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2010年  第40卷  第4期

大体积混凝土施工技术研究
盐雾侵蚀条件下玄武岩纤维布加固混凝土构件的耐久性试验
杨勇新, 胡海涛, 王希宾
2010, 40(4): 1-4,16. doi: 10.13204/j.gyjz201004001
摘要:
国内外学者对纤维复合材料(FRP)加固混凝土梁的整体性能及其耐久性都做了大量的试验和理论研究,但是以往对FRP的研究大多集中在碳纤维复合材料(CFRP)及玻璃纤维复合材料(GFRP)等上面,而对性价比良好的玄武岩纤维(BFRP)加固混凝土结构的试验研究却很少。基于以上因素,通过对18个梁在不同的初始荷载水平情况下分别在自然环境和盐雾环境下的老化试验研究,结果表明:不同初始荷载水平对BFRP加固混凝土梁的影响较小;盐雾环境与自然环境下对比发现,BFRP加固混凝土梁具有较好的耐盐雾侵蚀能力。
海水干湿交变环境下玄武岩纤维布耐久性能
杨勇新, 陈伟, 马明山
2010, 40(4): 5-8,26. doi: 10.13204/j.gyjz201004002
摘要:
对2种不同树脂浸渍玄武岩纤维布的90个试件,分别在3.5倍浓度和5倍浓度的人工海水干湿交变环境下进行老化试验。结果表明:第1种玄武岩纤维布在3.5倍浓度海水中老化330d,拉伸强度和伸长率分别下降8.36%和28.74%,弹性模量提高了1.68%;在5倍浓度海水中老化330d,拉伸强度和伸长率分别下降12.77%和26.30%,弹性模量提高了3.24%;第2种玄武岩纤维布在3.5倍浓度海水中老化330d,拉伸强度和伸长率分别下降9.50%和18.44%,弹性模量提高0.43%,在5倍浓度海水中老化330d,拉伸强度、伸长率和弹性模量分别下降8.53%,20.88%,0.43%。结果表明:玄武岩纤维布具有较好的抗海水腐蚀性能。最后,与碳纤维增强复合材料(CFRP)、芳纶增强复合材料(AFRP),玻璃纤维增强复合材料(GFRP)等其他纤维片材进行了老化性能的对比,发现BFRP具有较好的抗老化性能。
玄武岩纤维片材在盐雾侵蚀条件下的耐久性试验研究
胡海涛, 王希宾, 杨勇新
2010, 40(4): 9-12. doi: 10.13204/j.gyjz201004003
摘要:
FRP作为一种复合材料,浸渍树脂是其重要的组成部分,因此,纤维布和树脂的耐久性对FRP材料的抗老化性能有直接的影响。通过将2组树脂试件和玄武岩纤维试件分别置于自然条件和盐雾侵蚀条件下经过60d的老化后进行的试验发现:树脂的极限抗拉强度降低,伸长率下降;玄武岩纤维片材的强度没有改变,弹性模量没有变化,伸长率也没有受到影响。
紫外线照射条件下玄武岩纤维布耐久性能研究
顾习峰, 杨勇新
2010, 40(4): 13-16. doi: 10.13204/j.gyjz201004004
摘要:
为了研究玄武岩纤维片材在紫外线照射下的耐久性能,对两种不同树脂浸渍的玄武岩纤维布共计70个试件在有、无防护的紫外线照射条件下进行老化试验。经过6464h的初步检测结果表明:无防护条件下,BFRP1拉伸强度下降了11.03%,伸长率下降了14.75%,弹性模量下降了5.23%;而BFRP2拉伸强度下降了2.02%,伸长率下降了13.73%,弹性模量提高了0.34%;有防护条件下,BFRP1拉伸强度下降了8.01%,伸长率下降了16.57%,弹性模量下降了1.38%;BFRP2的拉伸强度下降了1.51%,伸长率下降了9.59%,弹性模量下降了5.60%。因此,紫外线照射下玄武岩纤维布有较好的耐久性,防护对玄武岩纤维的性能有一定的保护作用。
冻融循环及盐溶液作用下玄武岩纤维布耐久性试验研究
郭旗, 潘建伍, 吴刚
2010, 40(4): 17-21,38. doi: 10.13204/j.gyjz201004005
摘要:
在冻融循环和冻融循环-盐溶液复合环境下,对39个玄武岩纤维片材进行拉伸试验,研究环境类型、暴露时间对材料耐久性的影响。试验表明:两种环境作用下抗拉强度、延伸率都呈下降趋势,弹性模量呈上升趋势;冻融循环对片材抗拉强度的影响要比复合环境更大;复合环境下弹性模量增长幅度和延伸率下降幅度都高于单一冻融循环环境,说明复合环境更容易使材料脆化。最后,提出环境作用下玄武岩纤维布相对抗拉强度灰色预测模型。
东南地区CFRP复合材料自然老化性能的试验研究
王全凤, 危成英, 罗漪
2010, 40(4): 22-26. doi: 10.13204/j.gyjz201004006
摘要:
对东南地区(泉州)自然环境中的三种CFRP复合材料CS-1+RE-1、CS-2+RE-2、CB-1和两种配套树脂RE-1及RE-2老化后的力学性能进行试验研究,由试验结果可知:CFRP复合材料在自然老化三年后的力学性能变化不大,耐久性能较好;RE-1和RE-2两种树脂的力学性能则受自然环境的影响较大,衰减较快,耐久性较差;树脂性能的变化对CFRP复合材料的力学性能的影响不大,复合材料的力学性能主要由CFRP的性能决定。
温湿交变对外贴CFRP加固混凝土梁抗弯力学性能的影响研究
李伟文, 严志亮, 隋莉莉, 邢锋, 曹征良
2010, 40(4): 27-32. doi: 10.13204/j.gyjz201004007
摘要:
温湿交变是造成碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢筋混凝土梁性能退化的主要原因之一。通过试验,研究在温湿交变下碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土的力学特性,并观察其裂缝开展情况;在此基础上分析碳纤维增强复合材料加固钢筋混凝土梁在温湿交变条件下的破坏模式。试验结果与正常环境下的测试数据进行对比,得出了温湿交变对CFRP加固钢筋混凝土梁的影响程度和劣化机理。
历史街区重建建筑设计策略
夏健, 王勇
2010, 40(4): 33-38. doi: 10.13204/j.gyjz201004008
摘要:
基于历史文化街区重建建筑设计整体性、时代性原则的整体把握,根据重建建筑在历史文化街区中的目标定位,从建筑形态、建筑形式、建构技术等设计要素入手,提出了不同目标定位下的历史文化街区重建建筑的协调设计策略、变异设计策略、整合设计策略,并结合案例对此展开深入探讨。
食品类工厂参观空间建筑设计
马欣, 王葳
2010, 40(4): 39-41. doi: 10.13204/j.gyjz201004009
摘要:
通过对食品厂参观空间设计的阐述,突显其作为展示企业形象、宣传企业文化的核心场所的重要性,以期引起更多建筑师对工业建筑多元化设计的关注。
长丰动力有限公司办公楼建筑设计
王蔚, 魏春雨, 宋明星
2010, 40(4): 42-45. doi: 10.13204/j.gyjz201004010
摘要:
针对两型社会提出建设环境友好与资源节约城市群发展的目标,结合建筑项目设计实际出发,利用生态建筑与适宜技术两方面优势互补,提取出一种可持续思路的设计框架平台,就其具体操作进行初步探求。
薄壁壳在外部承受冲击荷载作用下的动力响应分析
章毅, 陈力, 李杰, 李映春
2010, 40(4): 46-50,83. doi: 10.13204/j.gyjz201004011
摘要:
随着现代工业技术的发展,大量新型、高强度的轻型薄壳结构广泛应用于国防及民用工业的各个领域,因此有关薄壁球壳受冲击荷载的动力响应问题的计算理论迫切地需要充实和完善。目前对于球壳问题的大多数研究还仅限于静力分析且局限于数值解法或近似分析法,对于薄壁球壳结构受冲击荷载的动力分析还不多见。采用汉克尔积分变换和贝塞尔函数,求解了薄壁球壳在外部冲击荷载作用下动力响应问题,结果表明:在结构外部表面承受局部冲击荷载作用下,薄壁球壳径向振动具有非周期性的特点,其假定频率和周期一致。应力状态具有非周期性的衰减特点,可根据明显的极值顺序来确定。结构的动力破坏由两步确定;第一步以拉-压平面波的作用为条件,平面波直接在冲击区下沿厚度传播,结构的强度特性改变;第二步以弯曲应力的作用为条件,导致结构的最终破坏。
核电厂常规岛厂房结构基于性能抗震设计的方法
张琴, 张扬, 周向群, 刘中
2010, 40(4): 51-54,150. doi: 10.13204/j.gyjz201004012
摘要:
基于性能的抗震设计是结构抗震设计方法的一种发展趋势,是抗震设计理念上的一次变革。针对核电厂常规岛厂房这种特殊的工业建筑结构,基于性能抗震设计理念,提出了常规岛厂房的抗震性能目标、性能水准以及实施抗震性能设计的方法,并举工程实例说明如何应用这一理念,实践地证明了核电常规岛厂房采用基于性能抗震设计方法的可行性,可供同类工程设计时参考和采用。
TLD结构减震控制的数值分析
韩军, 李英民, 刘立平, 吕晖
2010, 40(4): 55-59,74. doi: 10.13204/j.gyjz201004013
摘要:
TLD作为一种有效的被动耗能减震控制方法,其减震规律及其分析设计方法一直较受关注。以往的研究较多依赖于试验,并在试验的基础上发展了简化分析方法。但由于模型受限于有限的试验结果,其应用具有一定的局限性。近年来,随着计算机技术的发展,开展考虑流固耦合的TLD数值模拟分析研究成为可能。首先采用流固耦合分析方法对设置屋顶水箱TLD控制的高层框架结构进行地震反应分析,并与已有试验规律及简化方法进行了对比验证;初步探讨了流固耦合问题的计算及建模,并对其进行了验证,实现了考虑流固耦合的TLD数值模拟,总结了高层框架结构的减震规律;并对太原钢铁集团150t不锈钢炼钢主厂房进行了TLD减震效应分析和设计。结果表明,采用考虑流固耦合的FSI分析方法符合试验规律,物理意义更加明确、直观,用于TLD减震效应分析将是一种趋势,也是对现有分析方法的有益补充。
T形截面短肢剪力墙的非线性分析
吴敏哲, 杨玉东, 艾兵
2010, 40(4): 60-64. doi: 10.13204/j.gyjz201004014
摘要:
通过对4个T形截面短肢剪力墙试件进行水平低周反复加载试验,研究了墙体的受力特点与破坏模式。应用有限元软件ANSYS建立的非线性模型对影响短肢剪力墙受力特点与破坏模式的主要因素进行了分析。试验和计算所得顶点力-位移骨架曲线符合良好,说明所建非线性模型合理。算例的分析结果表明,T形短肢剪力墙轴压比、腹板端部配筋率对其受力特点具有较显著的影响;通过改变参数,揭示了各种参数变化对承载力和变形性能的影响规律,为工程应用提供了依据。
蜂窝夹层橡胶支座基本力学性能的试验研究
赵耕文, 李爱群, 黄瑞新
2010, 40(4): 65-69,41. doi: 10.13204/j.gyjz201004015
摘要:
蜂窝夹层橡胶支座是以普通叠层橡胶支座为母本开洞得到的新型橡胶支座。重点研究了应用于北京奥林匹克多功能演播塔的蜂窝夹层橡胶支座。作为一种新型的橡胶支座,通过力学性能试验研究其竖向及水平向刚度。同时,利用有限元分析软件ANSYS对蜂窝夹层橡胶支座建立实体模型,分析其力学特性。对比结果表明,有限元数值模拟结果与试验曲线吻合得较好。从而,为建立蜂窝夹层橡胶支座的设计计算方法提供参考。
GFRP管混凝土柱抗震性能试验研究
王清湘, 赵鹏展, 关洪波
2010, 40(4): 70-74. doi: 10.13204/j.gyjz201004016
摘要:
为了研究GFRP(玻璃纤维增强聚合物)管混凝土结构的抗震性能,对低周反复荷载作用下的4个GFRP管混凝土柱和1个无套管约束的普通混凝土柱进行试验,研究其破坏形态及滞回性能,分析混凝土强度、轴压比等因素对柱延性的影响。试验结果表明,GFRP管混凝土柱具有良好的抗震性能。
核心高强混凝土柱轴心受压承载力分析
齐岳, 郑文忠
2010, 40(4): 75-78. doi: 10.13204/j.gyjz201004017
摘要:
为验证在核心高强素混凝土短柱试验研究基础上提出的核心高强混凝土柱轴心受压承载力计算公式的正确性,对3根核心高强混凝土柱和1根普通钢筋混凝土柱进行轴压试验,并对试验柱的破坏特征进行分析,对核心高强混凝土柱轴心受压承载力计算公式予以验证。结果表明:核心高强混凝土柱的破坏特征与普通钢筋混凝土柱相似,承载力有明显的提高;试验结果与文献[3]所提公式的轴心受压承载力计算值吻合良好。
地铁区间盾构隧道衬砌接头的荷载试验
周海鹰, 陈廷国, 李立新
2010, 40(4): 79-83. doi: 10.13204/j.gyjz201004018
摘要:
以盾构隧道衬砌接头荷载试验为依据,研究接头强度、受力及变形规律,对衬砌接头抗弯刚度主要影响因素进行分析。研究表明,正偏心荷载作用下接头强度取决于接头局部抗压及抗剪强度,负偏心荷载作用下接头具有足够的承载能力,接头承载力由接缝位移张开量控制;偏心距、轴力、衬垫厚度以及螺栓预紧力对接头抗弯刚度影响较大。
沉井和根式沉井水平承载特性研究
黄挺, 付守印
2010, 40(4): 84-87. doi: 10.13204/j.gyjz201004019
摘要:
通过水平静载荷试验,对沉井和根式沉井的水平承载性能进行分析研究。试验采用单向单循环水平维持荷载法,对一个纯试验用沉井进行加载,试验完成后在沉井壁预留孔顶入根键,然后再进行根式沉井的水平承载试验。试验得到了沉井基础及根式沉井基础的水平承载力、沉井的变形、井身弯矩等成果。试验结果表明:根式沉井基础较普通沉井基础,水平极限承载力提高近60%;在水平荷载较小时,根键对承载性能的提高不明显,但随荷载增大,其提高越来越明显。
土体水平渗透系数变化的多层砂井地基固结性状分析
郭彪, 龚晓南, 卢萌盟, 李瑛
2010, 40(4): 88-95. doi: 10.13204/j.gyjz201004020
摘要:
在考虑涂抹区土体水平渗透系数3种变化模式即水平渗透系数不变、呈线性变化和呈抛物线变化的情况下,对单面排水和双面排水条件下多层砂井地基的固结问题进行分析,推导出解析解,并对双层砂井地基的固结性状进行分析。结果表明,只有在各层土的压缩模量相同时,成层砂井地基按孔压定义的固结度才等于按变形定义的固结度,否则前者大于后者;当涂抹区水平渗透系数呈抛物线变化时地基固结最快,呈线性变化时次之,不变时最慢;施工扰动范围、程度越大,固结越慢;增大任何一层土的压缩系数,均可加快整个地基中的孔压消散。
18000kN.m能级强夯处理深厚填海碎石土的试验
詹金林, 水伟厚, 何立军, 成小程
2010, 40(4): 96-99. doi: 10.13204/j.gyjz201004021
摘要:
对广东某抛石填海造陆地区的陆域回填区和海域回填区分别进行了18000kNm高能级强夯地基处理对比试验,详细介绍地质条件、设计参数,通过夯后动力触探试验、瑞雷波试验、标准贯入测试、平板载荷试验检测得出,18000kNm能级强夯加固抛石填海造陆地基处理效果良好。
现代钢结构
配筋圆钢管混凝土轴心受压短柱试验研究与承载力分析
舒赣平, 刘小萤, 缪巍
2010, 40(4): 100-106,136. doi: 10.13204/j.gyjz201004022
摘要:
在圆钢管混凝土柱内配置钢筋形成配筋圆钢管混凝土柱,可以进一步提高其承载能力,改善构件的塑性及延性。基于圆钢管混凝土的极限平衡理论,通过38个配筋圆钢管混凝土短柱轴压静载试验,揭示其受力机理和破坏形态,并对影响轴压承载能力的若干因素进行比较分析,探讨研究配筋圆钢管混凝土短柱轴压承载力计算方法,为后续研究和规范修订提供参考。
平面KT型圆钢管搭接节点静力性能的试验研究
赵宪忠, 陈誉, 陈以一, 徐祥斌, 许立新
2010, 40(4): 107-111,99. doi: 10.13204/j.gyjz201004023
摘要:
通过对3个平面KT型圆钢管搭接节点的静力单调加载试验,考察节点中内隐蔽部分焊接与否、腹杆搭接顺序等对KT型搭接节点的受力性能和破坏模式的影响,并最终考察其节点承载力。试验结果表明,平面KT型圆钢管搭接节点的受力性能、破坏模式均与间隙节点有所不同;隐蔽部分未焊接较隐蔽部分焊接的节点承载力有一定降低;受压斜腹杆作为贯通腹杆较直腹杆作为贯通腹杆的承载力略有降低。
基于损伤理论的型钢与混凝土界面损伤分析
王斌, 郑山锁, 李磊
2010, 40(4): 112-116,120. doi: 10.13204/j.gyjz201004024
摘要:
基于连续介质损伤力学理论,给出能够较好描述混凝土力学特性的损伤本构模型,同时,根据型钢应变的发展以及屈曲影响,建立型钢损伤本构模型。依据大量实腹式型钢混凝土试件粘结滑移性能试验研究结果,对粘结强度与滑移量值之间的变化关系进行分析,进而建立一种基于损伤理论的型钢与混凝土界面损伤-s模型来合理考虑粘结损伤对构件力学性能的影响,并验证其合理性。最后,通过数值模拟对型钢混凝土梁试件进行分析,将所得结果与已有粘结-滑移本构模型计算所得结果以及试验所得结果进行对比分析。结果表明,所提出的粘结损伤-s模型较已有模型能更好地反映型钢与混凝土界面的粘结退化对结构构件性能的影响,其数值方法是有效的。研究结果可为型钢混凝土组合结构地震作用下的非线性分析提供理论基础。
轻钢结构在大柱网工业厂房中的应用
王伟军, 孙连宏, 王一戈
2010, 40(4): 117-120. doi: 10.13204/j.gyjz201004025
摘要:
结合具体工程设计实例,从力学模型建立、柱脚抗剪键设置、屋面坡度选择、屋面雪载取值等方面的优化与创新,介绍轻钢结构在大柱网工业厂房中的应用。同时通过大量的工程实例,介绍轻钢结构大柱网工业厂房的用钢量,可供同行参考。
鉴定·加固·改造
持载下预应力CFRP加固R.C梁受弯承载力计算及其影响因素分析
熊学玉, 范新海
2010, 40(4): 121-125. doi: 10.13204/j.gyjz201004026
摘要:
粘贴预应力碳纤维布加固混凝土构件是一种行之有效的加固方式,通过对持载下预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁受弯破坏理论分析和总结,推导出承载力计算公式,并通过理论计算分析了持载及预应力水平对承载力的影响。分析结果表明:当受压区混凝土压碎时,梁的极限承载力随着持载的增大而逐渐降低,随着预应力水平增大而逐渐增大且具有极值;当碳纤维布拉断时,梁的承载力随着持载的增大而逐渐增大,而随着预应力水平的增大逐渐降低。持载对极限承载力的影响较小,可以忽略;最后基于加固后构件的延性探讨了预应力CFRP有效张拉应变的控制值。
玄武岩纤维布加固木梁抗弯性能的试验研究与有限元分析
王全凤, 李飞, 陈浩军, 黄奕辉, 杨勇新, 徐玉野
2010, 40(4): 126-130. doi: 10.13204/j.gyjz201004027
摘要:
玄武岩纤维布是一种性能优异的新型复合材料。通过对12根矩形截面木梁的静力试验,进行玄武岩纤维布(BFRP)加固木梁抗弯性能的试验研究,分析对比梁与加固梁的承载力、挠度等结构性能指标。试验结果表明:在木梁受拉区粘贴玄武岩纤维布是提高木梁抗弯性能的有效方法。并应用ANSYS软件对BFRP布加固木梁的抗弯性能试验的全过程进行了数值模拟,得到加固木梁在竖向荷载作用下的荷载-位移曲线,应力-应变云图等。通过数值计算结果与试验结果的对比,验证了应用ANSYS程序对FRP加固木梁进行数值模拟的可行性。
负载下碳纤维与钢板复合加固钢筋混凝土梁抗弯承载力研究
熊学玉, 徐海峰
2010, 40(4): 131-136. doi: 10.13204/j.gyjz201004028
摘要:
碳纤维与钢板复合加固钢筋混凝土梁是一种新型的加固方法。通过对1根原梁和6根不同方式加固梁进行的抗弯性能对比试验表明,复合加固对提高抗弯承载力和延性均优于碳纤维和粘钢加固,且初始荷载对其抗弯承载力影响不大。此外,根据试验结果分析了复合加固梁的破坏模式和提高抗弯承载力的限值,分析表明:复合加固梁的抗弯承载力要远远超过混凝土加固规范规定的40%提高幅度限值的要求,且复合加固还能满足其使用性能。因此,对于需要提高较大幅度抗弯承载力且满足使用性能的受弯构件,当负载较大时建议采用复合加固。
工程实录
某双塔连体结构的抗震设计剖析
耿翠珍, 刘中华
2010, 40(4): 137-141. doi: 10.13204/j.gyjz201004029
摘要:
在对某双塔连体结构进抗震分析的基础上,对此工程的结构方案进行优化,利用结构计算程序,对多个模型进行了小震弹性分析对比。对整体模型进行了大震弹塑性静力分析。探讨了大底盘双塔弱连体结构模型的选取、结构振动特性和最终的设计措施。采用基于性能抗震设计方法,保证连体及支承连体构件在中震作用下保持弹性,滑动支座的滑动量在控制位移范围内。
建筑设计漫谈
论密斯建筑美学对当代旧建筑改造领域的影响
贺耀萱
2010, 40(4): 142-146. doi: 10.13204/j.gyjz201004030
摘要:
以旧建筑改造领域为范畴探讨该领域与密斯建筑美学的思想关系。首先从该领域历史发展背景展开分析,论证密斯工业化建筑美学思想对该领域产生影响的动因;然后阐明在当代旧建筑改造中密斯建筑美学思想具体现在钢与玻璃设计美学范式、简约建筑形体与建筑细部这三方面;最后提出从思想层面研究入手是指导我国该领域未来发展的重要途径。
传统徽州民居的色彩
刘仁义, 张靖华
2010, 40(4): 147-150. doi: 10.13204/j.gyjz201004031
摘要:
通过详实的调研,对徽州民居色彩从外到内作系统总结分析,总结其基本成因,归纳其色系变化,展示其独特的艺术效果。旨在激发探索其深远的文化内涵与构成法则,为现实生活所借鉴。