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2014年 第44卷 第01期
2014, 44(01): 1-4.
doi: 10.13204/j.gyjz201401001
摘要:
搜集了美国西部近几年的中小地震记录1 321条以及场地钻孔资料,震级范围为M(3.5~6.5),根据钻孔资料将美国西部地震记录,按照我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定进行场地分类,统计得到了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的地震动峰值加速度的衰减关系并分析了其特点。通过将Ⅰ类场地地震动峰值加速度的衰减关系与前人研究的基岩场地衰减关系对比,发现Ⅰ类场地得到的水平和竖向PGA衰减曲线与前人研究的基本一致。由此说明只要场地类别一致,使用不同地区同类场地的中小震记录进行地震动参数研究是可行的。结果为我国的中小震峰值加速度估计提供了依据。
搜集了美国西部近几年的中小地震记录1 321条以及场地钻孔资料,震级范围为M(3.5~6.5),根据钻孔资料将美国西部地震记录,按照我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的规定进行场地分类,统计得到了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类场地的地震动峰值加速度的衰减关系并分析了其特点。通过将Ⅰ类场地地震动峰值加速度的衰减关系与前人研究的基岩场地衰减关系对比,发现Ⅰ类场地得到的水平和竖向PGA衰减曲线与前人研究的基本一致。由此说明只要场地类别一致,使用不同地区同类场地的中小震记录进行地震动参数研究是可行的。结果为我国的中小震峰值加速度估计提供了依据。
2014, 44(01): 5-8.
doi: 10.13204/j.gyjz201401002
摘要:
震中距作为地震动衰减关系的参数,是地震现场快速评估的重要指标。根据汶川Ms 8.0级地震中378座严重震损土石坝的坐标数据,通过数理统计,分析不同梯段断层距和震中距下土石坝震损密度分布规律。对土石坝震损比例与震中距和断层距的相关性进行分析比较,并采用最小二乘法回归得出震损数量与震中距、断层距的关系式。结果显示汶川地震中土石坝的震损密度与断层距的相关性大于震中距。认为大震中宜采用断层距为评估现场震害的指标,中小震则宜选用震中距指标。
震中距作为地震动衰减关系的参数,是地震现场快速评估的重要指标。根据汶川Ms 8.0级地震中378座严重震损土石坝的坐标数据,通过数理统计,分析不同梯段断层距和震中距下土石坝震损密度分布规律。对土石坝震损比例与震中距和断层距的相关性进行分析比较,并采用最小二乘法回归得出震损数量与震中距、断层距的关系式。结果显示汶川地震中土石坝的震损密度与断层距的相关性大于震中距。认为大震中宜采用断层距为评估现场震害的指标,中小震则宜选用震中距指标。
2014, 44(01): 9-13.
doi: 10.13204/j.gyjz201401003
摘要:
参照建于20世纪70年代末的具有代表性的八层混凝土框架结构,按照1∶2.5的比例进行缩尺,制作了一个两榀两层三跨的混凝土框架子结构模型。采用外贴防屈曲支撑混凝土框架的方式分别加固子结构模型每榀的中间跨,两榀框架的加固方式分别为植筋加固和抗剪键加固。对加固后的模型进行拟动力试验。试验结果表明,罕遇地震下结构的变形能够满足规范的要求,且依然具有变形的潜力;两种加固方法均安全可靠;防屈曲支撑加固后混凝土框架结构的抗震性能明显提高,防屈曲支撑耗散掉了大部分的地震能;与普通混凝土框架结构的滞回曲线相比,本结构具有更好的变形以及耗能能力。
参照建于20世纪70年代末的具有代表性的八层混凝土框架结构,按照1∶2.5的比例进行缩尺,制作了一个两榀两层三跨的混凝土框架子结构模型。采用外贴防屈曲支撑混凝土框架的方式分别加固子结构模型每榀的中间跨,两榀框架的加固方式分别为植筋加固和抗剪键加固。对加固后的模型进行拟动力试验。试验结果表明,罕遇地震下结构的变形能够满足规范的要求,且依然具有变形的潜力;两种加固方法均安全可靠;防屈曲支撑加固后混凝土框架结构的抗震性能明显提高,防屈曲支撑耗散掉了大部分的地震能;与普通混凝土框架结构的滞回曲线相比,本结构具有更好的变形以及耗能能力。
2014, 44(01): 14-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201401004
摘要:
通过ANSYS软件建立高层框架结构的三维有限元模型,模态分析结果显示结构的第三阶模态为扭转振动,在地震作用下高层框架厂房结构的扭转振动将占据主要位置,需要对结构的扭转反应进行控制。提出将厂房附属设备气化炉作为控制装置中的子结构质量块,设计合理的多重调谐质量阻尼器(MTMD)参数。对结构在施加MTMD和未施加MTMD两种情况下进行动力时程分析,研究MTMD对高层框架厂房结构在两种地震作用下抗扭转性能的影响。结果表明,在地震作用下,MTMD对高层框架结构角位移和角加速度的控制效果较好。
通过ANSYS软件建立高层框架结构的三维有限元模型,模态分析结果显示结构的第三阶模态为扭转振动,在地震作用下高层框架厂房结构的扭转振动将占据主要位置,需要对结构的扭转反应进行控制。提出将厂房附属设备气化炉作为控制装置中的子结构质量块,设计合理的多重调谐质量阻尼器(MTMD)参数。对结构在施加MTMD和未施加MTMD两种情况下进行动力时程分析,研究MTMD对高层框架厂房结构在两种地震作用下抗扭转性能的影响。结果表明,在地震作用下,MTMD对高层框架结构角位移和角加速度的控制效果较好。
2014, 44(01): 19-23.
doi: 10.13204/j.gyjz201401005
摘要:
为减小隔震结构底部柔弱层的过大变形,提出了一种底层柔性柱隔震结构半主动控制体系。将结构底层柱设计成柔性柱,在底部填充墙与二层梁之间安装磁流变阻尼器,根据主动控制算法来适时调整阻尼器的阻尼力,对结构实施限位和耗能的半主动控制。建立结构振动模型,通过数值模拟分析该体系的振动特点和减震效果。研究表明,这种结构控制体系能有效减小结构的地震反应,隔震层位移减小50%以上,防止结构因底部位移过大而倒塌。隔震层刚度对减震效果有明显影响,层间刚度比应在隔震层位移、层间位移和加速度之间权衡考虑,并保证底层柱在大震下不发生失稳。在没有半主动控制条件的情况下,在隔震层安装固定阻尼耗能器件进行被动控制,也可减小底层位移30%以上。
为减小隔震结构底部柔弱层的过大变形,提出了一种底层柔性柱隔震结构半主动控制体系。将结构底层柱设计成柔性柱,在底部填充墙与二层梁之间安装磁流变阻尼器,根据主动控制算法来适时调整阻尼器的阻尼力,对结构实施限位和耗能的半主动控制。建立结构振动模型,通过数值模拟分析该体系的振动特点和减震效果。研究表明,这种结构控制体系能有效减小结构的地震反应,隔震层位移减小50%以上,防止结构因底部位移过大而倒塌。隔震层刚度对减震效果有明显影响,层间刚度比应在隔震层位移、层间位移和加速度之间权衡考虑,并保证底层柱在大震下不发生失稳。在没有半主动控制条件的情况下,在隔震层安装固定阻尼耗能器件进行被动控制,也可减小底层位移30%以上。
2014, 44(01): 24-28.
doi: 10.13204/j.gyjz201401006
摘要:
为了解摩擦承压比对并联复合隔震体系隔震性能的影响,采用时程分析方法开展不同地震动加速度峰值下不同摩擦承压比的并联复合隔震体系地震响应的数值模拟研究,深入分析并讨论并联复合隔震体系的不同摩擦承压比对基底最大剪力系数、基底最大位移、隔震层滞回特性以及并联复合隔震体系非线性性能的影响。计算和分析结果表明:摩擦承压比是影响并联复合隔震体系隔震性能的关键因素,可根据摩擦承压比的不同,设计出不同参数的并联复合隔震体系,在合理的摩擦承压比取值范围内并联复合隔震体系具有良好的隔震性能。此外,并联复合隔震体系的基底最大剪力系数与摩擦承压比之间存在一个最优关系,并联复合隔震体系的非线性特性与摩擦承压比的大小及地震动加速度峰值大小有关。
为了解摩擦承压比对并联复合隔震体系隔震性能的影响,采用时程分析方法开展不同地震动加速度峰值下不同摩擦承压比的并联复合隔震体系地震响应的数值模拟研究,深入分析并讨论并联复合隔震体系的不同摩擦承压比对基底最大剪力系数、基底最大位移、隔震层滞回特性以及并联复合隔震体系非线性性能的影响。计算和分析结果表明:摩擦承压比是影响并联复合隔震体系隔震性能的关键因素,可根据摩擦承压比的不同,设计出不同参数的并联复合隔震体系,在合理的摩擦承压比取值范围内并联复合隔震体系具有良好的隔震性能。此外,并联复合隔震体系的基底最大剪力系数与摩擦承压比之间存在一个最优关系,并联复合隔震体系的非线性特性与摩擦承压比的大小及地震动加速度峰值大小有关。
2014, 44(01): 29-33.
doi: 10.13204/j.gyjz201401007
摘要:
在建立并联复合隔震结构运动微分方程的基础上,通过数值模拟,计算并研究了不同加速度峰值下,给定摩擦承压比的多自由度并联复合隔震结构的自振周期、最大基底剪力、最大基底剪力系数、最大层间位移、层间速度、层间加速度等地震响应以及隔震层的滞回特性,并与普通抗震结构、夹层橡胶垫隔震结构、摩擦滑移结构进行了全面对比分析和讨论。结果表明:并联复合隔震结构由于充分利用了复合隔震支座的优点,能够显著降低结构的地震响应,并且具有优良的滞回耗能特性。
在建立并联复合隔震结构运动微分方程的基础上,通过数值模拟,计算并研究了不同加速度峰值下,给定摩擦承压比的多自由度并联复合隔震结构的自振周期、最大基底剪力、最大基底剪力系数、最大层间位移、层间速度、层间加速度等地震响应以及隔震层的滞回特性,并与普通抗震结构、夹层橡胶垫隔震结构、摩擦滑移结构进行了全面对比分析和讨论。结果表明:并联复合隔震结构由于充分利用了复合隔震支座的优点,能够显著降低结构的地震响应,并且具有优良的滞回耗能特性。
2014, 44(01): 34-37.
doi: 10.13204/j.gyjz201401008
摘要:
提出以能量和控制效果指标为目标函数的黏滞阻尼器优化设计方法。基于黏滞阻尼器参数对其滞回曲线的影响,在分别以加速度控制效果指标和能量为目标函数的情况下,采用遗传算法对黏滞阻尼器进行了布置及参数的同步优化,在综合考虑了位移控制效果指标、加速度控制效果指标及能量的情况下,再次对黏滞阻尼器进行了优化设计,将三种黏滞阻尼器优化设计结果与传统设计结果进行了比较,并分析了四种阻尼器设计结果对地震的敏感性。研究表明:考虑能量的黏滞阻尼器优化设计是有效的,在目标函数中引入能量可以减小设计结果对地震波的敏感性。
提出以能量和控制效果指标为目标函数的黏滞阻尼器优化设计方法。基于黏滞阻尼器参数对其滞回曲线的影响,在分别以加速度控制效果指标和能量为目标函数的情况下,采用遗传算法对黏滞阻尼器进行了布置及参数的同步优化,在综合考虑了位移控制效果指标、加速度控制效果指标及能量的情况下,再次对黏滞阻尼器进行了优化设计,将三种黏滞阻尼器优化设计结果与传统设计结果进行了比较,并分析了四种阻尼器设计结果对地震的敏感性。研究表明:考虑能量的黏滞阻尼器优化设计是有效的,在目标函数中引入能量可以减小设计结果对地震波的敏感性。
2014, 44(01): 38-44.
doi: 10.13204/j.gyjz201401009
摘要:
为研究圈梁和构造柱的布置方式对砖混结构教学楼横墙抗震性能的影响,按照1/2的缩尺比例设计制作了5片横墙试件,试件类型包括无构造柱横墙体、两端设置构造柱的普通墙体试件以及在墙体中加设构造柱和圈梁形成的组合墙体等,采用拟静力试验对各试件的破坏特点、变形能力和耗能能力等进行了研究。结果表明,圈梁和构造柱的布置方式决定了横墙的抗震性能,按照现行GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》在横墙两端设置构造柱,同时确保墙体与基础梁间不发生剪切滑移破坏,则横墙表现出较好抗震性能,墙体中加设1根构造柱或同时再加设1根圈梁形成的组合墙体的抗震性能并没有得到有效改善,但加设圈梁和构造柱的墙体试件在极限变形后破坏墙块的变形受到中间圈梁的约束,墙体具有较好的后期整体性。
为研究圈梁和构造柱的布置方式对砖混结构教学楼横墙抗震性能的影响,按照1/2的缩尺比例设计制作了5片横墙试件,试件类型包括无构造柱横墙体、两端设置构造柱的普通墙体试件以及在墙体中加设构造柱和圈梁形成的组合墙体等,采用拟静力试验对各试件的破坏特点、变形能力和耗能能力等进行了研究。结果表明,圈梁和构造柱的布置方式决定了横墙的抗震性能,按照现行GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》在横墙两端设置构造柱,同时确保墙体与基础梁间不发生剪切滑移破坏,则横墙表现出较好抗震性能,墙体中加设1根构造柱或同时再加设1根圈梁形成的组合墙体的抗震性能并没有得到有效改善,但加设圈梁和构造柱的墙体试件在极限变形后破坏墙块的变形受到中间圈梁的约束,墙体具有较好的后期整体性。
2014, 44(01): 45-48.
doi: 10.13204/j.gyjz201401010
摘要:
为了解砖混结构教学楼在窗间墙扶壁柱增强配筋条件下的抗震性能和地震破坏机理,按照1/2的缩尺比例设计制作了1个2层砖混结构试验模型,在窗间墙中设置扶壁柱并增强柱截面的配筋,采用拟静力试验对模型的破坏特点、延性和耗能能力以及窗间墙的破坏模式和纵墙的宏观破坏机制等进行了研究。结果表明,窗间墙扶壁柱配筋率较高时,扶壁柱与两侧砖砌体的协调变形能力差,导致模型的破坏位置集中,模型表现为层间破坏模式,窗间墙发生剪切破坏并出现垮塌,纵墙的宏观破坏具有"强梁弱柱"特征,模型的延性和耗能能力均较差。因此,砖混结构教学楼的抗震设计应合理控制窗间墙中扶壁柱的配筋率。
为了解砖混结构教学楼在窗间墙扶壁柱增强配筋条件下的抗震性能和地震破坏机理,按照1/2的缩尺比例设计制作了1个2层砖混结构试验模型,在窗间墙中设置扶壁柱并增强柱截面的配筋,采用拟静力试验对模型的破坏特点、延性和耗能能力以及窗间墙的破坏模式和纵墙的宏观破坏机制等进行了研究。结果表明,窗间墙扶壁柱配筋率较高时,扶壁柱与两侧砖砌体的协调变形能力差,导致模型的破坏位置集中,模型表现为层间破坏模式,窗间墙发生剪切破坏并出现垮塌,纵墙的宏观破坏具有"强梁弱柱"特征,模型的延性和耗能能力均较差。因此,砖混结构教学楼的抗震设计应合理控制窗间墙中扶壁柱的配筋率。
2014, 44(01): 49-53.
doi: 10.13204/j.gyjz201401011
摘要:
金属在进入弹塑性状态后具有良好的滞回特性,且在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量,因而用来制造不同类型的耗能减震器。提出了椭圆形开口金属阻尼器,并利用有限元软件ABAQUS分析椭圆型、棱形、X形阻尼器在不同开洞率下的滞回性能,将其耗能性能进行对比。结果表明,椭圆形开口金属阻尼器有较好的耗能性能,此分析对以后金属阻尼器的选取也提供了一定的参考。
金属在进入弹塑性状态后具有良好的滞回特性,且在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量,因而用来制造不同类型的耗能减震器。提出了椭圆形开口金属阻尼器,并利用有限元软件ABAQUS分析椭圆型、棱形、X形阻尼器在不同开洞率下的滞回性能,将其耗能性能进行对比。结果表明,椭圆形开口金属阻尼器有较好的耗能性能,此分析对以后金属阻尼器的选取也提供了一定的参考。
2014, 44(01): 54-56.
doi: 10.13204/j.gyjz201401012
摘要:
绿色工业建筑是可持续发展战略对工业建筑领域的内在要求。GB 50378—2006《绿色建筑评价标准》未涵盖工业建筑,因此,建立和完善适合我国国情的绿色工业建筑评价体系,成为工业建筑领域十分迫切的工作。通过与民用建筑比较,分析了绿色工业建筑评价的特点及难点,总结了我国在绿色工业建筑评价方面的实践,提出应重视宣传推动的重要作用。
绿色工业建筑是可持续发展战略对工业建筑领域的内在要求。GB 50378—2006《绿色建筑评价标准》未涵盖工业建筑,因此,建立和完善适合我国国情的绿色工业建筑评价体系,成为工业建筑领域十分迫切的工作。通过与民用建筑比较,分析了绿色工业建筑评价的特点及难点,总结了我国在绿色工业建筑评价方面的实践,提出应重视宣传推动的重要作用。
2014, 44(01): 57-60.
doi: 10.13204/j.gyjz201401013
摘要:
电站建筑的发展已得到越来越多的关注,为进一步提高企业品牌效应,业主对设计师提出的要求也愈来愈高。主要从建筑形式等方面对电站建筑的文化特性进行了探讨及研究,按照建设环境友好型电厂的发展思路,充分考虑电站建筑形象与企业文化、地域文化、科技文化的关系,创建企业的"品牌化"效应。
电站建筑的发展已得到越来越多的关注,为进一步提高企业品牌效应,业主对设计师提出的要求也愈来愈高。主要从建筑形式等方面对电站建筑的文化特性进行了探讨及研究,按照建设环境友好型电厂的发展思路,充分考虑电站建筑形象与企业文化、地域文化、科技文化的关系,创建企业的"品牌化"效应。
2014, 44(01): 61-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201401014
摘要:
当代北欧建筑以其简洁、优雅的特点闻名于世,从合理的社会制度、平等的社会观念、以人为本的设计传统和强烈的民族认同四个方面阐述了北欧建筑具有简洁、优雅特征的原因。
当代北欧建筑以其简洁、优雅的特点闻名于世,从合理的社会制度、平等的社会观念、以人为本的设计传统和强烈的民族认同四个方面阐述了北欧建筑具有简洁、优雅特征的原因。
2014, 44(01): 65-70.
doi: 10.13204/j.gyjz201401015
摘要:
固化稳定法是目前处理重金属污染土场地的常用方法之一。经过处理后的污染土,不仅在强度上有所提高,而且重金属污染离子亦能被有效固化稳定下来。目前,这方面的研究成果主要集中在固化污染土的工程性质变化方面,而对固化土中的重金属离子的滤出特性研究较少。通过系统的室内试验,以经水泥固化后的铅和锌污染土为研究对象,着重研究固化污染土中重金属离子的淋滤特性。试验结果表明:水泥固化重金属污染土后,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,重金属的滤出率显著降低,并最终趋于稳定。在污染物掺量较低时,水泥对Pb2+的固化效果好于对Zn2+的固化效果;随着污染物掺量的增加,滤出液中Pb2+浓度的增幅要大于Zn2+浓度增幅。在污染物掺量较高时,水泥对Zn2+的固化效果好于对Pb2+的固化效果。
固化稳定法是目前处理重金属污染土场地的常用方法之一。经过处理后的污染土,不仅在强度上有所提高,而且重金属污染离子亦能被有效固化稳定下来。目前,这方面的研究成果主要集中在固化污染土的工程性质变化方面,而对固化土中的重金属离子的滤出特性研究较少。通过系统的室内试验,以经水泥固化后的铅和锌污染土为研究对象,着重研究固化污染土中重金属离子的淋滤特性。试验结果表明:水泥固化重金属污染土后,随着固化剂掺量和养护龄期的增加,重金属的滤出率显著降低,并最终趋于稳定。在污染物掺量较低时,水泥对Pb2+的固化效果好于对Zn2+的固化效果;随着污染物掺量的增加,滤出液中Pb2+浓度的增幅要大于Zn2+浓度增幅。在污染物掺量较高时,水泥对Zn2+的固化效果好于对Pb2+的固化效果。
2014, 44(01): 71-74.
doi: 10.13204/j.gyjz201401016
摘要:
水平地震作用下,桩与承台连接处会产生很大的弯矩和剪力,为避免连接处过早发生破坏,需要对桩与承台连接处进行加强。通过对制作的加强型与普通填芯混凝土管桩的水平往复加载对比试验,对比两种试件在各级荷载作用下荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展变化及抗弯能力,得出加强环的约束作用能够使锚固钢筋的作用更好地发挥,连接处发生破坏后,加强型试件并未像普通型试件一样承载力骤然降低,表明加强型试件连接处水平承载力、位移及延性等都较普通试件有大幅度提高。
水平地震作用下,桩与承台连接处会产生很大的弯矩和剪力,为避免连接处过早发生破坏,需要对桩与承台连接处进行加强。通过对制作的加强型与普通填芯混凝土管桩的水平往复加载对比试验,对比两种试件在各级荷载作用下荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、裂缝发展变化及抗弯能力,得出加强环的约束作用能够使锚固钢筋的作用更好地发挥,连接处发生破坏后,加强型试件并未像普通型试件一样承载力骤然降低,表明加强型试件连接处水平承载力、位移及延性等都较普通试件有大幅度提高。
2014, 44(01): 75-78.
doi: 10.13204/j.gyjz201401017
摘要:
基于Vesic圆孔扩张理论和M-C屈服准则,提出一种圆截面静压挤土桩不同深度位置桩侧土压力的计算方法;在此基础上,利用桩土接触面无相对位移的假设,建立了挤土刚性短桩发生水平位移时桩侧土压力计算公式,并根据力平衡关系得到静压挤土刚性短桩水平承载力估算方法。为了验证理论公式的可行性,对水平荷载作用下静压挤土刚性短桩进行理论和现场试验对比研究,试验及理论结果表明,在同一深度位置,挤土刚性短桩桩侧土压力比非挤土桩大得多,且桩侧土压力随水平位移的产生出现重新分布现象。此外,采用推荐的估算方法得到的桩身水平承载力理论值与实测结果吻合较好,验证了该方法的可行性。
基于Vesic圆孔扩张理论和M-C屈服准则,提出一种圆截面静压挤土桩不同深度位置桩侧土压力的计算方法;在此基础上,利用桩土接触面无相对位移的假设,建立了挤土刚性短桩发生水平位移时桩侧土压力计算公式,并根据力平衡关系得到静压挤土刚性短桩水平承载力估算方法。为了验证理论公式的可行性,对水平荷载作用下静压挤土刚性短桩进行理论和现场试验对比研究,试验及理论结果表明,在同一深度位置,挤土刚性短桩桩侧土压力比非挤土桩大得多,且桩侧土压力随水平位移的产生出现重新分布现象。此外,采用推荐的估算方法得到的桩身水平承载力理论值与实测结果吻合较好,验证了该方法的可行性。
2014, 44(01): 79-82.
doi: 10.13204/j.gyjz201401018
摘要:
用不同粗骨料(石灰石碎石、再生粗骨料)、细骨料(河砂、人工砂、再生细骨料)两两相组合,共配制6组高性能混凝土进行对比试验,测试抗压强度、弹性模量、收缩和徐变4个性能指标并进行显著性分析。结果表明,骨料类型对高性能混凝土抗压强度的影响不明显,但对弹性模量、收缩和徐变性能都有显著影响。粗骨料对弹性模量和收缩性能的影响较为显著,细骨料对徐变的影响较为显著。再生粗骨料混凝土收缩、徐变早期发展较慢,而中后期的发展速度明显快于普通混凝土;再生细骨料混凝土收缩、徐变的发展速度始终远快于普通混凝土。在此基础上,提出了考虑粗、细骨料类型和骨料种类的高性能混凝土收缩和徐变的预测模型。
用不同粗骨料(石灰石碎石、再生粗骨料)、细骨料(河砂、人工砂、再生细骨料)两两相组合,共配制6组高性能混凝土进行对比试验,测试抗压强度、弹性模量、收缩和徐变4个性能指标并进行显著性分析。结果表明,骨料类型对高性能混凝土抗压强度的影响不明显,但对弹性模量、收缩和徐变性能都有显著影响。粗骨料对弹性模量和收缩性能的影响较为显著,细骨料对徐变的影响较为显著。再生粗骨料混凝土收缩、徐变早期发展较慢,而中后期的发展速度明显快于普通混凝土;再生细骨料混凝土收缩、徐变的发展速度始终远快于普通混凝土。在此基础上,提出了考虑粗、细骨料类型和骨料种类的高性能混凝土收缩和徐变的预测模型。
2014, 44(01): 83-89.
doi: 10.13204/j.gyjz201401019
摘要:
再生混凝土自保温承重砌块具有经济、环保、节能、高强及隔声等优点。通过对36个再生混凝土砌块砌体进行轴心抗压试验,研究其受压破坏特征及受压性能。试验分析得出其抗压强度设计值略低于规范中混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值;给出了适用于再生混凝土砌块砌体的抗压强度平均值建议公式、砌体受压应力-应变曲线建议公式、弹性模量及泊松比的建议取值。此外,采用块体与砂浆分开建模的分离式模型进行砌体轴心抗压弹塑性有限元分析,结果表明,砌体轴心受压有限元模型可以较精确地模拟砌体结构的受压行为,且具有一定的分析精度。
再生混凝土自保温承重砌块具有经济、环保、节能、高强及隔声等优点。通过对36个再生混凝土砌块砌体进行轴心抗压试验,研究其受压破坏特征及受压性能。试验分析得出其抗压强度设计值略低于规范中混凝土多孔砖砌体的抗压强度设计值;给出了适用于再生混凝土砌块砌体的抗压强度平均值建议公式、砌体受压应力-应变曲线建议公式、弹性模量及泊松比的建议取值。此外,采用块体与砂浆分开建模的分离式模型进行砌体轴心抗压弹塑性有限元分析,结果表明,砌体轴心受压有限元模型可以较精确地模拟砌体结构的受压行为,且具有一定的分析精度。
2014, 44(01): 90-93.
doi: 10.13204/j.gyjz201401020
摘要:
随着世界日趋显现的木材短缺情况,发展非木质建筑材料成为国际关注的重点。煤炭、芒硝制备硫化碱生产过程中所产生的废料常年堆积,对环境造成巨大污染,依据目前市场对非木质复合板材的需求,并结合硫化碱生产废料自身不燃、无毒的性质,可考虑用做耐火材料的基材。选择硫化碱废料为复合板材的基础原料,就无机添加剂的选择及配比、酚醛树脂的量对抗压强度的影响、植物纤维对抗压强度的影响、发泡剂对试验的影响以及一些添加剂对样品的影响进行了相关试验。结果表明,当植物纤维∶硫化碱废料为1∶4,硫化碱废料∶石膏∶水泥为7∶6∶2,酚醛树脂的含量为10%,水分的加入量为12%,发泡剂的百分含量为0.15%,岩棉的含量为10%,三乙醇胺的含量为4%时,效果最佳。
随着世界日趋显现的木材短缺情况,发展非木质建筑材料成为国际关注的重点。煤炭、芒硝制备硫化碱生产过程中所产生的废料常年堆积,对环境造成巨大污染,依据目前市场对非木质复合板材的需求,并结合硫化碱生产废料自身不燃、无毒的性质,可考虑用做耐火材料的基材。选择硫化碱废料为复合板材的基础原料,就无机添加剂的选择及配比、酚醛树脂的量对抗压强度的影响、植物纤维对抗压强度的影响、发泡剂对试验的影响以及一些添加剂对样品的影响进行了相关试验。结果表明,当植物纤维∶硫化碱废料为1∶4,硫化碱废料∶石膏∶水泥为7∶6∶2,酚醛树脂的含量为10%,水分的加入量为12%,发泡剂的百分含量为0.15%,岩棉的含量为10%,三乙醇胺的含量为4%时,效果最佳。
2014, 44(01): 94-97.
doi: 10.13204/j.gyjz201401021
摘要:
混凝土构筑物产生碳化现象后,会对其强度、适用性和耐久性能等产生不同程度影响。采用快速碳化实验方法,分析了水胶比(W/B)、CO2气体浓度以及粉煤灰掺入量等不同因素对混凝土碳化作用的影响,并提出了降低发生混凝土碳化的技术手段。
混凝土构筑物产生碳化现象后,会对其强度、适用性和耐久性能等产生不同程度影响。采用快速碳化实验方法,分析了水胶比(W/B)、CO2气体浓度以及粉煤灰掺入量等不同因素对混凝土碳化作用的影响,并提出了降低发生混凝土碳化的技术手段。
2014, 44(01): 98-101.
doi: 10.13204/j.gyjz201401022
摘要:
为解决多根碳纤维(CFRP)筋的锚固问题,设计了3种CFRP筋复合型群锚,并进行静载锚固性能试验,测试锚具的极限拉力、各级荷载下CFRP筋的应变和锚具的总位移量。结果表明:所研制复合型群锚可有效锚固多根直径8 mm的CFRP筋,夹片与黏结组装件间抗滑移性能良好;黏结材料厚度为2 mm、金属筒长度为400 mm、金属筒厚度为3 mm时,锚具锚固性能较好,锚固效率系数达99.5%;金属筒受拉区最大拉应力出现在受拉区与夹持区临界处,较薄金属筒在该位置有拉断现象。
为解决多根碳纤维(CFRP)筋的锚固问题,设计了3种CFRP筋复合型群锚,并进行静载锚固性能试验,测试锚具的极限拉力、各级荷载下CFRP筋的应变和锚具的总位移量。结果表明:所研制复合型群锚可有效锚固多根直径8 mm的CFRP筋,夹片与黏结组装件间抗滑移性能良好;黏结材料厚度为2 mm、金属筒长度为400 mm、金属筒厚度为3 mm时,锚具锚固性能较好,锚固效率系数达99.5%;金属筒受拉区最大拉应力出现在受拉区与夹持区临界处,较薄金属筒在该位置有拉断现象。
2014, 44(01): 102-106.
doi: 10.13204/j.gyjz201401023
摘要:
结合二次预应力组合梁的基本原理及特点,分析二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,即模板安装支护、混凝土浇筑、预应力筋张拉锚固困难而复杂,施工工序增加;针对这些问题,研究开发了两种连接器专利产品,一种是双套筒预应力钢筋套管连接器,可以方便地实现一期混凝土中预应力筋套管和二期混凝土中预应力筋套管的连接;另一种是双层套筒钢筋连接器,可以方便地实现一期混凝土中纵向钢筋和二期混凝土中纵向钢筋的连接,从而有效解决二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,提高二次预应力组合梁的技术水平。
结合二次预应力组合梁的基本原理及特点,分析二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,即模板安装支护、混凝土浇筑、预应力筋张拉锚固困难而复杂,施工工序增加;针对这些问题,研究开发了两种连接器专利产品,一种是双套筒预应力钢筋套管连接器,可以方便地实现一期混凝土中预应力筋套管和二期混凝土中预应力筋套管的连接;另一种是双层套筒钢筋连接器,可以方便地实现一期混凝土中纵向钢筋和二期混凝土中纵向钢筋的连接,从而有效解决二次预应力组合梁现有施工技术存在的问题,提高二次预应力组合梁的技术水平。
2014, 44(01): 107-111.
doi: 10.13204/j.gyjz201401024
摘要:
结合工程实例,采用理论计算及现场实测的研究方法,分析架体立杆、水平杆的受力情况,及标准层层间模板支撑体系受力传递的分配规律;分析随着混凝土的硬化,楼面混凝土承担上部施工荷载的大小;通过混凝土同条件养护试块的强度,分析模板拆除与架体受力、混凝土强度之间的关系,得出若以架体受力稳定、楼板能自承重上部施工荷载即可拆模作为依据,则可为满堂模板支撑架体拆除提供一种新的途径。
结合工程实例,采用理论计算及现场实测的研究方法,分析架体立杆、水平杆的受力情况,及标准层层间模板支撑体系受力传递的分配规律;分析随着混凝土的硬化,楼面混凝土承担上部施工荷载的大小;通过混凝土同条件养护试块的强度,分析模板拆除与架体受力、混凝土强度之间的关系,得出若以架体受力稳定、楼板能自承重上部施工荷载即可拆模作为依据,则可为满堂模板支撑架体拆除提供一种新的途径。
2014, 44(01): 112-117.
doi: 10.13204/j.gyjz201401025
摘要:
依据山东汶上县宝相寺新建的宝相宫空间钢结构布置的特点和施工场地条件,提出累积顶升安装的工艺,并结合该项目给出了详细的施工步骤。结合有限元模拟分析,验算各顶升阶段结构的安全性,进行顶升设备的选择。提出支撑胎架的下顶升设计方法,设计较为实用的顶升支撑胎架。最后,成功地将累积顶升安装方法和下顶升支撑胎架应用于工程实践。
依据山东汶上县宝相寺新建的宝相宫空间钢结构布置的特点和施工场地条件,提出累积顶升安装的工艺,并结合该项目给出了详细的施工步骤。结合有限元模拟分析,验算各顶升阶段结构的安全性,进行顶升设备的选择。提出支撑胎架的下顶升设计方法,设计较为实用的顶升支撑胎架。最后,成功地将累积顶升安装方法和下顶升支撑胎架应用于工程实践。
2014, 44(01): 118-123.
doi: 10.13204/j.gyjz201401026
摘要:
将高强角钢放置在实际铁塔结构中,选取平面三角形桁架1∶1模型,采用不同端部连接形式,两种长细比,对Q460高强角钢进行极限承载力试验研究。根据试验结果分析Q460等边角钢的破坏形态、极限承载力、与连接腹杆的工作机理等指标。研究表明:子结构试验能真实反映构件在结构中的受力性能和实际端部约束条件;长细比为30、45的试件,其破坏模式介于整体弯曲和局部屈曲之间,局部稳定问题突出;长细比为60的试件,以整体弯扭变形为主。研究为Q460高强角钢的规范制订和工程应用提供了合理依据。
将高强角钢放置在实际铁塔结构中,选取平面三角形桁架1∶1模型,采用不同端部连接形式,两种长细比,对Q460高强角钢进行极限承载力试验研究。根据试验结果分析Q460等边角钢的破坏形态、极限承载力、与连接腹杆的工作机理等指标。研究表明:子结构试验能真实反映构件在结构中的受力性能和实际端部约束条件;长细比为30、45的试件,其破坏模式介于整体弯曲和局部屈曲之间,局部稳定问题突出;长细比为60的试件,以整体弯扭变形为主。研究为Q460高强角钢的规范制订和工程应用提供了合理依据。
2014, 44(01): 124-127.
doi: 10.13204/j.gyjz201401027
摘要:
针对带垫板的双肢背靠背C型钢组合柱,通过试验和有限元模拟分析,研究该类型组合柱在偏心荷载作用下的受力特性,就偏心距、长细比、垫板厚度和间距等参数对组合柱承载力、刚度与轴向荷载的关系和M-φ曲线的影响进行讨论。结果表明:C型钢腹板和受压翼缘在整体失稳之前出现了严重的局部屈曲,组合柱的破坏模式均为弯矩作用平面内的弯曲失稳。长细比、偏心距和垫板间距是影响组合柱受力性能的主要因素,垫板厚度的影响有限。最后与规范GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定的柱承载力的计算方法进行对比,对该类组合柱的承载力计算给出了相关建议和承载力计算的修正系数。
针对带垫板的双肢背靠背C型钢组合柱,通过试验和有限元模拟分析,研究该类型组合柱在偏心荷载作用下的受力特性,就偏心距、长细比、垫板厚度和间距等参数对组合柱承载力、刚度与轴向荷载的关系和M-φ曲线的影响进行讨论。结果表明:C型钢腹板和受压翼缘在整体失稳之前出现了严重的局部屈曲,组合柱的破坏模式均为弯矩作用平面内的弯曲失稳。长细比、偏心距和垫板间距是影响组合柱受力性能的主要因素,垫板厚度的影响有限。最后与规范GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》规定的柱承载力的计算方法进行对比,对该类组合柱的承载力计算给出了相关建议和承载力计算的修正系数。
2014, 44(01): 128-133.
doi: 10.13204/j.gyjz201401028
摘要:
针对不带栓钉的混凝土剪力墙-钢梁T型连接铰接节点,借鉴混凝土抗冲切的理论分析方法,利用刚塑性模型假设,得到节点抗拔承载力计算公式,然后与试验结果进行对比,结果表明两者吻合良好;同时在试验验证的基础上,利用MSC.MARC软件对节点进行了变参数分析,进一步验证了理论计算精度。
针对不带栓钉的混凝土剪力墙-钢梁T型连接铰接节点,借鉴混凝土抗冲切的理论分析方法,利用刚塑性模型假设,得到节点抗拔承载力计算公式,然后与试验结果进行对比,结果表明两者吻合良好;同时在试验验证的基础上,利用MSC.MARC软件对节点进行了变参数分析,进一步验证了理论计算精度。
2014, 44(01): 134-137.
doi: 10.13204/j.gyjz201401029
摘要:
纤维增强复合材料(FRP)管-混凝土-钢管组合柱(DSTC)是一种有效利用复合材料特点的新型组合构件形式。为揭示该组合构件长柱的偏心受压性能,进行了5个偏心受压试验,主要研究荷载偏心距和FRP管壁厚的影响。试验结果表明:DSTC长柱偏压下的破坏模式均为柱跨中受压侧FRP管环向断裂破坏,且表现出良好的延性;在其他参数相同的条件下,随着荷载偏心距的增大,柱的极限承载力降低,而变形能力增强;随着FRP管壁厚的增大,构件极限承载力提高,变形能力增强。
纤维增强复合材料(FRP)管-混凝土-钢管组合柱(DSTC)是一种有效利用复合材料特点的新型组合构件形式。为揭示该组合构件长柱的偏心受压性能,进行了5个偏心受压试验,主要研究荷载偏心距和FRP管壁厚的影响。试验结果表明:DSTC长柱偏压下的破坏模式均为柱跨中受压侧FRP管环向断裂破坏,且表现出良好的延性;在其他参数相同的条件下,随着荷载偏心距的增大,柱的极限承载力降低,而变形能力增强;随着FRP管壁厚的增大,构件极限承载力提高,变形能力增强。
2014, 44(01): 138-143.
doi: 10.13204/j.gyjz201401030
摘要:
为检验大型火电厂主厂房钢结构框排架结构的抗震性能,对相似比为1/10的模型结构进行拟动力试验。试验结果表明:结构满足"三水准"抗震设防要求,但设计偏于保守,材料性能未能充分发挥,具有一定的优化空间。利用ANSYS有限元软件,以钢材体积最小为目标函数,对原型结构梁、柱截面进行优化和分析。计算结果表明:此次优化在获得较大经济效益的同时(节约材料24.66%),保证了结构整体抗侧刚度,使结构仍然具有较强的抗震能力。
为检验大型火电厂主厂房钢结构框排架结构的抗震性能,对相似比为1/10的模型结构进行拟动力试验。试验结果表明:结构满足"三水准"抗震设防要求,但设计偏于保守,材料性能未能充分发挥,具有一定的优化空间。利用ANSYS有限元软件,以钢材体积最小为目标函数,对原型结构梁、柱截面进行优化和分析。计算结果表明:此次优化在获得较大经济效益的同时(节约材料24.66%),保证了结构整体抗侧刚度,使结构仍然具有较强的抗震能力。
2014, 44(01): 144-148.
doi: 10.13204/j.gyjz201401031
摘要:
大庆市奥体中心体育馆屋盖结构采用主要由立体拱桁架组成的多层次传力的复杂空间受力体系,并引入幕墙桁架参与主结构受力,体现了结构技术与建筑艺术完美结合的特点。依据建筑造型要求和下部支承条件,对所提出的3种屋盖结构方案进行概念设计选型,并对优选出的方案进行计算分析,通过对比各种设计指标最终得到最优的结构方案;最后根据选型得到的结构方案进行结构设计。结果表明:该结构方案不仅能够完全满足建筑造型及使用功能要求,而且受力合理、经济性较好。
大庆市奥体中心体育馆屋盖结构采用主要由立体拱桁架组成的多层次传力的复杂空间受力体系,并引入幕墙桁架参与主结构受力,体现了结构技术与建筑艺术完美结合的特点。依据建筑造型要求和下部支承条件,对所提出的3种屋盖结构方案进行概念设计选型,并对优选出的方案进行计算分析,通过对比各种设计指标最终得到最优的结构方案;最后根据选型得到的结构方案进行结构设计。结果表明:该结构方案不仅能够完全满足建筑造型及使用功能要求,而且受力合理、经济性较好。
2014, 44(01): 154-159.
doi: 10.13204/j.gyjz201401033
摘要:
在对某单层工业厂房倒塌现场调查的基础上,对厂房倒塌破坏特征进行描述,对材料力学性能及构件尺寸进行检测,采用有限元方法对刚架结构倒塌过程进行数值模拟,并计算恒载和屋面活载(雪荷载)作用下的内力,分析厂房倒塌的原因。模拟分析结果与现场调查情况吻合良好,并分析了钢结构优化设计、先进工艺和下限抽查验收可能对结构安全性、鲁棒性造成的不利影响,获得了一些有意义的启示。
在对某单层工业厂房倒塌现场调查的基础上,对厂房倒塌破坏特征进行描述,对材料力学性能及构件尺寸进行检测,采用有限元方法对刚架结构倒塌过程进行数值模拟,并计算恒载和屋面活载(雪荷载)作用下的内力,分析厂房倒塌的原因。模拟分析结果与现场调查情况吻合良好,并分析了钢结构优化设计、先进工艺和下限抽查验收可能对结构安全性、鲁棒性造成的不利影响,获得了一些有意义的启示。
2014, 44(01): 160-164.
doi: 10.13204/j.gyjz201401034
摘要:
某高层厂房结构选型为钢支撑-框架结构,通过将抗震概念设计理念运用到结构设计中,经过对结构的抗震分析和抗震性能化设计,采取加强的抗震构造措施,这种结构体系能满足规范及使用功能的要求。
某高层厂房结构选型为钢支撑-框架结构,通过将抗震概念设计理念运用到结构设计中,经过对结构的抗震分析和抗震性能化设计,采取加强的抗震构造措施,这种结构体系能满足规范及使用功能的要求。
2014, 44(01): 165-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201401035
摘要:
在软弱的超高陡坡支护施工中,通过对陡坡段悬挑型钢的锚固受力机理的分析并采用保证安全性的施工措施,比选了合理的脚手架方案。对陡坡段脚手架与山体的连接件的截面、锚固长度、施工工艺、固定方法进行深入研究,隔离了上部缓坡段对下部陡坡段的荷载作用,同时阐述了缓坡段悬挑型钢及连接件施工,有效地解决了该类复杂岩土条件下脚手架难施工易倒塌的问题。
在软弱的超高陡坡支护施工中,通过对陡坡段悬挑型钢的锚固受力机理的分析并采用保证安全性的施工措施,比选了合理的脚手架方案。对陡坡段脚手架与山体的连接件的截面、锚固长度、施工工艺、固定方法进行深入研究,隔离了上部缓坡段对下部陡坡段的荷载作用,同时阐述了缓坡段悬挑型钢及连接件施工,有效地解决了该类复杂岩土条件下脚手架难施工易倒塌的问题。
2014, 44(01): 169-172.
doi: 10.13204/j.gyjz201401036
摘要:
发展工业遗产旅游是城市实现产业结构调整的重要手段,也是重新发挥工业遗产自身价值的优良途径。欧洲工业遗产巡游线路(ERIH)是欧盟建立的一个跨国协作组织,主要通过网站交流信息,在遗产保护和旅游方面提供协作平台。ERIH网站将欧洲各国的工业遗产地分为锚地、区域线路、主题线路等三个层级,并按照国家、地区、主题、景点重要性等标准进行分类展示。借鉴其经验,提出发展我国工业遗产旅游的策略,搭建工业遗产旅游协作平台,系统化地开发旅游资源,加强宣传推广。
发展工业遗产旅游是城市实现产业结构调整的重要手段,也是重新发挥工业遗产自身价值的优良途径。欧洲工业遗产巡游线路(ERIH)是欧盟建立的一个跨国协作组织,主要通过网站交流信息,在遗产保护和旅游方面提供协作平台。ERIH网站将欧洲各国的工业遗产地分为锚地、区域线路、主题线路等三个层级,并按照国家、地区、主题、景点重要性等标准进行分类展示。借鉴其经验,提出发展我国工业遗产旅游的策略,搭建工业遗产旅游协作平台,系统化地开发旅游资源,加强宣传推广。
2014, 44(01): 173-179.
doi: 10.13204/j.gyjz201401037
摘要:
54.舒什塔尔的古代水利系统(Shushtar Historical Hydraulic System),伊朗,2009年根据文化遗产遴选标准C(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅴ)被列入《世界遗产目录》伊朗西部胡齐斯坦省(Khuzestan Province)的农业可以追溯到埃兰文明(élamites),公元前13世纪第一次引用灌溉用水。公元前4世纪,美索不达米亚的苏美尔人开始建设大型灌溉工程。舒什塔尔的历史水利系统就是在公元前5世纪阿契美尼德王朝的统治者大流士一世时期建设的基础上,于公元3世纪重新建立而成的。
54.舒什塔尔的古代水利系统(Shushtar Historical Hydraulic System),伊朗,2009年根据文化遗产遴选标准C(Ⅰ)(Ⅱ)(Ⅴ)被列入《世界遗产目录》伊朗西部胡齐斯坦省(Khuzestan Province)的农业可以追溯到埃兰文明(élamites),公元前13世纪第一次引用灌溉用水。公元前4世纪,美索不达米亚的苏美尔人开始建设大型灌溉工程。舒什塔尔的历史水利系统就是在公元前5世纪阿契美尼德王朝的统治者大流士一世时期建设的基础上,于公元3世纪重新建立而成的。
