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2012年 第42卷 第7期
2012, 42(7): 1-13,73.
doi: 10.13204/j.gyjz201207001
摘要:
为配合CECS 290:2011《波浪腹板钢结构应用技术规程》的颁布施行,结合波浪腹板钢结构的最新研究进展,介绍规程的主要设计条文及其产生背景。鉴于波浪腹板构件具有较为独特的受力机理,对其设计计算的相关条款进行阐释,主要涉及其强度、刚度、稳定性及连接节点等方面的设计计算理论,具体包括构件的强度计算、局部承压验算、支承加劲肋验算、腹板抗剪稳定性验算、构件的整体稳定性验算、变形计算简化模型、构件与结构变形计算简化方法、端板式节点中螺栓内力与端板厚度计算模型等,以及CECS 290:2011中给出的适用于波浪腹板门式刚架的多种节点构造形式。另外,讨论波浪腹板钢结构在制作与安装中的关键技术问题,包括波浪腹板钢构件的轧制和焊接要求、制作和安装误差控制以及除锈与涂装防腐的相关标准等,并对波浪腹板钢构件自动化生产线及波浪钢板剪力墙的一些最新研究进展进行介绍。
为配合CECS 290:2011《波浪腹板钢结构应用技术规程》的颁布施行,结合波浪腹板钢结构的最新研究进展,介绍规程的主要设计条文及其产生背景。鉴于波浪腹板构件具有较为独特的受力机理,对其设计计算的相关条款进行阐释,主要涉及其强度、刚度、稳定性及连接节点等方面的设计计算理论,具体包括构件的强度计算、局部承压验算、支承加劲肋验算、腹板抗剪稳定性验算、构件的整体稳定性验算、变形计算简化模型、构件与结构变形计算简化方法、端板式节点中螺栓内力与端板厚度计算模型等,以及CECS 290:2011中给出的适用于波浪腹板门式刚架的多种节点构造形式。另外,讨论波浪腹板钢结构在制作与安装中的关键技术问题,包括波浪腹板钢构件的轧制和焊接要求、制作和安装误差控制以及除锈与涂装防腐的相关标准等,并对波浪腹板钢构件自动化生产线及波浪钢板剪力墙的一些最新研究进展进行介绍。
2012, 42(7): 14-21,44.
doi: 10.13204/j.gyjz201207002
摘要:
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板通过高频焊接组成,作为受弯构件具有较高的承载效率。基于波浪腹板工形构件截面承载力的简化模型,提出波浪腹板受弯构件强度和抗剪稳定承载力计算公式,同时亦给出考虑波浪腹板剪切变形的构件挠度计算方法;对2根足尺的波浪腹板工形截面梁进行面内加载试验,揭示受弯构件加载破坏过程及破坏机理;同时以有限元分析进行佐证,分析构件初始缺陷对其破坏形式的影响。研究表明,试验结果与有限元分析结果吻合较好,亦验证建议设计方法的合理性。
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板通过高频焊接组成,作为受弯构件具有较高的承载效率。基于波浪腹板工形构件截面承载力的简化模型,提出波浪腹板受弯构件强度和抗剪稳定承载力计算公式,同时亦给出考虑波浪腹板剪切变形的构件挠度计算方法;对2根足尺的波浪腹板工形截面梁进行面内加载试验,揭示受弯构件加载破坏过程及破坏机理;同时以有限元分析进行佐证,分析构件初始缺陷对其破坏形式的影响。研究表明,试验结果与有限元分析结果吻合较好,亦验证建议设计方法的合理性。
2012, 42(7): 22-29.
doi: 10.13204/j.gyjz201207003
摘要:
首先分析波浪腹板阶形柱计算长度系数计算的相关问题,理论推导过程中考虑剪切变形对其稳定性的影响,得到考虑剪切变形时计算长度系数计算的精确公式,并与不考虑剪切变形的计算公式(GB500172003《钢结构设计规范》)以及有限元计算结果进行对比,从而得出了CECS 290:2011《波浪腹板钢结构技术规程》中对于波浪腹板阶形柱计算长度系数计算的取值原则。其次,对波浪腹板阶形柱在侧向荷载作用下的变形进行分析,得到计算波浪腹板阶形柱侧向变形的计算公式。另外,根据波浪腹板阶形柱的特殊性,对波浪腹板阶形柱连接处的肩梁构造与计算方法进行阐述。
首先分析波浪腹板阶形柱计算长度系数计算的相关问题,理论推导过程中考虑剪切变形对其稳定性的影响,得到考虑剪切变形时计算长度系数计算的精确公式,并与不考虑剪切变形的计算公式(GB500172003《钢结构设计规范》)以及有限元计算结果进行对比,从而得出了CECS 290:2011《波浪腹板钢结构技术规程》中对于波浪腹板阶形柱计算长度系数计算的取值原则。其次,对波浪腹板阶形柱在侧向荷载作用下的变形进行分析,得到计算波浪腹板阶形柱侧向变形的计算公式。另外,根据波浪腹板阶形柱的特殊性,对波浪腹板阶形柱连接处的肩梁构造与计算方法进行阐述。
2012, 42(7): 30-36,165.
doi: 10.13204/j.gyjz201207004
摘要:
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板通过高频焊接组成,作为受弯构件具有较高的承载效率。基于波浪腹板工形构件截面承载力的简化模型,提出波浪腹板受弯构件强度和抗剪稳定承载力计算公式,同时亦给出考虑波浪腹板剪切变形的构件挠度计算方法;对2根足尺的波浪腹板工形截面梁进行面内加载试验,揭示受弯构件加载破坏过程及破坏机理;同时以有限元分析进行佐证,分析构件初始缺陷对其破坏形式的影响。研究表明,试验结果与有限元分析结果吻合较好,亦验证建议设计方法的合理性。
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板通过高频焊接组成,作为受弯构件具有较高的承载效率。基于波浪腹板工形构件截面承载力的简化模型,提出波浪腹板受弯构件强度和抗剪稳定承载力计算公式,同时亦给出考虑波浪腹板剪切变形的构件挠度计算方法;对2根足尺的波浪腹板工形截面梁进行面内加载试验,揭示受弯构件加载破坏过程及破坏机理;同时以有限元分析进行佐证,分析构件初始缺陷对其破坏形式的影响。研究表明,试验结果与有限元分析结果吻合较好,亦验证建议设计方法的合理性。
2012, 42(7): 37-44.
doi: 10.13204/j.gyjz201207005
摘要:
波浪腹板工形构件在实际工程应用中,往往由于穿管线等使用功能要求需要在腹板中间开孔。目前,国内外很少看到波浪腹板开孔后抗剪及抗弯承载力研究的相关文献。通过大量有限元数值分析,研究开孔后波浪腹板工形构件截面剪应力的分布及变化,进而通过弹塑性屈曲分析,获得计算其抗剪承载力的拟合公式。此外,还讨论了开孔对波浪腹板梁受弯承载力及挠度的影响,以及开双孔时孔间距的影响。
波浪腹板工形构件在实际工程应用中,往往由于穿管线等使用功能要求需要在腹板中间开孔。目前,国内外很少看到波浪腹板开孔后抗剪及抗弯承载力研究的相关文献。通过大量有限元数值分析,研究开孔后波浪腹板工形构件截面剪应力的分布及变化,进而通过弹塑性屈曲分析,获得计算其抗剪承载力的拟合公式。此外,还讨论了开孔对波浪腹板梁受弯承载力及挠度的影响,以及开双孔时孔间距的影响。
2012, 42(7): 45-54.
doi: 10.13204/j.gyjz201207006
摘要:
波浪腹板工形梁的局部承压性能目前国内外研究较少。在总结前人对平腹板和梯形波折腹板梁局部承压极限承载力研究工作的基础上,对波浪腹板工形梁的局部承压性能及设计方法进行研究。通过有限元数值分析,揭示波浪腹板工形梁在局部压力作用下的破坏形式以及腹板几何初始缺陷对局部承压性能的影响,在几何参数分析的基础上建立局部承压极限承载力的简化计算公式。最后针对同时承受局部荷载和弯矩的波浪腹板工形梁,建立截面弯矩与局部压力之间的M-P承载力相关计算公式,并通过有限元数值计算进行验证。
波浪腹板工形梁的局部承压性能目前国内外研究较少。在总结前人对平腹板和梯形波折腹板梁局部承压极限承载力研究工作的基础上,对波浪腹板工形梁的局部承压性能及设计方法进行研究。通过有限元数值分析,揭示波浪腹板工形梁在局部压力作用下的破坏形式以及腹板几何初始缺陷对局部承压性能的影响,在几何参数分析的基础上建立局部承压极限承载力的简化计算公式。最后针对同时承受局部荷载和弯矩的波浪腹板工形梁,建立截面弯矩与局部压力之间的M-P承载力相关计算公式,并通过有限元数值计算进行验证。
2012, 42(7): 55-64,178.
doi: 10.13204/j.gyjz201207007
摘要:
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板组成,因其较平腹板工形构件具有较高的承载效率而在门式刚架结构中有较广泛的应用。在传统平腹板门式刚架结构节点形式的基础上,结合波浪腹板工形构件腹板不承受法向应力的独特受力特点,提出适用于波浪腹板门式刚架的多种节点构造形式;对典型的端板连接节点进行考虑接触单元的实体有限元分析,由此引出波浪腹板门式刚架节点的计算方法,并对波浪腹板工形构件的加工制作等方面提出要求,最后介绍波浪腹板构件的新型节点形式在某钢构门式刚架厂房中的实际应用。
波浪腹板工形构件由翼缘与波浪腹板组成,因其较平腹板工形构件具有较高的承载效率而在门式刚架结构中有较广泛的应用。在传统平腹板门式刚架结构节点形式的基础上,结合波浪腹板工形构件腹板不承受法向应力的独特受力特点,提出适用于波浪腹板门式刚架的多种节点构造形式;对典型的端板连接节点进行考虑接触单元的实体有限元分析,由此引出波浪腹板门式刚架节点的计算方法,并对波浪腹板工形构件的加工制作等方面提出要求,最后介绍波浪腹板构件的新型节点形式在某钢构门式刚架厂房中的实际应用。
2012, 42(7): 65-68.
doi: 10.13204/j.gyjz201207008
摘要:
发展低碳可持续住宅评估体系以促进节能减排、优化生活环境,是应对全球气候变暖和实现人类可持续发展的重要手段。通过对目前国际上最具有代表性的几个住宅评估体系:英国的《可持续住宅规范》、美国的LEED和日本的CASBEE与中国《绿色建筑评价标准》以及《中国生态住区技术评估手册》,从发展历程、评估内容、评估软件、评估体系的市场化、公众教育等几方面进行综合分析,剖析各国住宅评估体系的优点以及不足,提出中国现阶段低碳可持续住宅评估体系制定所存在的问题和相关改进措施,为今后低碳可持续住宅评估体系的发展提出有力建议。
发展低碳可持续住宅评估体系以促进节能减排、优化生活环境,是应对全球气候变暖和实现人类可持续发展的重要手段。通过对目前国际上最具有代表性的几个住宅评估体系:英国的《可持续住宅规范》、美国的LEED和日本的CASBEE与中国《绿色建筑评价标准》以及《中国生态住区技术评估手册》,从发展历程、评估内容、评估软件、评估体系的市场化、公众教育等几方面进行综合分析,剖析各国住宅评估体系的优点以及不足,提出中国现阶段低碳可持续住宅评估体系制定所存在的问题和相关改进措施,为今后低碳可持续住宅评估体系的发展提出有力建议。
2012, 42(7): 69-73.
doi: 10.13204/j.gyjz201207009
摘要:
废旧建筑再利用是时下流行的话题。对民国时期教会学校建筑:天主教河南总修院的主体转楼进行了详细的研究,通过对该建筑的实地考察,绘制出了建筑平立面图,基于第一手资料,对其空间布局和空间装饰进行了深入细致的分析,并提出了可行性的保护方案。希望引起对该建筑的重视,并加以保护和利用。
废旧建筑再利用是时下流行的话题。对民国时期教会学校建筑:天主教河南总修院的主体转楼进行了详细的研究,通过对该建筑的实地考察,绘制出了建筑平立面图,基于第一手资料,对其空间布局和空间装饰进行了深入细致的分析,并提出了可行性的保护方案。希望引起对该建筑的重视,并加以保护和利用。
2012, 42(7): 74-78.
doi: 10.13204/j.gyjz201207010
摘要:
现行GB50009-2001《建筑结构荷载规范》规定的频遇值系数和准永久值系数是根据工程经验确定的,没有严格的统计基础。针对此种情况,按照GB 500092001的统计定义,建立频遇值系数和准永久值系数与平均超越时间和设计基准期比值的关系,得到楼面活荷载和风荷载的频遇值系数和准永久值系数。按统计方法得出的楼面活荷载频遇值系数比GB 500092001规定的值稍大,其准永久值系数比GB 500092001规定的值小,风荷载频遇值系数则稍大于规定。
现行GB50009-2001《建筑结构荷载规范》规定的频遇值系数和准永久值系数是根据工程经验确定的,没有严格的统计基础。针对此种情况,按照GB 500092001的统计定义,建立频遇值系数和准永久值系数与平均超越时间和设计基准期比值的关系,得到楼面活荷载和风荷载的频遇值系数和准永久值系数。按统计方法得出的楼面活荷载频遇值系数比GB 500092001规定的值稍大,其准永久值系数比GB 500092001规定的值小,风荷载频遇值系数则稍大于规定。
2012, 42(7): 79-81.
doi: 10.13204/j.gyjz201207011
摘要:
由于规范对失效概率的取值与实际情况不符,针对年失效概率考虑随时间其结构老化使可靠性降低,且是一个变加速增加的过程,对该过程采用新的线性递增进行模拟,在一定程度上符合客观情况。在桥梁结构设计基准期内,失效概率在结构老化进行阶段每年按10%线性增加,从而推出改进的年失效概率函数。
由于规范对失效概率的取值与实际情况不符,针对年失效概率考虑随时间其结构老化使可靠性降低,且是一个变加速增加的过程,对该过程采用新的线性递增进行模拟,在一定程度上符合客观情况。在桥梁结构设计基准期内,失效概率在结构老化进行阶段每年按10%线性增加,从而推出改进的年失效概率函数。
2012, 42(7): 82-85.
doi: 10.13204/j.gyjz201207012
摘要:
将精细积分法与Wilson-法结合起来求解结构动力方程,提出了Wilson-精细积分法,并应用于结构的地震时程反应分析中。该方法通过引入Wilson-法的基本假设,对结构动力微分方程进行降阶,然后再应用精细积分法和牛顿-柯特斯公式进行逐步积分,这样既降低了矩阵的阶数又避免了矩阵的求逆。最后,给出若干算例,计算结果表明,该方法对于地震作用具有较好的适应性,且精度好,效率高,可以在工程中推广应用。
将精细积分法与Wilson-法结合起来求解结构动力方程,提出了Wilson-精细积分法,并应用于结构的地震时程反应分析中。该方法通过引入Wilson-法的基本假设,对结构动力微分方程进行降阶,然后再应用精细积分法和牛顿-柯特斯公式进行逐步积分,这样既降低了矩阵的阶数又避免了矩阵的求逆。最后,给出若干算例,计算结果表明,该方法对于地震作用具有较好的适应性,且精度好,效率高,可以在工程中推广应用。
2012, 42(7): 86-90.
doi: 10.13204/j.gyjz201207013
摘要:
通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 50012010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 50012010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。
通过对4根配箍率不同,剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁的抗剪试验,观测梁的破坏过程及裂缝发展形态;并根据试验结果数据分析其抗剪承载力;最后将试验值与采用GB 50012010《混凝土结构设计规范》公式计算的计算值进行了对比。结果表明,高强钢筋C100混凝土梁抗剪承载力稳定,破坏形态与普通混凝土梁相似;适量提高配箍率,可以有效地控制斜裂缝的开展,提高梁的抗剪承载力;对于剪跨比为3的高强钢筋C100混凝土梁来说,GB 50012010《混凝土结构设计规范》公式用于无腹筋梁抗剪计算是偏高的,而用于有腹筋梁抗剪设计是偏保守的。
2012, 42(7): 91-94.
doi: 10.13204/j.gyjz201207014
摘要:
目前针对大空间建筑火灾空气升温的数值模拟基本都采用规则的矩形几何模型,然而在实际工程中,大空间建筑为满足使用功能和建筑造型等要求,几何形状经常采用曲面体或壳体。通过FDS程序模拟火灾场景,采用矩形单元拟合圆弧墙的算法,考察了圆弧形壁面对大空间建筑火灾下空气升温过程的影响;同时,基于MATLAB程序非线性拟合方法,建立了考虑圆弧形壁面影响的大空间建筑火灾空气升温经验公式。
目前针对大空间建筑火灾空气升温的数值模拟基本都采用规则的矩形几何模型,然而在实际工程中,大空间建筑为满足使用功能和建筑造型等要求,几何形状经常采用曲面体或壳体。通过FDS程序模拟火灾场景,采用矩形单元拟合圆弧墙的算法,考察了圆弧形壁面对大空间建筑火灾下空气升温过程的影响;同时,基于MATLAB程序非线性拟合方法,建立了考虑圆弧形壁面影响的大空间建筑火灾空气升温经验公式。
2012, 42(7): 95-99,90.
doi: 10.13204/j.gyjz201207015
摘要:
以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。
以重庆某开挖深度近30 m、周围存在邻近隧道的岩质深基坑工程为例,介绍了支护桩加锚索、支护桩加分阶预留岩墙两种围护体系及基坑监测方案,并结合数值模拟对主要监测成果进行分析。分析结果表明:支护桩加分阶预留岩墙作为邻近隧道岩质基坑围护体系非常有效,桩身变形主要集中于土层部分,对坡顶部位进行加固,可有效提高边坡整体稳定性;邻近隧道会改变周围地表最大沉降点位置,其位置与隧道拱顶相对应;由于受连续介质及隧道几何形态的影响,围岩会改变位移场传递的方向,隧道主要表现为横向变形。
2012, 42(7): 100-104.
doi: 10.13204/j.gyjz201207016
摘要:
为了解决工程实践中渗透注浆浆液扩散半径计算公式相对缺乏及应用性差的问题,在相关假设的基础上,根据达西定律推导出新的渗透注浆浆液扩散半径的计算公式。推导分为注浆孔穿越及未穿越被注岩层两种情况,综合考虑了注浆孔与被注岩层层面夹角及浆液的黏度时变性因素。公式在宁夏某煤矿立井工作面预注化学浆工程中试用,通过在现场工程实践检验,公式具有较好的实用价值。研究对渗透注浆的设计及质量评价具有应用价值。
为了解决工程实践中渗透注浆浆液扩散半径计算公式相对缺乏及应用性差的问题,在相关假设的基础上,根据达西定律推导出新的渗透注浆浆液扩散半径的计算公式。推导分为注浆孔穿越及未穿越被注岩层两种情况,综合考虑了注浆孔与被注岩层层面夹角及浆液的黏度时变性因素。公式在宁夏某煤矿立井工作面预注化学浆工程中试用,通过在现场工程实践检验,公式具有较好的实用价值。研究对渗透注浆的设计及质量评价具有应用价值。
2012, 42(7): 105-109,151.
doi: 10.13204/j.gyjz201207017
摘要:
针对银川周边高矿化度湖泊相软土地基水泥土桩法处理问题,在软土天然含水量下,固定水泥掺量,应用搅拌法制备边长70.7 mm的立方体试件,标准条件养护,通过SANS万能材料试验机测定试件的强度和变形,通过扫描电子显微镜SEM进行微观结构分析,试验研究高掺量粉煤灰水泥土的应力-应变关系,强度随粉煤灰掺量、含水量、胶水比和龄期等因素变化的规律,并进行相关性分析,揭示作用机理。研究表明:在高掺粉煤灰条件下,水泥土的强度显著提高,且后期有很高的增长率,粉煤灰与水泥的最优掺量比约为3,主要作用机理为粉煤灰的水化效应和填充效应;水泥土的强度与粉煤灰掺量、胶水比、含水量之间近似为线性关系,其与胶水比的相关性最好。
针对银川周边高矿化度湖泊相软土地基水泥土桩法处理问题,在软土天然含水量下,固定水泥掺量,应用搅拌法制备边长70.7 mm的立方体试件,标准条件养护,通过SANS万能材料试验机测定试件的强度和变形,通过扫描电子显微镜SEM进行微观结构分析,试验研究高掺量粉煤灰水泥土的应力-应变关系,强度随粉煤灰掺量、含水量、胶水比和龄期等因素变化的规律,并进行相关性分析,揭示作用机理。研究表明:在高掺粉煤灰条件下,水泥土的强度显著提高,且后期有很高的增长率,粉煤灰与水泥的最优掺量比约为3,主要作用机理为粉煤灰的水化效应和填充效应;水泥土的强度与粉煤灰掺量、胶水比、含水量之间近似为线性关系,其与胶水比的相关性最好。
2012, 42(7): 110-114.
doi: 10.13204/j.gyjz201207018
摘要:
利用研制的大型单剪仪,进行砂土与混凝土接触面单剪试验研究,研究单一粒径的砂土对混凝土接触面物理力学性质的影响。从试验结果分析得到,不同单一粒径砂土的接触面厚度和试样破坏时的剪切位移。试验表明:抗剪强度与法向应力呈较好的线性关系;在接触面法向应力压力较低时,剪切应力-位移关系曲线呈应变软化型;随着接触面法向应力的增高,剪切应力-位移关系曲线呈应变硬化型的趋势越明显,此时,不同单一粒径的砂土与混凝土界面剪应力-位移曲线可看成由一条曲线与一条平直线组成。接触面法向应力越低剪胀越明显;随着接触面法向应力的增大,剪胀性减弱,试样发生剪胀时的剪应力也逐渐增大。
利用研制的大型单剪仪,进行砂土与混凝土接触面单剪试验研究,研究单一粒径的砂土对混凝土接触面物理力学性质的影响。从试验结果分析得到,不同单一粒径砂土的接触面厚度和试样破坏时的剪切位移。试验表明:抗剪强度与法向应力呈较好的线性关系;在接触面法向应力压力较低时,剪切应力-位移关系曲线呈应变软化型;随着接触面法向应力的增高,剪切应力-位移关系曲线呈应变硬化型的趋势越明显,此时,不同单一粒径的砂土与混凝土界面剪应力-位移曲线可看成由一条曲线与一条平直线组成。接触面法向应力越低剪胀越明显;随着接触面法向应力的增大,剪胀性减弱,试样发生剪胀时的剪应力也逐渐增大。
2012, 42(7): 115-118.
doi: 10.13204/j.gyjz201207019
摘要:
结合曹妃甸工业区强夯产生振动破坏的工程实践,自主研发强夯振动监测的大型模型试验台,通过两个方面确定强夯振动影响范围:首先,对强夯产生的振动加速度时程进行研究分析,得到水平加速度在吹填地基中的衰减规律及衰减计算公式,根据振动加速度小于0.1g时,建筑物基本是安全的,确定曹妃甸地区不同夯击能下的振动影响范围;其次,根据实测CFG群桩模型中单桩的受力情况,拟合得到桩身最大拉应力与夯击能和距夯点距离的关系式,进而根据混凝土的极限拉应力确定强夯振动影响范围。
结合曹妃甸工业区强夯产生振动破坏的工程实践,自主研发强夯振动监测的大型模型试验台,通过两个方面确定强夯振动影响范围:首先,对强夯产生的振动加速度时程进行研究分析,得到水平加速度在吹填地基中的衰减规律及衰减计算公式,根据振动加速度小于0.1g时,建筑物基本是安全的,确定曹妃甸地区不同夯击能下的振动影响范围;其次,根据实测CFG群桩模型中单桩的受力情况,拟合得到桩身最大拉应力与夯击能和距夯点距离的关系式,进而根据混凝土的极限拉应力确定强夯振动影响范围。
2012, 42(7): 119-123.
doi: 10.13204/j.gyjz201207020
摘要:
基于对富镁尾矿资源化利用途径的开发,制备新型膨胀材料,对新型膨胀材料与掺合料对水泥砂浆自由变形、干缩变形和限制变形性能的影响展开研究。结果表明:升高水化温度对水泥砂浆前期膨胀速率的增加比较明显,对水化后期影响较小;膨胀材料和粉煤灰双掺可较好地抑制水泥砂浆的干缩,使干缩在90 d就趋于稳定;养护温度对水泥砂浆限制膨胀率影响较大,使用该膨胀材料时要注意温控;拟合曲线表明,该新型膨胀材料具有持续稳定的膨胀性能,不存在无限膨胀和回缩现象。
基于对富镁尾矿资源化利用途径的开发,制备新型膨胀材料,对新型膨胀材料与掺合料对水泥砂浆自由变形、干缩变形和限制变形性能的影响展开研究。结果表明:升高水化温度对水泥砂浆前期膨胀速率的增加比较明显,对水化后期影响较小;膨胀材料和粉煤灰双掺可较好地抑制水泥砂浆的干缩,使干缩在90 d就趋于稳定;养护温度对水泥砂浆限制膨胀率影响较大,使用该膨胀材料时要注意温控;拟合曲线表明,该新型膨胀材料具有持续稳定的膨胀性能,不存在无限膨胀和回缩现象。
2012, 42(7): 124-127,160.
doi: 10.13204/j.gyjz201207021
摘要:
在役土木工程建筑一旦发生倒塌等灾难性事故会对人民生命财产及社会稳定造成极大影响。为了避免发生此类重大安全事故,需要及时发现事故萌芽并给予处理。在分析在役土木工程结构事故的各种原因及其损伤演化过程的基础上,提出在役土木工程结构薄弱处的概念,该薄弱处是指受环境侵蚀、材料老化、荷载变化等因素的影响,在役土木工程结构中最先发生破坏的构件或构件中的某一位置。对结构薄弱处的分析宜采用分析结构中各处的承载力下降及结构中各处荷载效应的增加相结合的方法,通过比较获得结构中各处抗力与荷载效应最为接近的地方,即结构薄弱处。最后,总结了在役土木工程结构薄弱处分析研究的发展方向机亟待解决的关键技术问题。
在役土木工程建筑一旦发生倒塌等灾难性事故会对人民生命财产及社会稳定造成极大影响。为了避免发生此类重大安全事故,需要及时发现事故萌芽并给予处理。在分析在役土木工程结构事故的各种原因及其损伤演化过程的基础上,提出在役土木工程结构薄弱处的概念,该薄弱处是指受环境侵蚀、材料老化、荷载变化等因素的影响,在役土木工程结构中最先发生破坏的构件或构件中的某一位置。对结构薄弱处的分析宜采用分析结构中各处的承载力下降及结构中各处荷载效应的增加相结合的方法,通过比较获得结构中各处抗力与荷载效应最为接近的地方,即结构薄弱处。最后,总结了在役土木工程结构薄弱处分析研究的发展方向机亟待解决的关键技术问题。
2012, 42(7): 127-133,174.
doi: 10.13204/j.gyjz201207022
摘要:
Ⅰ形和H形等传统配钢形式不能对核心混凝土提供足够约束,型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能因此较普通钢筋混凝土柱提高不多,其在高地震烈度区的应用受到限制,作者在此背景下提出两种新型截面型钢混凝土柱。基于ABAQUS工作平台,建立已完成的5个新型柱试验试件的数值分析模型,对其进行循环往复荷载作用下的全过程分析,并将试件的数值计算结果与试验结果进行对比分析,讨论滞回曲线、骨架曲线和型钢应力状态等的对比结果,模拟计算与试验结果吻合较好。在此基础上,分析轴压比、混凝土强度和箍筋间距对柱抗震性能的影响,并研究新型柱在不同抗震等级下的设计轴压比限值,所提建议数值可供规范修订和工程计算参考。
Ⅰ形和H形等传统配钢形式不能对核心混凝土提供足够约束,型钢混凝土(SRC)柱的抗震性能因此较普通钢筋混凝土柱提高不多,其在高地震烈度区的应用受到限制,作者在此背景下提出两种新型截面型钢混凝土柱。基于ABAQUS工作平台,建立已完成的5个新型柱试验试件的数值分析模型,对其进行循环往复荷载作用下的全过程分析,并将试件的数值计算结果与试验结果进行对比分析,讨论滞回曲线、骨架曲线和型钢应力状态等的对比结果,模拟计算与试验结果吻合较好。在此基础上,分析轴压比、混凝土强度和箍筋间距对柱抗震性能的影响,并研究新型柱在不同抗震等级下的设计轴压比限值,所提建议数值可供规范修订和工程计算参考。
2012, 42(7): 134-141.
doi: 10.13204/j.gyjz201207023
摘要:
在矩形钢管混凝土柱内部设置传力构件以解决现有的钢管混凝土柱钢管与混凝土难以共同受力的问题。将弹性地基梁理论合理应用到设置传力构件的钢管混凝土柱,采用解析法求解混凝土工作承担系数时,钢管竖向弹簧刚度、钢管转动弹簧刚度、混凝土竖向弹簧刚度至关重要。3个弹簧刚度的求解均采用有限元法,对于实际工程的应用,比较繁琐不直观,且有一定难度。定义钢管竖向弹簧刚度系数、钢管转动弹簧刚度系数、混凝土竖向弹簧刚度系数,通过有限元模拟分析3个弹簧刚度系数的影响因素,分别得出各因素与3个弹簧刚度系数的拟合方程。考虑各因素间的耦合作用,修正拟合方程,回归总拟合方程,并进行误差分析。结果表明,3个弹簧刚度系数拟合总方程有效地解决了弹簧刚度的求解,为进一步求解混凝土工作承担系数提供了可靠的依据。
在矩形钢管混凝土柱内部设置传力构件以解决现有的钢管混凝土柱钢管与混凝土难以共同受力的问题。将弹性地基梁理论合理应用到设置传力构件的钢管混凝土柱,采用解析法求解混凝土工作承担系数时,钢管竖向弹簧刚度、钢管转动弹簧刚度、混凝土竖向弹簧刚度至关重要。3个弹簧刚度的求解均采用有限元法,对于实际工程的应用,比较繁琐不直观,且有一定难度。定义钢管竖向弹簧刚度系数、钢管转动弹簧刚度系数、混凝土竖向弹簧刚度系数,通过有限元模拟分析3个弹簧刚度系数的影响因素,分别得出各因素与3个弹簧刚度系数的拟合方程。考虑各因素间的耦合作用,修正拟合方程,回归总拟合方程,并进行误差分析。结果表明,3个弹簧刚度系数拟合总方程有效地解决了弹簧刚度的求解,为进一步求解混凝土工作承担系数提供了可靠的依据。
2012, 42(7): 142-146.
doi: 10.13204/j.gyjz201207024
摘要:
考虑了剪力滞后、剪滞翘曲应力自平衡条件和剪切变形等因素的影响,提出了一种对薄壁T形梁静力学特性的分析方法。以最小势能原理为基础,建立了T形梁静力学特性的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形梁力学特性进行了研究。分析了剪滞翘曲应力自平衡条件、不同荷载形式和宽跨比等因素对T形梁静力学特性的影响,最后,通过解析解与有限元数值解进行了比较,说明了该分析方法的有效性。
考虑了剪力滞后、剪滞翘曲应力自平衡条件和剪切变形等因素的影响,提出了一种对薄壁T形梁静力学特性的分析方法。以最小势能原理为基础,建立了T形梁静力学特性的控制微分方程和自然边界条件,据此对T形梁力学特性进行了研究。分析了剪滞翘曲应力自平衡条件、不同荷载形式和宽跨比等因素对T形梁静力学特性的影响,最后,通过解析解与有限元数值解进行了比较,说明了该分析方法的有效性。
2012, 42(7): 147-151.
doi: 10.13204/j.gyjz201207025
摘要:
结合某两跨曲线连续钢箱梁桥,采用有限元方法建立了全桥板壳模型,并计算得出钢箱梁桥在不同荷载作用下的应力。研究连续钢箱梁桥顶、底板应力分布不均的原因及规律。最后,提出应力分布不均匀系数概念,并给出了支座处和跨中应力分布不均匀系数的建议值。对今后同类连续钢箱桥的结构设计有一定的参考价值。
结合某两跨曲线连续钢箱梁桥,采用有限元方法建立了全桥板壳模型,并计算得出钢箱梁桥在不同荷载作用下的应力。研究连续钢箱梁桥顶、底板应力分布不均的原因及规律。最后,提出应力分布不均匀系数概念,并给出了支座处和跨中应力分布不均匀系数的建议值。对今后同类连续钢箱桥的结构设计有一定的参考价值。
2012, 42(7): 152-155,170.
doi: 10.13204/j.gyjz201207026
摘要:
介绍某化纤厂火灾后检测的方法和内容,包括构件的截面几何尺寸、混凝土强度、钢筋强度、混凝土碳化深度等。根据检测结果和计算分析,对火灾后受损结构进行了安全性鉴定。并根据具体构件的鉴定结果,提出与之相适应的加固维修方案。对受损柱,分别采用增大截面、外包钢和外贴碳纤维的方法加固处理;对受损梁,分别采用拆除置换、外包钢和外贴碳纤维的处理方法;对受损板,分别采用拆除置换、板底植筋外加喷射混凝土和外贴碳纤维的处理方法。按照该方案加固后的厂房结构完全能够满足正常使用要求。
介绍某化纤厂火灾后检测的方法和内容,包括构件的截面几何尺寸、混凝土强度、钢筋强度、混凝土碳化深度等。根据检测结果和计算分析,对火灾后受损结构进行了安全性鉴定。并根据具体构件的鉴定结果,提出与之相适应的加固维修方案。对受损柱,分别采用增大截面、外包钢和外贴碳纤维的方法加固处理;对受损梁,分别采用拆除置换、外包钢和外贴碳纤维的处理方法;对受损板,分别采用拆除置换、板底植筋外加喷射混凝土和外贴碳纤维的处理方法。按照该方案加固后的厂房结构完全能够满足正常使用要求。
2012, 42(7): 156-160.
doi: 10.13204/j.gyjz201207027
摘要:
对20世纪60年代建造的某炼钢厂老厂房进行结构安全检测鉴定,混凝土柱、屋架、托架及屋面板等存在顺筋裂缝,混凝土脱落、钢筋锈蚀,柱间支撑及屋盖支撑存在较多缺陷且设置不足,存在较大安全隐患。结合震害经验确定加固设计方案,对混凝土下柱采用外包钢套及加大截面综合法进行加固,对混凝土上柱、屋架及托架采用钢构套加固,混凝土屋面板更换为钢屋面板,完善抗震构造措施,取得了较好的加固效果。
对20世纪60年代建造的某炼钢厂老厂房进行结构安全检测鉴定,混凝土柱、屋架、托架及屋面板等存在顺筋裂缝,混凝土脱落、钢筋锈蚀,柱间支撑及屋盖支撑存在较多缺陷且设置不足,存在较大安全隐患。结合震害经验确定加固设计方案,对混凝土下柱采用外包钢套及加大截面综合法进行加固,对混凝土上柱、屋架及托架采用钢构套加固,混凝土屋面板更换为钢屋面板,完善抗震构造措施,取得了较好的加固效果。
2012, 42(7): 161-165.
doi: 10.13204/j.gyjz201207028
摘要:
针对日照沿海桥梁的耐久性现状进行调研,通过对桥梁墩身、边梁和栏杆混凝土的保护层厚度、碳化深度以及桥梁不同部位的游离氯离子浓度的检测表明:桥梁混凝土结构保护层厚度偏小、车辆超载、结构设计不合理、施工管理不当、缺乏维护管理是导致沿海桥梁混凝土结构损伤劣化的主要原因。此外,海洋环境中的氯离子和空气中的二氧化碳将导致桥梁混凝土中钢筋腐蚀,海水中的盐在混凝土中结晶将导致桥梁墩身腐蚀破坏。
针对日照沿海桥梁的耐久性现状进行调研,通过对桥梁墩身、边梁和栏杆混凝土的保护层厚度、碳化深度以及桥梁不同部位的游离氯离子浓度的检测表明:桥梁混凝土结构保护层厚度偏小、车辆超载、结构设计不合理、施工管理不当、缺乏维护管理是导致沿海桥梁混凝土结构损伤劣化的主要原因。此外,海洋环境中的氯离子和空气中的二氧化碳将导致桥梁混凝土中钢筋腐蚀,海水中的盐在混凝土中结晶将导致桥梁墩身腐蚀破坏。
2012, 42(7): 166-170.
doi: 10.13204/j.gyjz201207029
摘要:
某既有线桥梁在上部荷载长期作用下,桥墩产生沉降和倾斜,危及行车安全。勘察表明,该桥墩基础下分布有溶洞。基于突变理论,根据岩溶区桩下卧溶洞顶板失稳破坏条件,确定了位于溶洞顶部原桩的承载力;在此基础上,针对岩溶分布特征和地基承载特性,采用增补桩基-扩大承台主动加固法对其进行加固,通过理论计算确定合理桩长;同时,采用数值模拟软件,分析了桥墩基础加固前后的稳定性,以及增补桩基桩长与桥墩基础沉降和倾斜的关系。结果表明:数值计算结果与理论计算结果吻合,原桥墩基础承载力不满足设计要求,增补桩的合理长度为14.5 m,已穿透溶洞,此时承台中心沉降为6.9 mm,纵桥向承台最大沉降差为0.89 mm。
某既有线桥梁在上部荷载长期作用下,桥墩产生沉降和倾斜,危及行车安全。勘察表明,该桥墩基础下分布有溶洞。基于突变理论,根据岩溶区桩下卧溶洞顶板失稳破坏条件,确定了位于溶洞顶部原桩的承载力;在此基础上,针对岩溶分布特征和地基承载特性,采用增补桩基-扩大承台主动加固法对其进行加固,通过理论计算确定合理桩长;同时,采用数值模拟软件,分析了桥墩基础加固前后的稳定性,以及增补桩基桩长与桥墩基础沉降和倾斜的关系。结果表明:数值计算结果与理论计算结果吻合,原桥墩基础承载力不满足设计要求,增补桩的合理长度为14.5 m,已穿透溶洞,此时承台中心沉降为6.9 mm,纵桥向承台最大沉降差为0.89 mm。
2012, 42(7): 171-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201207030
摘要:
西安地铁三号线在建筑设计过程中重点进行了技术标准的改进研究、标准化研究、换乘站的研究、附属工程设计研究、车站空间开发分析等五项研究,在建筑设计上吸取了国内已建和在建地铁车站设计的成功之处,完善了以往地铁建筑设计中的不足,也使西安地铁三号线建筑设计达到标准化、统一化,在提高车站服务标准的同时降低了工程投资和维护难度。同时在建筑设计过程中对车站空间进行合理的开发,为西安地铁建设可持续发展提供支持。其对其他同类城市轨道交通建筑设计要点和技术提出探讨性意见。
西安地铁三号线在建筑设计过程中重点进行了技术标准的改进研究、标准化研究、换乘站的研究、附属工程设计研究、车站空间开发分析等五项研究,在建筑设计上吸取了国内已建和在建地铁车站设计的成功之处,完善了以往地铁建筑设计中的不足,也使西安地铁三号线建筑设计达到标准化、统一化,在提高车站服务标准的同时降低了工程投资和维护难度。同时在建筑设计过程中对车站空间进行合理的开发,为西安地铁建设可持续发展提供支持。其对其他同类城市轨道交通建筑设计要点和技术提出探讨性意见。
2012, 42(7): 175-178.
doi: 10.13204/j.gyjz201207031
摘要:
低碳近年来年已为世界各国所重视。结合城市规划专业理念,对老窝镇的低碳概念规划提出自我见解,认为低碳规划应主要从以下几个方面入手:城市功能定位和产业发展定位、合理的道路交通规划和城镇用地布局、基础设施专项规划以及建筑的低碳规划等。
低碳近年来年已为世界各国所重视。结合城市规划专业理念,对老窝镇的低碳概念规划提出自我见解,认为低碳规划应主要从以下几个方面入手:城市功能定位和产业发展定位、合理的道路交通规划和城镇用地布局、基础设施专项规划以及建筑的低碳规划等。
2012, 42(7): 179-182,141.
doi: 10.13204/j.gyjz201207032
摘要:
建筑信息建模(Building Information Modeling,BIM)技术通过建立参数化的BIM 3维、4维甚至多维模型、服务于建设项目的整个生命周期,为建设项目各参与方的沟通协作提供了平台,为实现可视化效果、优化施工进度、改进施工方法、节约成本等方面提供了先进的技术手段。以一实际建设项目的 3维、4维建模为例,论述BIM建模的过程,希望给BIM应用在国内的推广提供借鉴与参考。
建筑信息建模(Building Information Modeling,BIM)技术通过建立参数化的BIM 3维、4维甚至多维模型、服务于建设项目的整个生命周期,为建设项目各参与方的沟通协作提供了平台,为实现可视化效果、优化施工进度、改进施工方法、节约成本等方面提供了先进的技术手段。以一实际建设项目的 3维、4维建模为例,论述BIM建模的过程,希望给BIM应用在国内的推广提供借鉴与参考。
