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2008年  第38卷  第8期

土的统一硬化模型的研究
土的统一硬化模型及其发展
姚仰平
2008, 38(8): 1-5. doi: 10.13204/j.gyjz200808001
摘要:
土的统一硬化模型是以修正剑桥模型为理论基础,以采用统一硬化参数使其简明反映土的剪胀性、以采用变换应力方法使其合理反映土的三维特性为标志性特征,可针对不同类型土的特性,通过对统一硬化参数作适当调整,来建立与其相应的模型。统一硬化模型被发展为黏土和砂土的统一硬化模型、统一硬化超固结土模型、统一硬化K0超固结土模型、考虑砂土软化的模型、考虑土的材料各向异性的模型等十余种模型。这些模型能分别描述土的剪缩、剪胀、硬化、软化、超固结性、初始应力各向异性、材料各向异性、结构性、蠕变压缩和渐进状态等特性以及大应力条件下颗粒破碎和循环加载条件下土的变形特性等。
考虑原生各向异性土的统一硬化模型
姚仰平, 孔玉侠, 宋美娜
2008, 38(8): 6-9. doi: 10.13204/j.gyjz200808002
摘要:
通过将一种各向异性参数引用到统一硬化模型中,建立能够考虑土的原生各向异性的统一硬化模型。该模型采用将各向异性土体的应力变换为等效各向同性土体的应力方法,来实现各向异性的同性化,以考虑土的原生各向异性特性。各向异性参数可以由具有原生各向异性土的三轴试验获得。通过对日本丰浦砂试验数据的预测,表明了砂土原生各向异性统一硬化模型可以合理地描述具有原生各向异性砂土的变形特性、强度特性及其剪胀性。
基于统一硬化参数的旋转硬化模型
姚仰平, 万征, 冯兴
2008, 38(8): 10-13,20. doi: 10.13204/j.gyjz200808003
摘要:
为反映应力诱导各向异性特性,在统一硬化模型以及超固结土模型的基础上,结合屈服面的旋转硬化机制,将以往只反映等向硬化机制的模型推广为混合硬化模型。分别对黏土的排水应力路径以及砂土的不排水应力路径的应力-应变关系进行预测。结果表明:所提模型不仅能较好地描述黏土材料在循环加载条件下的应力-应变关系;同时,对于不同初始条件下的饱和砂土在循环加载条件下的应力-应变关系也能作出合理预测,验证了所提模型的合理性。
结构性超固结土的统一硬化模型
侯伟, 姚仰平, 牛雷
2008, 38(8): 14-16,58. doi: 10.13204/j.gyjz200808004
摘要:
统一硬化超固结土模型是在下加载面和剑桥模型理论框架下,提出的能够描述超固结土的剪缩、剪胀、硬化和软化特性的简单、实用的模型。它通过将与土的结构性有关的参数引入到超固结土模型中,来建立结构性超固结土模型。与剑桥模型相比,它只增加了2个材料参数,即伏斯列夫面的斜率Mh和结构性参数。采用新模型对结构性超固结土的应力-应变关系进行预测的结果表明:所建立的结构性超固结土模型基本能够描述结构性超固结土的特性。
粒状材料颗粒破碎的力学特性描述
王乃东, 姚仰平
2008, 38(8): 17-20. doi: 10.13204/j.gyjz200808005
摘要:
基于粒状材料的颗粒破碎对材料剪胀特性的影响以及描述特征状态应力比的幂函数表达式,提出相应的屈服面和屈服面的表达式,并对屈服面随参数的变化规律进行分析。分析结果表明:通过选取适当的参数,屈服面能够完全回归到修正剑桥模型屈服面的形式。最后,结合适当的等向压缩条件和统一硬化参数,将屈服面应用到砂土的本构模型,能够很好地预测试验结果,合理描述砂土颗粒破碎的力学特性。
统一硬化超固结土模型试验验证
罗汀, 李婷婷, 侯伟, 高智伟, 王清祥
2008, 38(8): 21-24. doi: 10.13204/j.gyjz200808006
摘要:
统一硬化超固结土模型(UH模型)能够反映超固结土的硬化、软化、临界状态、剪缩和剪胀等应力-应变特性以及应力路径对它的影响。通过对北京奥林匹克森林公园的原状土在相同的前期固结压力条件下做不同超固结度等围压三轴固结排水试验以及对模型的预测结果与试验数据的比较,说明了统一硬化超固结土模型的合理性。
基于lnv-lnp与v-lnp线性关系的统一硬化模型对比
高智伟, 姚仰平
2008, 38(8): 25-27,113. doi: 10.13204/j.gyjz200808007
摘要:
原始统一硬化模型是基于在等向压缩条件下土的比体积与压力的对数呈线性关系而建立的。由于v-lnp线性关系在理论上存在某些不合理,Hashiguchi等建议采用lnv-lnp线性关系以消除这些不合理性。基于此,推导出基于等向压缩的lnv-lnp线性关系的统一硬化模型,并通过对两个模型分别进行试验结果与预测结果的比较,结果表明:在一般条件下两个模型都能合理描述土的应力应变特性,差别不大。
城市舞台——旧工业厂房改造的另一解读
王晓健, 李久君
2008, 38(8): 28-30. doi: 10.13204/j.gyjz200808008
摘要:
经济的发展加速了城市化的进程,导致了城市文化的流失,使得城市文化的沙漠化现象日趋严重。针对城市沙漠化这一现象,提出城市舞台构想,通过在荒废的旧工业厂房中植入与现代人所需的新的功能,吸引大量的人来关注,从而把城市沙漠重新还原为城市海滩。
旧工业建筑改造再利用新进展
刘金为, 周保卫
2008, 38(8): 31-34. doi: 10.13204/j.gyjz200808009
摘要:
在旧工业建筑保护、改造及再利用的成功实践及理论研究的启发下,国内旧工业建筑不再被盲目地遗弃或一味地推倒重来。以上海世博园对旧工业建筑的保护再利用为典型代表,国内已经开始了由政府主导、自上而下对旧工业建筑改造及再利用的大规模规划、设计活动。活动伊始,对目前旧工业建筑改造再利用现状进行分析,认为旧工业建筑需要进行分类,并按照各类工业建筑的价值属性量体裁衣的对其进行保护或改造。旧工业建筑,只有在成功转型之后,才能获得新生。
太阳能建筑的适应性设计
韦亮, 马丽慧
2008, 38(8): 35-38,34. doi: 10.13204/j.gyjz200808010
摘要:
发展太阳能建筑是我国在建筑领域内实现节能减排宏观目标的有效途径。太阳能利用过程中存在的能源供给不稳定性是阻碍太阳能建筑推广的主要问题之一。这一问题的解决,除了在技术上设备的改进之外,还需要建筑师在创作中融入建筑物适应性改变的思想,使太阳能的利用过程扬长避短,设计出科学合理的太阳能建筑。
脉动风载下新型结构体系中附加柱刚度影响分析
连业达, 张洵安, 秦相军, 王朝霞
2008, 38(8): 39-41,45. doi: 10.13204/j.gyjz200808011
摘要:
提出新型结构体系承担风载作用时存在两种方案:一是巨、子结构共同承担脉动风载,二是单纯依靠巨结构承受风载。提出在新型结构中设置附加柱的想法。分别对脉动风载下附加柱刚度对两种承载方案中巨、子结构顶层动力响应的影响进行研究。并对方案一中附加柱刚度对整体子结构的动力影响进行研究。研究表明:附加柱能够有效调节新型结构动力性能,提高新型结构体系整体抗振能力。
预应力装配混凝土梁非线性有限元分析
王冬雁, 高丹, 李振宝
2008, 38(8): 42-45. doi: 10.13204/j.gyjz200808012
摘要:
利用ADINA有限元软件对4个无粘结预应力装配混凝土节点进行了非线性有限元分析,并且对分析结果与试验结果进行了对比。结果显示:所采用的分析模型在梁柱缝隙处的开合、应力分布、试件变形和恢复力骨架关系上与试验吻合较好,说明所采用的分析单元和模型有利于详细了解无粘结预应力装配梁的非线性性能和抗震性能。
RC异形柱框架反复加载试验及数值模拟
罗佑新, 刁波, 李淑春, 郝志宏
2008, 38(8): 46-49,82. doi: 10.13204/j.gyjz200808013
摘要:
通过对2榀由两个L形与一个T形截面柱组成的非对称混凝土框架结构进行低周反复加载试验,对试验现象、破坏特征、滞回曲线和变形性能等进行描述和分析。分析结果表明:2层混凝土异形框架结构具有良好的抗震性能。此外,还使用大型有限元分析软件MARC进行了数值模拟分析,对结构进行了骨架曲线、塑性铰出现顺序的计算分析,结果与试验吻合较好。
钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响
高丹盈, 赵伟, 张廷毅, 王宝庭
2008, 38(8): 50-53,108. doi: 10.13204/j.gyjz200808014
摘要:
通过对相对切口深度为0.2、0.3、0.40、.5的钢纤维高强混凝土三点弯曲试验,研究钢纤维体积率对高强混凝土断裂性能的影响。结果表明:在相对切口深度为0.20、.3、0.4、0.5的条件下,随着钢纤维体积率的增大,钢纤维高强混凝土断裂韧度和断裂能均显著增加。通过对试验结果的统计分析,分别建立断裂韧度、断裂能与劈拉强度之间的关系式。
用RILEM方法得到混凝土断裂韧度的尺度律
黄杨, 王启智, 徐进
2008, 38(8): 54-58. doi: 10.13204/j.gyjz200808015
摘要:
用两种不同配合比的混凝土制作了几何相似的直裂缝矩形截面三点弯曲梁,在MTS 815材料试验机上测试这两种混凝土的力学参数并记录了三点弯曲试件的荷载-加载点位移和荷载-裂缝端口张开位移的全过程曲线。用最大荷载和初始裂缝长度求得的断裂韧度KIC存在明显的尺寸效应,对此问题,用材料与结构研究实验所国际联合会(RILEM)推荐的方法分别得到两种混凝土材料的真实断裂韧度和有效断裂过程区长度,从而确定了混凝土断裂韧度的尺度律公式。从该公式能直接得到材料大尺寸试件的断裂韧度和断裂过程区长度,还能预测同材料的试验室尺寸下几何相似试件的断裂韧度测试值。
高性能灌浆料抗氯离子侵蚀性能研究
谷坤鹏, 王成启, 时蓓玲
2008, 38(8): 59-62,98. doi: 10.13204/j.gyjz200808016
摘要:
试验研究了水灰比对灌浆料各项性能的影响,分析外加剂改善灌浆料各项性能的作用机理,并从总氯离子含量、电通量和氯离子扩散系数三个方面对灌浆料的抗氯离子侵蚀性能进行研究。结果表明:配制的灌浆料具有零泌水、零收缩、大流动性、高抗氯离子渗透性和低水灰比(0.27~0.30)等性能;根据Nernst-Einstein方程推出氯离子扩散系数与电通量呈正比关系;降低水灰比可大大降低灌浆料的电通量、提高灌浆料的抗氯离子渗透性能。
混凝土结构钢筋脱钝的随机可靠度分析
李卓莹, 周新刚, 刘志勇
2008, 38(8): 63-66,85. doi: 10.13204/j.gyjz200808017
摘要:
根据混凝土临界氯离子浓度和氯离子扩散系数与水灰比、环境温度等的关系式,计算出不同条件下受氯盐侵蚀混凝土结构50年内钢筋表面的氯离子浓度。在分析钢筋混凝土结构钢筋表面氯离子浓度随服役年限关系的基础上,用Monte Carlo方法对钢筋脱钝的随机可靠度进行分析。对保护层厚度、水灰比和环境温度等随机变量对海工混凝土结构钢筋脱钝概率的影响进行探讨。
现代钢结构
角钢混凝土柱正截面受力性能试验研究
计静, 郑文忠
2008, 38(8): 67-72. doi: 10.13204/j.gyjz200808018
摘要:
通过对9根不同轴压比(n0=0.33~0.42)和钢板箍配箍率(sv=1.18%~2.09%)的角钢混凝土柱在低周往复荷载作用下的试验,发现试件均发生大偏心受压破坏。通过试验柱滞回曲线提取了相应的骨架曲线。在试验研究的基础上,对角钢混凝土柱正截面受力性能进行探讨,论述角钢混凝土柱基于平截面假定的正截面承载力计算公式,采用公式计算的试验柱正截面承载力与试验结果吻合较好。
高强冷弯薄壁型钢压杆试验及直接强度法计算分析
何保康, 蒋路, 刘艳军, 周天华, 王彦敏
2008, 38(8): 73-77. doi: 10.13204/j.gyjz200808019
摘要:
采用直接强度法分析了近期完成的62根550 MPa高强冷弯薄壁型钢轴压柱的试验结果,提出了采用折减材料屈服强度为0.85fy,并根据修正长细比c=0.85fy/235查《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)中Q235钢稳定系数表来计算高强冷弯型钢轴压构件稳定承载力的计算方法。该建议方法计算值与试验结果吻合较好且偏于安全。
圆钢管混凝土短柱受压力学性能的试验研究
刘文连, 刘铮, 刘鹏程
2008, 38(8): 78-82. doi: 10.13204/j.gyjz200808020
摘要:
通过对9根圆钢管混凝土短柱试件的试验,首先对其破坏现象及机理进行分析;然后分别探讨混凝土强度、长细比、偏心率三个因素对该类构件力学性能的影响规律,指出偏心率是影响该类构件力学性能的主要因素,短柱范畴内的长细比及大偏压中的混凝土强度影响不明显;并针对该类构件在实际工程中的应用提出建议。
压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板受弯承载力试验研究
张燕坤, 刘阳花, 宋小软
2008, 38(8): 83-85. doi: 10.13204/j.gyjz200808021
摘要:
通过对压型钢板-轻骨料混凝土组合楼板受弯承载力试验,对其受力性能和变形性能进行研究,并与普通混凝土组合楼板进行对比,以验证《钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程》(YB 9238-92)及《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99-98)对轻骨料混凝土组合楼板正截面设计计算的适用性,为轻骨料混凝土组合楼板在工程上的应用提供依据。
利用罚函数优化设计门式刚架的研究
林贤根, 盛尔迈
2008, 38(8): 86-88. doi: 10.13204/j.gyjz200808022
摘要:
门式刚架优化设计是在多变量多约束(几何方面、物理性方面)条件下的设计问题。采用内点惩罚函数将其设计转化成数学规划的方法,可较好地解决变截面门式刚架的优化设计问题,取得满意的设计效果。
工程建设技术标准动态
集中荷载作用下钢筋混凝土无腹筋梁的受剪承载力分析
刘昶宏, 梁兴文
2008, 38(8): 89-91. doi: 10.13204/j.gyjz200808023
摘要:
根据对国内外343根钢筋混凝土无腹筋梁在集中荷载作用下的试验数据,分别用混凝土轴心抗压强度fc、混凝土抗拉强度ft和fc建立了无腹筋梁受剪承载力平均值的计算公式;并对现行规范无腹筋梁受剪承载力的可靠度进行了分析;最后提出了用fc表达的钢筋混凝土无腹筋梁受剪承载力计算公式。
鉴定·加固·改造
清华大学科学馆的加固改造技术
盖世杰, 田庆平, 柳沁
2008, 38(8): 92-95. doi: 10.13204/j.gyjz200808024
摘要:
清华大学科学馆是中国近代最为重要的建筑之一。在介绍科学馆加固改造工程的主要内容,包括历史溯源、工程可行性分析、现状调研、检测鉴定等的基础上,重点阐述了工程实施中保护、加固的实践方法及工程技术,并对其具体应用及施行过程中的若干重点环节作了深入论述和探讨。
钢绞线、FRP筋预应力加固混凝土梁抗弯性能试验研究
陈尚建, 刘海波, 袁胜登, 魏美光
2008, 38(8): 96-98. doi: 10.13204/j.gyjz200808025
摘要:
纤维增强复合材料是一种新型的材料,对FRP筋材使用预应力的方式加固混凝土梁,是一种新兴的加固技术,可以有效地发挥FRP的高强性能。为了研究混凝土梁加固以后的抗弯性能,采用试验研究与理论分析相结合的方法,制作了12根混凝土梁试件,通过试验比较CFRP筋、BFRP筋和高强钢绞线3种预应力筋材的加固效果,包括开裂荷载、屈服荷载和极限承载力,对加固梁的裂缝开展、刚度提高以及破坏形式进行初步研究和探讨。
某翻车机房上部结构可靠性鉴定
张志强, 张轲, 赵志义
2008, 38(8): 99-101,105. doi: 10.13204/j.gyjz200808026
摘要:
某翻车机房系钢排架结构,设有桥式吊车,跨度较大。结合技术改造对机房上部结构进行可靠性鉴定,提出鉴定结论,对锈蚀靴梁式柱脚及屋面荷载减轻后屋架系杆的设计等问题给出合理建议。
碳纤维布加固预应力混凝土吊车梁的设计方法
龚安礼, 郑山锁, 王斌, 查春光, 李磊
2008, 38(8): 102-105. doi: 10.13204/j.gyjz200808027
摘要:
针对预应力混凝土吊车梁存在的问题,结合实际工作条件和结构所处的环境,对其提出初步处理方案。通过对初选方案对比和优选,并结合使用要求,确定采用粘贴碳纤维布方案对吊车梁实施加固。在详细介绍用碳纤维布加固鱼腹式T形截面预应力混凝土吊车梁的设计要点和方案的基础上,给出正截面受弯和斜截面受剪补强加固的计算方法,并提出相应的施工方法以及具体构造措施。加固处理后吊车梁的各项技术指标均达到了设计要求,效果良好。研究成果可为类似工程的应用提供理论和方法上的参考。
砌体结构墙体温度裂缝的防控及处理措施
李庆红, 董杰, 马玉洁, 王华英
2008, 38(8): 106-108. doi: 10.13204/j.gyjz200808028
摘要:
在分析砖砌体结构墙体温度裂缝产生的原因的基础上,从设计方面提出控制温度裂缝的预防措施,以及产生裂缝后的处理方法。
工程实录
超长高层建筑的无缝设计实施及验证
李晨钟, 嵇蔚冰, 吴京
2008, 38(8): 109-113. doi: 10.13204/j.gyjz200808029
摘要:
结合某长103 m的高层病房楼工程,对其在环境温降和混凝土收缩下产生的温度、收缩应力进行有限元分析,提出解决温度、收缩应力的措施。通过利用合适的后浇带,提高预应力筋张拉效率,并结合施工过程及其后期的混凝土应力检测,验证温度和收缩应力分布的规律以及上述各种方法的有效性。
建筑设计漫谈
几何原型·返回原点
朱广宇
2008, 38(8): 114-116. doi: 10.13204/j.gyjz200808030
摘要:
通过对博塔的工业建筑作品及言论的归纳和分析,评述几何原型、重塑地段、返回原点等理论在工业建筑空间设计中的运用,力求引起建筑界对工业建筑设计思想研究的重视,有利于提高我国工业建筑的设计水平。