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2007年  第37卷  第5期

钢筋混凝土结构可靠度及耐久性研究
基于能量方法的分段曲线混凝土损伤模型
李淑春, 刁波, 叶英华
2007, 37(5): 1-4. doi: 10.13204/j.gyjz200705001
摘要:
混凝土损伤模型的研究,实际上是研究混凝土材料的本构行为。在外界因素作用下,材料的累积变形引起结构内部损伤发展,最终将产生宏观裂缝直至破坏。根据Najar能量损伤理论,提出新的分段曲线混凝土受压损伤演变方程,并给出不同强度混凝土损伤演变方程。通过计算、对比、分析、认为:建议的损伤模型与已有的混凝土本构模型吻合较好。该方法的优点是参数少,不同强度的混凝土有确定的损伤演变方程,可以动态分析混凝土的累积损伤程度。对比理论计算与试验结果表明,二者吻合较好,可为混凝土结构损伤仿真分析提供另一个解决途径。
基于正交设计的L形截面损伤敏感因素分析
李淑春, 刁波, 叶英华
2007, 37(5): 5-9. doi: 10.13204/j.gyjz200705002
摘要:
基于受压混凝土损伤本构关系,建立了任意截面损伤分析模型。应用正交设计方法对L形截面压弯构件进行5参数4水平L16(45)损伤裂化的参数分析,筛选影响L形截面损伤敏感因素。分析结果表明:肢厚比是影响截面抗弯能力最重要的敏感因素,其次是加载角、配筋率。由于L形截面的不对称性,加载角对截面的抗弯能力影响不容忽视。配筋率可以有效地缓解截面损伤裂化的程度,其次是混凝土强度,而加载角将加重混凝土损伤裂化。
基于连续小波空间变换的工程结构损伤识别
薛祥, 霍达, 滕海文
2007, 37(5): 10-13. doi: 10.13204/j.gyjz200705003
摘要:
利用连续小波空间变换技术,对工程结构损伤信号进行分析,从而识别结构的损伤位置。对不同的边界条件(如简支梁和固端梁)下不同的损伤形式(如竖直裂缝和斜裂缝)引起结构损伤的情况进行试验。结果表明,用连续小波空间变换分析识别结构损伤的结果受一定边界条件的影响,而裂缝的形式对识别效果几乎没有产生影响。但总的来说,小波空间变换都能够方便简捷、准确可靠地识别出结构的损伤位置。
基于小波变换的钢筋混凝土结构损伤识别
侯健, 黄庆华, 王社良
2007, 37(5): 14-19. doi: 10.13204/j.gyjz200705004
摘要:
钢筋混凝土结构在其服役期内,由于受到荷载、地震以及其他因素的作用,会发生损伤,从而威胁整个结构的安全。为了保证结构的安全,需要尽早发现结构的损伤,并且采取防范和修复措施。基于小波变换的多分辨率的特点,提出一种分层小波搜索的方法对结构损伤进行在线检测,确定损伤位置和损伤发生的时刻。通过对某一框架进行数值模拟试验验证可行的基础上,将此法应用于地震作用下钢筋混凝土框架的损伤识别,并与结构模型的模拟地震振动试验观测结果相对比,表明分析结果与试验观测较好吻合。
基于ARMA模型识别工程结构模态参数
徐士代, 汪凤泉
2007, 37(5): 20-22. doi: 10.13204/j.gyjz200705005
摘要:
对基于环境激励下运用时间序列法ARMA模型对工程结构模态参数的识别进行研究。结合传统模态试验,对一个多层框架结构进行了模态参数识别的对比试验,试验结果显示:二者在模态参数识别上具有高度的一致性。分析表明:时间序列法ARMA模型能够在传统模态试验难以进行的环境下,准确有效地识别工程结构的模态参数,为结构的在线监测和抗震设计等提供模态参数,具有一定的工程应用价值。
对服役结构后续服役期内抗震设防水准的研究
刘觐荣, 邓永胜, 江春, 杨建江
2007, 37(5): 23-25. doi: 10.13204/j.gyjz200705006
摘要:
提出评估基准期的概念,推导出烈度的超越概率与重现期、年平均发生率三者间的关系。按照等超越概率原则确定不同后续服役期内小震、中震和大震的重现期。借鉴地震危险性分析的最新研究成果,给出基本烈度的计算方法及其与多遇烈度和罕遇烈度的换算关系,并落实到地震影响系数最大值以便实用。最后结合具有代表性的算例进行了说明。
基于柔度矩阵和模糊模式方法的结构损伤识别研究
王国安, 方建邦
2007, 37(5): 26-29. doi: 10.13204/j.gyjz200705007
摘要:
根据工程结构损伤识别的特点,提出一种分步识别结构损伤的方法,首先利用测试模态参数,确定结构柔度矩阵,并通过损伤前后柔度矩阵变化特点确定结构损伤位置,然后在确定损伤位置的基础上,通过模糊模式识别方法对结构损伤程度进行识别,最后通过对一个桁架结构的算例表明,该识别方法稳定性好,抗噪声能力强,能较准确地识别结构的损伤程度,在工程应用中具有一定的实用价值。
已有钢筋混凝土框架结构的抗震可靠度分析
任晓崧, 许奇
2007, 37(5): 30-33. doi: 10.13204/j.gyjz200705008
摘要:
提出已有钢筋混凝土框架结构抗震可靠度分析的一种实用方法,取最小的楼层可靠度作为结构的可靠度;利用构件的荷载/抗力比,并考虑其他修正系数的办法构造权函数,将各构件的可靠度组合成楼层的可靠度;根据震害经验,以柱的抗剪能力建立钢筋混凝土框架结构的抗震功能函数;对混凝土碳化和结构荷载的影响因素进行分析。并对一个工程实例进行分析,分别计算出原结构及采用三种不同方法加固方案后的结构抗震可靠度。
哈工大园丁小区建筑与环境设计
晁军, 于奕欣
2007, 37(5): 34-36. doi: 10.13204/j.gyjz200705009
摘要:
以哈工大园丁小区的设计为例,对高校教师居住小区的设计特点进行探讨;借鉴类型分析的整体化设计方法,以城市、建筑、环境、细部为设计出发点,寻找设计原型与变换方法,分析居住者的生活与心理需求,为建筑师提供设计参考。
夏热冬冷地区屋面构造节能新方法的探索
任倩岚, 沈春红, 陈鹏
2007, 37(5): 37-40. doi: 10.13204/j.gyjz200705010
摘要:
节能建筑的发展带来了建筑构造的更新,建筑在使用过程中的能耗问题是当前研究的重点问题,屋面设计是建筑节能设计的一个重要方面。针对屋面的节能构造做法进行分析研究,在屋面的构造节能方面提出一些新的设计思路。
黑龙江林区中心镇用地规划
孙明, 牟晓梅, 刘艳
2007, 37(5): 41-44. doi: 10.13204/j.gyjz200705011
摘要:
黑龙江林区中心镇是资源再生型城镇,是我国小城镇中比较特殊的一类群体,它们因资源而生,但也随着资源枯竭与政策调整、发展日趋陷入困境。研究寒地林区中心镇用地布局成为当前刻不容缓的问题。从中心镇大量的用地调查数据入手,调研黑龙江省内的各林业局、林场和与林业相关的建制小城镇。采用统计分析法,对用地进行定性和定量分析。通过对69个县市林业局的统计分析表明:林区中心镇所处的自然条件相似,一般以独立形态存在,规模小,分布广,工业布局分散,以国有林工业为主,土地和空间的集约度相当分散。通过调研,对林区中心镇用地规划提出四点对策建议。
被动建筑的节能设计方法及其可行性
邹春来, 周波, 樊晓刚
2007, 37(5): 45-47. doi: 10.13204/j.gyjz200705012
摘要:
从建筑平面布局的缓冲区策略、形体的表面积及外围护结构等的处理3个方面,论述被动建筑的节能设计,其中又以外围护结构处理中的水环热泵空调系统为重点,阐述节能被动建筑的优越性与可行性。
长短桩桩基础积分方程解法及其参数分析
曹明, 陈龙珠, 陈胜立, 郑建国
2007, 37(5): 48-52. doi: 10.13204/j.gyjz200705013
摘要:
根据Muki和Sternberg的计算方法,推导出求解长短桩相互作用系数所需要的第二类Fredholm积分方程,利用叠加原理对长短桩桩基础进行计算分析。通过与常规弹性理论方法计算结果的比较发现,加筋效应对群桩的沉降以及群桩中各桩的荷载分担有明显的影响,最后对长短桩桩基础进行参数分析。分析表明,该方法可以用来分析大规模的群桩基础,具有较好的工程应用前景。
长短桩复合地基力学性状的现场试验
郭院成, 李明宇, 王俊立, 周同和
2007, 37(5): 53-56. doi: 10.13204/j.gyjz200705014
摘要:
长短桩复合地基是近年来逐渐兴起的一种新的复合地基形式,但理论研究和实践仍不完善,需要进行更深入的探讨。通过长短桩复合地基的现场试验,对在刚柔两种基础形式下的长短桩复合地基的沉降变形、桩顶和桩间土的应力、桩土荷载分担比及桩土应力比随荷载变化的规律进行对比分析。研究成果可为长短桩复合地基理论研究和优化设计提供有益的参考。
扩径桩抗压性能的颗粒流数值模拟
柴浩, 郑刚, 尹金凤
2007, 37(5): 57-60. doi: 10.13204/j.gyjz200705015
摘要:
采用二维颗粒流分析程序对扩径桩抗压试验进行数值模拟分析,并与现场试验结果进行对比。应用PFC2D程序,研究扩径桩在试验过程中时步-位移曲线、桩土颗粒排列变化及颗粒位移的变化。通过不同受荷阶段桩土细观力学特征的对比分析,得出桩在下压达极限荷载时的破坏性状。绘制桩在受荷过程中的荷载-位移曲线,并与实测值进行对比分析。
砂性土层中静压桩的荷载传递和承载力研究
张世民, 俞峰
2007, 37(5): 61-64. doi: 10.13204/j.gyjz200705016
摘要:
通过对某砂性土场地内一组H型钢长桩的原位试验,分别以2倍和2.5倍的单桩承载力设计值进行压桩,同时,以一根类似土层中的锤击桩作为对比试验,并沿桩身安装频振型应变计考察桩在载荷试验过程中的荷载传递性状。试验结果显示:静压桩的荷载传递性状表现为端承摩擦桩,而锤击桩的荷载传递性状则表现为摩擦端承桩。以最终贯入度收桩的锤击桩,其桩端深度大于以超载预压法收桩的静压桩。静压桩的极限承载力与其曾经历的最大压桩力紧密关联。当静压桩的最大压桩力达2.5倍的单桩承载力设计值时,虽然其桩端较锤击桩而言置于较浅并较软的土层上,但极限承载力并不小于锤击桩。原因在于,较高的压桩力可能降低了桩在高荷载条件下的蠕变沉降,从而增加了桩的极限承载能力。
钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能影响的试验
王田凤
2007, 37(5): 65-68. doi: 10.13204/j.gyjz200705017
摘要:
参照国际材料与结构联合会标准(RILEM),对钢纤维高性能混凝土开口梁进行三点弯曲试验。试验结果表明,钢纤维类型和掺量均为影响高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的重要因素。高性能混凝土的能量吸收能力和断裂能随纤维掺量的提高而提高;与低强凸痕型钢纤维相比,端部带弯钩的高强钢纤维对高性能混凝土弯曲韧性和断裂能的提高效果更为显著。综合利用断裂能和弯曲韧性指标,才能更全面地描述混凝土在弯曲过程中的受力与破坏特征。
碳纤维增强复合材料力学性能的试验与分析
李苏苏, 陈凤山, 刘毅
2007, 37(5): 69-72. doi: 10.13204/j.gyjz200705018
摘要:
通过盐溶液浸渍试验、碱溶液浸渍试验及人工加速老化试验,研究碳纤维增强复合材料(CFRP)在腐蚀环境条件下的力学性能,进行CFRP拉伸试验的应力-应变曲线分析及力学性能显著性分析。研究表明,CFRP具有良好的耐腐蚀性,在腐蚀环境中拉伸强度无显著变化,伸长率有显著变化;拉伸弹性模量在盐、碱溶液浸渍环境下有显著变化,在人工加速老化环境下无显著变化。
国家体育场“鸟巢”钢结构工程加工与安装关键技术
黄明鑫, 刘子祥, 戴为志, 林观志, 俞荣华, 刘中华
2007, 37(5): 73-76. doi: 10.13204/j.gyjz200705019
摘要:
针对国家体育场钢结构工程的整个实施过程,介绍该工程的特点和难点,着重介绍国家体育场的钢结构弯扭构件、柱脚、桁架的加工和主结构、次结构安装的关键技术。
高强钢筋高强混凝土粘结性能的试验与分析
欧阳煜, 赖校君
2007, 37(5): 77-81. doi: 10.13204/j.gyjz200705020
摘要:
通过对48个高强钢筋高强混凝土试件的拉拔试验,研究影响高强钢筋与高强混凝土之间粘结性能的主要因素。对试件破坏现象进行分析,在试验的基础上对不同基体间典型的荷载滑移曲线进行比较。研究表明:与其他基体类似,高强钢筋高强混凝土间粘结强度随锚固长度的减小、配箍率的提高、保护层厚度的增大、锚筋屈服强度及混凝土强度的提高而增大;通过比较荷载滑移曲线可看到,高强钢筋高强混凝土间的粘结刚度较其他基体大,且退化速度相对较慢。
现代钢结构
型钢混凝土柱承载能力主要规程计算方法比较
杨勇, 庄云, 郭子雄, 聂建国
2007, 37(5): 82-87. doi: 10.13204/j.gyjz200705021
摘要:
型钢混凝土(SRC)柱截面承载能力计算主要有基于钢筋混凝土柱承载能力计算模式、钢结构柱容许应力法和叠加原理的型钢混凝土柱计算方法。在简单介绍基于上述各种模式的ACI、AISC-LRFD、我国冶金行业标准(YB规程)采用的简单叠加法及冶金行业标准条文说明中建议的型钢混凝土柱截面承载能力四种主要计算方法基础上,通过算例比较,对四种典型计算模式的计算方法和计算步骤进行详细介绍。基于已有试验研究结果,对各种计算方法所得结果与试验结果及各计算模式进行比较分析。结果表明,四种计算模式中,AISC-LRFD计算SRC柱截面承载能力较为保守,ACI和冶金部行业标准计算方法所得结果与试验结果比较接近,并且计算也较方便。
冷弯翼缘闭合新型截面受弯构件性能研究
武胜, 张素梅
2007, 37(5): 88-93. doi: 10.13204/j.gyjz200705022
摘要:
空翼缘梁(Hollow Flange BeamHFB)具有截面形式开展,抗弯、扭刚度大的特点,主要用于承受弯矩。借鉴HFB的截面形式,适当改变其截面构成及截面参数,提出两种新型冷弯翼缘点焊闭合截面HF1和HF2。采用有限元方法,建立适于冷弯截面受弯构件性能分析的非线性有限元分析模型。模型中考虑各种影响构件承载力的因素,包括材料的强化、局部屈曲、构件失稳以及构件的初始几何缺陷。通过对新型截面的变形模式、跨中相对挠度、弯矩-曲率曲线、极限弯矩等方面的研究,全面分析两种截面构件的静力性能。分析表明,新型截面构件具有刚度大、抗弯承载力高、截面局部屈曲不易发生等优越的受力性能,可以深入试验研究并合理推广使用。
组合框架梁的试验与分析
程晓燕, 杜新喜, 施浩, 盛国平, 刘道源, 党磊
2007, 37(5): 94-95. doi: 10.13204/j.gyjz200705023
摘要:
组合框架梁由于梁端存在负弯矩区,其设计及构造较简支组合梁复杂,限制了其在实际工程中的应用。针对一新型组合框架梁模型在住宅钢结构实际工程中的应用进行试验研究,结果表明,该组合框架梁模型应用于实际工程中是安全适用的,设计计算结果与试验数据比较偏于安全。
索支承实腹式钢拱承载性能影响因素分析
李秀敏, 石永久, 王元清
2007, 37(5): 96-99. doi: 10.13204/j.gyjz200705024
摘要:
运用由梁单元、杆单元及索单元组成的混合非线性有限元法对索支承实腹式钢拱结构进行参数分析,从而明确了撑杆数目、撑杆长度、钢索预应力、跨高比等因素对这种结构力学性能的影响,得出了一些有用的结论。
支座不等高拱形波纹钢屋盖承载性能研究
王世英, 王小平
2007, 37(5): 100-102. doi: 10.13204/j.gyjz200705025
摘要:
随着拱形波纹钢屋盖(简称波纹拱)在我国的广泛应用,支座不等高等特殊波纹拱在实际工程中得到应用。目前,支座不等高拱形在竖向荷载作用下的承载能力尚难以求得。通过以18m跨MMR-238型波纹拱为对象,采用ABAQUS有限元软件,对不同矢跨比下,支座不等高对波纹拱在不同竖向荷载工况下承载力的影响进行研究。在全跨竖向荷载作用下,与同跨度等高支座相比,支座不等高波纹拱的极限承载力有较大降低,而在半跨竖向荷载作用下,支座高度差对结构的极限承载力影响较小。
鉴定·加固·改造
火伤混凝土粘结加固的剪切变形试验
郭进军, 张启明, 卢燕
2007, 37(5): 103-105. doi: 10.13204/j.gyjz200705026
摘要:
为了研究火伤混凝土粘结加固后粘结面的工作性能,对大量遭受高温损伤混凝土与新混凝土的Z形粘结试件进行剪切试验,测得不同温度(20~900℃)、不同冷却方式和不同界面粗糙度情况下粘结面的剪切滑移曲线,拟合出相应的计算公式,并概括粘结面剪切滑移曲线的变形特点。
墙柱混凝土托换补强施工技术
叶军献, 祝昌暾, 黄成, 詹佩耀
2007, 37(5): 106-109. doi: 10.13204/j.gyjz200705027
摘要:
对某11层框架剪力墙结构住宅工程结构检测时,发现第7层部分墙柱和第8层部分梁板混凝土强度严重不足。通过采用斜向钢支撑荷载转移法实现对中柱的托换,采用剪力墙两端分批凿除后再浇捣实现对剪力墙的托换,采用增加截面法对边柱进行加固,使建筑物经托换和加固后能满足国家有关规范的要求。
压桩掏土技术在软土地基危房纠偏中的应用
谢永健, 陈洋
2007, 37(5): 110-113. doi: 10.13204/j.gyjz200705028
摘要:
对位于上海软土地区某6层砖混住宅采用压桩掏土法纠偏。常规压桩纠偏,先在建筑物较大一侧压桩、封桩;再在建筑物沉降较小一侧掏土纠偏,并在掏土一侧设置少量保护桩,提高建筑物回倾后的稳定性。在该工程的施工过程中,将沉降较大一侧的压桩和沉降较小一侧的掏土纠偏同时进行,并推迟沉降较大一侧的封桩,既缩短了工期,又减小了桩顶的附加应力,同时房屋的附加沉降也控制在允许范围内,取得了较好的纠偏效果。