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2011年  第41卷  第10期

学术争鸣
玻璃纤维增强材料管劲性钢筋混凝土组合柱轴心受压试验研究
陈百玲, 王连广, 秦国鹏
2011, 41(10): 1-5. doi: 10.13204/j.gyjz201110001
摘要:
对8根组合柱进行试验,研究玻璃纤维增强材料(GFRP)管劲性钢筋混凝土组合柱的轴心受压性能。研究结果表明:荷载作用初期,GFRP管、混凝土及型钢单独受力,当荷载达到极限荷载60%左右时,GFRP管的纤维表面出现白纹,当荷载达到极限荷载的70%左右时,GFRP管对混凝土的套箍作用明显增加,当荷载达到极限荷载80%左右时,GFRP管出现频繁的响声,试件的破坏开始于GFRP管破裂、钢材屈服、混凝土压碎。编制组合柱的非线性分析程序,模拟计算结果与试验结果吻合良好。组合柱的承载力随着GFRP管壁厚度的增加、混凝土强度等级的提高及含钢率的增加而提高。
碳纤维增强复合材料修复震后玻璃纤维增强复合材料管钢筋混凝土桥墩柱抗震性能试验
王清湘, 王轩
2011, 41(10): 6-9,5. doi: 10.13204/j.gyjz201110002
摘要:
为了研究碳纤维增强复合材料(CFRP)修复震后玻璃纤维增强复合材料(GFRP)管混凝土桥墩柱的抗震性能,对4根CFRP修复震后破坏GFRP管混凝土桥墩柱进行拟静力试验,对比修复后钢筋混凝土桥墩柱与原型桥墩柱的滞回曲线、骨架曲线、延性和耗能能力。试验结果表明,修复后的墩柱承载力和延性指标均能得到较好的恢复甚至提高。
持载状态下碳纤维布加固损伤混凝土框架抗震试验研究
王新玲, 姚章堂, 李静
2011, 41(10): 10-14,19. doi: 10.13204/j.gyjz201110003
摘要:
以某二层工业厂房的钢筋混凝土框架为原型,按1/3的缩尺模型,设计、制作3榀尺寸及配筋相同的钢筋混凝土框架试件。首先分别对框架施加水平低周反复荷载,使其处于不同损伤状态(截面开裂、钢筋屈服),保持竖向荷载不变,对其进行碳纤维布加固。然后再对加固框架进行同样试验。基于试验值,分析了加固框架的滞回曲线、骨架曲线及抗震能力;比较碳纤维布加固不同损伤混凝土框架的抗震性能。结果表明,碳纤维布加固的不同损伤钢筋混凝土框架均具有良好的抗震性能和使用性能,为大震后损伤混凝土框架加固提供理论依据。
碳纤维增强复合材料加固受损混凝土短柱的研究及分析
王晨霞, 明文卉
2011, 41(10): 15-19. doi: 10.13204/j.gyjz201110004
摘要:
为了探索有效的钢筋混凝土短柱的加固方法,对4个短柱在轴向力和低周反复荷载作用下进行加固试验。3个试件受低周反复荷载作用开裂后持荷用碳纤维增强复合材料CFRP加固,另一个试件不作加固进行对比试验。试验研究了轴压比及加固前裂缝宽度两因素对短柱加固后性能的影响。试验结果表明,开裂钢筋混凝土短柱在用CFRP加固后,不仅增加了短柱的极限承载力,还可以避免脆性破坏。研究还表明CFRP加固钢筋临近屈服混凝土短柱,其承载力没有提高。
表面内嵌玻璃纤维增强材料筋加固混凝土梁抗弯性能试验
张海霞, 孔丹丹, 刘国瑞
2011, 41(10): 20-24. doi: 10.13204/j.gyjz201110005
摘要:
为了探究表面内嵌玻璃纤维增强材料(GFRP)加固混凝土的抗弯性能,通过对表面内嵌GFRP筋加固混凝土梁试件的抗弯试验,探究了加固梁受力过程和破坏形式;通过对加固试件与未加固试件的荷载-位移关系曲线和荷载-应变关系曲线的对比分析;探讨典型试件裂缝的开展和分布规律,进一步研究原梁内纵向钢筋配筋率和GFRP筋加固量对梁抗弯性能的影响。试验研究结果表明,表面内嵌GFRP筋加固方法不仅不同程度地提高了试件的屈服荷载和极限荷载,而且也提高了梁屈服阶段和破坏阶段的截面刚度,并在限制裂缝开展方面起到了一定有利的作用。
碳纤维布加固连续梁力学性能试验及分析
程东辉, 王天峰, 易亚敏
2011, 41(10): 25-28,63. doi: 10.13204/j.gyjz201110006
摘要:
为了开展碳纤维布加固钢筋混凝土连续梁受力性能的研究工作,对3根两跨采用碳纤维布加固的钢筋混凝土连续梁进行三分点加载的受力性能试验研究,获得加固状态下钢筋混凝土连续梁正截面承载力、裂缝分布及开展、中支座塑性铰区分布长度等试验实测值和荷载-挠度曲线及内力重分布关系曲线。试验研究表明:钢筋混凝土连续梁在加固状态下的破坏呈现中支座纵向受力钢筋先屈服,跨中纵向受力钢筋后屈服,碳纤维布被拉断的形式;试验梁加载过程中有明显的内力重分布,承载力极限状态下内力重分布幅度超过50%;由于跨中碳纤维布的存在约束了连续梁的变形,从而导致中支座控制截面附近塑性区域分布长度比普通钢筋混凝土连续梁有所减小。
预应力碳纤维增强材料筋混凝土梁的应力损失研究
王作虎, 杜修力, 刘晶波
2011, 41(10): 29-32. doi: 10.13204/j.gyjz201110007
摘要:
为了计算纤维塑料筋(FRP筋)的预应力损失大小,通过试验与计算相结合的方法对预应力碳纤维增强材料CFRP筋混凝土梁的应力损失进行研究。通过对6根预应力CFRP筋混凝土梁应力损失的测量,结合相关计算,得出以下结论:CFRP筋预应力损失的量值与钢绞线预应力损失的量值基本类似,采用分项计算的办法来计算CFRP筋的预应力损失,并且预应力总的损失计算值与实测值比较接近,误差在15%以内。
增强筋与混凝土粘结性能的研究进展
张宇, 杨勇新, 关增伟
2011, 41(10): 33-36,32. doi: 10.13204/j.gyjz201110008
摘要:
对钢筋、纤维增强材料(FRP)筋与混凝土的粘结机理、受力过程、影响因素、粘结强度、粘结长度和本构关系等性能的国内外研究现状进行介绍。基于此,提出了钢筋、FRP筋与混凝土粘结的研究思路。
工业遗产价值取向的评析
李先逵, 许东风
2011, 41(10): 37-40. doi: 10.13204/j.gyjz201110009
摘要:
基于从城市工业化的特征去评价工业遗产价值的观点,指出工业遗产的价值取向在于传承工业化进程中有价值的文化信息,为今人和后人传递和发扬工业文化信息。从城市工业化特征出发,提出以主要行业到典型企业再到建筑遗产的递进评价方法,分别制定行业、企业和建筑的评价指标,建立了三类七项十条指标的评价框架,并以我国著名的工业城市重庆作了实例评析,为科学评价工业遗产价值做了有益探索。
基于地域文化特色的垃圾焚烧发电厂的建筑设计
黄莺
2011, 41(10): 41-43. doi: 10.13204/j.gyjz201110010
摘要:
针对目前国内大型工业建筑垃圾焚烧发电厂的设计现状进行分析,提出基于地域文化特色的建筑创作,并结合国内外的实例,强调垃圾焚烧发电厂的建筑创作的重要性,以及建筑创作的途径与方式。
诗意的栖居——浅析工业企业景观设计
吴运法
2011, 41(10): 44-46. doi: 10.13204/j.gyjz201110011
摘要:
城市化的过程离不开工业经济的发展,工业企业在经历了初期的快速发展后开始逐步致力于改善企业的环境空间,追求生产、生活与自然的和谐。因此,在工业企业厂区景观设计中,景观策略的应用如何结合具体工业企业特点,尊重场地特征,顺应自然规律,以新的视角,给工业企业职工以诗意的栖居成为现代工业企业的发展趋势之一。
西安长安区百年老油坊保护方式的探究
杨豪中, 苏义鼎
2011, 41(10): 47-50. doi: 10.13204/j.gyjz201110012
摘要:
我国传统手工艺文化历史悠久,是中华民族五千年勤劳不息、薪火相传的最为可靠的例证,也是祖先留给我们后人的一笔珍贵的物质与精神财富。时至今日,这些财富却在我们的视野和记忆中不断地消失。如何使得这些财富重现昔日光辉并继续传承下去,是我们每一个中国人应当思考的问题。以西安长安老油坊为例,探讨关于传统作坊的保护与发展问题,从微观的视野来研究关于文化遗产的保护问题。
浅析生态建筑因地制宜的发展策略
王润生, 刘慧君
2011, 41(10): 51-54,58. doi: 10.13204/j.gyjz201110013
摘要:
从发展生态建筑的必要性出发,阐释生态建筑的内涵及特征,通过对生态建筑的影响因素的分析,探讨了因地制宜原则在生态建筑设计中的重要性,提出生态建筑因地制宜原则的发展策略。
钢筋混凝土短柱的判别与设计处理
游强, 游猛
2011, 41(10): 55-58. doi: 10.13204/j.gyjz201110014
摘要:
为避免短柱的脆性破坏,从短柱的力学定义出发,分析了常用短柱判别方法的错误原因并给出具有普适性的判别式;然后根据设计经验和前人的研究成果,总结了9种可供选择的短柱处理方案,比较了它们的优缺点与适用范围,工程实践中可据此进行方案比选。
细部构造对预制混凝土楼板发卡式连接件抗拉(压)性能的影响
梁书亭, 庞瑞, 朱筱俊, 孟瑶
2011, 41(10): 59-63. doi: 10.13204/j.gyjz201110015
摘要:
预制楼板连接件的细部构造对其平面内抗拉(压)性能影响较大,以发卡式连接件的嵌条长度、锚板厚度及其挑出长度为参数,通过对其进行平面内轴向荷载作用下的数值模拟分析,研究连接件细部构造对发卡式连接件抗拉(压)承载力、刚度和变形能力等方面的影响。在分析的基础上提出了发卡式连接件的细部构造建议,为发卡式连接件的设计和施工提供参考。
大跨度混凝土桥梁预应力摩擦损失的理论研究*
刘鹏飞, 赵启林, 江克斌, 高和生
2011, 41(10): 64-67. doi: 10.13204/j.gyjz201110016
摘要:
许多大跨度桥梁在预应力张拉过程中发现结构实际效应难以达到理论预期效果。通过对大量桥梁摩擦损失的实测结果的统计分析,指出摩擦损失过大可能是导致以上现象发生的主要原因。随后从现有的摩擦损失计算模型出发,通过理论与实测数据的分析,指出:现有摩擦损失与索长的非线性关系、计算中忽略平弯角以及应力状态影响等是导致长索摩擦损失理论值经常小于实测值的主要原因。最后,提出了摩擦损失计算的改进建议。
动、静荷载预压密后土压缩性状的对比研究
罗嗣海, 胡微, 潘小青, 邓通发, 杨泽平
2011, 41(10): 68-71. doi: 10.13204/j.gyjz201110017
摘要:
在侧限条件下,对物理性质相同的土分别采用静力和冲击作用产生相同的预压密,对预压密后的土样进行高压固结试验,对比研究压密程度相同但成因不同的预压密后土的压缩曲线、前期固结压力和压缩指数。结果表明,相同预压密的土,压缩后土的压缩指数相近,与预压密的成因无关。而压缩曲线和前期固结压力则因土类而异,经历相同预压密后,不饱和粉质黏土和粉砂的压缩曲线及不饱和粉质黏土的前期固结压力只与预压密量相关,与成因无关;但对饱和粉质黏土,静力预压密将产生超固结状态,前期固结压力与预压密量正相关;而冲击预压密产生的超固结则不明显,前期固结压力也与冲击预压密量关系不大。
基于实测地表位移的基坑开挖引起临近地下管线位移的计算
刘红岩, 李厚恩, 黄妤诗, 吕淑然
2011, 41(10): 72-74,94. doi: 10.13204/j.gyjz201110018
摘要:
基坑开挖对临近地下管线的影响是目前关系到城市基坑能否安全、经济施工的一个重要问题,也已成为该领域的一个研究难点和热点课题。在前人提出的弹性地基梁理论的基础上,提出根据现场实测地表沉降曲线计算基坑开挖对引起临近地下管线位移的方法,弥补前人假定地下管线上方地表沉降曲线为抛物线的不足,从而使计算结果更加准确。最后通过一个工程实例,对该方法的求解过程进行说明,得出地下管线的竖向位移方程,并采用Matlab软件求出了其数值解,计算结果与实测值吻合良好。
基于找形分析的大尺度单层平面索网玻璃幕墙自平直施工方法
翁振江, 尹凌峰, 单建, 唐敢, 黄玮, 武峰
2011, 41(10): 75-80. doi: 10.13204/j.gyjz201110019
摘要:
针对大尺度单层平面索网幕墙施工中常用的配重施工法存在的多种弊端,通过深入分析竖索在施工过程中的弹性变形规律,基于前期研究提出的改进非线性逆迭代面内找形方法,灵活运用配重施工方法的原理,结合现场可操作性,形成了一种适用于单层平面索网幕墙的自平直施工方法。该施工方法通过增加结构施工模拟分析,取消了配重,实现相同竣工效果,却节省了大量施工成本,减少了安全隐患。工程应用表明,自平直方法完全可以替代配重施工法,适用性更强、更经济、简单、安全,具有较强的可操作性和显著的优越性。
高层型钢混凝土框架-核心筒结构施工期竖向变形实测研究
华建民, 谢飞飞
2011, 41(10): 81-84. doi: 10.13204/j.gyjz201110020
摘要:
通过工程实体测试,考察某高层型钢混凝土框架-核心筒结构在施工期间从底层混凝土浇筑后到42层结构施工完的竖向变形规律。测试结果表明:型钢混凝土组合柱内混凝土与型钢存在变形差,变形协调需要的时间与混凝土强度等级有关,强度等级越高变形协调需要的时间越长;施工期间结构竖向应变,柱最大达40710-6,剪力墙最大达35910-6,竖向变形在混凝土14d龄期前发展较快,14d前完成的竖向变形与42层施工完毕完成的全部变形的比值:柱约35%,剪力墙约34%;混凝土14d龄期后,当施工循环周期稳定时,竖向变形接近线性发展。
再谈精心设计——促使钢结构行业健康发展的关键
陆赐麟
2011, 41(10): 134-136,133. doi: 10.13204/j.gyjz201110031
摘要:
介绍了近年来国内外大型公用建筑工程兴建的实例及发展趋向。并对我国钢结构行业的健康发展提出了期盼。在《工业建筑》杂志2011年第3期发表的精心设计的基础上,继续对精品钢结构设计的内涵及特点进行阐述,并提出催生精品钢结构工程的几点措施和建议。
综述
连续倒塌分析中结构重要构件的研究现状
蔡建国, 王蜂岚, 冯健, 张晋
2011, 41(10): 85-89. doi: 10.13204/j.gyjz201110021
摘要:
建筑结构的连续性倒塌分析已成为国内外的一个研究热点,变换荷载路径法(AP法)的一个重要内容是确定结构的重要构件。在对现有结构重要构件判断方法分析比较的基础上,对其进行归纳总结,并给出了结构重要构件判断方法所必须具备的三个条件。
现代钢结构
大型托换钢桁架钢管混凝土柱节点力学性能研究
赵雅娜, 余志祥, 赵世春
2011, 41(10): 90-94. doi: 10.13204/j.gyjz201110022
摘要:
为了研究新建呼和浩特火车东站大跨度屋盖结构钢桁架-钢管混凝土柱关键连接节点受荷安全性,基于混合尺度分析方法,构建了数值模型,研究其破坏模式与滞回特征。探讨Drucker-Prager Cap材料模型进行混凝土滞回分析的可行性,并据此进行钢-混凝土组合对比模型构建,分析内填混凝土与否及内填混凝土强度等级高低对节点力学性能的影响,并结合复杂节点的工艺力学特点,研究节点内加强与局部加厚加强两种方式的力学性能差异。
圆钢管橡胶混凝土短柱试验
刘艳华, 王铁良, 白义奎
2011, 41(10): 95-99. doi: 10.13204/j.gyjz201110023
摘要:
对8个圆钢管橡胶混凝土轴心受压短柱进行试验研究,探讨橡胶粉取代率和橡胶粉粒径对圆钢管橡胶混凝土承载力的影响。采用有关设计规程包括:美国ACI(2005)和AISC(2005)、日本AIJ(2008)、英国BS5400(2005)、欧洲EC4(2004)及中国DL/T 50851999(1999)、DB21/T 17462009(2009)等对圆钢管橡胶混凝土的承载力进行计算。结果表明:随着橡胶粉取代率的增加和橡胶粉粒径的增大,圆钢管橡胶混凝土的承载力、刚度均有下降的趋势;上述各设计规程均能较好地计算圆钢管橡胶混凝土短柱的承载力,且计算结果偏于安全,其中,DL/T 50851999与圆钢管橡胶混凝土短柱试验结果最为吻合。
竖向荷载对防屈曲组合钢板墙受剪性能的影响
陈麟, 赵锐荣, 周云
2011, 41(10): 100-105. doi: 10.13204/j.gyjz201110024
摘要:
以ABAQUS为模拟平台,考虑内嵌钢板参与承重,建立两种防屈曲组合钢板墙模型BR-CSPWⅠ和BR-CSPWⅡ,后者的混凝土板与钢板共同承受竖向荷载。对防屈曲组合钢板墙的受剪性能、内嵌钢板的应力分布以及混凝土面外约束板的损伤与竖向荷载变化的相关性进行有限元分析,并对2个试件进行拟静力试验。结果表明:随竖向荷载增大,内嵌钢板与混凝土板间的相互作用加强,混凝土板损伤加剧。在混凝土板设计合理,面外约束刚度足够的情况下,内嵌钢板参与承重对防屈曲组合钢板墙的受剪承载力、受剪初始刚度以及耗能能力的削弱不显著,但竖向荷载会加重防屈曲组合钢板墙的边缘框架柱的受力负担,降低其抗弯能力。
双T形新型约束屈曲支撑的试验研究
徐士云, 郑廷银, 杨俊
2011, 41(10): 106-110,105. doi: 10.13204/j.gyjz201110025
摘要:
双T形新型约束屈曲支撑是一种新型耗能支撑,影响其性能的因素众多。为了考察约束机构、约束比、内核板件宽厚比和内核切割方式等构造因素对其耗能性能的影响,对6个缩尺的双T形新型约束屈曲支撑模型进行低周往复荷载试验,研究支撑结构的破坏形态、滞回性能、耗能能力、位移延性和刚度退化等性能。试验研究表明:该新型支撑的约束机构和内核单元连接可靠;在所考察的因素中,约束机构和约束比的影响较大;具有合理构造的双T形新型支撑滞回圈饱满、耗能稳定、延性较好、屈服后刚度退化较慢。
张弦网壳结构索张拉模拟计算及试验研究
徐承强, 曲晓宁
2011, 41(10): 111-114,128. doi: 10.13204/j.gyjz201110026
摘要:
施工张拉控制是张弦网壳结构的关键技术之一,提出采用控制索原长的反分析方法追踪结构施工整个过程。首先,通过控制索在预应力状态下的张拉力求出零状态和索原长,并同时获得预应力态下所有单元的内力。在此基础上,通过控制每一级张拉索的原长,进行非线性有限元迭代计算,可求出索在分级分批施工时的控制力,并用VC++6.0编制相应的计算程序。这一方法有效地避免了通用有限元需要反复试算,计算繁琐的缺点。最后,以张弦网壳结构模型为试验对象,按分级分批张拉的方式模拟结构的现场施工,并跟踪施工过程中杆件单元的应力状态。结果表明,数值模拟计算与试验值吻合较好,计算结果可靠,该方法能精确模拟结构的施工成形过程,且在整个过程中,每根索只需张拉一次,简化了施工工艺。
张家界荷花机场新航站楼主楼屋盖钢结构设计
郑春林, 王宏斌, 马越, 李杨
2011, 41(10): 115-118. doi: 10.13204/j.gyjz201110027
摘要:
张家界荷花机场新航站楼主楼为混凝土框架与钢网架的组合结构形式,其中折板形钢屋盖采用两向斜交斜放交叉桁架体系与正放四角锥体系的组合网架。主要介绍结构的体系、分析设计条件、相关主要结果、整体稳定性验算以及支座节点的设计等。分析结果表明,各项指标均满足相关规范要求,从而保证结构设计的安全性。本工程结构新颖,对其他相似建筑结构设计具有一定的参考意义。
鉴定·加固·改造
分期置换混凝土框架柱工程实例
卜良桃, 李易越, 刘雄
2011, 41(10): 119-122. doi: 10.13204/j.gyjz201110028
摘要:
某框架柱1层有1角柱一小段混凝土强度等级偏低,经加固方案比较后决定采用分期置换混凝土加固法。由于置换混凝土部位的结构荷载较大,为确保上部结构和施工操作的安全,通过测量支撑结构及被置换结构在卸载过程中发生的应变及卸荷点的变形,准确地反映被置换混凝土部位结构的内力、变形和残余变形以及支撑结构的内力,为卸载提供可靠的依据。同时介绍施工检测结果以及置换加固的效果,最后对该类工程的设计与施工提出了建议。
南市电厂烟囱改建工程加固设计
何天森, 巢斯, 张晓光, 黄涛
2011, 41(10): 123-128. doi: 10.13204/j.gyjz201110029
摘要:
以改建的钢筋混凝土高耸结构原南市电厂烟囱作为研究对象,以上海2010年世博会观光塔这一典型的钢筋混凝土筒体结构作为工程背景,介绍改建加固的结构方案以及结构改造的内容,详细说明结构改建加固设计的做法,并计算分析加固前、后结构的主要计算指标,验算并对比结构改建前后的承载能力极限状态及正常使用状态下的各个指标,并就指标进行分析,比较结构改造加固的效果。
工业建筑改建加固方法分析
姜文辉, 巢斯, 邹翾
2011, 41(10): 129-133. doi: 10.13204/j.gyjz201110030
摘要:
由于大跨度的框排架结构体系工业厂房建筑抗震性能较差,在改建成满足抗震规范的民用建筑时,宜采取合理适当的加固措施,保持原结构体系的稳定可靠。以双向增加柱间支撑调节结构刚度和荷载分配的某厂房的改建加固方法为例,介绍某厂房改建加固的设计、评审和施工的实践。实践表明:该方法具有加固工程量小,支撑布置灵活,加固后结构抗变形能力强、延性好等优点,值得推广和进一步研究。