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2010年  第40卷  第2期

扣件式钢管高大模板支架研究
扣件式钢管高大模板支架研究进展
胡长明, 刘洪亮, 曾凡奎, 葛召深, 尹洪冰
2010, 40(2): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz201002001
摘要:
目前有关高支模的国家规范尚未正式颁布,在高支模的设计和施工方面还没有一个统一的标准,导致高支模施工坍塌事故时有发生。分析高大模板支架的定义、荷载组合、计算模式、试验研究、节点半刚性和初始缺陷以及体系的可靠度等方面的研究现状,进一步理清对高支模开展研究的思路,提出一系列亟待解决的问题,为后续开展此方面的研究指明方向,同时也为相关规范(规程)的编制奠定基础。
搭设参数对扣件式钢管模板支架整体稳定性影响的数值分析
沈勤, 胡长明, 车佳玲, 曾凡奎, 闫鑫
2010, 40(2): 7-11. doi: 10.13204/j.gyjz201002002
摘要:
扣件式钢管模板支架的稳定承载力受构造因素的影响十分明显。通过建立模板支架的三维有限元模型,探讨模板支架纵横距、步距、搭设高度、扫地杆设置、顶端伸出顶层水平杆长度(a值)、剪刀撑等搭设参数对架体稳定性的影响。研究认为:对高支撑模板支架进行计算时,除应注意纵横距和步距对稳定承载力的影响外,还应考虑搭设高度对模板支架稳定承载力的影响,并给出高度调整系数的计算公式;建议模板支架的扫地杆离地面高度不宜超过0.4 m;模板支架应设置剪刀撑,建议水平剪刀撑设置以每4步设置一道为宜,垂直剪刀撑设置以每4跨设置一道为宜;搭设模板支架时,立杆伸出顶层水平杆长度(a值)不宜大于0.2 m,这些结论可为设计、施工和科研人员提供参考。
扣件式高大模板支撑体系稳定承载力折减系数的分析与研究
胡长明, 梅源, 董攀, 张小勇
2010, 40(2): 12-16. doi: 10.13204/j.gyjz201002003
摘要:
以前人对扣件式钢管脚手架及模板支架的研究为基础,通过现场调研并借助有限元分析软件建立模型,深入分析扣件式高大模板支撑体系的纵距、横距、步距、扫地杆高度、竖直杆伸出顶端长度、水平加强层数量等构造因素对其稳定承载力的影响,并在此基础上建立了扣件式高支模稳定承载力与各因素之间的关系式。在同时考虑各因素的几何尺寸变异性以及初始缺陷随机性的情况下,推导出扣件式高大模板支撑体系稳定承载力的折减系数,进而得到实际承载力的计算公式,为扣件式高大模板支撑体系的方案设计与安全分析提供可靠的依据。
广义初始缺陷对模板支架稳定性的影响
胡长明, 曾凡奎, 王静, 王霞
2010, 40(2): 17-19,27. doi: 10.13204/j.gyjz201002004
摘要:
以5个不同工况的模板支架足尺寸的极限承载力试验研究为基础,引入模板支架的广义初始缺陷,建立三维有限元模型,利用该有限元模型可以较准确地分析模板支架广义初始缺陷对结构稳定性的影响。通过现场测试进一步表明:对于模板支架,结构的整体初始缺陷和构件的初始缺陷对该体系稳定性的影响均可以等效为作用于节点处的等效假想水平力,而且等效假想水平力参与所有的荷载组合。
节点半刚性对扣件式钢管模板支架稳定承载力的影响分析
胡长明, 车佳玲, 张化振, 董攀
2010, 40(2): 20-23. doi: 10.13204/j.gyjz201002005
摘要:
通过扣件节点半刚性试验,得到节点扭转刚度Rk与直角扣件螺栓拧紧力矩T的关系式。研究表明:在考虑扣件节点扭转刚度的前提下,采用SAP 2000有限元软件建立支架模型,并在模型的每个节点上施加稳定承载力0.1%的等效假想水平力用来模拟架体的初始缺陷,可以精确地验算架体的稳定承载力。对比计算结果和试验结果发现:考虑扣件节点的半刚性是精确计算模板支架稳定承载力的前提。同时,当扣件拧紧力矩小于30 N.m时,支架稳定承载力呈明显下降趋势。因此,在施工过程中,应对扣件的扭紧力矩进行严格检验。
扣件式模板支架立杆的计算长度系数取值研究
曾凡奎, 胡长明, 葛召深, 闫鑫
2010, 40(2): 24-27. doi: 10.13204/j.gyjz201002006
摘要:
针对模板支架扣件连接节点的半刚性特点,对直角扣件抗扭刚度进行试验研究,得到初始扭转刚度Rk与直角扣件螺栓拧紧力矩T的关系式和在螺栓拧紧力矩T=40 N.m时,模板支架节点M-的二参数对数非线性模型。提出模板支架计算长度系数应考虑节点半刚性并基于有侧移框架理论进行计算,将得到的结果与整架稳定承载力试验得到的计算长度系数相对比,得出考虑节点半刚性按照有侧移框架理论对模板支架进行设计是安全合理的,为相关规范(规程)的制定打下良好的理论基础。
扣件式钢管模板支架稳定性试验研究
曾凡奎, 胡长明, 闫鑫, 董攀, 梅源
2010, 40(2): 28-31. doi: 10.13204/j.gyjz201002007
摘要:
为研究扣件式钢管模板支架的力学性能,对模板支架空间结构体系进行一系列足尺试验研究,得到不同工况下模板支架的极限承载力、破坏模式及顶层节点的荷载-位移曲线。可以看出:5个工况中,工况1因未设置剪刀撑而使其承载力最小;由于步距的减小,工况4的稳定承载力较工况3提高13.8%;而横距的减小,使工况5的稳定承载力较工况4提高3%;模板支架的失稳属整体失稳,剪刀撑的布置对其失稳模式有着重要的影响,在后续的研究中,尚需确定模板支架的标准构造,然后对其开展一系列的试验和理论研究;模板支架属于钢结构范畴,建议在设计计算时,采用有侧移框架理论并考虑节点的半刚性对其进行设计计算。
扣件式钢管模板支架静压变形特性的试验研究
胡长明, 葛召深, 王丽芳, 沈勤
2010, 40(2): 32-35. doi: 10.13204/j.gyjz201002008
摘要:
通过对5个工况室内试验加载全过程的跟踪监测,以分析整架及其局部立杆的变形特性。研究发现,模板支架具有明显的双向侧移,其中立杆变形曲线以受节点侧移控制的b类为主,扣件式钢管模板支架应该属于具有半刚性节点的有侧移框架。另外,剪刀撑对模板支架扭转及变形的约束较好,施工过程中应特别注意剪刀撑的布置。模板支架的变形特性对于建立架体稳定分析理论具有重要的参考价值。
构造因素对扣件式钢管模板支架稳定性影响的试验研究
葛召深, 胡长明, 沈勤, 尹洪冰
2010, 40(2): 36-41. doi: 10.13204/j.gyjz201002009
摘要:
采用手动加载和电测相结合的方法,跟踪记录扣件式钢管模板支架整架模型结构失稳的全过程以及各构造因素的应力变化情况。在此基础上,详细分析水平杆和剪刀撑的受力性能以及二者之间的相互影响。研究发现:支架水平杆的应力值随剪刀撑设置的加强而减小,并显著低于剪刀撑应力;剪刀撑可有效降低支架立杆内力分布的不均匀性。根据现场模板支架的实际情况,提出剪刀撑设置标准,相关成果可为设计和施工人员提供参考。
高大模板支撑体系在结构施工期内所受荷载统计分析
梅源, 胡长明, 周正永, 蒋明, 王霞
2010, 40(2): 42-46. doi: 10.13204/j.gyjz201002010
摘要:
通过对高大模板支撑体系施工期荷载的现场调查以及统计分析发现,任意时刻新浇注混凝土自重值服从正态分布,其平均值和变异系数随混凝土龄期的不断增长虽有所波动,但总体趋势不断减小并趋于稳定;施工人员及设备荷载分布明显成偏态,具有指数分布的基本特征,指数分布可以较好地描述施工期间高支模体系荷载的分布情况。参照结构正常使用阶段荷载标准值的取法,给出高大模板支撑体系施工期荷载的取值建议。通过对典型工程高支模体系的受力进行跟踪监测,验证了荷载建议取值的正确性。研究结果可用于高支模体系的设计和安全控制,为相关规范的制定与修订提供可靠依据。
双向荷载作用下扣件式钢管模板支架稳定性分析
覃建建, 车佳玲, 董攀, 王静, 张军
2010, 40(2): 47-50,54. doi: 10.13204/j.gyjz201002011
摘要:
我国扣件式钢管模板支架的设计只考虑承受竖向荷载的情况,而在一些特殊结构施工中,模板支架除承受竖向荷载外,还要承受结构施工时的水平荷载。以某地铁工程为例,对模板支架承受双向荷载作用时的稳定承载力进行设计计算,给出该工程模板支架搭设参数。对承受双向荷载和只承受竖向荷载作用时的模板支架分别进行数值分析,得到双向荷载作用下,模板支架的稳定承载力小于只承受竖向荷载时模板支架稳定承载力;建议用设置剪刀撑、与已有结构进行可靠连接等构造措施来保证整架的稳定性。
鉴定·加固·改造
某高层建筑基础施工对相邻房屋的结构安全影响鉴定
周红兵
2010, 40(2): 116-119. doi: 10.13204/j.gyjz201002027
摘要:
某新建高层商业建筑时因基础施工导致相邻建筑受损。通过逐户调查走访、现场检测,结合基础施工、基坑监测资料综合分析推理,再现了基础施工整个过程中相邻建筑的受损情况并进行原因分析,同时对现有房屋局部破损部位提出维修建议。
体外预应力加固铁路板梁的试验研究
李君君, 刘晓庆
2010, 40(2): 120-124,96. doi: 10.13204/j.gyjz201002028
摘要:
以体外预应力加固旧桥的应用技术为研究背景,对缺少设计资料的旧板梁进行承载力试验,以试验数据为加固基础对同类型的板梁进行体外预应力加固,并对加固后的试验梁进行加固效果评定。为了进一步对加固后的试验梁进行评定,又进行了200万次的疲劳试验,对评定结果做出进一步的研究和验证。
某砖混结构的加固设计与施工
张志恒, 綦春明
2010, 40(2): 125-127. doi: 10.13204/j.gyjz201002029
摘要:
某砖混住宅楼,墙体出现竖直裂缝和斜裂缝,鉴定结果表明已不能满足承载力和正常使用的要求。通过对基础采用灌注桩和加宽的方法进行加固,对墙体采用细石混凝土进行加固,使用至今,效果良好。
工程事故分析
有机质污染红黏土地基加固效果的力学效应分析
刘宝臣, 牟春梅
2010, 40(2): 128-131. doi: 10.13204/j.gyjz201002030
摘要:
某工程场地水泥搅拌桩桩体质量抽芯检测中,发现某些桩体的质量存在问题。现场开挖检查,发现问题桩呈带状分布。通过对场地的进一步勘查,得知该场地局部地段由于化粪池处理不当,造成红黏土被有机质污染,导致水泥搅拌桩加固的红黏土地基的桩体质量出现问题。通过选取代表性的土样进行室内有机质污染红黏土相关指标的测试,并对勘察资料及室内试验资料的统计、分析,得到该场地有机质污染红黏土的物理力学性质指标。结合现场抽芯和开挖观察以及对微观结构的分析,探讨有机质污染红黏土对水泥搅拌桩力学效应的影响。研究表明:该场地红黏土被有机质污染的程度,随着距化粪池的渐远而减弱,红黏土的物理力学性质指标变幅的程度逐渐减小,力学软化效应的显著性依次减弱,致使问题桩呈带状分布。
工程实录
TCL液晶电视整机一体化制造项目的建筑设计与思考
程亚珍
2010, 40(2): 132-134. doi: 10.13204/j.gyjz201002031
摘要:
通过对TCL液晶电视整机一体化制造项目的设计分析及其在建筑设计过程中的感悟与思考,阐述建筑设计在新时期的一些设计思想与设计方法,并期待对今后建筑的设计有所启发,从而使建筑设计更加成熟与完善。
异型双层金属屋面系统新技术的综合应用
邱泉, 徐宁, 任国亮
2010, 40(2): 135-137,127. doi: 10.13204/j.gyjz201002032
摘要:
介绍了上海光源异形双层金属屋面中各项新技术的综合应用。该金属屋面外形呈鹦鹉螺形式,双层结构的上层体系为蜂窝铝板,下层体系为压型钢板和聚氨酯硬泡体。采用的新技术有硬质聚氨酯泡沫防水保温系统,螺旋型排水天沟和防水保温屋面连接系统,具有重要的工程参考价值。
非确定性视角下的产业类历史地段更新探索——郑州市国棉三厂厂区更新设计
陈静, 邢燕, 张进帅, 吕昌昌
2010, 40(2): 51-54. doi: 10.13204/j.gyjz201002012
摘要:
产业类历史地段的更新,是现阶段城市更新中的重要课题。从非确定性视角出发,对郑州市国棉三厂厂区的更新设计进行了一定的探索。结合现有城市规划中存在的问题,提出保护和保留原有的厂房和构件,采用拼贴式、微循环的模式进行更新,在设计中体现了变化的、动态的、整体的、弹性的思想观和混合共生、灵活应变的设计理念。
中国海盐博物馆建筑形态的意象构思
王进, 季翔, 姜涛
2010, 40(2): 55-57,91. doi: 10.13204/j.gyjz201002013
摘要:
建筑之美在于它不仅是建筑材料构筑的实用空间,更在于建筑创作中蕴涵了某种主题思想,即建筑意象。如悉尼歌剧院的帆船形态成为经典,流水别墅更是建筑史上的瑰宝。结合中国海盐博物馆设计,阐述建筑意象构思给建筑设计带来的巨大魅力。
基于建筑抗震设计规范的随机地震动模型研究
尹犟, 易伟建
2010, 40(2): 58-63. doi: 10.13204/j.gyjz201002014
摘要:
适当考虑结构对于地面运动随机过程的影响,将结构影响因子(T)引入谱密函数表达式中,得到一种修正的随机地震动模型,并对该模型中的关键参数进行了详细研究及数值计算。结果表明,根据规范谱等效原则标定的结构影响因子物理意义明确、应用方便;由修正模型得到单自由度体系加速度反应均值谱与现行规范谱吻合良好。提出的模型具有较高的精度及广泛的应用前景,为结构随机地震反应分析及动力可靠性设计提供了可靠的依据。
梁加腋后框架异型中节点抗震性能试验研究
吴涛, 邢国华, 刘伯权, 李红, 黄华
2010, 40(2): 64-68. doi: 10.13204/j.gyjz201002015
摘要:
通过对3个1/3比例钢筋混凝土框架异型中节点试件的低周反复荷载试验,分析异型节点的破坏特点、刚度退化和滞回耗能等力学性能,重点研究增加节点区配箍率、梁垂直加腋等配筋构造措施对异型节点抗震性能的影响。研究结果表明:小梁底部垂直加腋后试件在小梁与加腋界面处发生弯曲破坏,延缓节点区的剪切破坏,从而改善异型节点的抗震性能。
全预制齿槽连接框架柱的受力性能研究
汪梅, 梁书亭, 李刻铭, 朱筱俊, 庞瑞
2010, 40(2): 69-73. doi: 10.13204/j.gyjz201002016
摘要:
通过低周反复循环荷载试验,研究全预制齿槽连接框架柱的受力性能。结果表明:在同等条件下,全预制齿槽连接框架柱具有与整浇柱相当的受力性能;利用齿槽连接的全预制柱传力路径明确,可以在工程中加以应用。
柏林寺塔抗震性能非线性有限元分析
周占学, 麻建锁, 张海
2010, 40(2): 74-76,63. doi: 10.13204/j.gyjz201002017
摘要:
采用有限元软件ANSYS对柏林寺塔进行地震反应分析。有限元模型采用了Solid 65单元和整体连续体模型,由多线性随动强化模型(MKIN)来定义砌体的单轴应力应变曲线。研究发现,水平地震作用下,塔结构在下部会出现拉应力区域,更易开裂、破坏,而且强烈地震的鞭梢效应会导致塔刹破坏。最后提出对塔体抗震加固时可采用塔体加箍、碳纤维布加固等措施。
新型人字支撑复合结构的拟动力试验研究
王新玲, 吴承霞, 毕苏萍
2010, 40(2): 77-81. doi: 10.13204/j.gyjz201002018
摘要:
通过对代替黏土砖住宅结构的新型人字支撑复合结构的拟动力试验,以研究该结构的抗震性能。试验设计为1∶2缩尺的单层模型XB,竖向荷载模拟6层结构,输入El Centro波,地震动加速度峰值分别相当于7,8,9度多遇地震波和罕遇7,7.5,8度地震波。试验结果得出,该复合结构开裂、屈服及破坏的地震波分别是8度多遇、7度罕遇、8度罕遇。由试验绘出的刚度退化曲线、恢复力曲线、位移时程曲线均表明,复合结构XB具有较好的抗震性能。支撑顶部的竖向位移说明,复合结构在多遇地震作用下不需考虑竖向位移的影响,仅在支撑屈服后再承担大震时需要考虑其影响。
软弱土层对中欧场地划分影响的比较
卢华喜, 梁平英, 仇早生
2010, 40(2): 82-85. doi: 10.13204/j.gyjz201002019
摘要:
针对场地中存在软弱土层的多种情况,对中、欧场地划分的差异进行比较。通过对一般场地、20 m深度范围内含软弱夹层场地、20 m深度以下含软弱土层场地的剪切波速的计算,依据中国设计规范GB500112001、欧洲设计规范Eurocode 8分别进行场地划分。通过比较分析发现,Eurocode 8的场地分类对20 m深度范围内软弱夹层厚度的反应比GB 500112001更敏感,对20 m深度以下软弱土层厚度的考虑比GB 500112001更细致,建议中国抗震规范应进一步考虑软弱土层的影响,且将计算深度由20 m进一步向下延伸。
高炉基础受力性能的试验研究
薛尚铃, 李英民, 董奇石, 刘立平, 肖启华, 王璐, 廖袖峰
2010, 40(2): 86-91. doi: 10.13204/j.gyjz201002020
摘要:
通过对3个高炉基础试件在竖向荷载和温度作用下的受力性能试验,分析温度作用对基础的影响,研究各荷载工况下不同约束条件、不同配筋的高炉基础的受力特点。结果表明:温度作用对高炉基础顶部圆台基墩附近影响较大;竖向荷载作用下天然地基的高炉基础底部应力水平较低,而桩基的高炉基础底部应力水平较高;基础上表面与圆台基墩、高炉框架柱、泥砲基础等相交位置以及基础变截面处受力复杂,仅配置构造钢筋的做法有待改进。
电渗电极参数优化研究
李瑛, 龚晓南, 郭彪
2010, 40(2): 92-96. doi: 10.13204/j.gyjz201002021
摘要:
为了在电渗设计阶段选择合适的电极间距和长度,采用土体各向同性假设,推导排形布置电渗电极的三维电场强度计算式,并比较不同电极间距和电极长度下电场特性,分析每对电极的电场影响范围。然后,考虑相邻电极对的影响,对电场进行简化。最后以工程实例说明推导方法的应用。结果表明:利用电场强度计算式,在电渗设计阶段可利用设计电渗排水速率来选择合适的电极间距、长度和排距,以满足技术和经济的要求。
关于钢筋混凝土剪力墙纵向钢筋的计算
刘晓帆, 童岳生
2010, 40(2): 97-100,108. doi: 10.13204/j.gyjz201002022
摘要:
GB 500102002《混凝土结构设计规范》和JGJ 32002《高层建筑混凝土结构技术规程》中,对钢筋混凝土剪力墙的纵筋计算公式不同,结果不同,有时所得纵筋数量相差可达20%。按这两种公式分别计算并进行比较分析,提出一些建议。
疲劳荷载下锈损钢筋混凝土粘结性能退化试验研究
彭修宁, 金良志, 薛建阳, 韦斌凝
2010, 40(2): 101-104,115. doi: 10.13204/j.gyjz201002023
摘要:
钢筋与混凝土间的粘结性能是钢筋混凝土结构形成的关键,而锈蚀和疲劳荷载均可能对粘结性能造成不利影响。通过钢筋开槽内贴应变片直流电室内快速锈蚀手段对13个试件在疲劳荷载作用下锈损后钢筋与混凝土之间的粘结性能退化规律进行研究,得出了试件疲劳加载次数、钢筋锈蚀量及钢筋与混凝土滑移之间的关系,得到了钢筋粘结段内部粘结应变分布的劣化规律,分析了锈后钢筋混凝土构件疲劳粘结破坏的形态。
高温后钢筋混凝土粘结性能试验研究
吴昊, 陈礼刚
2010, 40(2): 105-108. doi: 10.13204/j.gyjz201002024
摘要:
为了提高建筑物火灾后加固设计的可靠性,探究高温后钢筋混凝土的粘结性能成为过火后钢筋混凝土性能研究的关键。通过中心拔出试验,研究了经历不同温度后钢筋和混凝土粘结性能的变化情况,得到不同温度下的-s曲线,并给出温度因素影响下的粘结应力-滑移本构方程。
混凝土氯离子扩散系数测试方法的对比试验研究
周剑, 张俊芝, 周建民
2010, 40(2): 109-111,119. doi: 10.13204/j.gyjz201002025
摘要:
采用交流电桥法和NEL法及自然扩散法对5种配合比的水工普通混凝土进行氯离子扩散性对比试验。通过测得和计算的氯离子扩散系数,分析3种试验方法测得的氯离子扩散系数与水灰比、孔隙率和强度之间的相关性。结论表明,混凝土的氯离子扩散系数与水灰比、强度及孔隙率之间均存在较好的相关性;自然扩散法测试的扩散系数都要明显大于交流电桥法测试的结果,NEL法和交流电桥法的结论近似。
大型不规则双壁沉井施工技术应用
王群伟, 王永卫, 杜杰
2010, 40(2): 112-115. doi: 10.13204/j.gyjz201002026
摘要:
沉井施工具有占地面积小、不需板桩支护、对邻近建筑物影响较小、施工安全等优点,在施工技术和施工机械不断改进的今天得到了广泛应用,但是大型不规则双壁沉井在施工中还存在一定难度。结合工程实例,针对排水泵站采用大型不规则双壁沉井作为地下结构,在设计、施工方面应注意的主要问题和一些具体做法进行了详细介绍,重点对大型不规则双壁沉井下沉工艺、下沉监测和垂直、水平纠偏技术作了论述,以供有关人员在今后施工中参考。