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2014年 第44卷 第04期
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2014, 44(04): 1-6.
摘要:
利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能分析的三维实体有限元模型,并进行相应的试验,有限元计算与试验所得的荷载-柱中挠度全过程曲线及长柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、材料强度、钢管壁厚及截面尺寸等参数对轴压时长柱极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在1/2柱高处发生侧向挠曲破坏,长细比等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土长柱轴压力学性能分析的三维实体有限元模型,并进行相应的试验,有限元计算与试验所得的荷载-柱中挠度全过程曲线及长柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、材料强度、钢管壁厚及截面尺寸等参数对轴压时长柱极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在1/2柱高处发生侧向挠曲破坏,长细比等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 7-11.
摘要:
利用有限元分析软件ABAQUS建立了椭圆形钢管混凝土长柱偏压力学性能分析的有限元模型,并对12个椭圆形钢管混凝土长柱的偏压试验结果与有限元模拟结果进行对比。结果表明:有限元计算与试验所得的荷载-挠度全过程曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、偏心距、材料强度、钢管壁厚等参数对长柱偏压极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在H/2处发生侧向挠曲破坏,长细比、混凝土抗压强度、钢管壁厚及偏心距等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
利用有限元分析软件ABAQUS建立了椭圆形钢管混凝土长柱偏压力学性能分析的有限元模型,并对12个椭圆形钢管混凝土长柱的偏压试验结果与有限元模拟结果进行对比。结果表明:有限元计算与试验所得的荷载-挠度全过程曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力过程中钢管及混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用,并对长细比、偏心距、材料强度、钢管壁厚等参数对长柱偏压极限承载力及荷载-柱中挠度曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土长柱在H/2处发生侧向挠曲破坏,长细比、混凝土抗压强度、钢管壁厚及偏心距等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 12-15.
摘要:
利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土构件纯弯力学性能分析的有限元计算模型,并通过6个椭圆形钢管混凝土构件纯弯试验验证有限元计算模型的准确性。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力分布情况进行分析,同时给出钢管与核心混凝土之间的相互作用,并对剪跨比、钢管强度、混凝土强度、短轴长和长轴长等参数对纯弯时构件极限承载力及荷载-位移曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土构件在跨中发生倾向弯曲破坏,钢管屈服强度、混凝土强度、长轴长、短轴长及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,剪跨比对其力学性能影响不明显。
利用有限元软件ABAQUS建立椭圆形钢管混凝土构件纯弯力学性能分析的有限元计算模型,并通过6个椭圆形钢管混凝土构件纯弯试验验证有限元计算模型的准确性。在此基础上对其受力全过程中钢管及混凝土应力分布情况进行分析,同时给出钢管与核心混凝土之间的相互作用,并对剪跨比、钢管强度、混凝土强度、短轴长和长轴长等参数对纯弯时构件极限承载力及荷载-位移曲线的影响进行比较。结果表明:椭圆形钢管混凝土构件在跨中发生倾向弯曲破坏,钢管屈服强度、混凝土强度、长轴长、短轴长及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,剪跨比对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 16-20.
摘要:
利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管的应力与塑性应变的分布进行分析,并对截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等几种影响异形钢管承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管短柱在1/2柱高处发生局部屈曲破坏,截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等参数对其力学性能影响显著。
利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上对其受力全过程中钢管的应力与塑性应变的分布进行分析,并对截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等几种影响异形钢管承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管短柱在1/2柱高处发生局部屈曲破坏,截面形式、钢管壁厚、钢管屈服强度等参数对其力学性能影响显著。
2014, 44(04): 21-26.
摘要:
利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管混凝土短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,对比圆形截面进行6组试验,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上,对荷载-应变关系全过程中钢管与混凝土的相互作用进行分析,最后对截面形式、钢管壁厚(t)、钢管屈服强度(fy)、混凝土抗压强度(fcu)等几种影响异形钢管混凝土短柱承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管混凝土短柱在1/2柱高处发生向外鼓曲破坏,截面形式、钢管壁厚、混凝土抗压强度等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
利用有限元分析软件ABAQUS建立等截面周长的三角形、扇形、D形、1/4圆形、1/2圆形5种异形截面钢管混凝土短柱轴压力学性能分析的有限元计算模型,对比圆形截面进行6组试验,有限元计算与试验所得的荷载-应变全过程曲线及短柱破坏形态吻合较好。在此基础上,对荷载-应变关系全过程中钢管与混凝土的相互作用进行分析,最后对截面形式、钢管壁厚(t)、钢管屈服强度(fy)、混凝土抗压强度(fcu)等几种影响异形钢管混凝土短柱承载力和变形的因素进行比较。结果表明:异形钢管混凝土短柱在1/2柱高处发生向外鼓曲破坏,截面形式、钢管壁厚、混凝土抗压强度等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 27-31.
摘要:
利用有限元分析软件ABAQUS建立方锥形钢管混凝土长柱力学性能分析的三维实体有限元计算模型,并进行相应的试验研究。有限元计算与试验所得的荷载-3H/4挠度曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上,分析方锥形钢管混凝土长柱中钢管和混凝土的应力、应变分布情况以及钢管与混凝土之间的组合作用,并比较长细比、偏心距、锥度等参数对方锥形钢管混凝土长柱极限承载力及荷载-3H/4挠度曲线的影响。结果表明:方锥形钢管混凝土长柱在3H/4处发生倾向挠曲破坏,长细比、锥度、偏心距、混凝土抗压强度及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
利用有限元分析软件ABAQUS建立方锥形钢管混凝土长柱力学性能分析的三维实体有限元计算模型,并进行相应的试验研究。有限元计算与试验所得的荷载-3H/4挠度曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上,分析方锥形钢管混凝土长柱中钢管和混凝土的应力、应变分布情况以及钢管与混凝土之间的组合作用,并比较长细比、偏心距、锥度等参数对方锥形钢管混凝土长柱极限承载力及荷载-3H/4挠度曲线的影响。结果表明:方锥形钢管混凝土长柱在3H/4处发生倾向挠曲破坏,长细比、锥度、偏心距、混凝土抗压强度及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 32-36.
摘要:
利用有限元分析软件ABAQUS建立圆锥形钢管混凝土长柱力学性能分析的三维实体有限元计算模型,并与相应的试验结果进行对比。结果表明:有限元计算与试验所得的荷载-3H/4挠度曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上,对圆锥形钢管混凝土长柱受力全过程中钢管与混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用规律,并对长细比、锥度、偏心距、材料强度及钢管壁厚等参数对圆锥形钢管混凝土长柱初始刚度、承载力及荷载-3H/4挠度曲线的影响进行比较。结果表明:圆锥形钢管混凝土长柱在3H/4处发生侧向挠曲破坏,长细比、锥度、偏心距、混凝土抗压强度及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
利用有限元分析软件ABAQUS建立圆锥形钢管混凝土长柱力学性能分析的三维实体有限元计算模型,并与相应的试验结果进行对比。结果表明:有限元计算与试验所得的荷载-3H/4挠度曲线、承载力及破坏形态吻合较好。在此基础上,对圆锥形钢管混凝土长柱受力全过程中钢管与混凝土应力、应变分布情况进行分析,同时给出钢管与混凝土之间的相互作用规律,并对长细比、锥度、偏心距、材料强度及钢管壁厚等参数对圆锥形钢管混凝土长柱初始刚度、承载力及荷载-3H/4挠度曲线的影响进行比较。结果表明:圆锥形钢管混凝土长柱在3H/4处发生侧向挠曲破坏,长细比、锥度、偏心距、混凝土抗压强度及钢管壁厚等参数对其力学性能影响显著,钢管屈服强度对其力学性能影响不明显。
2014, 44(04): 37-39.
摘要:
国家矿山公园建设在现阶段存在诸多问题,如区域发展不平衡、矿产结构类型分布过于集中、申报建设与后续管理相脱节等。为解决这些问题以促进国家矿山公园建设的可持续发展,提出包括:重均衡、重丰度、重监管、重体系、重保护、重建设、重收益在内的七重建议。
国家矿山公园建设在现阶段存在诸多问题,如区域发展不平衡、矿产结构类型分布过于集中、申报建设与后续管理相脱节等。为解决这些问题以促进国家矿山公园建设的可持续发展,提出包括:重均衡、重丰度、重监管、重体系、重保护、重建设、重收益在内的七重建议。
2014, 44(04): 40-44.
摘要:
工业建筑遗产作为工业、建筑、经济等发展史上的活化石存在。由于社会的产业调整,城市规划的特殊需要,技术发展导致的淘汰速度快等因素造成老工业建筑凋零。在社会倡导低碳的口号下,基于工业遗产的保护,探讨老工业建筑的再生设计方法以及管理模式十分迫切,因此,从工业遗产的再生设计方法出发,对探究工业遗产的管理模式及发展趋势进行探究。
工业建筑遗产作为工业、建筑、经济等发展史上的活化石存在。由于社会的产业调整,城市规划的特殊需要,技术发展导致的淘汰速度快等因素造成老工业建筑凋零。在社会倡导低碳的口号下,基于工业遗产的保护,探讨老工业建筑的再生设计方法以及管理模式十分迫切,因此,从工业遗产的再生设计方法出发,对探究工业遗产的管理模式及发展趋势进行探究。
2014, 44(04): 45-48.
摘要:
针对当前工业遗产个体保护和利用中忽略整体的现象,从工业遗产的文化属性入手,提出整体保护的思路。并以武汉市工业遗产保护为例,分别从城市发展的角度对工业遗产进行文化整合,从工业遗产的文化类型进行空间整合,以此构建武汉工业遗产的整体保护框架。
针对当前工业遗产个体保护和利用中忽略整体的现象,从工业遗产的文化属性入手,提出整体保护的思路。并以武汉市工业遗产保护为例,分别从城市发展的角度对工业遗产进行文化整合,从工业遗产的文化类型进行空间整合,以此构建武汉工业遗产的整体保护框架。
2014, 44(04): 49-51.
摘要:
国内夏热冬冷地区建筑门窗能耗较大,为了探讨夏热冬冷地区合适的外窗遮阳技术,通过对夏热冬冷地区典型城市上海和浙江湖州地区典型建筑遮阳技术进行调研发现,两个地区常采用的遮阳方式为水平遮阳板。在调研基础上建立建筑能耗分析模型,采用DeST能耗模拟软件分析上海和浙江湖州地区外窗水平遮阳板深度与建筑能耗之间的关系,为夏热冬冷地区遮阳改造提供一定的指导。
国内夏热冬冷地区建筑门窗能耗较大,为了探讨夏热冬冷地区合适的外窗遮阳技术,通过对夏热冬冷地区典型城市上海和浙江湖州地区典型建筑遮阳技术进行调研发现,两个地区常采用的遮阳方式为水平遮阳板。在调研基础上建立建筑能耗分析模型,采用DeST能耗模拟软件分析上海和浙江湖州地区外窗水平遮阳板深度与建筑能耗之间的关系,为夏热冬冷地区遮阳改造提供一定的指导。
2014, 44(04): 52-55.
摘要:
千年瓷都景德镇,其最具代表性的街道瓷器街的景观意象正面临着衰落。如何使其景观意象具体化、鲜明化,体现出时代的连续性,并力求在日新月异的现代社会中更好地发展,是亟待解决的问题,也是值得深入研究的问题。基于此背景,从城市意象的角度出发,着重对瓷器街所处的周边环境及其自身景观的演变衰落进行调查,结合国内外相关理论和实践以及景德镇城市发展规划要求,对瓷器街的整体空间形态及景观意象的重构提出设计策略,以保持空间维度上的统一性与时间维度上的连续性,从而唤起人们对瓷器街历史的集体记忆,为瓷器街传统活力与传统景观意象的营造提出可行的解决方案。
千年瓷都景德镇,其最具代表性的街道瓷器街的景观意象正面临着衰落。如何使其景观意象具体化、鲜明化,体现出时代的连续性,并力求在日新月异的现代社会中更好地发展,是亟待解决的问题,也是值得深入研究的问题。基于此背景,从城市意象的角度出发,着重对瓷器街所处的周边环境及其自身景观的演变衰落进行调查,结合国内外相关理论和实践以及景德镇城市发展规划要求,对瓷器街的整体空间形态及景观意象的重构提出设计策略,以保持空间维度上的统一性与时间维度上的连续性,从而唤起人们对瓷器街历史的集体记忆,为瓷器街传统活力与传统景观意象的营造提出可行的解决方案。
2014, 44(04): 56-59.
摘要:
预压装配式预应力混凝土框架结构作为一种新型的预应力装配式结构,开辟了预应力结构工业化生产的新途径。为了更好地应用于实际,研究预压装配式预应力混凝土框架结构的延性及其梁端的弯矩调幅能力将具有重要的理论意义和工程实用价值。基于一榀单层双跨框架结构,从塑性铰转动能力和裂缝宽度两个方面分析弯矩调幅系数的取值,与试验结果相比较,吻合较好。
预压装配式预应力混凝土框架结构作为一种新型的预应力装配式结构,开辟了预应力结构工业化生产的新途径。为了更好地应用于实际,研究预压装配式预应力混凝土框架结构的延性及其梁端的弯矩调幅能力将具有重要的理论意义和工程实用价值。基于一榀单层双跨框架结构,从塑性铰转动能力和裂缝宽度两个方面分析弯矩调幅系数的取值,与试验结果相比较,吻合较好。
2014, 44(04): 60-64.
摘要:
基于现浇磷石膏在住宅结构应用的研究现状及施工工艺,将磷石膏与磷渣粉、熟石灰和水泥混合成干物料,并掺入减水剂和缓凝剂加水搅拌,制作试件研究其抗压强度、放射性、凝结时间和含水率等基本性能。材料配合比9组,共制作27个立方体试件。抗压强度试验表明:现浇磷石膏墙体的抗压强度标准值在2.5~11.0 MPa之间,强度设计值可按0.478的标准值采用,完全可作框架填充墙及低层小开间住宅承重墙使用;另外,缓凝剂掺量对现浇磷石膏墙体抗压强度影响显著。基于推荐配合比的磷石膏试件的检测表明,现浇磷石膏墙体的初凝时间为45 min,终凝时间为55 min,能满足现场浇筑工艺要求;放射性检测结果符合国家标准对建筑主材放射性的要求;墙体5 d的含水率为2.6%,基本能达到干燥状态。
基于现浇磷石膏在住宅结构应用的研究现状及施工工艺,将磷石膏与磷渣粉、熟石灰和水泥混合成干物料,并掺入减水剂和缓凝剂加水搅拌,制作试件研究其抗压强度、放射性、凝结时间和含水率等基本性能。材料配合比9组,共制作27个立方体试件。抗压强度试验表明:现浇磷石膏墙体的抗压强度标准值在2.5~11.0 MPa之间,强度设计值可按0.478的标准值采用,完全可作框架填充墙及低层小开间住宅承重墙使用;另外,缓凝剂掺量对现浇磷石膏墙体抗压强度影响显著。基于推荐配合比的磷石膏试件的检测表明,现浇磷石膏墙体的初凝时间为45 min,终凝时间为55 min,能满足现场浇筑工艺要求;放射性检测结果符合国家标准对建筑主材放射性的要求;墙体5 d的含水率为2.6%,基本能达到干燥状态。
2014, 44(04): 65-68.
摘要:
为了研究钢筋再生混凝土柱的受压性能,设计6个试件进行轴心受压和偏心受压加载试验,考虑再生粗骨料取代率、相对偏心距、配箍率三个变化参数。通过试验观察试件受力破坏过程及形态,获取截面应力分布、变形和极限承载力等重要参数;并分析各变化参数对再生混凝土柱承载性能的影响规律。结果表明:钢筋再生混凝土柱受力破坏过程及形态与普通钢筋混凝土柱相似,均表现为混凝土的压碎;偏心距对试件的极限承载力影响明显,随着相对偏心距的增大,试件的极限承载力逐渐减小,而再生粗骨料取代率对其承载力的影响不显著;采用普通钢筋混凝土的强度计算方法计算钢筋再生混凝土柱轴心受压强度时,试验值比计算值小,偏于不安全,而计算偏心受压强度时,试验值比计算值大。
为了研究钢筋再生混凝土柱的受压性能,设计6个试件进行轴心受压和偏心受压加载试验,考虑再生粗骨料取代率、相对偏心距、配箍率三个变化参数。通过试验观察试件受力破坏过程及形态,获取截面应力分布、变形和极限承载力等重要参数;并分析各变化参数对再生混凝土柱承载性能的影响规律。结果表明:钢筋再生混凝土柱受力破坏过程及形态与普通钢筋混凝土柱相似,均表现为混凝土的压碎;偏心距对试件的极限承载力影响明显,随着相对偏心距的增大,试件的极限承载力逐渐减小,而再生粗骨料取代率对其承载力的影响不显著;采用普通钢筋混凝土的强度计算方法计算钢筋再生混凝土柱轴心受压强度时,试验值比计算值小,偏于不安全,而计算偏心受压强度时,试验值比计算值大。
2014, 44(04): 69-72.
摘要:
通过Z型试件剪切试验对CGM高性能灌浆料与老混凝土黏结剪切性能进行试验研究,分析掺水率、养护龄期、灌浆料强度等级等对黏结剪切性能的影响规律。研究结果表明:CGM高性能灌浆料与混凝土界面的黏结性能随着黏结龄期的增长而增长,且增长速率逐渐降低。对于老混凝土试件,采用CGM高性能灌浆料修补时,随着灌浆料强度的提高(灌浆料掺水率的减少),灌浆料与混凝土黏结试件的黏结剪切强度呈下降趋势;而随着灌浆料掺水率的增加,由于高性能灌浆料流动性能的增大,虽然其立方体抗压强度降低,但却有利于灌浆料与混凝土黏结抗剪性能的改善。
通过Z型试件剪切试验对CGM高性能灌浆料与老混凝土黏结剪切性能进行试验研究,分析掺水率、养护龄期、灌浆料强度等级等对黏结剪切性能的影响规律。研究结果表明:CGM高性能灌浆料与混凝土界面的黏结性能随着黏结龄期的增长而增长,且增长速率逐渐降低。对于老混凝土试件,采用CGM高性能灌浆料修补时,随着灌浆料强度的提高(灌浆料掺水率的减少),灌浆料与混凝土黏结试件的黏结剪切强度呈下降趋势;而随着灌浆料掺水率的增加,由于高性能灌浆料流动性能的增大,虽然其立方体抗压强度降低,但却有利于灌浆料与混凝土黏结抗剪性能的改善。
2014, 44(04): 73-77.
摘要:
以桥梁高性能混凝土为研究对象,测试老混凝土约束下新混凝土板的收缩变形。通过试验分析界面粗糙度对其影响,并考察混凝土内部早期温、湿度变化与收缩应变的关系,分析养护时间对混凝土材料收缩应力的影响。结果表明:老混凝土约束下的新混凝土厚度随新老混凝土黏结界面粗糙度的提高而增大,新混凝土内部拉应力随界面粗糙度的提高而降低,但新、老混凝土界面粗糙度对黏结面处的收缩影响不显著;距黏结面越近的截面收缩应变越小,在黏结面处达到最小,表现出显著的不均匀性,并随龄期逐渐增大。延长养护时间可减小混凝土收缩变形和内部由于不均匀收缩导致的拉应力,降低混凝土板早期开裂的风险。
以桥梁高性能混凝土为研究对象,测试老混凝土约束下新混凝土板的收缩变形。通过试验分析界面粗糙度对其影响,并考察混凝土内部早期温、湿度变化与收缩应变的关系,分析养护时间对混凝土材料收缩应力的影响。结果表明:老混凝土约束下的新混凝土厚度随新老混凝土黏结界面粗糙度的提高而增大,新混凝土内部拉应力随界面粗糙度的提高而降低,但新、老混凝土界面粗糙度对黏结面处的收缩影响不显著;距黏结面越近的截面收缩应变越小,在黏结面处达到最小,表现出显著的不均匀性,并随龄期逐渐增大。延长养护时间可减小混凝土收缩变形和内部由于不均匀收缩导致的拉应力,降低混凝土板早期开裂的风险。
2014, 44(04): 78-82.
摘要:
针对目前复合材料泡沫夹芯管制作工艺中存在的不足,提出一种新的复合材料泡沫夹芯管制作工艺泡沫芯层预制、内外蒙皮缠绕共固化成型工艺。制作了若干试件,对芯层界面处理、缠绕张力等对夹芯管轴压破坏形式及极限承载力的影响进行试验研究,并针对这些影响提出相应的改进措施,使得复合材料泡沫夹芯管的内外管与泡沫芯层协同工作,能更好地发挥材料与结构的优越性能。
针对目前复合材料泡沫夹芯管制作工艺中存在的不足,提出一种新的复合材料泡沫夹芯管制作工艺泡沫芯层预制、内外蒙皮缠绕共固化成型工艺。制作了若干试件,对芯层界面处理、缠绕张力等对夹芯管轴压破坏形式及极限承载力的影响进行试验研究,并针对这些影响提出相应的改进措施,使得复合材料泡沫夹芯管的内外管与泡沫芯层协同工作,能更好地发挥材料与结构的优越性能。
2014, 44(04): 83-89.
摘要:
超固结土的峰值强度不仅与超固结度有关,也受到应力路径的影响。基于统一硬化模型(UH模型)和广义非线性强度准则,对超固结土的峰值强度特性进行分析,预测超固结土在常规三轴压缩、等p路径、不排水路径下的峰值强度,得到其峰值强度大小关系。利用广义非线性强度准则描述三种路径下的超固结土峰值强度的非线性,并确定其表达式。通过与试验结果对比表明所建议分析方法的有效性。
超固结土的峰值强度不仅与超固结度有关,也受到应力路径的影响。基于统一硬化模型(UH模型)和广义非线性强度准则,对超固结土的峰值强度特性进行分析,预测超固结土在常规三轴压缩、等p路径、不排水路径下的峰值强度,得到其峰值强度大小关系。利用广义非线性强度准则描述三种路径下的超固结土峰值强度的非线性,并确定其表达式。通过与试验结果对比表明所建议分析方法的有效性。
2014, 44(04): 90-93.
摘要:
结合工程实践提出煤矸石-土工格栅-砂层状体系的加筋土结构,通过直剪试验和拉拔试验,测试不同法向应力下煤矸石-土工格栅-砂层状体系的筋土界面特性,并与常规加筋土结构的筋土界面特性进行对比。研究表明:层状加筋体系具与有常规加筋土体系相似的界面特性,但由于砂的充填作用,提高了加筋层的密实度,增大了筋土接触面,使筋土界面强度更高,且界面强度发挥更早;层状加筋土体系还可以为加筋煤矸石提供排水通道,避免煤矸石浸水软化。
结合工程实践提出煤矸石-土工格栅-砂层状体系的加筋土结构,通过直剪试验和拉拔试验,测试不同法向应力下煤矸石-土工格栅-砂层状体系的筋土界面特性,并与常规加筋土结构的筋土界面特性进行对比。研究表明:层状加筋体系具与有常规加筋土体系相似的界面特性,但由于砂的充填作用,提高了加筋层的密实度,增大了筋土接触面,使筋土界面强度更高,且界面强度发挥更早;层状加筋土体系还可以为加筋煤矸石提供排水通道,避免煤矸石浸水软化。
2014, 44(04): 94-98.
摘要:
具有层状结构砂土的力学特性有别于纯净的砂土或含有一定细粒含量均匀混合砂土,利用自行制作的土样制备箱采用水中沉砂法制备沉积成层粉土质砂,通过动三轴液化试验研究这种沉积成层饱和粉土质砂的振动孔压发展规律。试验结果发现:对于沉积成层饱和粉土质砂,孔压一般达不到有效固结压力,仅为有效固结压力的70%~80%,而相应的轴向双幅应变可达到0.05左右;当围压为50 kPa时,其振动孔压发展模式可用反正弦函数表示;当围压为100,200 kPa时,其振动孔压发展模式都可用双曲线函数表示。
具有层状结构砂土的力学特性有别于纯净的砂土或含有一定细粒含量均匀混合砂土,利用自行制作的土样制备箱采用水中沉砂法制备沉积成层粉土质砂,通过动三轴液化试验研究这种沉积成层饱和粉土质砂的振动孔压发展规律。试验结果发现:对于沉积成层饱和粉土质砂,孔压一般达不到有效固结压力,仅为有效固结压力的70%~80%,而相应的轴向双幅应变可达到0.05左右;当围压为50 kPa时,其振动孔压发展模式可用反正弦函数表示;当围压为100,200 kPa时,其振动孔压发展模式都可用双曲线函数表示。
2014, 44(04): 99-103.
摘要:
大面积的深基坑坑底往往设置密集的工程桩,深开挖导致的土体卸荷回弹作用会对这些工程桩产生强烈的影响。采用ABAQUS软件建立平面有限元分析模型,对深开挖过程中坑底群桩的受力特性进行研究,确定桩顶抬升量、桩土相对位移、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布。最后在开挖结束时对各工程桩重新加载,根据Q-s曲线来判断其抗压承载力和抗拔承载力。结果表明,工程桩的承载力与其在基坑平面中的位置有关。
大面积的深基坑坑底往往设置密集的工程桩,深开挖导致的土体卸荷回弹作用会对这些工程桩产生强烈的影响。采用ABAQUS软件建立平面有限元分析模型,对深开挖过程中坑底群桩的受力特性进行研究,确定桩顶抬升量、桩土相对位移、桩身轴力和桩侧摩阻力的分布。最后在开挖结束时对各工程桩重新加载,根据Q-s曲线来判断其抗压承载力和抗拔承载力。结果表明,工程桩的承载力与其在基坑平面中的位置有关。
2014, 44(04): 104-110.
摘要:
以贵阳花果园艺术中心项目为例,介绍斜向爬模技术在该工程厚1 m倾斜67.43超厚大倾角剪力墙中的成功应用。阐述此技术的工艺原理和施工工艺过程,理论分析埋件系统的抗剪和抗拉承载力,并通过试验分析埋件系统中受力螺栓与爬锥的抗滑移、高强螺杆与爬锥和埋件板的抗滑移性能。经试验知,在埋件系统中,埋件板最先受剪破坏,在此爬模系统中适当加厚埋件板对工程的安全性是有益的,可为类似工程提供参考。
以贵阳花果园艺术中心项目为例,介绍斜向爬模技术在该工程厚1 m倾斜67.43超厚大倾角剪力墙中的成功应用。阐述此技术的工艺原理和施工工艺过程,理论分析埋件系统的抗剪和抗拉承载力,并通过试验分析埋件系统中受力螺栓与爬锥的抗滑移、高强螺杆与爬锥和埋件板的抗滑移性能。经试验知,在埋件系统中,埋件板最先受剪破坏,在此爬模系统中适当加厚埋件板对工程的安全性是有益的,可为类似工程提供参考。
2014, 44(04): 111-114.
摘要:
为解决建筑业的可持续发展与砂石骨料短缺的矛盾,实现建筑垃圾在高速公路路基中应用的目的。结合西禹高速公路试验段介绍建筑垃圾填筑路基的施工工艺,分别从建筑垃圾加工与堆放、基底处理、运输、布料与整平、碾压进行研究,介绍采用压实沉降差和孔隙率这两个指标作为控制压实质量的评价指标。得出建筑垃圾在高速公路路基工程应用中切实可行,不但可以减少开采石料对生态环境造成的负面影响,还有显著的社会和经济效益,为今后的建筑垃圾在路基施工中应用提供参考和借鉴。
为解决建筑业的可持续发展与砂石骨料短缺的矛盾,实现建筑垃圾在高速公路路基中应用的目的。结合西禹高速公路试验段介绍建筑垃圾填筑路基的施工工艺,分别从建筑垃圾加工与堆放、基底处理、运输、布料与整平、碾压进行研究,介绍采用压实沉降差和孔隙率这两个指标作为控制压实质量的评价指标。得出建筑垃圾在高速公路路基工程应用中切实可行,不但可以减少开采石料对生态环境造成的负面影响,还有显著的社会和经济效益,为今后的建筑垃圾在路基施工中应用提供参考和借鉴。
2014, 44(04): 115-121.
摘要:
大力发展预制装配式混凝土结构,符合我国目前积极倡导的建筑工业化和住宅产业化的基本趋势,有利于实现低碳、绿色、环保、节能的建筑目标。在阐述了预制装配式剪力墙结构竖向连接的基本设计原则后,依据设计原则分析各个连接形式。系统归纳总结国内外正在发展的预制装配式剪力墙构件的七种竖向连接形式,并对各类连接形式的优势及尚存的问题进行评价和展望。结果显示,现有的预制装配式剪力墙结构竖向连接形式已经应用于实际工程,但是仍然存在不足之处,有待进一步研发更合理的连接形式。
大力发展预制装配式混凝土结构,符合我国目前积极倡导的建筑工业化和住宅产业化的基本趋势,有利于实现低碳、绿色、环保、节能的建筑目标。在阐述了预制装配式剪力墙结构竖向连接的基本设计原则后,依据设计原则分析各个连接形式。系统归纳总结国内外正在发展的预制装配式剪力墙构件的七种竖向连接形式,并对各类连接形式的优势及尚存的问题进行评价和展望。结果显示,现有的预制装配式剪力墙结构竖向连接形式已经应用于实际工程,但是仍然存在不足之处,有待进一步研发更合理的连接形式。
2014, 44(04): 122-127.
摘要:
圆钢管相贯节点平面内受弯时,焊缝的惯性矩是焊缝强度计算的重要几何参量,因此主要对焊缝的空间几何特性如有效截面积及有效截面的惯性矩进行分析。数值分析考虑主管与支管管壁沿相贯线的全周二面角的变化,在有效截面理论的基础上得到焊缝的几何特性。结合有限元分析,最终建立圆钢管相贯节点焊缝有效截面惯性矩的表达方法,提出焊缝平面内受弯的强度计算公式。计算公式与有限元结果的对比表明,基于焊缝几何特性的计算方法可以基本保证焊缝抗弯强度计算的安全性。
圆钢管相贯节点平面内受弯时,焊缝的惯性矩是焊缝强度计算的重要几何参量,因此主要对焊缝的空间几何特性如有效截面积及有效截面的惯性矩进行分析。数值分析考虑主管与支管管壁沿相贯线的全周二面角的变化,在有效截面理论的基础上得到焊缝的几何特性。结合有限元分析,最终建立圆钢管相贯节点焊缝有效截面惯性矩的表达方法,提出焊缝平面内受弯的强度计算公式。计算公式与有限元结果的对比表明,基于焊缝几何特性的计算方法可以基本保证焊缝抗弯强度计算的安全性。
2014, 44(04): 128-130.
摘要:
通过对有局部变形的单角钢开展非线性有限元分析和极限承载力试验研究,得到不考虑整体稳定的承载力计算公式,依据计算公式可以对处于工作状态有局部缺陷单角钢构件进行承载力验算,判断其局部缺陷是否构成安全隐患,为下一步结构处理提供技术依据。
通过对有局部变形的单角钢开展非线性有限元分析和极限承载力试验研究,得到不考虑整体稳定的承载力计算公式,依据计算公式可以对处于工作状态有局部缺陷单角钢构件进行承载力验算,判断其局部缺陷是否构成安全隐患,为下一步结构处理提供技术依据。
2014, 44(04): 131-134.
摘要:
通过在钢管外部缠绕玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)对钢管混凝土进行修复加固,能有效地提高构件的极限承载力、增加构件的延性、耐腐蚀性。通过对BFRP加固钢管混凝土的试验研究,分别对4个用BFRP纤维布缠绕加固和3个未加固钢管混凝土进行轴压试验,并通过荷载-位移曲线、荷载-应变曲线进行分析。结果表明:用BFRP缠绕加固的试件轴压破坏形态为BFRP拉断,钢管屈曲;用BFRP加固试件的承载力比未加固试件提高了17.3%,同时增加了试件的延性;未加固与加固试件轴压承载力的试验结果与理论计算结果的偏差较小,验证了理论计算的准确性。
通过在钢管外部缠绕玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)对钢管混凝土进行修复加固,能有效地提高构件的极限承载力、增加构件的延性、耐腐蚀性。通过对BFRP加固钢管混凝土的试验研究,分别对4个用BFRP纤维布缠绕加固和3个未加固钢管混凝土进行轴压试验,并通过荷载-位移曲线、荷载-应变曲线进行分析。结果表明:用BFRP缠绕加固的试件轴压破坏形态为BFRP拉断,钢管屈曲;用BFRP加固试件的承载力比未加固试件提高了17.3%,同时增加了试件的延性;未加固与加固试件轴压承载力的试验结果与理论计算结果的偏差较小,验证了理论计算的准确性。
2014, 44(04): 135-139.
摘要:
基于循环荷载作用下的型钢高强高性能混凝土短柱的试验结果,对影响型钢高强高性能混凝土柱剪切破坏的剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率以及配箍率等主要因素进行分析。通过单独考虑钢筋混凝土部分、型钢部分、轴压力部分对柱抗剪承载力的贡献,根据叠加原理,并考虑位移延性需求的影响,分别给出型钢高强高性能混凝土短柱剪切黏结破坏以及剪切斜压破坏两种情况下的抗剪承载力计算公式。通过与试验结果的对比发现,所建立的公式能较好地反映型钢高强高性能混凝土短柱的抗剪承载力,研究结果可为型钢组合结构规范的修订以及工程设计提供理论依据和参考。
基于循环荷载作用下的型钢高强高性能混凝土短柱的试验结果,对影响型钢高强高性能混凝土柱剪切破坏的剪跨比、轴压比、混凝土强度、含钢率以及配箍率等主要因素进行分析。通过单独考虑钢筋混凝土部分、型钢部分、轴压力部分对柱抗剪承载力的贡献,根据叠加原理,并考虑位移延性需求的影响,分别给出型钢高强高性能混凝土短柱剪切黏结破坏以及剪切斜压破坏两种情况下的抗剪承载力计算公式。通过与试验结果的对比发现,所建立的公式能较好地反映型钢高强高性能混凝土短柱的抗剪承载力,研究结果可为型钢组合结构规范的修订以及工程设计提供理论依据和参考。
2014, 44(04): 140-145.
摘要:
在索网形状优化、找形和初始预应力确定的基础上,建立以结构质量最轻为目标函数,下弦索截面、上弦梁截面和撑杆等次要构件截面分级优化的双向张弦梁结构优化设计模型,该模型考虑结构应力约束、局部稳定约束和位移约束条件,并通过ANSYS优化模块和APDL语言编制相应程序,提出双向张弦梁结构优化设计的两步三级算法。算例表明,所提出的优化设计方法不仅可以满足工程设计需要,而且可以较快地收敛到满意的优化结果,可方便地用于工程的初步设计。
在索网形状优化、找形和初始预应力确定的基础上,建立以结构质量最轻为目标函数,下弦索截面、上弦梁截面和撑杆等次要构件截面分级优化的双向张弦梁结构优化设计模型,该模型考虑结构应力约束、局部稳定约束和位移约束条件,并通过ANSYS优化模块和APDL语言编制相应程序,提出双向张弦梁结构优化设计的两步三级算法。算例表明,所提出的优化设计方法不仅可以满足工程设计需要,而且可以较快地收敛到满意的优化结果,可方便地用于工程的初步设计。
2014, 44(04): 146-151.
摘要:
简要介绍我国近年来对钢梁稳定性的研究成果,总结钢梁稳定性的一般规律,提出设计公式中应考虑可靠指标的要求,最后得出钢梁稳定系数公式建议,并与GB 500172014《钢结构设计规范》报批稿进行对比。
简要介绍我国近年来对钢梁稳定性的研究成果,总结钢梁稳定性的一般规律,提出设计公式中应考虑可靠指标的要求,最后得出钢梁稳定系数公式建议,并与GB 500172014《钢结构设计规范》报批稿进行对比。
2014, 44(04): 152-156.
摘要:
国家博物馆老馆建成于1959年8月,使用至今已50多年。受当时技术和经济条件限制,原有建筑功能已经不能适应当前对国家博物馆的功能要求;结构构件存在不同程度损伤,原结构抗震能力不足,不符合国家现行规范的规定。为尽量减少建筑加固工程量、贯彻绿色设计理念,充分考虑未来技术发展,最大限度地节约资源,此次加固改造工程的结构设计中,通过运用结构综合抗震能力分析方法和新技术,在保持原有建筑历史风貌的前提下,实现了提高建筑抗震能力和改善建筑使用功能的协调,取得了一些既有公共建筑加固改造中绿色理念实施的有益经验。
国家博物馆老馆建成于1959年8月,使用至今已50多年。受当时技术和经济条件限制,原有建筑功能已经不能适应当前对国家博物馆的功能要求;结构构件存在不同程度损伤,原结构抗震能力不足,不符合国家现行规范的规定。为尽量减少建筑加固工程量、贯彻绿色设计理念,充分考虑未来技术发展,最大限度地节约资源,此次加固改造工程的结构设计中,通过运用结构综合抗震能力分析方法和新技术,在保持原有建筑历史风貌的前提下,实现了提高建筑抗震能力和改善建筑使用功能的协调,取得了一些既有公共建筑加固改造中绿色理念实施的有益经验。
2014, 44(04): 157-161.
摘要:
对深基坑支护中常用的岩土锚杆进行锚固质量无损检测的关键是对采集的动态加速度曲线进行合理的分析。为此,分别设计了三种不同工况模型:无缺陷、一个缺陷和两个缺陷的锚杆模型。通过敲击试验,采集到加速度响应曲线后,利用Matlab程序在计算机上实现波形重现,然后采用小波分析等方法对振动波形进行对比分析,建立振动波形与各工况之间的内在联系,以反映锚杆锚固质量的三个度量参数,亦即一次行波周期、时频谱中的频率值和能量衰减程度。结果发现:通过时域波形和时频谱可正确反映不同锚固状态下的动力响应规律,即锚固质量越好,锚杆中应力波衰减就越快。
对深基坑支护中常用的岩土锚杆进行锚固质量无损检测的关键是对采集的动态加速度曲线进行合理的分析。为此,分别设计了三种不同工况模型:无缺陷、一个缺陷和两个缺陷的锚杆模型。通过敲击试验,采集到加速度响应曲线后,利用Matlab程序在计算机上实现波形重现,然后采用小波分析等方法对振动波形进行对比分析,建立振动波形与各工况之间的内在联系,以反映锚杆锚固质量的三个度量参数,亦即一次行波周期、时频谱中的频率值和能量衰减程度。结果发现:通过时域波形和时频谱可正确反映不同锚固状态下的动力响应规律,即锚固质量越好,锚杆中应力波衰减就越快。
2014, 44(04): 162-166.
摘要:
因使用功能发生改变,某5层框剪结构工业厂房,需要加层改造为9层框剪结构的高档写字楼。对原有房屋进行现场检测和抗震鉴定,结果显示房屋基本符合我国现行各项规范要求。基于结构原有大跨度预应力梁截面过高等实际情况,制定该房屋的室内加层改造设计方案,提出采用两种桩基础进行基础加固、扩大截面法和黏贴碳纤维布补强原有框架柱的加固措施,对加层改造后的结构进行抗震验算分析,施工时采取沉降观测,改造效果良好。
因使用功能发生改变,某5层框剪结构工业厂房,需要加层改造为9层框剪结构的高档写字楼。对原有房屋进行现场检测和抗震鉴定,结果显示房屋基本符合我国现行各项规范要求。基于结构原有大跨度预应力梁截面过高等实际情况,制定该房屋的室内加层改造设计方案,提出采用两种桩基础进行基础加固、扩大截面法和黏贴碳纤维布补强原有框架柱的加固措施,对加层改造后的结构进行抗震验算分析,施工时采取沉降观测,改造效果良好。
2014, 44(04): 167-170.
摘要:
对于带有地下室的高层、超高层和复杂多层建筑结构,在设计计算中如何考虑地下室结构嵌固状态的影响、如何合理简化形成符合工程实际的计算模型,并进行高效率、高精度的计算是广大设计人员特别关注的一个重要问题。针对随意选择的建筑结构的地下室侧向刚度与上部结构楼层侧向刚度比对地下室嵌固作用进行分析,用以验证高规中关于地下室顶板作为嵌固端条文的合理性。
对于带有地下室的高层、超高层和复杂多层建筑结构,在设计计算中如何考虑地下室结构嵌固状态的影响、如何合理简化形成符合工程实际的计算模型,并进行高效率、高精度的计算是广大设计人员特别关注的一个重要问题。针对随意选择的建筑结构的地下室侧向刚度与上部结构楼层侧向刚度比对地下室嵌固作用进行分析,用以验证高规中关于地下室顶板作为嵌固端条文的合理性。
2014, 44(04): 171-173.
摘要:
与传统铁路客运相比,高速铁路客运具有方便、迅速、舒适、运输能力大的优势。以太原高铁客运站站房设计为例,通过合理总体布局和建筑设计,从建筑的文化特性,以及技术先进性包括新型屋面体系、幕墙系统和建筑节能等方面,充分发挥上述高速客运的优势,吸引旅客,提供安全高效舒适的客运服务。
与传统铁路客运相比,高速铁路客运具有方便、迅速、舒适、运输能力大的优势。以太原高铁客运站站房设计为例,通过合理总体布局和建筑设计,从建筑的文化特性,以及技术先进性包括新型屋面体系、幕墙系统和建筑节能等方面,充分发挥上述高速客运的优势,吸引旅客,提供安全高效舒适的客运服务。
