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2024年 第54卷 第7期
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2024, 54(7): 1-12.
doi: 10.3724/j.gyjzG23071702
摘要:
对开孔钢板加劲中空夹层圆钢管混凝土柱的轴压性能进行了研究。采用ABAQUS软件建立有限元模型,在验证模型可靠性的基础上,对构件进行荷载-位移曲线分析、应力分布与破坏模式分析和参数分析,进而提出开孔钢板加劲中空夹层圆钢管混凝土柱轴压承载力的设计方法。研究结果表明:开孔钢板可以增强钢管和混凝土的共同受力和约束效应。构件各参数推荐取值:钢材牌号Q355、混凝土强度等级C60、开孔直径35 mm、开孔间距15 mm、加劲钢板厚度5 mm、加劲钢板个数4个,此时,与中空夹层钢管混凝土柱比较,承载力可提高9.6%,与不开孔钢板加劲中空夹层钢管混凝土柱的承载力比较,承载力只降低1.9%,因此开孔可以节省钢材,且保证一定的承载力。通过将规范中的计算公式,增加加劲钢板承载力贡献项,同时考虑开孔直径对承载力的影响和钢板对混凝土强度提高的作用,提出的轴压承载力设计方法可以较为安全地预测其轴压承载力。
对开孔钢板加劲中空夹层圆钢管混凝土柱的轴压性能进行了研究。采用ABAQUS软件建立有限元模型,在验证模型可靠性的基础上,对构件进行荷载-位移曲线分析、应力分布与破坏模式分析和参数分析,进而提出开孔钢板加劲中空夹层圆钢管混凝土柱轴压承载力的设计方法。研究结果表明:开孔钢板可以增强钢管和混凝土的共同受力和约束效应。构件各参数推荐取值:钢材牌号Q355、混凝土强度等级C60、开孔直径35 mm、开孔间距15 mm、加劲钢板厚度5 mm、加劲钢板个数4个,此时,与中空夹层钢管混凝土柱比较,承载力可提高9.6%,与不开孔钢板加劲中空夹层钢管混凝土柱的承载力比较,承载力只降低1.9%,因此开孔可以节省钢材,且保证一定的承载力。通过将规范中的计算公式,增加加劲钢板承载力贡献项,同时考虑开孔直径对承载力的影响和钢板对混凝土强度提高的作用,提出的轴压承载力设计方法可以较为安全地预测其轴压承载力。
2024, 54(7): 13-22.
doi: 10.3724/j.gyjzG22102805
摘要:
提出了通过内衬管和螺纹连接方式用以接长钢管的圆套圆中空夹层钢管混凝土。以螺纹的长度、深度和位置为基本参数设计了12个内衬管螺纹连接圆套圆中空夹层钢管混凝土短柱,并开展了轴压试验。将此类试件与普通试件和焊接试件进行对比,分析了试件的轴压力-纵向压缩量曲线、轴压力-钢管应变曲线和破坏模态等,研究了不同参数对试件轴压承载力和刚度的影响。结果表明,在研究的参数范围内,试件的轴压力-纵向压缩量曲线可以划分为弹性阶段、弹塑性阶段、屈服-强化阶段和下降段。内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度不逊于普通试件和焊接试件。随着螺纹长度的增加,试件承载力和刚度略有提升;端截面内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度优于中截面内衬管螺纹连接试件的。建议了内衬管螺纹连接圆套圆中空夹层钢管混凝土轴压承载力计算方法。
提出了通过内衬管和螺纹连接方式用以接长钢管的圆套圆中空夹层钢管混凝土。以螺纹的长度、深度和位置为基本参数设计了12个内衬管螺纹连接圆套圆中空夹层钢管混凝土短柱,并开展了轴压试验。将此类试件与普通试件和焊接试件进行对比,分析了试件的轴压力-纵向压缩量曲线、轴压力-钢管应变曲线和破坏模态等,研究了不同参数对试件轴压承载力和刚度的影响。结果表明,在研究的参数范围内,试件的轴压力-纵向压缩量曲线可以划分为弹性阶段、弹塑性阶段、屈服-强化阶段和下降段。内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度不逊于普通试件和焊接试件。随着螺纹长度的增加,试件承载力和刚度略有提升;端截面内衬管螺纹连接试件的承载力和刚度优于中截面内衬管螺纹连接试件的。建议了内衬管螺纹连接圆套圆中空夹层钢管混凝土轴压承载力计算方法。
2024, 54(7): 23-38.
doi: 10.3724/j.gyjzG23072403
摘要:
提出了一种法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点。该节点在保证节点强度和刚度的同时,可有效降低施工风险。对足尺节点试件进行纯弯试验研究,分析了其破坏形态、抗弯承载力以及中和轴位置。采用有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟分析。结合试验和数值模拟结果,分析了法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点应力发展过程和螺栓受力情况。对法兰板厚度、贯穿加劲肋数量、加劲肋高度以及螺栓规格对节点受弯性能的影响规律进行了参数分析,建议了各参数的取值范围。最后,结合法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点受弯力学特征,提出法兰节点的设计方法。
提出了一种法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点。该节点在保证节点强度和刚度的同时,可有效降低施工风险。对足尺节点试件进行纯弯试验研究,分析了其破坏形态、抗弯承载力以及中和轴位置。采用有限元软件ABAQUS对试件进行数值模拟分析。结合试验和数值模拟结果,分析了法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点应力发展过程和螺栓受力情况。对法兰板厚度、贯穿加劲肋数量、加劲肋高度以及螺栓规格对节点受弯性能的影响规律进行了参数分析,建议了各参数的取值范围。最后,结合法兰加劲肋贯穿的中空夹层钢管混凝土连接节点受弯力学特征,提出法兰节点的设计方法。
2024, 54(7): 39-49.
doi: 10.3724/j.gyjzG23042902
摘要:
目前PEC柱在实际工程中的应用越来越广泛,亚型钢PEC柱相比H型钢PEC柱承载力提高的同时结合了钢管混凝土柱的优点。为了研究亚型钢PEC柱的抗震性能,通过ABAQUS软件以剪跨比、轴压比、水平往复荷载加载方向、亚型钢腹板及翼缘厚度为参数对42个试件进行了低周反复荷载作用下的数值模拟。模拟结果表明:亚型钢PEC柱滞回性能良好,强轴和剪跨比为1.875及以上的弱轴方向加载的柱的最终破坏形态为柱底两侧开口处混凝土被压碎、亚型钢屈曲的弯曲破坏,但强轴柱底中间未开口处混凝土也严重损伤,弱轴柱没有明显损伤;剪跨比在1.875以下的弱轴柱开口处混凝土压溃、未开口处混凝土产生交叉裂缝,柱顶混凝土也有部分损伤,型钢未屈曲,为剪切破坏。通过参数的影响分析,剪跨比、翼缘和腹板厚度的增加能提高试件的延性、耗能能力以及降低刚度退化的速率,但峰值荷载随着剪跨比的增加而降低;强轴柱的峰值荷载随轴压比增大而减小,而弱轴柱的峰值荷载在轴压比小于0.3时随轴压比的增大而增大。最后提出了在一定条件下适用的亚型钢PEC柱抗震承载力计算式并根据影响参数进行修正,验证了修正后算式的可靠性,为亚型钢PEC柱在工程中的应用提供了参考。
目前PEC柱在实际工程中的应用越来越广泛,亚型钢PEC柱相比H型钢PEC柱承载力提高的同时结合了钢管混凝土柱的优点。为了研究亚型钢PEC柱的抗震性能,通过ABAQUS软件以剪跨比、轴压比、水平往复荷载加载方向、亚型钢腹板及翼缘厚度为参数对42个试件进行了低周反复荷载作用下的数值模拟。模拟结果表明:亚型钢PEC柱滞回性能良好,强轴和剪跨比为1.875及以上的弱轴方向加载的柱的最终破坏形态为柱底两侧开口处混凝土被压碎、亚型钢屈曲的弯曲破坏,但强轴柱底中间未开口处混凝土也严重损伤,弱轴柱没有明显损伤;剪跨比在1.875以下的弱轴柱开口处混凝土压溃、未开口处混凝土产生交叉裂缝,柱顶混凝土也有部分损伤,型钢未屈曲,为剪切破坏。通过参数的影响分析,剪跨比、翼缘和腹板厚度的增加能提高试件的延性、耗能能力以及降低刚度退化的速率,但峰值荷载随着剪跨比的增加而降低;强轴柱的峰值荷载随轴压比增大而减小,而弱轴柱的峰值荷载在轴压比小于0.3时随轴压比的增大而增大。最后提出了在一定条件下适用的亚型钢PEC柱抗震承载力计算式并根据影响参数进行修正,验证了修正后算式的可靠性,为亚型钢PEC柱在工程中的应用提供了参考。
2024, 54(7): 50-61.
doi: 10.13204/j.gyjzG22101204
摘要:
开展了10根圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱和4根圆钢管约束钢筋钢渣混凝土柱的低周反复加载试验,分析了轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率对试件破坏形态和滞回性能的影响。结果表明,所有试件均发生弯曲破坏,破坏范围集中于预留缝区域。随着轴压比和径厚比减小,或剪跨比和钢渣混凝土膨胀率增大,试件的荷载-位移滞回曲线饱满度提高。试件承载力随着轴压比、径厚比和核心钢渣混凝土膨胀率增大而增大,而侧向变形能力随着轴压比和径厚比增大有所降低。随后,在试验研究基础上,考虑轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率的影响,提出试件荷载-位移骨架曲线特征点简化计算公式。并基于退化三线型恢复力模型,提出试件滞回规则,建立其荷载-位移恢复力模型,恢复力模型计算结果与试验值吻合良好。
开展了10根圆钢管约束钢筋自应力钢渣混凝土柱和4根圆钢管约束钢筋钢渣混凝土柱的低周反复加载试验,分析了轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率对试件破坏形态和滞回性能的影响。结果表明,所有试件均发生弯曲破坏,破坏范围集中于预留缝区域。随着轴压比和径厚比减小,或剪跨比和钢渣混凝土膨胀率增大,试件的荷载-位移滞回曲线饱满度提高。试件承载力随着轴压比、径厚比和核心钢渣混凝土膨胀率增大而增大,而侧向变形能力随着轴压比和径厚比增大有所降低。随后,在试验研究基础上,考虑轴压比、剪跨比、径厚比和钢渣混凝土膨胀率的影响,提出试件荷载-位移骨架曲线特征点简化计算公式。并基于退化三线型恢复力模型,提出试件滞回规则,建立其荷载-位移恢复力模型,恢复力模型计算结果与试验值吻合良好。
2024, 54(7): 62-68.
doi: 10.3724/j.gyjzG23010801
摘要:
竹缠绕复合管是由我国独立研发的一种新型环保材料,为研究其约束薄壁圆钢管组合结构的轴压性能,对组合试件进行轴压试验,研究组合试件的破坏形式、承载能力;分析了荷载与位移、应变的变化趋势;并提出组合试件轴压极限承载力理论计算公式。最后运用ABAQUS有限元软件对组合试件进行参数化分析,分析了竹缠绕复合管厚度等参数对轴压性能的影响。试验结果表明:组合试件的破坏形式为试件中部侧向弯曲破坏;相比纯竹缠绕复合管和钢管,组合试件的极限承载力分别提高了6.5倍和1.5倍;试验结果与有限元模拟结果吻合较好,理论计算承载力算式与试验结果误差为 5.9%。
竹缠绕复合管是由我国独立研发的一种新型环保材料,为研究其约束薄壁圆钢管组合结构的轴压性能,对组合试件进行轴压试验,研究组合试件的破坏形式、承载能力;分析了荷载与位移、应变的变化趋势;并提出组合试件轴压极限承载力理论计算公式。最后运用ABAQUS有限元软件对组合试件进行参数化分析,分析了竹缠绕复合管厚度等参数对轴压性能的影响。试验结果表明:组合试件的破坏形式为试件中部侧向弯曲破坏;相比纯竹缠绕复合管和钢管,组合试件的极限承载力分别提高了6.5倍和1.5倍;试验结果与有限元模拟结果吻合较好,理论计算承载力算式与试验结果误差为 5.9%。
2024, 54(7): 69-77.
doi: 10.3724/j.gyjzG23112009
摘要:
钢-竹组合双室箱形梁是由冷弯薄壁型钢与重组竹通过结构胶黏结而成的一种组合梁,两者材料共同受力、协调变形,具有优异的受弯性能。在试验研究基础上,通过ABAQUS软件进行三维建模与有限元分析,并以内聚力模型模拟材料接触面的相互作用,将模拟结果与试验结果进行对比以验证模型可靠性,并对组合梁受弯性能进行参数分析。结果表明,有限元模拟结果与试验结果失效特征相似,跨中最大挠度变化规律相近,容许挠度与试验极限荷载下挠度平均误差小于5%;增加组合梁翼缘厚度、翼缘宽度、腹板高度以及型钢厚度可以有效提升抗弯刚度及受弯承载能力;此外,在一定范围内增加腹板高度,组合梁材料利用效率更高,即每增加1 kg使用量,容许荷载和极限荷载将分别提升6.20 kN和9.34 kN。
钢-竹组合双室箱形梁是由冷弯薄壁型钢与重组竹通过结构胶黏结而成的一种组合梁,两者材料共同受力、协调变形,具有优异的受弯性能。在试验研究基础上,通过ABAQUS软件进行三维建模与有限元分析,并以内聚力模型模拟材料接触面的相互作用,将模拟结果与试验结果进行对比以验证模型可靠性,并对组合梁受弯性能进行参数分析。结果表明,有限元模拟结果与试验结果失效特征相似,跨中最大挠度变化规律相近,容许挠度与试验极限荷载下挠度平均误差小于5%;增加组合梁翼缘厚度、翼缘宽度、腹板高度以及型钢厚度可以有效提升抗弯刚度及受弯承载能力;此外,在一定范围内增加腹板高度,组合梁材料利用效率更高,即每增加1 kg使用量,容许荷载和极限荷载将分别提升6.20 kN和9.34 kN。
2024, 54(7): 78-84.
doi: 10.3724/j.gyjzG23031806
摘要:
为研究型钢连接装配式混凝土(PC)梁柱节点的抗震性能,采用通用有限元分析软件对型钢连接PC梁柱节点的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标进行了分析。通过对比分析以及改变节点参数,探讨了柱顶轴压比、钢材强度等参数对节点抗震性能的影响。采用叠加法和曲线拟合法,提出了型钢连接PC梁柱节点总耗能简化计算式,并与多篇文献研究结果进行了对比,验证了算式的可靠性。研究结果表明:型钢连接PC梁柱节点抗震性能好,节点的混凝土强度、钢材强度、型钢厚度和梁柱截面高度均对节点抗震性能影响明显,节点总耗能的简化计算式具有较高的计算精度,可用于型钢连接PC梁柱节点及现浇钢筋混凝土节点的总耗能计算分析。
为研究型钢连接装配式混凝土(PC)梁柱节点的抗震性能,采用通用有限元分析软件对型钢连接PC梁柱节点的滞回曲线和骨架曲线等抗震性能指标进行了分析。通过对比分析以及改变节点参数,探讨了柱顶轴压比、钢材强度等参数对节点抗震性能的影响。采用叠加法和曲线拟合法,提出了型钢连接PC梁柱节点总耗能简化计算式,并与多篇文献研究结果进行了对比,验证了算式的可靠性。研究结果表明:型钢连接PC梁柱节点抗震性能好,节点的混凝土强度、钢材强度、型钢厚度和梁柱截面高度均对节点抗震性能影响明显,节点总耗能的简化计算式具有较高的计算精度,可用于型钢连接PC梁柱节点及现浇钢筋混凝土节点的总耗能计算分析。
2024, 54(7): 85-94.
doi: 10.13204/j.gyjzG23022602
摘要:
为研究装配式交错桁架结构体系中钢梁与组合楼板的可靠连接,提出了一种空心组合楼板与钢梁形成组合扁梁的节点连接形式。对4组8个采用高强螺栓、T形连接件及贯穿钢筋连接的钢-混凝土组合试件进行了推出试验,试验主要分析了贯穿钢筋直径及有无T形连接件对连接节点的破坏模式、荷载-滑移特征和受剪承载力的影响。利用ABAQUS有限元软件对推出试件建立精确的非线性有限元模型来分析内部剪力的传递机制,并对数值分析结果与试验结果进行了对比。研究结果表明:新的节点破坏模式为高强螺栓栓杆在T形连接件与钢梁界面处被剪断,发生脆性破坏;在构件中配置T形连接件后其承载力增加2倍,配置T形连接件可以显著提高构件承载力;增大贯穿钢筋直径可以提高构件抗剪承载能力和抗剪刚度,建议选用直径为20 mm的贯穿钢筋。
为研究装配式交错桁架结构体系中钢梁与组合楼板的可靠连接,提出了一种空心组合楼板与钢梁形成组合扁梁的节点连接形式。对4组8个采用高强螺栓、T形连接件及贯穿钢筋连接的钢-混凝土组合试件进行了推出试验,试验主要分析了贯穿钢筋直径及有无T形连接件对连接节点的破坏模式、荷载-滑移特征和受剪承载力的影响。利用ABAQUS有限元软件对推出试件建立精确的非线性有限元模型来分析内部剪力的传递机制,并对数值分析结果与试验结果进行了对比。研究结果表明:新的节点破坏模式为高强螺栓栓杆在T形连接件与钢梁界面处被剪断,发生脆性破坏;在构件中配置T形连接件后其承载力增加2倍,配置T形连接件可以显著提高构件承载力;增大贯穿钢筋直径可以提高构件抗剪承载能力和抗剪刚度,建议选用直径为20 mm的贯穿钢筋。
2024, 54(7): 95-104.
doi: 10.3724/j.gyjzG22101505
摘要:
对比东京谷中地区和北京五道营街区社区改造过程中的政策沿革、地块肌理和空间利用状况,归纳总结案例中的异同,为国内相似项目提供启示和借鉴。基于对现场测绘资料和文献挖掘整理,对两个历史街区的街区构成、核心街道业态、街道空间使用情况进行比较。在历史街区的社区营造过程中,地块肌理的延承是城市街区空间尺度保持的重要条件,住商混合的业态构成有助于形成新的社会网络并激发社区活力,居民自主更新的方式有利于街道空间的灵活使用。在现有政策形成的管理框架之下,历史街区的社区改造应重视参与主体对街区形态塑造的能动作用,并进行适当的规范和引导。
对比东京谷中地区和北京五道营街区社区改造过程中的政策沿革、地块肌理和空间利用状况,归纳总结案例中的异同,为国内相似项目提供启示和借鉴。基于对现场测绘资料和文献挖掘整理,对两个历史街区的街区构成、核心街道业态、街道空间使用情况进行比较。在历史街区的社区营造过程中,地块肌理的延承是城市街区空间尺度保持的重要条件,住商混合的业态构成有助于形成新的社会网络并激发社区活力,居民自主更新的方式有利于街道空间的灵活使用。在现有政策形成的管理框架之下,历史街区的社区改造应重视参与主体对街区形态塑造的能动作用,并进行适当的规范和引导。
2024, 54(7): 105-112.
doi: 10.3724/j.gyjzG23083025
摘要:
以重庆市万州区瀼渡电厂为例,在场景理论视域下研究水电类工业遗产的保护更新方式,从邻里、设施、人群、活力、文化场景五要素入手,探讨了水电类工业遗产场景化保护更新策略。在场景营造中积极整合厂区内部文物资源和可利用资源,将营造过程划分为载体优化、行为设计和价值引导三大步骤,吸引市民提升活力的同时实现瀼渡电厂的转型升级,旨在为水电类工业遗产的保护更新提供一定的借鉴。
以重庆市万州区瀼渡电厂为例,在场景理论视域下研究水电类工业遗产的保护更新方式,从邻里、设施、人群、活力、文化场景五要素入手,探讨了水电类工业遗产场景化保护更新策略。在场景营造中积极整合厂区内部文物资源和可利用资源,将营造过程划分为载体优化、行为设计和价值引导三大步骤,吸引市民提升活力的同时实现瀼渡电厂的转型升级,旨在为水电类工业遗产的保护更新提供一定的借鉴。
2024, 54(7): 113-119.
doi: 10.3724/j.gyjzG22010422
摘要:
山水空间为传统村落的形成和演进提供环境基础,是其可持续发展的重要场所,也是当下保护规划与空间发展需要考虑的重要层面之一。以河南信阳地区传统村落为研究对象,通过核密度、高程等分析,依山水关系划分为山谷盆地型、丘陵盆地型和丘陵平原型三类,后通过Google地图、实地踏勘和无人机等方法获取卫星影像,总结出不同地形地貌条件下传统村落的平面形态特征,根据村水距离界定空间范围和空间层级,并以图示的方式对基于"山、水、田、村"关系的空间格局进行表达,进而揭示各不同类型村落空间格局的形成机制。研究结果表明:丘陵平原型村落由于地形平坦常呈现出团状形态,池塘数量较多,形成田-塘-村-塘-田-河的空间格局;丘陵盆地型村落多位于浅山地区,依山而建,形态丰富多样,形成山-村-塘-田-河的空间格局;山谷盆地型村落受地形限制多发展为带状,形成山-村-塘-田-河-山的空间格局。
山水空间为传统村落的形成和演进提供环境基础,是其可持续发展的重要场所,也是当下保护规划与空间发展需要考虑的重要层面之一。以河南信阳地区传统村落为研究对象,通过核密度、高程等分析,依山水关系划分为山谷盆地型、丘陵盆地型和丘陵平原型三类,后通过Google地图、实地踏勘和无人机等方法获取卫星影像,总结出不同地形地貌条件下传统村落的平面形态特征,根据村水距离界定空间范围和空间层级,并以图示的方式对基于"山、水、田、村"关系的空间格局进行表达,进而揭示各不同类型村落空间格局的形成机制。研究结果表明:丘陵平原型村落由于地形平坦常呈现出团状形态,池塘数量较多,形成田-塘-村-塘-田-河的空间格局;丘陵盆地型村落多位于浅山地区,依山而建,形态丰富多样,形成山-村-塘-田-河的空间格局;山谷盆地型村落受地形限制多发展为带状,形成山-村-塘-田-河-山的空间格局。
2024, 54(7): 120-127.
doi: 10.3724/j.gyjzG23050607
摘要:
下击暴流是一种破坏力极强的极端天气,会对建筑物产生巨大破坏。为探究下击暴流对大跨结构屋盖的影响,利用计算流体力学(CFD)进行数值模拟,以济宁北站为原型探究风向角、径向距离以及云层移动速度对屋盖风压的影响。研究结果表明:济宁北站上屋盖在下击暴流的作用下整体处于负风压作用,且最大负风压位置出现在屋盖迎风区域。济宁北站的屋盖迎风面前缘风压变化梯度很大,最大风压出现在风向角为0°时的屋盖前缘,其最大负风压系数可以达到-2.5左右。济宁北站屋盖的最大负风压出现在径向距离为1.25Djet附近,其上屋盖的背风区受径向距离的影响较小。喷口的移动对屋盖迎风区前缘的负风压产生了增强效果。
下击暴流是一种破坏力极强的极端天气,会对建筑物产生巨大破坏。为探究下击暴流对大跨结构屋盖的影响,利用计算流体力学(CFD)进行数值模拟,以济宁北站为原型探究风向角、径向距离以及云层移动速度对屋盖风压的影响。研究结果表明:济宁北站上屋盖在下击暴流的作用下整体处于负风压作用,且最大负风压位置出现在屋盖迎风区域。济宁北站的屋盖迎风面前缘风压变化梯度很大,最大风压出现在风向角为0°时的屋盖前缘,其最大负风压系数可以达到-2.5左右。济宁北站屋盖的最大负风压出现在径向距离为1.25Djet附近,其上屋盖的背风区受径向距离的影响较小。喷口的移动对屋盖迎风区前缘的负风压产生了增强效果。
2024, 54(7): 128-137.
doi: 10.3724/j.gyjzG21091704
摘要:
Y形偏心支撑高强钢框架结构中耗能梁段竖向布置,与框架梁是独立的两个构件,截面设计更加灵活,且塑性变形对框架梁和楼板影响较小,易于震后修复。结构设计中耗能梁段设计为屈服点低于345 MPa的普通钢材,以保证整体结构具有较好的延性与耗能;框架梁、柱等非耗能构件设计为高强度钢材,如Q460或Q690,在保证非耗能构件的弹性受力状态基础上降低构件截面尺寸。耗能梁段长度和结构层数(结构高度)是影响该结构性能的主要因素,考虑两种因素的影响,通过性能化设计方法设计了8,12,16层三组Y形偏心支撑高强钢框架原型结构,每组耗能梁段长度包括700,900,1 100 mm,共计9个模型。通过Pushover分析和动力弹塑性分析,研究了耗能梁段长度和结构层数对结构的破坏模式、刚度、层间侧移角分布、耗能梁段转角变形等影响。研究结果表明:耗能梁段越长,结构的抗侧刚度越弱;所有结构的层间侧移角和耗能梁段转角变形具有类似的分布模式。
Y形偏心支撑高强钢框架结构中耗能梁段竖向布置,与框架梁是独立的两个构件,截面设计更加灵活,且塑性变形对框架梁和楼板影响较小,易于震后修复。结构设计中耗能梁段设计为屈服点低于345 MPa的普通钢材,以保证整体结构具有较好的延性与耗能;框架梁、柱等非耗能构件设计为高强度钢材,如Q460或Q690,在保证非耗能构件的弹性受力状态基础上降低构件截面尺寸。耗能梁段长度和结构层数(结构高度)是影响该结构性能的主要因素,考虑两种因素的影响,通过性能化设计方法设计了8,12,16层三组Y形偏心支撑高强钢框架原型结构,每组耗能梁段长度包括700,900,1 100 mm,共计9个模型。通过Pushover分析和动力弹塑性分析,研究了耗能梁段长度和结构层数对结构的破坏模式、刚度、层间侧移角分布、耗能梁段转角变形等影响。研究结果表明:耗能梁段越长,结构的抗侧刚度越弱;所有结构的层间侧移角和耗能梁段转角变形具有类似的分布模式。
2024, 54(7): 138-146.
doi: 10.3724/j.gyjzG21110115
摘要:
为研究弱角钢对装配式钢结构框架中全螺栓连接双角钢-抗剪腹板式梁柱节点抗震性能的影响以及此类节点的震后修复水平,设计了2个足尺节点试件和1个修复试件,通过在梁端施加低周往复荷载的拟静力试验及数值模拟分析,研究节点的变形过程及破坏形态,分析节点的滞回曲线、刚度退化曲线、延性及耗能等抗震性能指标。结果表明:节点试件破坏主要集中在角钢及加劲肋的位置;节点试件延性系数达到6~9,具有较高的延性水平;角钢厚度增加4 mm,试件初始刚度可提高73%,承载力也有所提高;修复后节点耗能能力可达到原有试件的80%。
为研究弱角钢对装配式钢结构框架中全螺栓连接双角钢-抗剪腹板式梁柱节点抗震性能的影响以及此类节点的震后修复水平,设计了2个足尺节点试件和1个修复试件,通过在梁端施加低周往复荷载的拟静力试验及数值模拟分析,研究节点的变形过程及破坏形态,分析节点的滞回曲线、刚度退化曲线、延性及耗能等抗震性能指标。结果表明:节点试件破坏主要集中在角钢及加劲肋的位置;节点试件延性系数达到6~9,具有较高的延性水平;角钢厚度增加4 mm,试件初始刚度可提高73%,承载力也有所提高;修复后节点耗能能力可达到原有试件的80%。
2024, 54(7): 147-152.
doi: 10.3724/j.gyjzG22081013
摘要:
螺栓球节点因具有受力明确、安装施工简易等优点,被广泛应用到空间网格结构中,起到连接杆件以及传递荷载的作用,但腐蚀是影响网格结构使用寿命的重要原因之一。利用周期喷雾循环模拟试验来研究氯盐侵蚀对螺栓球节点的抗拉承载性能、破坏模式以及锈蚀质量损失率的影响。得出:螺栓球节点试件的抗拉承载力随腐蚀时间的增加而逐渐降低。此外,随着腐蚀时间的增加,试件的锈蚀质量损失率逐渐增大,而且只要腐蚀时间相同,具有拧入缺陷试件的锈蚀质量损失率与无拧入缺陷试件的相差不大。最后,通过有限元分析建立了适用于模拟螺栓球节点抗拉承载性能的模型,有限元模拟结果与试验研究结果吻合良好。
螺栓球节点因具有受力明确、安装施工简易等优点,被广泛应用到空间网格结构中,起到连接杆件以及传递荷载的作用,但腐蚀是影响网格结构使用寿命的重要原因之一。利用周期喷雾循环模拟试验来研究氯盐侵蚀对螺栓球节点的抗拉承载性能、破坏模式以及锈蚀质量损失率的影响。得出:螺栓球节点试件的抗拉承载力随腐蚀时间的增加而逐渐降低。此外,随着腐蚀时间的增加,试件的锈蚀质量损失率逐渐增大,而且只要腐蚀时间相同,具有拧入缺陷试件的锈蚀质量损失率与无拧入缺陷试件的相差不大。最后,通过有限元分析建立了适用于模拟螺栓球节点抗拉承载性能的模型,有限元模拟结果与试验研究结果吻合良好。
2024, 54(7): 153-158.
doi: 10.3724/j.gyjzG21102208
摘要:
通过已有的高强螺栓连接T形件试验和有限元分析对比,验证了有限元模型的有效性。在此基础上,根据有限元和理论分析,简化得到T形件初始抗弯刚度力学模型,给出了在弹性阶段T形件的有效长度计算表达式,得到了T形件初始抗弯刚度计算公式。最后,选取了考虑T形件翼缘宽度、翼缘厚度、螺栓直径、螺栓等级和螺栓间距等因素变化的35组试件进行有限元参数化分析,将初始抗弯刚度理论计算结果与有限元计算结果进行比较,误差大部分在15%以内,验证了理论计算公式的有效性。
通过已有的高强螺栓连接T形件试验和有限元分析对比,验证了有限元模型的有效性。在此基础上,根据有限元和理论分析,简化得到T形件初始抗弯刚度力学模型,给出了在弹性阶段T形件的有效长度计算表达式,得到了T形件初始抗弯刚度计算公式。最后,选取了考虑T形件翼缘宽度、翼缘厚度、螺栓直径、螺栓等级和螺栓间距等因素变化的35组试件进行有限元参数化分析,将初始抗弯刚度理论计算结果与有限元计算结果进行比较,误差大部分在15%以内,验证了理论计算公式的有效性。
2024, 54(7): 159-165.
doi: 10.3724/j.gyjzG21120714
摘要:
为研究中空夹层玻璃板在单向冷弯作用下的力学响应,考虑冷弯半径、玻璃板厚度、中空层厚度和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层厚度的影响,对设计的12块中空夹层玻璃板进行了圆弧形单向冷弯试验,分析了试件两受拉面的应力分布情况和上下层玻璃板间相对滑移值的变化特点,并对比了不同设计因素对试验结果的影响。研究结果表明:中空夹层玻璃板在单向冷弯作用下产生的最大主拉应力位于外凸面的长边中点处,两个受拉面的最大主拉应力平均相差15.5%;层间相对滑移值随冷弯加载位移的增加呈近线性增大趋势;主拉应力和层间相对滑移值受冷弯半径的影响最大,冷弯半径减小40%,试件的最大主拉应力平均增大101.5%,层间相对滑移值平均增大54.0%;玻璃板厚度或中空层厚度的增大会使冷弯主拉应力和层间相对滑移值增大;PVB夹层厚度对试验结果影响最小。
为研究中空夹层玻璃板在单向冷弯作用下的力学响应,考虑冷弯半径、玻璃板厚度、中空层厚度和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层厚度的影响,对设计的12块中空夹层玻璃板进行了圆弧形单向冷弯试验,分析了试件两受拉面的应力分布情况和上下层玻璃板间相对滑移值的变化特点,并对比了不同设计因素对试验结果的影响。研究结果表明:中空夹层玻璃板在单向冷弯作用下产生的最大主拉应力位于外凸面的长边中点处,两个受拉面的最大主拉应力平均相差15.5%;层间相对滑移值随冷弯加载位移的增加呈近线性增大趋势;主拉应力和层间相对滑移值受冷弯半径的影响最大,冷弯半径减小40%,试件的最大主拉应力平均增大101.5%,层间相对滑移值平均增大54.0%;玻璃板厚度或中空层厚度的增大会使冷弯主拉应力和层间相对滑移值增大;PVB夹层厚度对试验结果影响最小。
2024, 54(7): 166-173.
doi: 10.3724/j.gyjzG23091308
摘要:
为研究配筋石膏梁的受力性能及配筋率和配筋形式的影响规律,对7根单筋石膏梁和5根双筋石膏梁进行了静力加载试验。试验结果表明:单筋试件B1~B5和双筋试件B8、B9均发生正截面受弯适筋破坏,单筋试件B6、B7发生超筋破坏;由于石膏实际强度较低导致截面受剪承载力偏低,试件B5、B6和B10发生受弯破坏的同时也发生了受剪破坏,B11、B12则发生受剪斜压破坏;发生正截面受弯适筋破坏的单筋试件,随着受拉钢筋配筋率的增加,试件的峰值承载力有所提高,位移延性系数逐渐减小;受拉纵筋相同时,配置受压纵筋可有效提高试件位移延性;配筋石膏梁基本符合平截面假定;各试件正常使用荷载下最大裂缝宽度和挠度均小于规范GB 50010—2010中规定的限值,配筋石膏梁可以满足正常使用极限状态要求。
为研究配筋石膏梁的受力性能及配筋率和配筋形式的影响规律,对7根单筋石膏梁和5根双筋石膏梁进行了静力加载试验。试验结果表明:单筋试件B1~B5和双筋试件B8、B9均发生正截面受弯适筋破坏,单筋试件B6、B7发生超筋破坏;由于石膏实际强度较低导致截面受剪承载力偏低,试件B5、B6和B10发生受弯破坏的同时也发生了受剪破坏,B11、B12则发生受剪斜压破坏;发生正截面受弯适筋破坏的单筋试件,随着受拉钢筋配筋率的增加,试件的峰值承载力有所提高,位移延性系数逐渐减小;受拉纵筋相同时,配置受压纵筋可有效提高试件位移延性;配筋石膏梁基本符合平截面假定;各试件正常使用荷载下最大裂缝宽度和挠度均小于规范GB 50010—2010中规定的限值,配筋石膏梁可以满足正常使用极限状态要求。
2024, 54(7): 174-180.
doi: 10.3724/j.gyjzG24011609
摘要:
对水平受荷钢筋混凝土桩,建立了可同时考虑桩身受弯开裂后刚度退化和土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)的弹性地基梁法,利用有限差分法实现求解。在不考虑土作用条件下,用上述方法分析某预应力高强度混凝土(PHC)管桩的简支梁抗弯试验成果,结果表明采用现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)的抗弯刚度退化模型模拟弹性地基梁上钢筋混凝土构件的非线性特性合理可行。对某软土地基中PHC桩的水平荷载试验进行分析,表明考虑桩身刚度退化的影响分析比仅考虑土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)计算得到的桩顶水平荷载-位移关系与试验结果更为接近,刚度退化对桩身水平位移影响较大。因此,该方法在钢筋混凝土桩基水平载荷试验的全过程分析、桩基水平位移控制等设计中有应用价值。
对水平受荷钢筋混凝土桩,建立了可同时考虑桩身受弯开裂后刚度退化和土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)的弹性地基梁法,利用有限差分法实现求解。在不考虑土作用条件下,用上述方法分析某预应力高强度混凝土(PHC)管桩的简支梁抗弯试验成果,结果表明采用现行GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)的抗弯刚度退化模型模拟弹性地基梁上钢筋混凝土构件的非线性特性合理可行。对某软土地基中PHC桩的水平荷载试验进行分析,表明考虑桩身刚度退化的影响分析比仅考虑土体水平抗力与位移非线性关系(p-y曲线)计算得到的桩顶水平荷载-位移关系与试验结果更为接近,刚度退化对桩身水平位移影响较大。因此,该方法在钢筋混凝土桩基水平载荷试验的全过程分析、桩基水平位移控制等设计中有应用价值。
2024, 54(7): 181-187.
doi: 10.3724/j.gyjzG22091705
摘要:
我国各行业技术标准对嵌岩桩抗压和抗拔极限承载力组成假设基本相同,采用极限侧阻力系数ξs和端阻力系ξb乘以岩石单轴抗压强度fucs计算嵌岩段桩极限侧阻力和端阻力的方法也相同。但各标准关于ξs和ξb确定的原则不同,取值大小也存在一定差异。基于已有试验成果分析了桩端嵌岩条件(桩径、嵌岩深度和嵌岩深径比)和岩石单轴抗压强度对嵌岩段桩极限侧阻力和侧阻力系数、极限端阻力和端阻力系数的影响规律。结果表明:桩径与嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数间无显著统计相关性。随嵌岩深度和嵌岩深径比增大,嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数总体呈下降趋势,且存在最佳嵌岩深度和嵌岩深径比使嵌岩段桩极限侧阻端阻力同时得到最大程度的发挥。嵌岩段桩极限侧阻和端阻力随岩石单轴抗压强度的增大而增大,但极限侧阻和端阻力系数则随岩石单轴抗压强度增大而减小。岩石强度是极限侧阻和端阻力系数最主要影响因素,且两者间具有较好统计相关性,并可分别采用ξs=0.436fucs-0.68和ξb=4.183fucs-0.79拟合计算。
我国各行业技术标准对嵌岩桩抗压和抗拔极限承载力组成假设基本相同,采用极限侧阻力系数ξs和端阻力系ξb乘以岩石单轴抗压强度fucs计算嵌岩段桩极限侧阻力和端阻力的方法也相同。但各标准关于ξs和ξb确定的原则不同,取值大小也存在一定差异。基于已有试验成果分析了桩端嵌岩条件(桩径、嵌岩深度和嵌岩深径比)和岩石单轴抗压强度对嵌岩段桩极限侧阻力和侧阻力系数、极限端阻力和端阻力系数的影响规律。结果表明:桩径与嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数间无显著统计相关性。随嵌岩深度和嵌岩深径比增大,嵌岩段桩极限侧阻和端阻力系数总体呈下降趋势,且存在最佳嵌岩深度和嵌岩深径比使嵌岩段桩极限侧阻端阻力同时得到最大程度的发挥。嵌岩段桩极限侧阻和端阻力随岩石单轴抗压强度的增大而增大,但极限侧阻和端阻力系数则随岩石单轴抗压强度增大而减小。岩石强度是极限侧阻和端阻力系数最主要影响因素,且两者间具有较好统计相关性,并可分别采用ξs=0.436fucs-0.68和ξb=4.183fucs-0.79拟合计算。
2024, 54(7): 188-195.
doi: 10.3724/j.gyjzG23092004
摘要:
为对灌注桩卸荷缩孔过程进行定量预测,采用统一强度屈服准则并结合非相关联流动法则,推导了桩侧卸荷缩孔大应变和小应变弹塑性解析解,并分析土体中主应力系数、土体剪胀角、土性参数等对桩侧卸荷缩孔解析值的影响,结果表明:中主应力系数b、土体内摩擦角φ值越大,土体剪胀角ψ值越小,越有利于灌注桩孔壁稳定性; 采用Mohr-Coulomb屈服准则以及当孔壁土体进入塑性状态后采用小应变解所得结果均偏向于保守; 中主应力系数b越大,对应的圆柱孔孔壁沿径向同一位置处的径向应力和孔壁最大环向应力值越大,而同一位置处的孔周位移越小; 孔壁最大环向应力出现位置随着b值的增大而逐渐靠近圆柱孔孔壁,而孔壁最大环向应力增长幅度随着b值的增大而减小; 采用大应变解和小应变解分析圆柱孔卸荷缩孔孔周应力场和位移场分布规律皆可满足要求。研究成果可应用于灌注桩成孔开挖过程中孔壁土体稳定性以及灌注桩承载特性的定量分析。
为对灌注桩卸荷缩孔过程进行定量预测,采用统一强度屈服准则并结合非相关联流动法则,推导了桩侧卸荷缩孔大应变和小应变弹塑性解析解,并分析土体中主应力系数、土体剪胀角、土性参数等对桩侧卸荷缩孔解析值的影响,结果表明:中主应力系数b、土体内摩擦角φ值越大,土体剪胀角ψ值越小,越有利于灌注桩孔壁稳定性; 采用Mohr-Coulomb屈服准则以及当孔壁土体进入塑性状态后采用小应变解所得结果均偏向于保守; 中主应力系数b越大,对应的圆柱孔孔壁沿径向同一位置处的径向应力和孔壁最大环向应力值越大,而同一位置处的孔周位移越小; 孔壁最大环向应力出现位置随着b值的增大而逐渐靠近圆柱孔孔壁,而孔壁最大环向应力增长幅度随着b值的增大而减小; 采用大应变解和小应变解分析圆柱孔卸荷缩孔孔周应力场和位移场分布规律皆可满足要求。研究成果可应用于灌注桩成孔开挖过程中孔壁土体稳定性以及灌注桩承载特性的定量分析。
2024, 54(7): 196-201.
doi: 10.3724/j.gyjzG22100101
摘要:
针对通用离散元程序(UDEC)提出一种新的预制裂纹扩展三角形块体分析模型,首先采用有限元商业软件将关注区域剖分成由三角形单元组成的有限元网格,再用转换程序转换成UDEC分析模型,UDEC分析模型由三角形块体和模拟块体边界的节理组成,节理包括真实的节理和虚拟节理,裂纹扩展沿虚拟节理进行,虚拟节理破裂准则采用UDEC的SS节理模型,用于模拟岩石裂纹萌生、扩展、贯通。编制了转换程序,并采用预制裂纹扩展UDEC三角形块体分析模型计算三个单轴压缩应力作用下含预制双裂纹试样的裂纹扩展算例,并对模拟结果与试验结果进行对比,模拟结果的裂纹扩展规律与已有的物理试验结果基本一致,表明该算法正确有效。
针对通用离散元程序(UDEC)提出一种新的预制裂纹扩展三角形块体分析模型,首先采用有限元商业软件将关注区域剖分成由三角形单元组成的有限元网格,再用转换程序转换成UDEC分析模型,UDEC分析模型由三角形块体和模拟块体边界的节理组成,节理包括真实的节理和虚拟节理,裂纹扩展沿虚拟节理进行,虚拟节理破裂准则采用UDEC的SS节理模型,用于模拟岩石裂纹萌生、扩展、贯通。编制了转换程序,并采用预制裂纹扩展UDEC三角形块体分析模型计算三个单轴压缩应力作用下含预制双裂纹试样的裂纹扩展算例,并对模拟结果与试验结果进行对比,模拟结果的裂纹扩展规律与已有的物理试验结果基本一致,表明该算法正确有效。
2024, 54(7): 202-209.
doi: 10.3724/j.gyjzG23061309
摘要:
以穿越地裂缝场地的郑州某综合管廊区间为研究对象,采用数值模拟的方法,分析地裂缝上盘不同沉降量时地表土和管廊的受力与变形情况。分析结果表明,由于管廊刚度较大,当上盘沉降量较小时,管廊所对应的地表土发生隆起;随着沉降量的增大,地表土隆起量减小,甚至发生沉降,综合管廊的沉降也变大,弯曲程度也越大。上盘发生沉降时,管廊顶板处产生拉应力,拉应力最大值出现在管廊顶板中央,管廊底板处产生压应力,压应力最大值出现在管廊底板中央。随着上盘沉降量的增大,管廊的最大拉压应力都会增加。当上盘发生沉降时,在管廊宽度方向上的变形在0.1~10 μm,属于微小变形,在管廊轴向的变形量较大,在管廊高度方向的变形量最大,但不同位置的变形大小没有规律。
以穿越地裂缝场地的郑州某综合管廊区间为研究对象,采用数值模拟的方法,分析地裂缝上盘不同沉降量时地表土和管廊的受力与变形情况。分析结果表明,由于管廊刚度较大,当上盘沉降量较小时,管廊所对应的地表土发生隆起;随着沉降量的增大,地表土隆起量减小,甚至发生沉降,综合管廊的沉降也变大,弯曲程度也越大。上盘发生沉降时,管廊顶板处产生拉应力,拉应力最大值出现在管廊顶板中央,管廊底板处产生压应力,压应力最大值出现在管廊底板中央。随着上盘沉降量的增大,管廊的最大拉压应力都会增加。当上盘发生沉降时,在管廊宽度方向上的变形在0.1~10 μm,属于微小变形,在管廊轴向的变形量较大,在管廊高度方向的变形量最大,但不同位置的变形大小没有规律。
2024, 54(7): 210-216.
doi: 10.3724/j.gyjzG23070508
摘要:
重晶石骨料的高度结晶结构使其具有易碎性,导致重晶石防辐射混凝土的力学性能差,限制其在高压高热核工程等辐射严重的建筑中应用。为研究聚丙烯纤维掺入对重晶石混凝土力学性能的影响,通过试验分析聚丙烯纤维掺量(0、3、6、9 kg/m3)对不同强度等级重晶石混凝土力学性能的影响,同时量化重晶石混凝土立方体抗压强度的尺寸效应,此外,采用扫描电子显微镜(SEM)探究聚丙烯纤维重晶石混凝土的细观结构。结果表明:纤维表面被致密硬化的水泥基质包裹,提高了聚丙烯纤维-水泥基体的结构强度,从而使得重晶石混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度提高;随着纤维掺量的增加,试件28 d抗压强度提高了4.3%~19.6%,28 d抗折和劈裂抗拉强度分别提高了1.8%~25.0%和4.9%~27.7%;当纤维掺量较大时,水泥含量无法满足纤维的包裹,因此重晶石混凝土抗压强度随着纤维掺量的增加呈现先增大后降低的趋势;重晶石混凝土立方体抗压强度的尺寸效应随着纤维掺量的增加逐渐显著,与未掺纤维的试件相比,尺寸效应系数η100增大0.2%~5.9%、尺寸效应系数η200增大1.8%~5.9%。
重晶石骨料的高度结晶结构使其具有易碎性,导致重晶石防辐射混凝土的力学性能差,限制其在高压高热核工程等辐射严重的建筑中应用。为研究聚丙烯纤维掺入对重晶石混凝土力学性能的影响,通过试验分析聚丙烯纤维掺量(0、3、6、9 kg/m3)对不同强度等级重晶石混凝土力学性能的影响,同时量化重晶石混凝土立方体抗压强度的尺寸效应,此外,采用扫描电子显微镜(SEM)探究聚丙烯纤维重晶石混凝土的细观结构。结果表明:纤维表面被致密硬化的水泥基质包裹,提高了聚丙烯纤维-水泥基体的结构强度,从而使得重晶石混凝土的劈裂抗拉强度和抗折强度提高;随着纤维掺量的增加,试件28 d抗压强度提高了4.3%~19.6%,28 d抗折和劈裂抗拉强度分别提高了1.8%~25.0%和4.9%~27.7%;当纤维掺量较大时,水泥含量无法满足纤维的包裹,因此重晶石混凝土抗压强度随着纤维掺量的增加呈现先增大后降低的趋势;重晶石混凝土立方体抗压强度的尺寸效应随着纤维掺量的增加逐渐显著,与未掺纤维的试件相比,尺寸效应系数η100增大0.2%~5.9%、尺寸效应系数η200增大1.8%~5.9%。
2024, 54(7): 217-222.
doi: 10.3724/j.gyjzG23083020
摘要:
对不同温湿度条件下的12组海工混凝土进行了快速碳化试验,试验结果表明环境温湿度对海工混凝土抗碳化性能均有显著影响;随着环境湿度增加,海工混凝土碳化深度呈现先增大后减小的趋势,两者之间呈抛物线关系,且当相对湿度很低或很高时,海工混凝土碳化速度非常缓慢;而随着环境温度增加,海工混凝土碳化速度加快,两者呈指数函数关系。此外,基于试验与理论分析,引入温湿度影响系数对已有碳化深度数学模型改进,并利用Levenberg-Marquart算法对试验数据进行非线性曲面拟合,得到了改进的海工混凝土碳化深度预测模型,该模型可以较好地预测海工混凝土在不同温湿度条件下的碳化深度。
对不同温湿度条件下的12组海工混凝土进行了快速碳化试验,试验结果表明环境温湿度对海工混凝土抗碳化性能均有显著影响;随着环境湿度增加,海工混凝土碳化深度呈现先增大后减小的趋势,两者之间呈抛物线关系,且当相对湿度很低或很高时,海工混凝土碳化速度非常缓慢;而随着环境温度增加,海工混凝土碳化速度加快,两者呈指数函数关系。此外,基于试验与理论分析,引入温湿度影响系数对已有碳化深度数学模型改进,并利用Levenberg-Marquart算法对试验数据进行非线性曲面拟合,得到了改进的海工混凝土碳化深度预测模型,该模型可以较好地预测海工混凝土在不同温湿度条件下的碳化深度。
2024, 54(7): 223-231.
doi: 10.3724/j.gyjzG23071013
摘要:
以广东省深圳市某地铁车站项目为研究对象,针对三面侧墙进行大体积混凝土测温试验,分析不同环境温度下以及不同天气情况下,混凝土温度变化的特性,利用ABAQUS有限元软件,对混凝土温升过程进行模拟,通过改变环境温度条件,来拟合试验所得数据。结果表明,环境温度对混凝土温度的峰值、升温速度、降温速度等指标均有较大影响;在进行有限元模拟时,混凝土表面辐射换热系数在晴天与雨天会有较大差异,研究对大体积混凝土浇筑及裂缝控制提供了技术支撑。
以广东省深圳市某地铁车站项目为研究对象,针对三面侧墙进行大体积混凝土测温试验,分析不同环境温度下以及不同天气情况下,混凝土温度变化的特性,利用ABAQUS有限元软件,对混凝土温升过程进行模拟,通过改变环境温度条件,来拟合试验所得数据。结果表明,环境温度对混凝土温度的峰值、升温速度、降温速度等指标均有较大影响;在进行有限元模拟时,混凝土表面辐射换热系数在晴天与雨天会有较大差异,研究对大体积混凝土浇筑及裂缝控制提供了技术支撑。
2024, 54(7): 232-238.
doi: 10.3724/j.gyjzG23030607
摘要:
钢板网(ESM)可改善高性能水泥复合砂浆(HPCCM)的力学性能。通过对ESM网丝试件、ESM三网格试件、ESM-HPCCM哑铃型试件等材料的拉伸性能试验,发现ESM附加进HPCCM,在长节距方向有明显的受力作用,而短节距方向的受力作用很小,经拟合后建立了ESM网丝的拉伸应力-应变模型,并在试验基础上,对ESM-HPCCM的承载力进行了计算分析,提出了ESM-HPCCM沿长节距方向承载力计算方法。将ESM-钢纤维HPCCM视作整体,参考钢纤维混凝土RILEM模型,提出了ESM-HPCCM材料本构模型。
钢板网(ESM)可改善高性能水泥复合砂浆(HPCCM)的力学性能。通过对ESM网丝试件、ESM三网格试件、ESM-HPCCM哑铃型试件等材料的拉伸性能试验,发现ESM附加进HPCCM,在长节距方向有明显的受力作用,而短节距方向的受力作用很小,经拟合后建立了ESM网丝的拉伸应力-应变模型,并在试验基础上,对ESM-HPCCM的承载力进行了计算分析,提出了ESM-HPCCM沿长节距方向承载力计算方法。将ESM-钢纤维HPCCM视作整体,参考钢纤维混凝土RILEM模型,提出了ESM-HPCCM材料本构模型。
2024, 54(7): 239-247.
doi: 10.3724/j.gyjzG23102708
摘要:
以故宫宁寿宫花园中的佛教建筑养和精舍为研究对象,结合现状考察和对历史档案资料的研究,全面探讨养和精舍的历史背景、建筑特性和文化内涵。研究重点包括建筑平面布局、构架设计和室内空间布局,并将养和精舍与故宫中其他佛教建筑进行对比研究,以揭示其独特的象征意义。此外,讨论了养和精舍特有的平面设计、屋顶形态和垂莲柱装饰的特殊性及其背后的历史和文化原因。
以故宫宁寿宫花园中的佛教建筑养和精舍为研究对象,结合现状考察和对历史档案资料的研究,全面探讨养和精舍的历史背景、建筑特性和文化内涵。研究重点包括建筑平面布局、构架设计和室内空间布局,并将养和精舍与故宫中其他佛教建筑进行对比研究,以揭示其独特的象征意义。此外,讨论了养和精舍特有的平面设计、屋顶形态和垂莲柱装饰的特殊性及其背后的历史和文化原因。
2024, 54(7): 248-252.
doi: 10.3724/j.gyjzG22102107
摘要:
为减缓生产水泥带来的资源和能源的高消耗和环境污染等问题,采用电石渣、矿渣制备全固废碱激发胶凝材料全替代水泥,开展旋喷桩止水帷幕施工试验,研究不同配比的全固废胶凝材料的施工性、透水性以及强度特性,并与水泥对比。结果表明:相比于水泥的施工,全固废碱激发胶凝材料在施工中须加大喷嘴直径、保持原状电石渣含水率以防止堵管的发生;施工后通过开挖基坑察验均无渗漏情况,符合设计要求,且使用全固废碱激发胶凝材料施工的旋喷桩止水帷幕渗透系数略小于水泥止水帷幕;电石渣与矿渣按照2∶1配比等量替代水泥施工的止水帷幕其强度小于水泥止水帷幕,但当电石渣与矿渣为1∶1时,全固废碱激发胶凝材料旋喷桩止水帷幕的早期强度略高于水泥止水帷幕,后期强度则远高于水泥止水帷幕。
为减缓生产水泥带来的资源和能源的高消耗和环境污染等问题,采用电石渣、矿渣制备全固废碱激发胶凝材料全替代水泥,开展旋喷桩止水帷幕施工试验,研究不同配比的全固废胶凝材料的施工性、透水性以及强度特性,并与水泥对比。结果表明:相比于水泥的施工,全固废碱激发胶凝材料在施工中须加大喷嘴直径、保持原状电石渣含水率以防止堵管的发生;施工后通过开挖基坑察验均无渗漏情况,符合设计要求,且使用全固废碱激发胶凝材料施工的旋喷桩止水帷幕渗透系数略小于水泥止水帷幕;电石渣与矿渣按照2∶1配比等量替代水泥施工的止水帷幕其强度小于水泥止水帷幕,但当电石渣与矿渣为1∶1时,全固废碱激发胶凝材料旋喷桩止水帷幕的早期强度略高于水泥止水帷幕,后期强度则远高于水泥止水帷幕。
