登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
当期目录
2024年 第54卷 第11期
2024, 54(11): 1-8.
doi: 10.3724/j.gyjzG24060406
摘要:
提出一种基于图像识别与有限元分析的输电塔杆件损伤评估方法,针对受损杆件,利用现场巡检获取的图像,结合边缘检测和线性拟合等步骤来定位杆件轮廓,对杆件的弯曲程度和状态进行定量评估,该方法在杆件交叉和节点板等复杂情况下也表现出较好的鲁棒性。针对未受损杆件,在有限元模型中设定损伤工况,构建了一种杆件重要性分析方法,可准确定位损伤杆件的牵连杆件位置。输电塔倒塌计算与失效路径分析表明,杆件的初始损伤会改变输电塔倒塌的失效路径,损伤杆件的牵连杆件存在提前失效的风险,进一步验证了杆件重要性分析方法的准确性。
提出一种基于图像识别与有限元分析的输电塔杆件损伤评估方法,针对受损杆件,利用现场巡检获取的图像,结合边缘检测和线性拟合等步骤来定位杆件轮廓,对杆件的弯曲程度和状态进行定量评估,该方法在杆件交叉和节点板等复杂情况下也表现出较好的鲁棒性。针对未受损杆件,在有限元模型中设定损伤工况,构建了一种杆件重要性分析方法,可准确定位损伤杆件的牵连杆件位置。输电塔倒塌计算与失效路径分析表明,杆件的初始损伤会改变输电塔倒塌的失效路径,损伤杆件的牵连杆件存在提前失效的风险,进一步验证了杆件重要性分析方法的准确性。
2024, 54(11): 9-14.
doi: 10.3724/j.gyjzG24042503
摘要:
为研究凤凰大厦高层钢模块-框架支撑混合结构体系在施工和使用期间的力学性能,设计并布设了一套基于布里渊散射的分布式光纤结构健康监测系统,并在施工阶段进行了监测。通过对监测数据的分析,得到以下结论:分布式光纤传感监测系统测试精度满足工程需求;围护结构完成前,同一模块不同构件、同一构件不同位置的温度变化量之差可达23 ℃,应注意施工阶段温度作用效应;施工过程中测得构件温度变化量-18~16 ℃,应变变化量(-150~210)×10-6,计算得到附加温度应力为-26.8~36.7 MPa,结构未出现异常响应或损伤。该监测系统的设计和使用为模块化建筑的推广和分布式光纤监测技术在模块化建筑健康监测中的应用提供借鉴。
为研究凤凰大厦高层钢模块-框架支撑混合结构体系在施工和使用期间的力学性能,设计并布设了一套基于布里渊散射的分布式光纤结构健康监测系统,并在施工阶段进行了监测。通过对监测数据的分析,得到以下结论:分布式光纤传感监测系统测试精度满足工程需求;围护结构完成前,同一模块不同构件、同一构件不同位置的温度变化量之差可达23 ℃,应注意施工阶段温度作用效应;施工过程中测得构件温度变化量-18~16 ℃,应变变化量(-150~210)×10-6,计算得到附加温度应力为-26.8~36.7 MPa,结构未出现异常响应或损伤。该监测系统的设计和使用为模块化建筑的推广和分布式光纤监测技术在模块化建筑健康监测中的应用提供借鉴。
2024, 54(11): 15-23.
doi: 10.3724/j.gyjzG24040707
摘要:
风电机组受到交变荷载作用导致螺栓因疲劳而松动,而法兰螺栓连接作为风电机组塔筒的重要连接部分,其连接的可靠性直接影响整体结构的安全和稳定,因此有必要对法兰螺栓健康状态进行实时监测。通过应变监测理论,提出一种基于应变的法兰螺栓松动诊断方法,可实现实时监测螺栓健康状态。首先利用等效静力法提出塔筒法兰螺栓监测原理,阐述螺栓松动与法兰附近动应变间的关联;为反映螺栓松动前后测点应变变化、消除瞬时误差,将应变数据离散化,提出均方根差比(RMSCR);提出区域松动指标(RDI),用于反映区域内螺栓松动程度;通过数值模拟设计了一系列工况开展法兰螺栓松动研究,对监测理论可行性以及损伤指标的有效性进行了验证。结果显示:当预紧力损失较小时,指标变化不敏感,随着预紧力减小,达到40%时指标开始缓慢变化,并随着预紧力减小变化幅度越明显,对于反向平衡法兰,该指标依旧适用,受拉区监测效果更佳。
风电机组受到交变荷载作用导致螺栓因疲劳而松动,而法兰螺栓连接作为风电机组塔筒的重要连接部分,其连接的可靠性直接影响整体结构的安全和稳定,因此有必要对法兰螺栓健康状态进行实时监测。通过应变监测理论,提出一种基于应变的法兰螺栓松动诊断方法,可实现实时监测螺栓健康状态。首先利用等效静力法提出塔筒法兰螺栓监测原理,阐述螺栓松动与法兰附近动应变间的关联;为反映螺栓松动前后测点应变变化、消除瞬时误差,将应变数据离散化,提出均方根差比(RMSCR);提出区域松动指标(RDI),用于反映区域内螺栓松动程度;通过数值模拟设计了一系列工况开展法兰螺栓松动研究,对监测理论可行性以及损伤指标的有效性进行了验证。结果显示:当预紧力损失较小时,指标变化不敏感,随着预紧力减小,达到40%时指标开始缓慢变化,并随着预紧力减小变化幅度越明显,对于反向平衡法兰,该指标依旧适用,受拉区监测效果更佳。
2024, 54(11): 24-32.
doi: 10.3724/j.gyjzG23082920
摘要:
收集统计了国内32个在既有隧道上方进行基坑开挖的实际工程案例,根据土质分为含砂细粒土和含砾细粒土两类地层,将相关的数据进行整理归纳,统计基坑平面尺寸、相对位置以及常用的控制措施等,分析了影响隧道最大隆起位移的主要因素。在此基础上,提出含砂细粒土和含砾细粒土地层基坑开挖引起最大隧道隆起位移的预测算式,并与其他预测算式和实际案例工程进行对比分析验证。研究表明:基坑开挖面积A越大,卸荷率R越大、基坑形状因子α越大、隧道穿越基坑长度Lt越长,则基坑开挖引起的隧道最大隆起位移wmax也越大,但是单个影响因素与隧道最大隆起位移相关性不强,因此须综合考虑主要影响因素才能科学地预测基坑开挖引起的隧道变形;采用αR(lg A+ln Lt)作为表征基坑开挖引起隧道最大隆起位移的整体影响因子,发现wmax与αR(lg A+ln Lt)呈现较好线性关系。
收集统计了国内32个在既有隧道上方进行基坑开挖的实际工程案例,根据土质分为含砂细粒土和含砾细粒土两类地层,将相关的数据进行整理归纳,统计基坑平面尺寸、相对位置以及常用的控制措施等,分析了影响隧道最大隆起位移的主要因素。在此基础上,提出含砂细粒土和含砾细粒土地层基坑开挖引起最大隧道隆起位移的预测算式,并与其他预测算式和实际案例工程进行对比分析验证。研究表明:基坑开挖面积A越大,卸荷率R越大、基坑形状因子α越大、隧道穿越基坑长度Lt越长,则基坑开挖引起的隧道最大隆起位移wmax也越大,但是单个影响因素与隧道最大隆起位移相关性不强,因此须综合考虑主要影响因素才能科学地预测基坑开挖引起的隧道变形;采用αR(lg A+ln Lt)作为表征基坑开挖引起隧道最大隆起位移的整体影响因子,发现wmax与αR(lg A+ln Lt)呈现较好线性关系。
2024, 54(11): 33-40.
doi: 10.3724/j.gyjzG23052511
摘要:
针对现有机器学习预测模型训练效率低、算法单一、可能带来陷入局部极值、无法收敛等问题,结合反向传播(BP)人工神经网络、遗传算法和残差网络建立了深基坑多指标变化量的遗传算法-残差网络混合模型(GA-ResNN动态预测模型)和施工风险评价方法,研发了基坑施工风险智能预警平台。研究表明:提出的GA-ResNN动态预测模型较BP神经网络模型和GA-BP网络模型具有更好的预测精度,风险评估模型可实现定量预测和定性风险等级的评价。基坑施工风险智能预警平台通过输出预测曲线和预警阈值,可提升基坑工程的智能化管理和风险管控水平。
针对现有机器学习预测模型训练效率低、算法单一、可能带来陷入局部极值、无法收敛等问题,结合反向传播(BP)人工神经网络、遗传算法和残差网络建立了深基坑多指标变化量的遗传算法-残差网络混合模型(GA-ResNN动态预测模型)和施工风险评价方法,研发了基坑施工风险智能预警平台。研究表明:提出的GA-ResNN动态预测模型较BP神经网络模型和GA-BP网络模型具有更好的预测精度,风险评估模型可实现定量预测和定性风险等级的评价。基坑施工风险智能预警平台通过输出预测曲线和预警阈值,可提升基坑工程的智能化管理和风险管控水平。
2024, 54(11): 41-49.
doi: 10.3724/j.gyjzG23091420
摘要:
钢管桩围堰作为桥梁基础工程的大型临时围护结构,在施工过程中面临着大量不确定风险因素,为精准评估钢管桩围堰的安全风险等级,增强项目应急管理能力,经为期1 a的现场实践和调查研究,提出了一种基于"组合赋权-云模型"风险评估模型,采用拉格朗日最小熵原理将所确定的主、客观权重进行结合,通过云模型的正、反向发生器输出评价语言,基于各数据所映射出的Ex、En和He三个数字特征给出了量化评估结果。以某公铁两用桥梁建设项目背景,针对富水砂层地质的钢管桩围堰工程进行实例分析,结果表明:评估结果较好,基本符合现场实际,在超熵He取0.03的条件下,钢管桩围堰整体评价云的数字特征为3.543 8、0.815 4、0.328 5处于较低风险,所提出的评估模型为钢管桩围堰的安全管理提供有效手段和科学依据。
钢管桩围堰作为桥梁基础工程的大型临时围护结构,在施工过程中面临着大量不确定风险因素,为精准评估钢管桩围堰的安全风险等级,增强项目应急管理能力,经为期1 a的现场实践和调查研究,提出了一种基于"组合赋权-云模型"风险评估模型,采用拉格朗日最小熵原理将所确定的主、客观权重进行结合,通过云模型的正、反向发生器输出评价语言,基于各数据所映射出的Ex、En和He三个数字特征给出了量化评估结果。以某公铁两用桥梁建设项目背景,针对富水砂层地质的钢管桩围堰工程进行实例分析,结果表明:评估结果较好,基本符合现场实际,在超熵He取0.03的条件下,钢管桩围堰整体评价云的数字特征为3.543 8、0.815 4、0.328 5处于较低风险,所提出的评估模型为钢管桩围堰的安全管理提供有效手段和科学依据。
2024, 54(11): 50-60.
doi: 10.3724/j.gyjzG23071806
摘要:
在季节性降水及水库水位变化的影响下,部分山体会产生滑坡,滑坡位移的累积位移-时间曲线表现为明显的"阶跃型"动态变形特征。针对阶跃型滑坡位移,提出基于递归特征消除(RFE)算法的粒子群优化算法(PSO)-支持向量机回归(SVR)阶跃型滑坡位移预测模型,并以新铺滑坡为例展开研究。探究了滑坡位移数据的异常值剔除及缺失值填充方法,采用基于中位数法与集合经验模态分解的方法进行异常值剔除,采用基于统计学变量的方法进行缺失值填充;然后采用指数平滑法将阶跃型滑坡的累积位移拆分为趋势项和周期项。其中对趋势项位移采用傅里叶曲线进行拟合预测;对周期项位移通过基于SVR的RFE筛选出与周期项位移相关性高的影响因子,建立周期项位移预测模型,采用PSO对预测模型参数进行优化;最后,叠加周期项与趋势项位移预测结果,得到滑坡累积位移预测值,所提模型拟合优度为0.999,均方根误差为9.974 mm,平均绝对误差为7.037 mm。与网络搜索交叉验证算法-优化支持向量机模型(GSCV、SVR模型)、遗传算法优化-支持向量机模型(GA-SVR模型)对比,该模型对于突变位移的预测能力较强,适用于阶跃型滑坡中位移加速变化时期的风险预警。
在季节性降水及水库水位变化的影响下,部分山体会产生滑坡,滑坡位移的累积位移-时间曲线表现为明显的"阶跃型"动态变形特征。针对阶跃型滑坡位移,提出基于递归特征消除(RFE)算法的粒子群优化算法(PSO)-支持向量机回归(SVR)阶跃型滑坡位移预测模型,并以新铺滑坡为例展开研究。探究了滑坡位移数据的异常值剔除及缺失值填充方法,采用基于中位数法与集合经验模态分解的方法进行异常值剔除,采用基于统计学变量的方法进行缺失值填充;然后采用指数平滑法将阶跃型滑坡的累积位移拆分为趋势项和周期项。其中对趋势项位移采用傅里叶曲线进行拟合预测;对周期项位移通过基于SVR的RFE筛选出与周期项位移相关性高的影响因子,建立周期项位移预测模型,采用PSO对预测模型参数进行优化;最后,叠加周期项与趋势项位移预测结果,得到滑坡累积位移预测值,所提模型拟合优度为0.999,均方根误差为9.974 mm,平均绝对误差为7.037 mm。与网络搜索交叉验证算法-优化支持向量机模型(GSCV、SVR模型)、遗传算法优化-支持向量机模型(GA-SVR模型)对比,该模型对于突变位移的预测能力较强,适用于阶跃型滑坡中位移加速变化时期的风险预警。
2024, 54(11): 61-66.
doi: 10.3724/j.gyjzG23033008
摘要:
为有效实现引水工程边坡健康状态评估和故障预测,综合多指标安全监测资料,建立模糊评判模型,获得边坡状态评判隶属度向量,进而提出辨识度更高、应用更便捷的边坡状态健康度,并建立一种基于非线性Wiener过程、以健康度作为其性能退化指标的剩余寿命预测方法;通过对某引水工程边坡工程实例计算获得了其健康度变化曲线,建立了剩余寿命非线性预测模型,结果表明:该方法既可实现引水工程边坡健康状态评估,又可对其进行剩余寿命预测,且预测精度理想,可为边坡提供可靠的状态监控方法及预防性维修决策依据。
为有效实现引水工程边坡健康状态评估和故障预测,综合多指标安全监测资料,建立模糊评判模型,获得边坡状态评判隶属度向量,进而提出辨识度更高、应用更便捷的边坡状态健康度,并建立一种基于非线性Wiener过程、以健康度作为其性能退化指标的剩余寿命预测方法;通过对某引水工程边坡工程实例计算获得了其健康度变化曲线,建立了剩余寿命非线性预测模型,结果表明:该方法既可实现引水工程边坡健康状态评估,又可对其进行剩余寿命预测,且预测精度理想,可为边坡提供可靠的状态监控方法及预防性维修决策依据。
2024, 54(11): 67-77.
doi: 10.3724/j.gyjzG23110710
摘要:
针对混凝土结构表观裂缝数据类别不均衡与损伤特征量化问题,提出了一种基于U2-Net和形态学结合的裂缝损伤评估方法。首先,将Dice损失函数与损失权重融合构造损失函数,并嵌入迁移学习,使用U2-Net网络对混凝土构件表观裂缝的数据集进行训练,根据预测得到的裂缝二值图像,提取预测裂缝图的骨架,最终将裂缝划分为线性裂缝和网状裂缝,针对不同类型的裂缝使用形态学对预测出的裂缝提取对应的特征参数,并对相应的裂缝特征参数进行误差分析,验证裂缝特征参数的有效性。研究结果表明:该方法预测出的裂缝特征参数与真实标记的参数误差相对较小,线性裂缝长度、最大宽度和平均宽度的相对误差平均值分别为-1.34%、1.08%和2.64%,网状裂缝面积和覆盖率的相对误差平均值分别为0.05%和0.07%,表明该方法检测精度相对较高,对混凝土结构的裂缝检测有一定的参考价值。
针对混凝土结构表观裂缝数据类别不均衡与损伤特征量化问题,提出了一种基于U2-Net和形态学结合的裂缝损伤评估方法。首先,将Dice损失函数与损失权重融合构造损失函数,并嵌入迁移学习,使用U2-Net网络对混凝土构件表观裂缝的数据集进行训练,根据预测得到的裂缝二值图像,提取预测裂缝图的骨架,最终将裂缝划分为线性裂缝和网状裂缝,针对不同类型的裂缝使用形态学对预测出的裂缝提取对应的特征参数,并对相应的裂缝特征参数进行误差分析,验证裂缝特征参数的有效性。研究结果表明:该方法预测出的裂缝特征参数与真实标记的参数误差相对较小,线性裂缝长度、最大宽度和平均宽度的相对误差平均值分别为-1.34%、1.08%和2.64%,网状裂缝面积和覆盖率的相对误差平均值分别为0.05%和0.07%,表明该方法检测精度相对较高,对混凝土结构的裂缝检测有一定的参考价值。
2024, 54(11): 78-86.
doi: 10.3724/j.gyjzG23102311
摘要:
针对深度学习模型在数据样本不均衡和噪声影响下的损伤识别精度下降这一问题,提出了基于卷积自编码和相关函数相结合的结构损伤识别方法。以卡塔尔大学看台缩尺试验为例,将健康工况样本数据输入卷积自编码模型进行学习,通过构建的卷积自编码模型对健康结构数据样本进行数据重构,以数据重构误差最大值作为阈值判别结构是否发生损伤。然后,在包含健康工况样本和损伤工况样本的数据集中加入不同信噪比的高斯白噪声,通过自相关函数对加入噪声的数据样本进行预处理,将预处理后的数据集和未经过自相关函数处理的数据集分别输入模型进行训练和预测,并对模型的预测结果进行对比分析。结果表明,该方法在未加入噪声数据样本不均衡的情况下可以准确进行结构损伤识别,识别准确率可达100%。而数据在加入噪声的影响下,经过自相关函数的处理,数据原始特征得以凸显,在施加信噪比为5的噪声工况下,识别准确率仍能达到100%,可以有效提高损伤识别精度并具有较强抗噪性。
针对深度学习模型在数据样本不均衡和噪声影响下的损伤识别精度下降这一问题,提出了基于卷积自编码和相关函数相结合的结构损伤识别方法。以卡塔尔大学看台缩尺试验为例,将健康工况样本数据输入卷积自编码模型进行学习,通过构建的卷积自编码模型对健康结构数据样本进行数据重构,以数据重构误差最大值作为阈值判别结构是否发生损伤。然后,在包含健康工况样本和损伤工况样本的数据集中加入不同信噪比的高斯白噪声,通过自相关函数对加入噪声的数据样本进行预处理,将预处理后的数据集和未经过自相关函数处理的数据集分别输入模型进行训练和预测,并对模型的预测结果进行对比分析。结果表明,该方法在未加入噪声数据样本不均衡的情况下可以准确进行结构损伤识别,识别准确率可达100%。而数据在加入噪声的影响下,经过自相关函数的处理,数据原始特征得以凸显,在施加信噪比为5的噪声工况下,识别准确率仍能达到100%,可以有效提高损伤识别精度并具有较强抗噪性。
2024, 54(11): 87-94.
doi: 10.3724/j.gyjzG24022808
摘要:
为探究聚乙烯醇(PVA)纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响,采用响应面法中的Box-Behnken试验设计方法构建二次多项式回归模型,研究不同胶砂比、硅灰掺量、粉煤灰掺量和偏高岭土掺量对UHPC基体抗压强度的影响,进行优化设计得到PVA纤维UHPC的最佳配合比,并结合扫描电子显微镜(SEM)阐述了PVA纤维UHPC的微观结构变化。结果表明:胶砂比对UHPC基体抗压强度的影响最大,粉煤灰掺量次之,硅灰掺量和偏高岭土掺量影响较小;当胶砂比为1.10、硅灰掺量为4.70%、粉煤灰掺量为18.30%、偏高岭土掺量为6.55%时,UHPC基体的抗压强度达到最大值,此时PVA纤维UHPC的28 d抗压强度和抗拉强度分别为122 MPa、11.5 MPa;PVA纤维与基体表现出良好的黏结性能,具有更致密的微观结构,表现出优异的力学性能,尤其在抗拉性能方面。
为探究聚乙烯醇(PVA)纤维对超高性能混凝土(UHPC)力学性能的影响,采用响应面法中的Box-Behnken试验设计方法构建二次多项式回归模型,研究不同胶砂比、硅灰掺量、粉煤灰掺量和偏高岭土掺量对UHPC基体抗压强度的影响,进行优化设计得到PVA纤维UHPC的最佳配合比,并结合扫描电子显微镜(SEM)阐述了PVA纤维UHPC的微观结构变化。结果表明:胶砂比对UHPC基体抗压强度的影响最大,粉煤灰掺量次之,硅灰掺量和偏高岭土掺量影响较小;当胶砂比为1.10、硅灰掺量为4.70%、粉煤灰掺量为18.30%、偏高岭土掺量为6.55%时,UHPC基体的抗压强度达到最大值,此时PVA纤维UHPC的28 d抗压强度和抗拉强度分别为122 MPa、11.5 MPa;PVA纤维与基体表现出良好的黏结性能,具有更致密的微观结构,表现出优异的力学性能,尤其在抗拉性能方面。
2024, 54(11): 95-102.
doi: 10.3724/j.gyjzG23083029
摘要:
对于超高性能混凝土(UHPC)叠浇普通混凝土(NC)的叠合结构,UHPC和NC良好的界面性能是实现二者共同工作的基础。针对应力波作用下UHPC和NC界面裂纹扩展行为开展试验和理论研究,提出了UHPC-NC直切槽半圆盘弯曲构型,并采用分离式霍普金森压杆系统对双材料半圆盘进行了冲击试验,考察了不同强度UHPC与NC界面冲击性能的差异。基于有限元方法,结合裂纹扩展计测试结果,计算了双材料直切槽半圆盘弯曲(BNSCB)试件界面裂纹尖端复应力强度因子。研究结果表明:1)应力波作用下BNSCB试件界面裂纹往往会沿骨料与水泥基体界面扩展;2)BNSCB试件的界面裂纹扩展的最大速度都不会超过UHPC的瑞利波波速;3)BNSCB试件裂纹尖端的参数K2远小于K1,且K1在裂纹起裂中起主导作用;4)CSIF中参数K2与UHPC强度等级之间并没有明显的规律。
对于超高性能混凝土(UHPC)叠浇普通混凝土(NC)的叠合结构,UHPC和NC良好的界面性能是实现二者共同工作的基础。针对应力波作用下UHPC和NC界面裂纹扩展行为开展试验和理论研究,提出了UHPC-NC直切槽半圆盘弯曲构型,并采用分离式霍普金森压杆系统对双材料半圆盘进行了冲击试验,考察了不同强度UHPC与NC界面冲击性能的差异。基于有限元方法,结合裂纹扩展计测试结果,计算了双材料直切槽半圆盘弯曲(BNSCB)试件界面裂纹尖端复应力强度因子。研究结果表明:1)应力波作用下BNSCB试件界面裂纹往往会沿骨料与水泥基体界面扩展;2)BNSCB试件的界面裂纹扩展的最大速度都不会超过UHPC的瑞利波波速;3)BNSCB试件裂纹尖端的参数K2远小于K1,且K1在裂纹起裂中起主导作用;4)CSIF中参数K2与UHPC强度等级之间并没有明显的规律。
2024, 54(11): 103-111.
doi: 10.3724/j.gyjzG24042910
摘要:
对于钢-高强混凝土组合结构,钢和高强混凝土的界面性能是决定二者共同工作机制的关键。为此,针对冲击荷载作用下带剪力钉的钢-高强混凝土界面动态力学性能展开试验和理论研究,利用分离式霍普金森压杆系统对应力波作用下的组合试件进行试验研究,并采用试验数值法得到组合试件裂纹尖端的复应力强度因子。研究结果表明:1)冲击荷载作用下双材料直切横半圆盘弯曲(BNSCB)试件在剪力钉处不仅容易应力集中,而且对界面裂纹的扩展具有一定程度的抑制作用。2)在使用三维模型求解试件的应力强度因子时,取试件界面裂纹尖端的断裂参数K1、K2沿厚度方向的平均值作为BNSCB试件参数K1、K2的数值解。3)BNSCB试件界面裂纹扩展的最大速度和平均速度均随着高强混凝土强度的增大而增大。4)随着高强混凝土强度的增大,BNSCB试件K1值将增大。
对于钢-高强混凝土组合结构,钢和高强混凝土的界面性能是决定二者共同工作机制的关键。为此,针对冲击荷载作用下带剪力钉的钢-高强混凝土界面动态力学性能展开试验和理论研究,利用分离式霍普金森压杆系统对应力波作用下的组合试件进行试验研究,并采用试验数值法得到组合试件裂纹尖端的复应力强度因子。研究结果表明:1)冲击荷载作用下双材料直切横半圆盘弯曲(BNSCB)试件在剪力钉处不仅容易应力集中,而且对界面裂纹的扩展具有一定程度的抑制作用。2)在使用三维模型求解试件的应力强度因子时,取试件界面裂纹尖端的断裂参数K1、K2沿厚度方向的平均值作为BNSCB试件参数K1、K2的数值解。3)BNSCB试件界面裂纹扩展的最大速度和平均速度均随着高强混凝土强度的增大而增大。4)随着高强混凝土强度的增大,BNSCB试件K1值将增大。
2024, 54(11): 112-120.
doi: 10.3724/j.gyjzG23102902
摘要:
UHPC包覆钢管混凝土叠合构件具有承载力高和耐久性能优越等优点。为研究其抗弯性能,完成了5根UHPC包覆钢管混凝土叠合构件纯弯试验,主要参数为钢纤维掺量和含钢管混凝土率。基于试验研究,考察了不同参数对试件的破坏形态、跨中弯矩-挠度曲线、极限抗弯承载力、抗弯刚度和延性的影响规律,结果表明:外包UHPC钢管混凝土叠合构件抗弯性能优异,受弯状态下各组件能保持良好的协同工作,试件的抗弯承载力随着外包UHPC钢纤维掺量和含钢管混凝土率的增大而增大,尤其在钢纤维掺量由0%变化为1%时承载力提升幅度尤为明显。采用现行规程公式计算本研究UHPC包覆钢管混凝土叠合构件抗弯承载力偏于安全11%~38%,计算抗弯刚度总体上偏于保守。
UHPC包覆钢管混凝土叠合构件具有承载力高和耐久性能优越等优点。为研究其抗弯性能,完成了5根UHPC包覆钢管混凝土叠合构件纯弯试验,主要参数为钢纤维掺量和含钢管混凝土率。基于试验研究,考察了不同参数对试件的破坏形态、跨中弯矩-挠度曲线、极限抗弯承载力、抗弯刚度和延性的影响规律,结果表明:外包UHPC钢管混凝土叠合构件抗弯性能优异,受弯状态下各组件能保持良好的协同工作,试件的抗弯承载力随着外包UHPC钢纤维掺量和含钢管混凝土率的增大而增大,尤其在钢纤维掺量由0%变化为1%时承载力提升幅度尤为明显。采用现行规程公式计算本研究UHPC包覆钢管混凝土叠合构件抗弯承载力偏于安全11%~38%,计算抗弯刚度总体上偏于保守。
2024, 54(11): 121-128.
doi: 10.3724/j.gyjzG24022108
摘要:
UHPC包覆钢管混凝土叠合构件具有耐久性能优越和承载力高等优势。为研究其偏压性能,进行了4根UHPC包覆钢管混凝土叠合柱偏压试验,主要参数为偏心距和长细比。基于试验结果,考察了不同参数对试件的破坏特征、荷载-变形关系曲线、极限承载力、二阶效应和延性的影响规律,结果表明:钢纤维的存在减轻了外围UHPC的破坏程度,内钢管混凝土的存在使试件具有较好的延性。试件偏压承载力随偏心距的增加下降明显,其中偏心距从0~80 mm时对承载力影响最显著。同时,二阶效应对试件偏压承载力影响显著,随着偏心距和长细比的增加,二阶效应产生的弯矩占总弯矩比重达到36.5%。基于试验实测结果,探讨了采用现行规范提供的方法计算UHPC包覆钢管混凝土叠合柱偏压承载力的适用性。
UHPC包覆钢管混凝土叠合构件具有耐久性能优越和承载力高等优势。为研究其偏压性能,进行了4根UHPC包覆钢管混凝土叠合柱偏压试验,主要参数为偏心距和长细比。基于试验结果,考察了不同参数对试件的破坏特征、荷载-变形关系曲线、极限承载力、二阶效应和延性的影响规律,结果表明:钢纤维的存在减轻了外围UHPC的破坏程度,内钢管混凝土的存在使试件具有较好的延性。试件偏压承载力随偏心距的增加下降明显,其中偏心距从0~80 mm时对承载力影响最显著。同时,二阶效应对试件偏压承载力影响显著,随着偏心距和长细比的增加,二阶效应产生的弯矩占总弯矩比重达到36.5%。基于试验实测结果,探讨了采用现行规范提供的方法计算UHPC包覆钢管混凝土叠合柱偏压承载力的适用性。
2024, 54(11): 129-135.
doi: 10.3724/j.gyjzG24021907
摘要:
使用超高重型落锤冲击试验系统对四根固定轴压比条件下的UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件进行侧向冲击试验。对冲击全过程的试件冲击力和位移响应进行了研究,对比分析了试件在不同冲击速度和不同钢管直径下冲击过程中与冲击后的损伤和失效特点。试验结果表明:UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件在中低速冲击下表现出弯曲破坏,仅出现少量竖向裂缝,在更高的冲击速度下UHPC未剥落,表明UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件优异的抗冲击性能。冲击速度的提升显著提高了构件的冲击力和位移响应,冲击耗能也随之增大。增大钢管直径能够有效提高构件的刚度,小幅度降低动态位移响应,但对冲击力响应影响不大。
使用超高重型落锤冲击试验系统对四根固定轴压比条件下的UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件进行侧向冲击试验。对冲击全过程的试件冲击力和位移响应进行了研究,对比分析了试件在不同冲击速度和不同钢管直径下冲击过程中与冲击后的损伤和失效特点。试验结果表明:UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件在中低速冲击下表现出弯曲破坏,仅出现少量竖向裂缝,在更高的冲击速度下UHPC未剥落,表明UHPC包覆钢管混凝土叠合柱构件优异的抗冲击性能。冲击速度的提升显著提高了构件的冲击力和位移响应,冲击耗能也随之增大。增大钢管直径能够有效提高构件的刚度,小幅度降低动态位移响应,但对冲击力响应影响不大。
2024, 54(11): 136-143.
doi: 10.3724/j.gyjzG23103111
摘要:
钢管混凝土叠合柱具有优越的力学性能和耐久性,在工程中得到了广泛应用。然而目前钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点常采用焊接连接,节点区施工困难且焊接工作量大,焊接节点在地震下易发生脆性断裂。研究了钢管混凝土叠合柱与钢梁单边螺栓连接节点,基于节点内力在外混凝土的扩散机制,揭示了外混凝土对单边螺栓受拉和钢梁翼缘受压承载力和刚度的影响,建立了节点承载力和初始刚度设计方法。采用OpenSEES程序建立了钢管混凝土叠合柱连接框架的弹塑性分析模型;基于组件法和叠加原理,考虑了节点弯矩-转角和剪力-剪切关系模型,通过试验结果验证了分析模型的正确性,研究了钢管混凝土叠合柱单边螺栓连接框架在不同烈度地震下的动力响应,研究此类框架结构的抗震性能是否满足现行相关规范要求。
钢管混凝土叠合柱具有优越的力学性能和耐久性,在工程中得到了广泛应用。然而目前钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点常采用焊接连接,节点区施工困难且焊接工作量大,焊接节点在地震下易发生脆性断裂。研究了钢管混凝土叠合柱与钢梁单边螺栓连接节点,基于节点内力在外混凝土的扩散机制,揭示了外混凝土对单边螺栓受拉和钢梁翼缘受压承载力和刚度的影响,建立了节点承载力和初始刚度设计方法。采用OpenSEES程序建立了钢管混凝土叠合柱连接框架的弹塑性分析模型;基于组件法和叠加原理,考虑了节点弯矩-转角和剪力-剪切关系模型,通过试验结果验证了分析模型的正确性,研究了钢管混凝土叠合柱单边螺栓连接框架在不同烈度地震下的动力响应,研究此类框架结构的抗震性能是否满足现行相关规范要求。
2024, 54(11): 144-151.
doi: 10.3724/j.gyjzG24030308
摘要:
单边螺栓连接技术有效解决了闭口截面柱难以应用全螺栓连接的难题,目前已有学者将单边螺栓连接技术用于钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点中,由于外部混凝土强度低,此类装配式连接节点表现出明显的柱壁破坏。提出采用UHPC包覆钢管混凝土叠合柱代替普通钢管混凝土叠合柱以避免采用单边螺栓连接节点时的柱壁失效,同时外部采用UHPC包覆可有效减少混凝土内的钢筋,便于单边螺栓的安装。基于ABAQUS有限元模型建立了UHPC包覆钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点的有限元模型,考虑了复杂材料本构以及节点域多接触的收敛问题,通过试验结果验证了模型的准确性,系统揭示了外部UHPC对内部钢管的约束作用,证明了此类节点可有效避免柱壁破坏。对典型的UHPC外包钢管混凝土叠合柱-钢梁装配式节点进行了参数分析。随后基于组件法,建立了节点弯矩承载力的设计方法,通过与有限元结果对比揭示了设计方法的准确性。研究结果表明,采用UHPC包覆钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点适合采用单边螺栓连接,并为此列连接节点提供了合理的设计方法。
单边螺栓连接技术有效解决了闭口截面柱难以应用全螺栓连接的难题,目前已有学者将单边螺栓连接技术用于钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点中,由于外部混凝土强度低,此类装配式连接节点表现出明显的柱壁破坏。提出采用UHPC包覆钢管混凝土叠合柱代替普通钢管混凝土叠合柱以避免采用单边螺栓连接节点时的柱壁失效,同时外部采用UHPC包覆可有效减少混凝土内的钢筋,便于单边螺栓的安装。基于ABAQUS有限元模型建立了UHPC包覆钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点的有限元模型,考虑了复杂材料本构以及节点域多接触的收敛问题,通过试验结果验证了模型的准确性,系统揭示了外部UHPC对内部钢管的约束作用,证明了此类节点可有效避免柱壁破坏。对典型的UHPC外包钢管混凝土叠合柱-钢梁装配式节点进行了参数分析。随后基于组件法,建立了节点弯矩承载力的设计方法,通过与有限元结果对比揭示了设计方法的准确性。研究结果表明,采用UHPC包覆钢管混凝土叠合柱-钢梁连接节点适合采用单边螺栓连接,并为此列连接节点提供了合理的设计方法。
2024, 54(11): 152-162.
doi: 10.3724/j.gyjzG23100902
摘要:
探索基于"触媒"理论的工业遗产保护更新的设计改造路径,激活老工业城市工业废弃地的空间设计策略。分析工业遗产现状,确立触媒理论介入工业遗产更新设计方法中的积极性与可行性。以包头糖厂为例,进行"触媒"元素价值评估并筛选要素,激活功能空间和文化要素的设计,探索"触媒式"工业遗产空间活化。以触媒前期准备、触媒要素筛选与激活、引导触媒反应,三段式为设计策略,通过空间组织、环境系统设计、事件活动等设计策略,对工业遗产的存量空间进行有机更新,使工业文化得到可持续发展,为老工业城市工业片区的活化提供新的思路和研究方法。
探索基于"触媒"理论的工业遗产保护更新的设计改造路径,激活老工业城市工业废弃地的空间设计策略。分析工业遗产现状,确立触媒理论介入工业遗产更新设计方法中的积极性与可行性。以包头糖厂为例,进行"触媒"元素价值评估并筛选要素,激活功能空间和文化要素的设计,探索"触媒式"工业遗产空间活化。以触媒前期准备、触媒要素筛选与激活、引导触媒反应,三段式为设计策略,通过空间组织、环境系统设计、事件活动等设计策略,对工业遗产的存量空间进行有机更新,使工业文化得到可持续发展,为老工业城市工业片区的活化提供新的思路和研究方法。
2024, 54(11): 163-171.
doi: 10.3724/j.gyjzG22030602
摘要:
空间结构直接影响传统村落格局和空间要素分布,其特征分析与优化发展是传统村落发展与振兴的有力支撑。以汕头市程洋冈村为例,运用空间句法和社会网络理论,构建变量参数,分析了该村核心街区现状、演变规律、商业潜力区与整体空间智能度。研究发现:1)核心街区与商业潜力区聚集于村落中东部且二者区域基本重叠,说明核心街区与商业潜力区呈正相关关系。2)近年来,核心街区从老厝区转移到新旧结合区与新村区,呈现多核心空间结构。3)目前村落智能度偏低,需要加强空间结构等级划分。最后,根据分析结果提出相应优化策略,以期为程洋冈村未来规划建设提供基础依据。
空间结构直接影响传统村落格局和空间要素分布,其特征分析与优化发展是传统村落发展与振兴的有力支撑。以汕头市程洋冈村为例,运用空间句法和社会网络理论,构建变量参数,分析了该村核心街区现状、演变规律、商业潜力区与整体空间智能度。研究发现:1)核心街区与商业潜力区聚集于村落中东部且二者区域基本重叠,说明核心街区与商业潜力区呈正相关关系。2)近年来,核心街区从老厝区转移到新旧结合区与新村区,呈现多核心空间结构。3)目前村落智能度偏低,需要加强空间结构等级划分。最后,根据分析结果提出相应优化策略,以期为程洋冈村未来规划建设提供基础依据。
2024, 54(11): 172-180.
doi: 10.3724/j.gyjzG23111106
摘要:
古典园林作为一种传递信息的介质语言,能够实现人与人之间的信息交流。以语言学概念为理论基础,将莫里斯语言符号学理论应用到古典园林转译体系中,将古典园林设计语言分为"语用" "语义" "语构"三部分,以语言的角度分析中国古典园林转译手法在现代公共展示区中的运用,从空间布局、园林意象、造园情感等方面出发,对空间转译手法、形象转译手法、形式转译手法以及情感转译手法的嵌入路径进行详细分析,明确设计流程,建立了完整的古典园林设计语言转译体系。在此基础上,结合实际案例进行转译体系的实证研究,获得了较高质量的设计结果,为现代公共展示区的景观设计提供参考。
古典园林作为一种传递信息的介质语言,能够实现人与人之间的信息交流。以语言学概念为理论基础,将莫里斯语言符号学理论应用到古典园林转译体系中,将古典园林设计语言分为"语用" "语义" "语构"三部分,以语言的角度分析中国古典园林转译手法在现代公共展示区中的运用,从空间布局、园林意象、造园情感等方面出发,对空间转译手法、形象转译手法、形式转译手法以及情感转译手法的嵌入路径进行详细分析,明确设计流程,建立了完整的古典园林设计语言转译体系。在此基础上,结合实际案例进行转译体系的实证研究,获得了较高质量的设计结果,为现代公共展示区的景观设计提供参考。
2024, 54(11): 181-188.
doi: 10.3724/j.gyjzG24063001
摘要:
为了应对组合空腹夹层板材料交界面处的复杂应力状态,提高结构组合作用性能,提出一种附加钢管的PBL剪力键,并对其开展了试验分析与有限元模拟研究。分别对附加钢管的PBL剪力键试件与传统PBL剪力键试件进行推出试验,通过分析两组试件的破坏现象、荷载-滑移曲线和抗剪刚度等指标,验证了附加钢管对PBL剪力键的抗剪性能具有显著的提高作用。通过有限元参数扩展分析进一步揭示了该类PBL剪力键各构件应力分布状态以及附加钢管参数对该新型PBL剪力键抗剪刚度的影响,发现附加钢管的存在避免了内部构件过早出现应力集中现象,保护了内部构件。研究表明:钢管直径、钢管壁厚以及钢管长度等钢管参数对该类剪力键的承载性能均具有不同程度的影响,其中钢管直径的影响最为显著。
为了应对组合空腹夹层板材料交界面处的复杂应力状态,提高结构组合作用性能,提出一种附加钢管的PBL剪力键,并对其开展了试验分析与有限元模拟研究。分别对附加钢管的PBL剪力键试件与传统PBL剪力键试件进行推出试验,通过分析两组试件的破坏现象、荷载-滑移曲线和抗剪刚度等指标,验证了附加钢管对PBL剪力键的抗剪性能具有显著的提高作用。通过有限元参数扩展分析进一步揭示了该类PBL剪力键各构件应力分布状态以及附加钢管参数对该新型PBL剪力键抗剪刚度的影响,发现附加钢管的存在避免了内部构件过早出现应力集中现象,保护了内部构件。研究表明:钢管直径、钢管壁厚以及钢管长度等钢管参数对该类剪力键的承载性能均具有不同程度的影响,其中钢管直径的影响最为显著。
2024, 54(11): 189-195.
doi: 10.3724/j.gyjzG24073005
摘要:
厚板转换层允许盖体上下采用非共轴线的设计, 具有充分发挥盖上建筑空间的优势,在工程中得到了广泛关注。但该结构体系应用时间短,缺乏针对非共轴线结构的抗震性能分析。因此以某地铁车辆段带厚板转换层的住宅楼为研究对象,该项目采用非共轴线的设计而导致厚板转换层传力机制复杂。设计实施了1/40比例尺的模拟地震振动台试验,研究了该结构在7度多遇至8度罕遇地震的动力特性及其响应情况。同时为进一步验证试验的准确性,对该原型结构进行了数值模拟分析。结果表明:加载至7度罕遇地震后,结构各项动力指标均在安全限值以内,整体抗震性能良好;加载至8度罕遇地震时,模型1阶自振频率衰减了27.93%,此时结构出现部分损伤,主要分布在上部塔楼,而厚板转换层作为关键构件整体无损坏,这符合全框支厚板转换结构预期的"强厚板转换层弱塔楼"的屈服破坏机制。
厚板转换层允许盖体上下采用非共轴线的设计, 具有充分发挥盖上建筑空间的优势,在工程中得到了广泛关注。但该结构体系应用时间短,缺乏针对非共轴线结构的抗震性能分析。因此以某地铁车辆段带厚板转换层的住宅楼为研究对象,该项目采用非共轴线的设计而导致厚板转换层传力机制复杂。设计实施了1/40比例尺的模拟地震振动台试验,研究了该结构在7度多遇至8度罕遇地震的动力特性及其响应情况。同时为进一步验证试验的准确性,对该原型结构进行了数值模拟分析。结果表明:加载至7度罕遇地震后,结构各项动力指标均在安全限值以内,整体抗震性能良好;加载至8度罕遇地震时,模型1阶自振频率衰减了27.93%,此时结构出现部分损伤,主要分布在上部塔楼,而厚板转换层作为关键构件整体无损坏,这符合全框支厚板转换结构预期的"强厚板转换层弱塔楼"的屈服破坏机制。
2024, 54(11): 196-202.
doi: 10.3724/j.gyjzG23021314
摘要:
三心圆柱面网壳封闭货棚是一种典型的风敏感结构,风荷载是结构设计时的控制荷载之一。以某综合码头工程中的三座三心圆柱面网壳封闭货棚为背景,对影响封闭货棚风荷载的多种因素进行风洞试验和计算分析。研究了货棚顶部通风屋脊、门窗开合情况、三座货棚相互干扰、风速风向折减等情况对封闭货棚风荷载的影响,比较了根据风洞试验结果、荷载规范和相关文献中的风荷载设计的封闭货棚的计算结果。研究发现:顶部通风屋脊、门窗开合情况、三座货棚相互干扰、风速风向折减等情况均对风洞试验结果有较大影响,根据荷载规范和相关文献风荷载对封闭货棚进行结构设计存在安全隐患,此类大跨度封闭货棚在施工图设计前应进行风洞试验研究,且在进行风洞试验时应考虑和正确反映货棚实际存在的多种工况。
三心圆柱面网壳封闭货棚是一种典型的风敏感结构,风荷载是结构设计时的控制荷载之一。以某综合码头工程中的三座三心圆柱面网壳封闭货棚为背景,对影响封闭货棚风荷载的多种因素进行风洞试验和计算分析。研究了货棚顶部通风屋脊、门窗开合情况、三座货棚相互干扰、风速风向折减等情况对封闭货棚风荷载的影响,比较了根据风洞试验结果、荷载规范和相关文献中的风荷载设计的封闭货棚的计算结果。研究发现:顶部通风屋脊、门窗开合情况、三座货棚相互干扰、风速风向折减等情况均对风洞试验结果有较大影响,根据荷载规范和相关文献风荷载对封闭货棚进行结构设计存在安全隐患,此类大跨度封闭货棚在施工图设计前应进行风洞试验研究,且在进行风洞试验时应考虑和正确反映货棚实际存在的多种工况。
2024, 54(11): 203-210.
doi: 10.3724/j.gyjzG24061103
摘要:
目前国内外关于承插型盘扣式脚手架的研究主要集中在竖向荷载作用下,针对侧向荷载作用下承插型盘扣式脚手架力学性能的研究较少。通过试验研究和有限元模拟相结合的方法,对侧向荷载作用下承插型盘扣式脚手架的力学性能和破坏模式进行了深入分析,研究了承插型盘扣式脚手架在侧向荷载作用下的杆件受力特征。结果表明:立杆、斜撑杆在限制架体下部以及中部侧移时发挥了重要作用,受力方向的斜杆提高了架体抗变形能力及稳定性;连墙杆的布置可有效约束架体上部侧移,但是由于扣件强度限制,伴随荷载增大,会出现扣件滑移、断裂等现象。
目前国内外关于承插型盘扣式脚手架的研究主要集中在竖向荷载作用下,针对侧向荷载作用下承插型盘扣式脚手架力学性能的研究较少。通过试验研究和有限元模拟相结合的方法,对侧向荷载作用下承插型盘扣式脚手架的力学性能和破坏模式进行了深入分析,研究了承插型盘扣式脚手架在侧向荷载作用下的杆件受力特征。结果表明:立杆、斜撑杆在限制架体下部以及中部侧移时发挥了重要作用,受力方向的斜杆提高了架体抗变形能力及稳定性;连墙杆的布置可有效约束架体上部侧移,但是由于扣件强度限制,伴随荷载增大,会出现扣件滑移、断裂等现象。
2024, 54(11): 211-219.
doi: 10.3724/j.gyjzG23071011
摘要:
为研究玻璃纤维增强复材(GFRP)纤维丝缠绕角度与轴压比对GFRP管约束超高性能混凝土(UHPC)组合柱抗震性能的影响,设计了6个GFRP管约束UHPC组合柱和1个UHPC对比柱,并开展了试件在水平低周往复荷载和轴力共同工作下的拟静力试验,分析了试件的骨架曲线特征。为进一步探究径厚比、长细比、约束管环向弹性模量、混凝土抗拉强度对该组合柱抗震性能的影响,建立了一种组合柱有限元分析模型,分析了不同设计下结构的耗能能力。结果表明:GFRP管对提高UHPC柱的抗震性能效果显著,组合柱的破坏形态、峰值荷载和峰值位移均得到提高;有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了分析模型的有效性;通过拓展分析发现,随着径厚比的减小与环向弹性模量的增大,试件的承载力增强,耗能能力变差;随着长细比的减小,试件的承载力增大,极限位移变小,耗能能力变差;混凝土抗拉强度对试件抗震性能有影响,但影响较小。通过回归分析,提出了一种适用于GFRP管约束UHPC组合柱的抗剪承载力计算式。
为研究玻璃纤维增强复材(GFRP)纤维丝缠绕角度与轴压比对GFRP管约束超高性能混凝土(UHPC)组合柱抗震性能的影响,设计了6个GFRP管约束UHPC组合柱和1个UHPC对比柱,并开展了试件在水平低周往复荷载和轴力共同工作下的拟静力试验,分析了试件的骨架曲线特征。为进一步探究径厚比、长细比、约束管环向弹性模量、混凝土抗拉强度对该组合柱抗震性能的影响,建立了一种组合柱有限元分析模型,分析了不同设计下结构的耗能能力。结果表明:GFRP管对提高UHPC柱的抗震性能效果显著,组合柱的破坏形态、峰值荷载和峰值位移均得到提高;有限元分析结果与试验结果吻合良好,验证了分析模型的有效性;通过拓展分析发现,随着径厚比的减小与环向弹性模量的增大,试件的承载力增强,耗能能力变差;随着长细比的减小,试件的承载力增大,极限位移变小,耗能能力变差;混凝土抗拉强度对试件抗震性能有影响,但影响较小。通过回归分析,提出了一种适用于GFRP管约束UHPC组合柱的抗剪承载力计算式。
2024, 54(11): 220-225.
doi: 10.3724/j.gyjzG24050708
摘要:
大型复杂钢结构成型态(形态与力态)一直是施工重点关注的问题。复杂结构施工成型态通常与设计态存在偏差,为了保证形态和力态满足设计和安全要求,需要对结构施工过程形态与力态进行分析与控制。基于深圳自贸中心项目长悬挑桁架,考虑了结构分步施工加载、楼板混凝土浇筑的液态荷载渐变硬化等因素的影响,重点研究了变形预调值的计算与收敛性,分析了经过变形预调后结构位移和应力状态,评估了施工过程的安全性并提出合理的施工建议。结果表明:不同楼层混凝土浇筑刚度形成过程对变形预调值计算与应力变化的影响不可忽略;悬挑桁架结构预调值正装迭代计算收敛性明显,一次迭代可满足计算精度要求;混凝土楼板端部若与主体结构直接浇筑在一起,其边界约束较强,会在后续加载过程中造成其应力超限,可通过设置后浇带释放应力。
大型复杂钢结构成型态(形态与力态)一直是施工重点关注的问题。复杂结构施工成型态通常与设计态存在偏差,为了保证形态和力态满足设计和安全要求,需要对结构施工过程形态与力态进行分析与控制。基于深圳自贸中心项目长悬挑桁架,考虑了结构分步施工加载、楼板混凝土浇筑的液态荷载渐变硬化等因素的影响,重点研究了变形预调值的计算与收敛性,分析了经过变形预调后结构位移和应力状态,评估了施工过程的安全性并提出合理的施工建议。结果表明:不同楼层混凝土浇筑刚度形成过程对变形预调值计算与应力变化的影响不可忽略;悬挑桁架结构预调值正装迭代计算收敛性明显,一次迭代可满足计算精度要求;混凝土楼板端部若与主体结构直接浇筑在一起,其边界约束较强,会在后续加载过程中造成其应力超限,可通过设置后浇带释放应力。
2024, 54(11): 226-233.
doi: 10.3724/j.gyjzG22122010
摘要:
为研究基坑旋挖钻进施工振动对周边建筑及环境的影响,以深圳地铁16号线5号综合井工程为依托,对基坑旋挖钻进施工过程中周边地表及建筑物的振动进行现场监测,通过对监测振动数据的时域、频域分析,得出:旋挖钻进引发的周边地表及建筑振动以竖向为主;楼板质点的竖向峰值振动速度及振动加速度级整体随楼层升高呈线性增长趋势;振动加速度三分之一倍频程谱中,竖向振动最大加速度随楼层升高呈增长趋势;由旋挖钻进引发的楼板水平向振动和竖向振动以低中频为主,主要集中在4~40 Hz;周边建筑内水平向和竖向振动最大加速度所对应的中心频率范围为8~25 Hz;除建筑物楼顶测点及周边地表测点处竖向振级最大值大于75 dB以外,其他测点处竖向振级最大值均低于75 dB。研究成果对于基坑旋挖钻进施工振动对周边建筑物及环境的影响分析具有一定的指导意义。
为研究基坑旋挖钻进施工振动对周边建筑及环境的影响,以深圳地铁16号线5号综合井工程为依托,对基坑旋挖钻进施工过程中周边地表及建筑物的振动进行现场监测,通过对监测振动数据的时域、频域分析,得出:旋挖钻进引发的周边地表及建筑振动以竖向为主;楼板质点的竖向峰值振动速度及振动加速度级整体随楼层升高呈线性增长趋势;振动加速度三分之一倍频程谱中,竖向振动最大加速度随楼层升高呈增长趋势;由旋挖钻进引发的楼板水平向振动和竖向振动以低中频为主,主要集中在4~40 Hz;周边建筑内水平向和竖向振动最大加速度所对应的中心频率范围为8~25 Hz;除建筑物楼顶测点及周边地表测点处竖向振级最大值大于75 dB以外,其他测点处竖向振级最大值均低于75 dB。研究成果对于基坑旋挖钻进施工振动对周边建筑物及环境的影响分析具有一定的指导意义。
2024, 54(11): 234-241.
doi: 10.3724/j.gyjzG23022307
摘要:
岩溶地质边坡治理是工程建设中不可避免的问题。以存在岩溶地质的深圳某边坡建设为例,从案例背景、诱发边坡失稳的潜在因素、工程实测数据、抢险及加固方案方面,介绍了对该大型边坡项目的调查和治理方案:1)边坡监测、预警和紧急治理措施;2)区域水文地质条件特性对边坡失稳的潜在影响;3)基于长期监测数据,对桩锚支护结构协同受力变形特性的分析;最后介绍了"袖阀管注浆+深层泄水孔排水+抗滑桩+支撑梁支撑加固施工"在边坡分段加固的组合应用。
岩溶地质边坡治理是工程建设中不可避免的问题。以存在岩溶地质的深圳某边坡建设为例,从案例背景、诱发边坡失稳的潜在因素、工程实测数据、抢险及加固方案方面,介绍了对该大型边坡项目的调查和治理方案:1)边坡监测、预警和紧急治理措施;2)区域水文地质条件特性对边坡失稳的潜在影响;3)基于长期监测数据,对桩锚支护结构协同受力变形特性的分析;最后介绍了"袖阀管注浆+深层泄水孔排水+抗滑桩+支撑梁支撑加固施工"在边坡分段加固的组合应用。
