的形式讨论了管桩和土体力学性质参数和几何参数对管桩扭转振动的影响。结果表明：管桩的几何参数对分数阶黏弹性饱和土中部分外露管桩扭转振动的影响较力学性质参数的影响要大；考虑土塞效应研究分数阶黏弹性饱和土中部分外露管桩扭转振动时不能忽略土体黏滞性的影响，但桩芯与桩周饱和土性质的差异可以忽略；管桩的管壁厚度对扭转振动的影响较为敏感。
考虑管桩的土塞效应，利用分数阶导数黏弹性理论和多孔介质理论得到了以位移表示的分数阶黏弹性饱和土的扭转振动控制方程，建立了分数阶黏弹性饱和土-部分外露管桩扭转动力相互作用模型。考虑分数阶导数和贝塞尔函数的性质以及土体边界条件，得到了等效Winkler扭转弹簧-阻尼器模型的等效刚度和阻尼系数。考虑桩周和桩芯饱和土对管桩的作用，运用传递矩阵法求解了部分外露管桩的扭转振动，得到了管桩桩顶的扭转刚度因子和等效阻尼系数。以数值算例的形式讨论了管桩和土体力学性质参数和几何参数对管桩扭转振动的影响。结果表明：管桩的几何参数对分数阶黏弹性饱和土中部分外露管桩扭转振动的影响较力学性质参数的影响要大；考虑土塞效应研究分数阶黏弹性饱和土中部分外露管桩扭转振动时不能忽略土体黏滞性的影响，但桩芯与桩周饱和土性质的差异可以忽略；管桩的管壁厚度对扭转振动的影响较为敏感。
2022, 52(1): 159-164.
doi: 10.13204/j.gyjzG20081106
摘要:
软土地基填海机场的沉降预测是机场建设所需重点关注的问题。基于厦门某在建机场，通过研究对比实测沉降曲线拟合法、有限元分析法和一维固结理论解析法三种计算软土地基堆载预压期的沉降量及平均固结度，并对目前机场地基固结度进行评价。结果表明：三种预测方法计算得到的沉降量及固结度差异不大，均能够很好预测机场地基堆载预压效果；三种方法的计算结果与实测沉降曲线较为一致，其结果可以相互比较，以用于研究软土地区沉降发展规律；机场在建区域在最后一级堆载预压荷载作用下的平均固结度超过90%，主固结沉降已基本完成。
软土地基填海机场的沉降预测是机场建设所需重点关注的问题。基于厦门某在建机场，通过研究对比实测沉降曲线拟合法、有限元分析法和一维固结理论解析法三种计算软土地基堆载预压期的沉降量及平均固结度，并对目前机场地基固结度进行评价。结果表明：三种预测方法计算得到的沉降量及固结度差异不大，均能够很好预测机场地基堆载预压效果；三种方法的计算结果与实测沉降曲线较为一致，其结果可以相互比较，以用于研究软土地区沉降发展规律；机场在建区域在最后一级堆载预压荷载作用下的平均固结度超过90%，主固结沉降已基本完成。
2022, 52(1): 165-173.
doi: 10.13204/j.gyjzG21120813
摘要:
为研究飞机荷载作用下机场道面下穿隧道结构的稳定性，建立了机场道面-基层-土层-隧道衬砌结构协同变形的力学模型，深入分析了飞机荷载作用下道面-基层-土层-隧道衬砌结构的稳定性，重点探讨了地应力、隧道自重及飞机荷载冲击效应影响下隧道结构衬砌的位移响应、速度响应及应力演化规律。研究发现：隧道自重及地应力对土体-隧道结构整体稳定性影响较大，飞机荷载的冲击效应影响相对较小；圆形截面形式的隧道结构的稳定性最好；随着隧道结构埋置深度的增加，地应力对隧道结构稳定性的影响越严重；衬砌结构的混凝土强度越高，其稳定性越好；随着飞机荷载作用位置不同，隧道结构变形有较大的变化，且随着衬砌厚度的增加，飞机荷载的冲击效应对隧道结构的影响逐渐衰弱。
为研究飞机荷载作用下机场道面下穿隧道结构的稳定性，建立了机场道面-基层-土层-隧道衬砌结构协同变形的力学模型，深入分析了飞机荷载作用下道面-基层-土层-隧道衬砌结构的稳定性，重点探讨了地应力、隧道自重及飞机荷载冲击效应影响下隧道结构衬砌的位移响应、速度响应及应力演化规律。研究发现：隧道自重及地应力对土体-隧道结构整体稳定性影响较大，飞机荷载的冲击效应影响相对较小；圆形截面形式的隧道结构的稳定性最好；随着隧道结构埋置深度的增加，地应力对隧道结构稳定性的影响越严重；衬砌结构的混凝土强度越高，其稳定性越好；随着飞机荷载作用位置不同，隧道结构变形有较大的变化，且随着衬砌厚度的增加，飞机荷载的冲击效应对隧道结构的影响逐渐衰弱。
2022, 52(1): 174-179.
doi: 10.13204/j.gyjzG21032911
摘要:
为改善西部盐湖地区混凝土耐久性能，延长其服役寿命，通过研究半浸泡式纳米碳酸钙（CaCO3）改性混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能，定期对试件进行质量损失以及相对动弹性模量的测评，并对其耐久性进行分析；同时采用威布尔（Weibull）函数建立纳米CaCO3改性混凝土的耐久性退化模型。结果显示：在0~180 d的龄期内，试件的相对质量和相对动弹性模量有明显的增强，在180 d以后，试件耐久性开始逐步退化，其中相对动弹性模量评价参数更为敏感，能够清晰反映出试件的耐久性退化情况；通过Weibull函数建模计算得出概率密度函数和可靠度函数，确定出纳米CaCO3改性混凝土在硫酸盐境下最长使用寿命可达到693 d左右。
为改善西部盐湖地区混凝土耐久性能，延长其服役寿命，通过研究半浸泡式纳米碳酸钙（CaCO3）改性混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能，定期对试件进行质量损失以及相对动弹性模量的测评，并对其耐久性进行分析；同时采用威布尔（Weibull）函数建立纳米CaCO3改性混凝土的耐久性退化模型。结果显示：在0~180 d的龄期内，试件的相对质量和相对动弹性模量有明显的增强，在180 d以后，试件耐久性开始逐步退化，其中相对动弹性模量评价参数更为敏感，能够清晰反映出试件的耐久性退化情况；通过Weibull函数建模计算得出概率密度函数和可靠度函数，确定出纳米CaCO3改性混凝土在硫酸盐境下最长使用寿命可达到693 d左右。
2022, 52(1): 180-186,179.
doi: 10.13204/j.gyjzG21020903
摘要:
为研究钢渣细骨料混凝土的力学性能，配制了钢渣替代率为0、10%、20%、30%的砂浆和混凝土，进行砂浆抗压强度、混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。结果表明：粒化钢渣具有界面过渡区，可以减弱钢渣砂浆的抗压强度；钢渣具有一定的水化活性，可以提高砂浆的水灰比，进而提高砂浆的抗压强度；钢渣掺量为20%时，混凝土试件的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度最大；钢渣掺量为30%时，混凝土试件的抗折强度最大。基于细观尺度，将钢渣混凝土看作由砂浆、粗骨料、钢渣颗粒、砂浆-粗骨料界面和砂浆-钢渣颗粒界面组成的五相复合材料。建立钢渣混凝土细观数值模型，模拟不同钢渣掺量的混凝土立方体抗压强度、抗折强度、荷载-挠度曲线。模拟结果与试验结果符合较好，验证了细观模型的正确性。
为研究钢渣细骨料混凝土的力学性能，配制了钢渣替代率为0、10%、20%、30%的砂浆和混凝土，进行砂浆抗压强度、混凝土立方体抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度试验。结果表明：粒化钢渣具有界面过渡区，可以减弱钢渣砂浆的抗压强度；钢渣具有一定的水化活性，可以提高砂浆的水灰比，进而提高砂浆的抗压强度；钢渣掺量为20%时，混凝土试件的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度最大；钢渣掺量为30%时，混凝土试件的抗折强度最大。基于细观尺度，将钢渣混凝土看作由砂浆、粗骨料、钢渣颗粒、砂浆-粗骨料界面和砂浆-钢渣颗粒界面组成的五相复合材料。建立钢渣混凝土细观数值模型，模拟不同钢渣掺量的混凝土立方体抗压强度、抗折强度、荷载-挠度曲线。模拟结果与试验结果符合较好，验证了细观模型的正确性。
2022, 52(1): 187-193,142.
doi: 10.13204/j.gyjzG21090911
摘要:
利用天然浮石作为粗骨料，以沙漠风积沙等质量替代部分河砂作为细骨料，配制风积沙浮石混凝土并对其进行抗冻耐久性试验。借助核磁共振技术对冻融循环作用下不同风积沙替代率的浮石混凝土孔结构进行测试，并揭示冻融循环作用下风积沙浮石混凝土孔结构与分形维数间关系。结果表明：风积沙替代率低于40%对浮石混凝土抗冻性影响不大，但风积沙替代率为60%的浮石混凝土抗冻性不满足设计要求；风积沙浮石混凝土中大毛细孔（100 nm<r≤1 000 nm）占比多可增强其抗冻性，而有害孔（r>1 000 nm）占比多会削弱其抗冻性；分形维数Dmax变化可反映混凝土微毛细孔（r≤100 nm）和有害孔（r>1 000 nm）占比变化。该研究可以为风积沙浮石混凝土在寒冷地区土木与水利工程中的应用提供理论支撑。
利用天然浮石作为粗骨料，以沙漠风积沙等质量替代部分河砂作为细骨料，配制风积沙浮石混凝土并对其进行抗冻耐久性试验。借助核磁共振技术对冻融循环作用下不同风积沙替代率的浮石混凝土孔结构进行测试，并揭示冻融循环作用下风积沙浮石混凝土孔结构与分形维数间关系。结果表明：风积沙替代率低于40%对浮石混凝土抗冻性影响不大，但风积沙替代率为60%的浮石混凝土抗冻性不满足设计要求；风积沙浮石混凝土中大毛细孔（100 nm<r≤1 000 nm）占比多可增强其抗冻性，而有害孔（r>1 000 nm）占比多会削弱其抗冻性；分形维数Dmax变化可反映混凝土微毛细孔（r≤100 nm）和有害孔（r>1 000 nm）占比变化。该研究可以为风积沙浮石混凝土在寒冷地区土木与水利工程中的应用提供理论支撑。
2022, 52(1): 194-199,173.
doi: 10.13204/j.gyjzG21042709
摘要:
为了更深入地揭示高温消防喷水冷却后骨料差异对混凝土轴压性能的影响，制作了普通混凝土、高强混凝土、再生混凝土标准棱柱体试件，进行不同高温喷水冷却后的单轴压缩试验，获取了试件的应力-应变全曲线方程，对比分析了高温喷水冷却对3种混凝土试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量等力学性能指标的影响规律差异及损伤过程。结果表明：高温喷水冷却后高强混凝土表面裂缝发展较早且较快；温度升高时，再生混凝土应力-应变曲线峰值点右移最明显，高强混凝土曲线峰值点降低最小；随着温度的升高，普通混凝土的峰值应力下降最明显，再生混凝土的峰值应变上升较大；高温喷水冷却后高强混凝土弹性模量下降最少；随着温度的升高，再生混凝土的损伤发展差异最显著且耗能量下降最少。基于试验数据，提出了不同高温喷水冷却后的不同类型混凝土单轴应力-应变本构方程及剩余强度评估计算式，其拟合效果较好。
为了更深入地揭示高温消防喷水冷却后骨料差异对混凝土轴压性能的影响，制作了普通混凝土、高强混凝土、再生混凝土标准棱柱体试件，进行不同高温喷水冷却后的单轴压缩试验，获取了试件的应力-应变全曲线方程，对比分析了高温喷水冷却对3种混凝土试件的峰值应力、峰值应变、弹性模量等力学性能指标的影响规律差异及损伤过程。结果表明：高温喷水冷却后高强混凝土表面裂缝发展较早且较快；温度升高时，再生混凝土应力-应变曲线峰值点右移最明显，高强混凝土曲线峰值点降低最小；随着温度的升高，普通混凝土的峰值应力下降最明显，再生混凝土的峰值应变上升较大；高温喷水冷却后高强混凝土弹性模量下降最少；随着温度的升高，再生混凝土的损伤发展差异最显著且耗能量下降最少。基于试验数据，提出了不同高温喷水冷却后的不同类型混凝土单轴应力-应变本构方程及剩余强度评估计算式，其拟合效果较好。
2022, 52(1): 200-204,121.
doi: 10.13204/j.gyjzG21060913
摘要:
新老混凝土界面不同承载方式的抗剪性能是加固结构中的关键，因此，开展了新老混凝土界面倾角和法向应力对剪切性能影响的试验测试，分析了剪切破坏特征，研究结果表明：新老混凝土剪切过程中剪应力-剪切位移曲线大致经历线弹性变化阶段、破坏阶段和残余强度阶段；新老混凝土峰值剪应力随着界面倾角增大呈幂指数增大，随着法向应力增大呈线性增大；新老混凝土剪切破坏一般表现为剪胀-剪缩混合型；界面倾角和法向应力对剪切破坏裂纹扩展模式裂纹分布影响显著。
新老混凝土界面不同承载方式的抗剪性能是加固结构中的关键，因此，开展了新老混凝土界面倾角和法向应力对剪切性能影响的试验测试，分析了剪切破坏特征，研究结果表明：新老混凝土剪切过程中剪应力-剪切位移曲线大致经历线弹性变化阶段、破坏阶段和残余强度阶段；新老混凝土峰值剪应力随着界面倾角增大呈幂指数增大，随着法向应力增大呈线性增大；新老混凝土剪切破坏一般表现为剪胀-剪缩混合型；界面倾角和法向应力对剪切破坏裂纹扩展模式裂纹分布影响显著。
2022, 52(1): 205-210.
doi: 10.13204/j.gyjzG20090102
摘要:
为了解决装配式混凝土双向叠合板的预制底板需要预留外伸钢筋，现场设现浇带接缝方式施工效率低、成本高的问题，在普通密拼接缝的研究基础上提出了板底跨缝粘贴碳纤维增强复材条带的密拼接缝方式。通过6块四边简支的矩形单缝密拼双向叠合楼板静载对比试验，从受力特点和破坏形态、承载特性、变形能力三个方面研究了碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合板的受弯性能。研究结果表明：四边简支的密拼混凝土叠合板均能实现双向传力，未出现拼缝处裂缝集中的现象；碳纤维增强复材有效参与截面受力，对提高构件的开裂荷载、使用状态试验荷载值贡献明显，能使叠合板抗弯刚度提高25%，对板底拼缝的约束作用非常明显；使用聚合物砂浆填充板缝可增强结构整体性，使叠合板抗弯刚度提高23%，减小板底拼缝宽度增加量。
为了解决装配式混凝土双向叠合板的预制底板需要预留外伸钢筋，现场设现浇带接缝方式施工效率低、成本高的问题，在普通密拼接缝的研究基础上提出了板底跨缝粘贴碳纤维增强复材条带的密拼接缝方式。通过6块四边简支的矩形单缝密拼双向叠合楼板静载对比试验，从受力特点和破坏形态、承载特性、变形能力三个方面研究了碳纤维增强复材-混凝土密拼双向叠合板的受弯性能。研究结果表明：四边简支的密拼混凝土叠合板均能实现双向传力，未出现拼缝处裂缝集中的现象；碳纤维增强复材有效参与截面受力，对提高构件的开裂荷载、使用状态试验荷载值贡献明显，能使叠合板抗弯刚度提高25%，对板底拼缝的约束作用非常明显；使用聚合物砂浆填充板缝可增强结构整体性，使叠合板抗弯刚度提高23%，减小板底拼缝宽度增加量。
2022, 52(1): 211-215.
doi: 10.13204/j.gyjzG20031209
摘要:
为研究内爆荷载下碳纤维复材（Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP）加固输油气钢管的受力性能，开展了8根CFRP加固钢管试件的内爆试验。试验中考虑了乳化炸药质量及碳纤维布层数的变化对加固钢管抗内爆性能及最终破坏模式的影响。结果表明：设置相同碳纤维布层数的试件，其管身轴向裂纹随乳化炸药量的增加而增长；同时，该类试件的CFRP加固层随乳化炸药量的增加由开裂剥离失效逐渐演化为碎片化剥离破坏；此外，随碳纤维布层数的增加，相同炸药量导致的钢管轴向裂纹扩展长度逐渐缩小，进而转变为环向扩展，表现出良好的限爆效果。最后，通过对CFRP加固钢管的受力分析，提出内爆荷载下的钢管管壁受力计算模型。
为研究内爆荷载下碳纤维复材（Carbon Fiber Reinforced Plastic，CFRP）加固输油气钢管的受力性能，开展了8根CFRP加固钢管试件的内爆试验。试验中考虑了乳化炸药质量及碳纤维布层数的变化对加固钢管抗内爆性能及最终破坏模式的影响。结果表明：设置相同碳纤维布层数的试件，其管身轴向裂纹随乳化炸药量的增加而增长；同时，该类试件的CFRP加固层随乳化炸药量的增加由开裂剥离失效逐渐演化为碎片化剥离破坏；此外，随碳纤维布层数的增加，相同炸药量导致的钢管轴向裂纹扩展长度逐渐缩小，进而转变为环向扩展，表现出良好的限爆效果。最后，通过对CFRP加固钢管的受力分析，提出内爆荷载下的钢管管壁受力计算模型。
