登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
2015年 第45卷 第6期
显示方式:
2015, 45(6): 1-6.
doi: 10.13204/j.gyjz201506001
摘要:
对30个纤维增强复合材料(FRP)筋-混凝土黏结试件进行了拉拔试验,研究了FRP筋类型、直径、黏结长度与混凝土强度等级对界面黏结性能的影响。在试验研究基础上,建立了预测界面黏结强度和黏结剪应力-滑移本构关系模型,并与试验结果进行了比较分析。试验结果表明,破坏模式为FRP筋滑移拔出或者FRP筋断裂。4个试验变量中FRP筋类型对界面黏结强度影响最为显著。计算结果表明,建立的预测模型与试验值吻合较好,可以有效地预测FRP筋与混凝土界面的黏结强度和黏结剪应力-滑移关系曲线。
对30个纤维增强复合材料(FRP)筋-混凝土黏结试件进行了拉拔试验,研究了FRP筋类型、直径、黏结长度与混凝土强度等级对界面黏结性能的影响。在试验研究基础上,建立了预测界面黏结强度和黏结剪应力-滑移本构关系模型,并与试验结果进行了比较分析。试验结果表明,破坏模式为FRP筋滑移拔出或者FRP筋断裂。4个试验变量中FRP筋类型对界面黏结强度影响最为显著。计算结果表明,建立的预测模型与试验值吻合较好,可以有效地预测FRP筋与混凝土界面的黏结强度和黏结剪应力-滑移关系曲线。
2015, 45(6): 7-11.
doi: 10.13204/j.gyjz201506002
摘要:
通过对5根碳纤维预应力棱柱体复合筋(CFRP-PCPs)混凝土连续梁进行裂缝试验研究,在试验的基础上,提出CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁各控制截面处的平均裂缝间距与最大裂缝宽度的计算式。试验结果验证了理论算式的可行性,为CFRP-PCPs复合筋在工程中的实际应用提供理论支持。试验表明,CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁的裂缝发展状态与CFRP-PCPs复合筋的截面面积和预应力值大小有关。
通过对5根碳纤维预应力棱柱体复合筋(CFRP-PCPs)混凝土连续梁进行裂缝试验研究,在试验的基础上,提出CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁各控制截面处的平均裂缝间距与最大裂缝宽度的计算式。试验结果验证了理论算式的可行性,为CFRP-PCPs复合筋在工程中的实际应用提供理论支持。试验表明,CFRP-PCPs复合筋混凝土连续梁的裂缝发展状态与CFRP-PCPs复合筋的截面面积和预应力值大小有关。
2015, 45(6): 12-15.
doi: 10.13204/j.gyjz201506003
摘要:
采用空军工程大学的100分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对芳纶纤维材料(AFRP)包裹混凝土短柱在高应变率条件下的抗压强度进行了试验研究。研究结果表明:在高应变率下,采用AFRP加固混凝土短柱,动态抗压强度得到了显著提高,并随应变率上升而增长;相同应变率水平下,动态抗压强度随AFRP加固层数的增加呈现出先增大后减小的特性,其中两层AFRP包裹混凝土短柱增强性能最优。另外,考虑应变率效应,对Bethet强度模型进行修正,得到了适用于高应变率条件下的AFRP包裹混凝土短柱强度模型。
采用空军工程大学的100分离式霍普金森压杆(SHPB)装置,对芳纶纤维材料(AFRP)包裹混凝土短柱在高应变率条件下的抗压强度进行了试验研究。研究结果表明:在高应变率下,采用AFRP加固混凝土短柱,动态抗压强度得到了显著提高,并随应变率上升而增长;相同应变率水平下,动态抗压强度随AFRP加固层数的增加呈现出先增大后减小的特性,其中两层AFRP包裹混凝土短柱增强性能最优。另外,考虑应变率效应,对Bethet强度模型进行修正,得到了适用于高应变率条件下的AFRP包裹混凝土短柱强度模型。
2015, 45(6): 16-21.
doi: 10.13204/j.gyjz201506004
摘要:
纤维增强复合材料(FRP)具有良好的绝缘及耐污性,可大大提高输电线路的安全等级和降低维护成本。以380 k V输电线路改造为背景,对工程使用的20010和27212两种规格FRP复合钢套管受拉性能进行研究。试验分为设计荷载试验(工程应用)和极限承载力试验(破坏模式)两部分;通过研究得到了荷载-位移曲线、应变分布规律和破坏形式等。结果发现:黏结节点FRP复合材料套管与钢管连接处的抗拉承载力主要由胶黏剂强度决定,破坏形式:复合管被拉脱,属于典型的脆性破坏。最后,针对FRP复合套管抗拉设计给出了相关建议。
纤维增强复合材料(FRP)具有良好的绝缘及耐污性,可大大提高输电线路的安全等级和降低维护成本。以380 k V输电线路改造为背景,对工程使用的20010和27212两种规格FRP复合钢套管受拉性能进行研究。试验分为设计荷载试验(工程应用)和极限承载力试验(破坏模式)两部分;通过研究得到了荷载-位移曲线、应变分布规律和破坏形式等。结果发现:黏结节点FRP复合材料套管与钢管连接处的抗拉承载力主要由胶黏剂强度决定,破坏形式:复合管被拉脱,属于典型的脆性破坏。最后,针对FRP复合套管抗拉设计给出了相关建议。
2015, 45(6): 22-26.
doi: 10.13204/j.gyjz201506005
摘要:
预应力损失的研究是预应力纤维增强材料(FRP)加固技术的关键之一,提出一种新型预应力张拉锚固一体式锚具,对其用于预应力加固损伤内压钢管过程中造成的摩擦损失、锚具损失、松弛损失的产生机理进行分析,通过弹塑性力学平面应力解法以及摩擦损失试验研究,建立摩擦损失后纤维布内力的分布模型;基于锚具损失试验与松弛损失试验的分析,得出前80 min存在锚具损失且锚具损失与螺栓的锁紧程度相关,并得到松弛损失随时间的变化规律以及松弛损失百分比。
预应力损失的研究是预应力纤维增强材料(FRP)加固技术的关键之一,提出一种新型预应力张拉锚固一体式锚具,对其用于预应力加固损伤内压钢管过程中造成的摩擦损失、锚具损失、松弛损失的产生机理进行分析,通过弹塑性力学平面应力解法以及摩擦损失试验研究,建立摩擦损失后纤维布内力的分布模型;基于锚具损失试验与松弛损失试验的分析,得出前80 min存在锚具损失且锚具损失与螺栓的锁紧程度相关,并得到松弛损失随时间的变化规律以及松弛损失百分比。
2015, 45(6): 27-30.
doi: 10.13204/j.gyjz201506006
摘要:
碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构在实际工程中,往往遭受到湿热环境的影响而导致加固结构失效。通过对8个钢与CFRP板搭接接头试件的拉伸试验,分析干湿循环对钢和CFRP黏结界面的破坏模式和极限荷载的影响。试验结果显示:钢和CFRP板的搭接接头在干湿循环的影响下会显著降低其抗拉承载力,干湿循环90次后试件承载力趋于稳定;通过理论计算式推算出最大界面主应力试验结果与理论计算结果的偏差在15%以内,验证了理论计算式的准确性。
碳纤维增强复合材料(CFRP)加固钢结构在实际工程中,往往遭受到湿热环境的影响而导致加固结构失效。通过对8个钢与CFRP板搭接接头试件的拉伸试验,分析干湿循环对钢和CFRP黏结界面的破坏模式和极限荷载的影响。试验结果显示:钢和CFRP板的搭接接头在干湿循环的影响下会显著降低其抗拉承载力,干湿循环90次后试件承载力趋于稳定;通过理论计算式推算出最大界面主应力试验结果与理论计算结果的偏差在15%以内,验证了理论计算式的准确性。
2015, 45(6): 31-36.
doi: 10.13204/j.gyjz201506007
摘要:
纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强,耐腐蚀及良好的绝缘性能,在电力行业的应用前景非常广阔。在复合材料胶栓混合连接节点静力拉、压性能研究的基础上,通过对节点足尺疲劳试验,分析不同应力幅和加载工况下连接节点的疲劳寿命及破坏模式,揭示等幅循环荷载作用下胶接处裂缝的产生、发展全过程,给出结构承载力退化指标。结果表明:试件均在复合杆与钢套管胶接端部被拉脱,属典型脆性破坏;节点处抗剪承载力偏低,与理论计算值出入较大;在拉压工况下试件经历200万次循环后承载力仅降低6.8%,表明胶接节点具有良好减振和抗疲劳性能。
纤维增强复合材料(FRP)由于其轻质高强,耐腐蚀及良好的绝缘性能,在电力行业的应用前景非常广阔。在复合材料胶栓混合连接节点静力拉、压性能研究的基础上,通过对节点足尺疲劳试验,分析不同应力幅和加载工况下连接节点的疲劳寿命及破坏模式,揭示等幅循环荷载作用下胶接处裂缝的产生、发展全过程,给出结构承载力退化指标。结果表明:试件均在复合杆与钢套管胶接端部被拉脱,属典型脆性破坏;节点处抗剪承载力偏低,与理论计算值出入较大;在拉压工况下试件经历200万次循环后承载力仅降低6.8%,表明胶接节点具有良好减振和抗疲劳性能。
2015, 45(6): 37-42.
doi: 10.13204/j.gyjz201506008
摘要:
通过对玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板叠合构件进行抗弯性能试验研究,探讨不同接触面处理方式、不同后浇混凝土强度、不同纤维网层数对叠合梁整体抗弯强度的影响。结果表明:纤维编织网增强混凝土(TRC)模板板面不需要特殊处理就能够与后浇混凝土良好黏结协同工作;对于同一种TRC模板,普通混凝土强度愈低,模板对其抗弯强度提升就会愈加明显;纤维网具有类钢筋约束作用,纤维网的加入有利于构件抗弯强度的提高,但纤维网的数目并非越多越好,而是存在最优纤维网数目。
通过对玻璃纤维编织网增强混凝土免拆模板叠合构件进行抗弯性能试验研究,探讨不同接触面处理方式、不同后浇混凝土强度、不同纤维网层数对叠合梁整体抗弯强度的影响。结果表明:纤维编织网增强混凝土(TRC)模板板面不需要特殊处理就能够与后浇混凝土良好黏结协同工作;对于同一种TRC模板,普通混凝土强度愈低,模板对其抗弯强度提升就会愈加明显;纤维网具有类钢筋约束作用,纤维网的加入有利于构件抗弯强度的提高,但纤维网的数目并非越多越好,而是存在最优纤维网数目。
2015, 45(6): 43-46.
doi: 10.13204/j.gyjz201506009
摘要:
选取8根采用玄武岩纤维布(BFRP)U型箍加固的新疆杨木梁进行抗弯试验,针对U型箍的布置数量及位置的变化,对比分析梁的破坏现象,中性轴位置变化、承载力、挠度等性能指标。结果表明:梁未粘贴U型箍时,梁底纤维布剥落破坏;粘贴U型箍后具有一定锚固作用,随着U型箍的数量及位置变化,对梁的受弯破坏、承载力和挠度具有不同程度的影响,并且中性轴位置移动一致,均有向受压区移动的趋势。
选取8根采用玄武岩纤维布(BFRP)U型箍加固的新疆杨木梁进行抗弯试验,针对U型箍的布置数量及位置的变化,对比分析梁的破坏现象,中性轴位置变化、承载力、挠度等性能指标。结果表明:梁未粘贴U型箍时,梁底纤维布剥落破坏;粘贴U型箍后具有一定锚固作用,随着U型箍的数量及位置变化,对梁的受弯破坏、承载力和挠度具有不同程度的影响,并且中性轴位置移动一致,均有向受压区移动的趋势。
2015, 45(6): 47-50.
doi: 10.13204/j.gyjz201506010
摘要:
棚户区改造既是重大民生工程,也是重大发展工程,尤其对历史文化街区中的棚户区改造来说,更是一项文化复兴工程和产业发展工程。针对此类棚户区改造难点进行分析,通过适应性论证,尝试引入分类评定模型Logit模型工具,从交通可达性入手,构建出基于人流统计的Logit动态数据模型,通过回游性模拟评估,对改造区更新项目进行排序研究,在民生、文化、产业三位一体的基础上实现人居环境建设的全方位提升。
棚户区改造既是重大民生工程,也是重大发展工程,尤其对历史文化街区中的棚户区改造来说,更是一项文化复兴工程和产业发展工程。针对此类棚户区改造难点进行分析,通过适应性论证,尝试引入分类评定模型Logit模型工具,从交通可达性入手,构建出基于人流统计的Logit动态数据模型,通过回游性模拟评估,对改造区更新项目进行排序研究,在民生、文化、产业三位一体的基础上实现人居环境建设的全方位提升。
2015, 45(6): 51-54.
doi: 10.13204/j.gyjz201506011
摘要:
以国际太阳能十项全能竞赛中的太阳能小屋建筑ALL GREEN为例,阐述了绿色生态设计的基本策略。在被动式生态策略上分析形体布局、自然采光通风、构造体系的设计特点及方法;在主动式生态策略上介绍了太阳能光伏屋面一体化、太阳能热水系统、中水系统、智能家居的设计特点及方法,并对其工业化与市场化进行分析,最后总结设计的不足及得到的启示,期望对相似的零能耗太阳能住宅设计起到一定的参考。
以国际太阳能十项全能竞赛中的太阳能小屋建筑ALL GREEN为例,阐述了绿色生态设计的基本策略。在被动式生态策略上分析形体布局、自然采光通风、构造体系的设计特点及方法;在主动式生态策略上介绍了太阳能光伏屋面一体化、太阳能热水系统、中水系统、智能家居的设计特点及方法,并对其工业化与市场化进行分析,最后总结设计的不足及得到的启示,期望对相似的零能耗太阳能住宅设计起到一定的参考。
2015, 45(6): 55-59.
doi: 10.13204/j.gyjz201506012
摘要:
《满洲国规格型住宅设计图集》是中小套型日系住宅设计、施工的资料大全,它是反映伪满时期标准化低、多层城市住宅的建设水平的重要历史文献。通过对《满洲国规格型住宅设计图集》的研究,对长春市内现存的、日占时期的标准化日系住宅进行较全面的分析,认为日系住宅所采用的当时较为先进的技术、方法和材料,以及适应地域特征对我国东北地区现代建筑设计、施工有着重要的参考价值。
《满洲国规格型住宅设计图集》是中小套型日系住宅设计、施工的资料大全,它是反映伪满时期标准化低、多层城市住宅的建设水平的重要历史文献。通过对《满洲国规格型住宅设计图集》的研究,对长春市内现存的、日占时期的标准化日系住宅进行较全面的分析,认为日系住宅所采用的当时较为先进的技术、方法和材料,以及适应地域特征对我国东北地区现代建筑设计、施工有着重要的参考价值。
2015, 45(6): 60-65.
doi: 10.13204/j.gyjz201506013
摘要:
针对颗粒阻尼技术在机械、航天与土木工程领域减振控制使用环境的差异性,对颗粒阻尼技术在土木工程领域等低频、低幅振动条件下颗粒的减振控制机理进行理论分析,指出堆积状态是颗粒阻尼在土木工程领域应用的主要影响因素之一;推导出不同堆积状态下颗粒的起振条件;并以Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律为基础,通过MATLAB编程建立颗粒-单自由度结构振动系统,对颗粒起振条件及起振前后颗粒的减振控制效果进行分析。
针对颗粒阻尼技术在机械、航天与土木工程领域减振控制使用环境的差异性,对颗粒阻尼技术在土木工程领域等低频、低幅振动条件下颗粒的减振控制机理进行理论分析,指出堆积状态是颗粒阻尼在土木工程领域应用的主要影响因素之一;推导出不同堆积状态下颗粒的起振条件;并以Hertz接触理论和Coulomb摩擦定律为基础,通过MATLAB编程建立颗粒-单自由度结构振动系统,对颗粒起振条件及起振前后颗粒的减振控制效果进行分析。
2015, 45(6): 66-71.
doi: 10.13204/j.gyjz201506014
摘要:
结合国内外大量试验数据,通过试验研究和理论分析,建立高强箍筋约束高强混凝土柱的极限位移角、延性系数与轴压比、配箍特征值、保护层面积及纵筋配筋率之间的关系;提出考虑轴压力水平的该类型柱中高强约束箍筋的计算式以及在不同抗震等级下柱端加密区的最小配箍特征值,并与GB 500102010《混凝土结构设计规范》、ACI 318-05、CSA A23.3-04及NZS 3101规范进行对比。结果表明,按照本文提出的设计方法计算的配箍率高于GB 500102010、ACI 318-05,低于CSA A23.3-04、NZS 3101规范值。
结合国内外大量试验数据,通过试验研究和理论分析,建立高强箍筋约束高强混凝土柱的极限位移角、延性系数与轴压比、配箍特征值、保护层面积及纵筋配筋率之间的关系;提出考虑轴压力水平的该类型柱中高强约束箍筋的计算式以及在不同抗震等级下柱端加密区的最小配箍特征值,并与GB 500102010《混凝土结构设计规范》、ACI 318-05、CSA A23.3-04及NZS 3101规范进行对比。结果表明,按照本文提出的设计方法计算的配箍率高于GB 500102010、ACI 318-05,低于CSA A23.3-04、NZS 3101规范值。
2015, 45(6): 72-76.
doi: 10.13204/j.gyjz201506015
摘要:
密肋复合板结构的地震能量反应分析,是该类结构研究及应用领域的重要课题。作为实现地震能量反应分析的核心环节,准确确定结构中各类构件耗能需求的分配比例关系,是有效完成该类研究的重要基础。基于已开发的密肋复合板结构非线性数值分析模型,对满足现行规范规程设计要求的15个密肋复合板结构在10条地震波下的150个算例,进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,提出并建立滞回耗能需求基于构件类型的分配比例实用计算公式。对比研究表明,计算式可用于15层及以下密肋复合板结构滞回耗能分配比例的计算求解。
密肋复合板结构的地震能量反应分析,是该类结构研究及应用领域的重要课题。作为实现地震能量反应分析的核心环节,准确确定结构中各类构件耗能需求的分配比例关系,是有效完成该类研究的重要基础。基于已开发的密肋复合板结构非线性数值分析模型,对满足现行规范规程设计要求的15个密肋复合板结构在10条地震波下的150个算例,进行罕遇地震下的弹塑性时程分析,提出并建立滞回耗能需求基于构件类型的分配比例实用计算公式。对比研究表明,计算式可用于15层及以下密肋复合板结构滞回耗能分配比例的计算求解。
2015, 45(6): 77-81.
doi: 10.13204/j.gyjz201506016
摘要:
针对大型复杂结构的能量分析问题,采用SAP 2000建立大底盘双塔连体结构模型,利用MATLAB和SAP 2000的接口程序对其进行弹性能量分析,给出结构能量反应和单自由度体系能量反应之间的关系,以此分析结构的振型分解能量和建立能量反应谱,研究结构在三维地震作用下的弹塑性能量反应,并与无连体的情况进行比较。研究表明:振型分解能量分析法可以快速、有效地估算结构的能量反应,连体结构的抗震性能在一定程度上优于无连体结构。
针对大型复杂结构的能量分析问题,采用SAP 2000建立大底盘双塔连体结构模型,利用MATLAB和SAP 2000的接口程序对其进行弹性能量分析,给出结构能量反应和单自由度体系能量反应之间的关系,以此分析结构的振型分解能量和建立能量反应谱,研究结构在三维地震作用下的弹塑性能量反应,并与无连体的情况进行比较。研究表明:振型分解能量分析法可以快速、有效地估算结构的能量反应,连体结构的抗震性能在一定程度上优于无连体结构。
2015, 45(6): 82-86.
doi: 10.13204/j.gyjz201506017
摘要:
黏滞阻尼墙是一种效率高的新型建筑结构消能减振部件,对于地震响应和风振动响应均有较好的减振效果,其为结构提供附加阻尼比可降低结构构件内力,从而为结构的构件设计提供了优化空间。提出一种基于黏滞阻尼墙的高层建筑结构集成优化设计方法,依据高层建筑结构构件的抗震性能目标及构件尺寸控制条件,加入黏滞阻尼墙对结构构件进行优化。以某300 m带环带桁架的框架核心筒超高层建筑为例,优化布置黏滞阻尼墙并且进行结构构件优化设计。结果表明,黏滞阻尼墙对高层建筑结构集成的优化可为结构主体带来经济性。
黏滞阻尼墙是一种效率高的新型建筑结构消能减振部件,对于地震响应和风振动响应均有较好的减振效果,其为结构提供附加阻尼比可降低结构构件内力,从而为结构的构件设计提供了优化空间。提出一种基于黏滞阻尼墙的高层建筑结构集成优化设计方法,依据高层建筑结构构件的抗震性能目标及构件尺寸控制条件,加入黏滞阻尼墙对结构构件进行优化。以某300 m带环带桁架的框架核心筒超高层建筑为例,优化布置黏滞阻尼墙并且进行结构构件优化设计。结果表明,黏滞阻尼墙对高层建筑结构集成的优化可为结构主体带来经济性。
2015, 45(6): 87-92.
doi: 10.13204/j.gyjz201506018
摘要:
土-结构相互作用界面层内某点土颗粒的应力,不仅取决于该点的应变及变形历史,而且还取决于与该点邻近的诸多点的应力。结合早期的非局部理论,即考虑非均质材料微小结构之间的相互影响和作用,将非局部塑性剪切应变表达为其本身所对应参数的加权平均,考虑结构面粗糙度对界面层内土体力学特性的影响,建立了相对低应力条件下基于应变梯度塑性理论的土-结构接触面本构模型,模型中各参量物理意义明确。结果表明:利用该模型可以研究土与结构相互作用时接触面上的剪切应力与剪切应变间的关系,尤其是峰值剪应力后即软化阶段二者之间的相互关系。
土-结构相互作用界面层内某点土颗粒的应力,不仅取决于该点的应变及变形历史,而且还取决于与该点邻近的诸多点的应力。结合早期的非局部理论,即考虑非均质材料微小结构之间的相互影响和作用,将非局部塑性剪切应变表达为其本身所对应参数的加权平均,考虑结构面粗糙度对界面层内土体力学特性的影响,建立了相对低应力条件下基于应变梯度塑性理论的土-结构接触面本构模型,模型中各参量物理意义明确。结果表明:利用该模型可以研究土与结构相互作用时接触面上的剪切应力与剪切应变间的关系,尤其是峰值剪应力后即软化阶段二者之间的相互关系。
2015, 45(6): 93-97.
doi: 10.13204/j.gyjz201506019
摘要:
以晋西北某机场高填方地基工程为背景,根据边坡初步设计及其稳定性初始分析结果,结合大型离心模型试验对机场场区高边坡10个典型断面进行稳定性数值分析。分析结果表明:机场场区边坡在天然条件下基本是稳定的,但在饱和状态下极易失稳;边坡填方体主要以竖向变形为主,并伴随向边坡外的水平位移,且越靠近坡顶,竖向分量越大;边坡最大剪应变位置主要集中在填筑体与天然地基的接触面上;边坡破坏时,坡顶与坡脚的位移量随填方高度和厚度的增加而增大。
以晋西北某机场高填方地基工程为背景,根据边坡初步设计及其稳定性初始分析结果,结合大型离心模型试验对机场场区高边坡10个典型断面进行稳定性数值分析。分析结果表明:机场场区边坡在天然条件下基本是稳定的,但在饱和状态下极易失稳;边坡填方体主要以竖向变形为主,并伴随向边坡外的水平位移,且越靠近坡顶,竖向分量越大;边坡最大剪应变位置主要集中在填筑体与天然地基的接触面上;边坡破坏时,坡顶与坡脚的位移量随填方高度和厚度的增加而增大。
2015, 45(6): 98-102.
doi: 10.13204/j.gyjz201506020
摘要:
对于承受负摩阻力的桩基,桩顶和土表的承载一般存在先后的次序,但针对承载顺序对桩身负摩阻力影响的研究相对匮乏。通过开展不同加载顺序下砂土中单桩负摩阻力模型试验,测得了不同加载作用下桩身轴力、桩顶位移以及土体分层沉降。研究结果表明:砂土中加载顺序对桩基负摩阻力具有明显影响。先施加土表荷载的组次较先施加桩顶荷载的组次,桩身中性点位置更靠近桩底。先施加土表荷载后,桩顶荷载作用下的桩顶沉降明显小于先施加桩顶荷载的情况,而不同加载顺序下,土表荷载作用下的桩顶沉降的变化规律基本一致,且桩顶沉降增长随土面荷载趋缓。
对于承受负摩阻力的桩基,桩顶和土表的承载一般存在先后的次序,但针对承载顺序对桩身负摩阻力影响的研究相对匮乏。通过开展不同加载顺序下砂土中单桩负摩阻力模型试验,测得了不同加载作用下桩身轴力、桩顶位移以及土体分层沉降。研究结果表明:砂土中加载顺序对桩基负摩阻力具有明显影响。先施加土表荷载的组次较先施加桩顶荷载的组次,桩身中性点位置更靠近桩底。先施加土表荷载后,桩顶荷载作用下的桩顶沉降明显小于先施加桩顶荷载的情况,而不同加载顺序下,土表荷载作用下的桩顶沉降的变化规律基本一致,且桩顶沉降增长随土面荷载趋缓。
2015, 45(6): 103-109.
doi: 10.13204/j.gyjz201506021
摘要:
针对普通预应力锚杆单锚承载力较低的状况,采用理论分析、现场试验和工程应用调查等方法,介绍了荷载分散、后高压注浆和端部扩大头三种能显著提高抗拔承载力的锚杆形式,论述这三种方法各自不同的承载机理、技术内涵、工作特性、实施要领及适用条件,并通过工程实测反映了其锚固效果。
针对普通预应力锚杆单锚承载力较低的状况,采用理论分析、现场试验和工程应用调查等方法,介绍了荷载分散、后高压注浆和端部扩大头三种能显著提高抗拔承载力的锚杆形式,论述这三种方法各自不同的承载机理、技术内涵、工作特性、实施要领及适用条件,并通过工程实测反映了其锚固效果。
2015, 45(6): 110-117.
doi: 10.13204/j.gyjz201506022
摘要:
建立了地铁上穿工程中弹性卸荷力学计算模型,基于集中荷载作用于土中的Mindlin解,并运用叠加原理、奇函数性质、荷载的对称特性,讨论了全部弹性半空间无限体内附加应力解的情况,推导了单矩形荷载在弹性半空间无限体内任一点卸荷附加应力系数解析表达式,其研究成果可应用于快速预测既有地下结构物上方基坑开挖、新建地铁车站开挖卸荷引起的竖向附加应力及既有结构物的上浮变形计算等问题。
建立了地铁上穿工程中弹性卸荷力学计算模型,基于集中荷载作用于土中的Mindlin解,并运用叠加原理、奇函数性质、荷载的对称特性,讨论了全部弹性半空间无限体内附加应力解的情况,推导了单矩形荷载在弹性半空间无限体内任一点卸荷附加应力系数解析表达式,其研究成果可应用于快速预测既有地下结构物上方基坑开挖、新建地铁车站开挖卸荷引起的竖向附加应力及既有结构物的上浮变形计算等问题。
2015, 45(6): 118-122.
doi: 10.13204/j.gyjz201506023
摘要:
采用足尺试验对新型快支早拆水平模架体系进行承载力分析,试验着重测试施工荷载对体系的性能影响及早拆后该体系力学性能和工程实用性。对试验模型设置6个应力测点和8个位移测点,测量连续载荷下,架体整体变形及承载力分布情况,得到架体在18.5 k N载荷下处于安全的结论。另外,新浇筑混凝土强度达到38%强度设计时,对试验中对架体实现早拆,保留立杆独立支撑,试验结果显示,结构处于安全。
采用足尺试验对新型快支早拆水平模架体系进行承载力分析,试验着重测试施工荷载对体系的性能影响及早拆后该体系力学性能和工程实用性。对试验模型设置6个应力测点和8个位移测点,测量连续载荷下,架体整体变形及承载力分布情况,得到架体在18.5 k N载荷下处于安全的结论。另外,新浇筑混凝土强度达到38%强度设计时,对试验中对架体实现早拆,保留立杆独立支撑,试验结果显示,结构处于安全。
2015, 45(6): 123-127.
doi: 10.13204/j.gyjz201506024
摘要:
为研究巨型钢框架-预应力拉索支撑结构施工,设计了8种施工方案。对8种施工方案下结构的变形和内力以及索力作对比分析,同时将上述结果与一次性加载方案进行比较分析。结果表明:结构内力和变形以及索力因施工方案的不同而有差异;部分方案下结构内力和变形以及拉索内力较小。分析结果可为巨型钢框架-预应力拉索支撑结构的施工提供参考。
为研究巨型钢框架-预应力拉索支撑结构施工,设计了8种施工方案。对8种施工方案下结构的变形和内力以及索力作对比分析,同时将上述结果与一次性加载方案进行比较分析。结果表明:结构内力和变形以及索力因施工方案的不同而有差异;部分方案下结构内力和变形以及拉索内力较小。分析结果可为巨型钢框架-预应力拉索支撑结构的施工提供参考。
2015, 45(6): 128-132.
doi: 10.13204/j.gyjz201506025
摘要:
造粒塔具有结构复杂、施工难度大的特点,乌兰大化肥造粒塔采用超大体积滑模技术施工,故对施工技术要求、施工质量、检验精度控制提出了很高的要求。经过该工程实践摸索,施工要素整合取得实效,实现保质、保量、安全、正点竣工。
造粒塔具有结构复杂、施工难度大的特点,乌兰大化肥造粒塔采用超大体积滑模技术施工,故对施工技术要求、施工质量、检验精度控制提出了很高的要求。经过该工程实践摸索,施工要素整合取得实效,实现保质、保量、安全、正点竣工。
2015, 45(6): 133-136.
doi: 10.13204/j.gyjz201506026
摘要:
为研究悬挂网壳结构在台风作用下风载荷的分布特性,应用Fluent软件和计算流体力学(CFD)技术,基于SST k-湍流物理模型和田浦湍流强度对其在不同台风工况作用下的风荷载分布规律进行数值模拟。通过分析不同风向角、不同仰角时网壳上、下表面风压分布的规律,对比数值模拟结果与GB 500092012《建筑结构荷载规范》中风载体型系数,得到在台风作用时数值模拟的平均风压系数大于规范中风载体型系数值。该结果对此类大跨度空间结构抗台风设计有一定参考价值。
为研究悬挂网壳结构在台风作用下风载荷的分布特性,应用Fluent软件和计算流体力学(CFD)技术,基于SST k-湍流物理模型和田浦湍流强度对其在不同台风工况作用下的风荷载分布规律进行数值模拟。通过分析不同风向角、不同仰角时网壳上、下表面风压分布的规律,对比数值模拟结果与GB 500092012《建筑结构荷载规范》中风载体型系数,得到在台风作用时数值模拟的平均风压系数大于规范中风载体型系数值。该结果对此类大跨度空间结构抗台风设计有一定参考价值。
2015, 45(6): 137-144.
doi: 10.13204/j.gyjz201506027
摘要:
将预应力索支撑引入多高层钢结构,提出耗能预应力索支撑-框架结构,该结构体系能有效提高框架结构的抗侧能力和侧移延性,减小柱子计算长度,降低结构用钢量。利用有限元分析方法,分别对预应力索支撑-刚接框架、预应力索支撑-半刚接框架以及纯刚接框架进行静力性能分析,研究轴压比对三者的弹塑性发展、极限承载力、破坏机理、侧移刚度和侧移延性等方面的影响规律。研究表明,设置索支撑除增大框架抗侧刚度和提高极限承载力外,更重要的是提高侧移延性,改善破坏模式,且当外荷载去除或减小时使框架全部或者部分回到原始平衡位置,实现自复位。另外,随着轴压比的增大,三者抗侧承载力均降低,纯框架侧移延性降低,但索支撑-框架延性基本不受轴压比影响。
将预应力索支撑引入多高层钢结构,提出耗能预应力索支撑-框架结构,该结构体系能有效提高框架结构的抗侧能力和侧移延性,减小柱子计算长度,降低结构用钢量。利用有限元分析方法,分别对预应力索支撑-刚接框架、预应力索支撑-半刚接框架以及纯刚接框架进行静力性能分析,研究轴压比对三者的弹塑性发展、极限承载力、破坏机理、侧移刚度和侧移延性等方面的影响规律。研究表明,设置索支撑除增大框架抗侧刚度和提高极限承载力外,更重要的是提高侧移延性,改善破坏模式,且当外荷载去除或减小时使框架全部或者部分回到原始平衡位置,实现自复位。另外,随着轴压比的增大,三者抗侧承载力均降低,纯框架侧移延性降低,但索支撑-框架延性基本不受轴压比影响。
2015, 45(6): 145-149.
doi: 10.13204/j.gyjz201506028
摘要:
通过对5个按7度抗震设防的典型V形中心支撑钢框架采用FEMA P695抗地震倒塌安全性评估体系,对其抗地震倒塌安全性进行研究。结果表明:基于结构影响系数R=3.2设计的7度抗震设防V形中心支撑钢框架,具有足够的抗地震倒塌能力,能提供安全的使用空间。进一步的研究表明,该结构具备比大震不倒更强的抗地震倒塌能力,能够特大地震不倒,对结构抗震性态设计有一定参考价值。
通过对5个按7度抗震设防的典型V形中心支撑钢框架采用FEMA P695抗地震倒塌安全性评估体系,对其抗地震倒塌安全性进行研究。结果表明:基于结构影响系数R=3.2设计的7度抗震设防V形中心支撑钢框架,具有足够的抗地震倒塌能力,能提供安全的使用空间。进一步的研究表明,该结构具备比大震不倒更强的抗地震倒塌能力,能够特大地震不倒,对结构抗震性态设计有一定参考价值。
2015, 45(6): 150-153.
doi: 10.13204/j.gyjz201506029
摘要:
采用正交试验设计方法,对9根钢管玄武岩纤维混凝土短柱进行轴心受压试验,研究玄武岩纤维掺量、含钢率和混凝土强度三个因素对短柱轴压性能的影响。试验结果表明:试件含钢率对其承载力影响显著,纤维掺量次之,混凝土强度影响不明显;混凝土强度等级为C60、纤维掺量为0.1%和钢管壁厚为6 mm时的承载力均比同因素下其他水平对应的值高;适当掺入玄武岩纤维可提高短柱承载力;随着含钢率的增加,短柱承载力与延性均有增大。
采用正交试验设计方法,对9根钢管玄武岩纤维混凝土短柱进行轴心受压试验,研究玄武岩纤维掺量、含钢率和混凝土强度三个因素对短柱轴压性能的影响。试验结果表明:试件含钢率对其承载力影响显著,纤维掺量次之,混凝土强度影响不明显;混凝土强度等级为C60、纤维掺量为0.1%和钢管壁厚为6 mm时的承载力均比同因素下其他水平对应的值高;适当掺入玄武岩纤维可提高短柱承载力;随着含钢率的增加,短柱承载力与延性均有增大。
2015, 45(6): 154-159.
doi: 10.13204/j.gyjz201506030
摘要:
对国内外进行的47个方钢管混凝土、18个矩形钢管混凝土试件的界面抗剪强度试验进行分析,根据试验数据的下限,提出界面抗剪强度标准值的计算式。同时通过日本的一个试验验证横隔板在增强钢管与混凝土共同工作上的重要作用:阻止了钢管内混凝土与钢管的相对滑移,起到了抗剪件作用。
对国内外进行的47个方钢管混凝土、18个矩形钢管混凝土试件的界面抗剪强度试验进行分析,根据试验数据的下限,提出界面抗剪强度标准值的计算式。同时通过日本的一个试验验证横隔板在增强钢管与混凝土共同工作上的重要作用:阻止了钢管内混凝土与钢管的相对滑移,起到了抗剪件作用。
2015, 45(6): 160-164.
doi: 10.13204/j.gyjz201506031
摘要:
通过对5榀型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙模型在低周反复荷载作用下的骨架曲线、滞回曲线、延性及耗能等的分析,得到骨架曲线中各特征点的试验数据。在此基础上,利用ORIGIN8.0软件拟合得到考虑各类参数影响的无量纲化骨架曲线模型,进一步回归分析提出卸载刚度和再加载刚度退化规律,最终提出型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的恢复力模型。将实测骨架曲线与恢复力模型进行对比分析表明,该模型拟合效果较好,可用于型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的弹塑性地震反应分析。
通过对5榀型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙模型在低周反复荷载作用下的骨架曲线、滞回曲线、延性及耗能等的分析,得到骨架曲线中各特征点的试验数据。在此基础上,利用ORIGIN8.0软件拟合得到考虑各类参数影响的无量纲化骨架曲线模型,进一步回归分析提出卸载刚度和再加载刚度退化规律,最终提出型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的恢复力模型。将实测骨架曲线与恢复力模型进行对比分析表明,该模型拟合效果较好,可用于型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙的弹塑性地震反应分析。
2015, 45(6): 165-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201506032
摘要:
为探究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)输电桁架塔的结构整体受力性能,对1个采用GFRP的220 k V输电桁架塔足尺模型开展试验。该输电桁架塔高8.75 m,由高1.25 m的钢质地线支架和高7.5 m的GFRP塔身以及GFRP横担组成。通过钢丝绳和反力墙对桁架塔进行加载,模拟该结构在3种不同设计荷载工况作用下的受力情况。试验结果表明:GFRP桁架塔在各荷载工况作用下产生了较大的弹性变形,而结构中各杆件的应力值均较小,在最不利荷载工况作用下的最大应力远低于材料的强度设计值。这表明,GFRP输电桁架塔的整体受力性能良好,可以满足输电工程的设计使用要求。
为探究玻璃纤维增强复合材料(GFRP)输电桁架塔的结构整体受力性能,对1个采用GFRP的220 k V输电桁架塔足尺模型开展试验。该输电桁架塔高8.75 m,由高1.25 m的钢质地线支架和高7.5 m的GFRP塔身以及GFRP横担组成。通过钢丝绳和反力墙对桁架塔进行加载,模拟该结构在3种不同设计荷载工况作用下的受力情况。试验结果表明:GFRP桁架塔在各荷载工况作用下产生了较大的弹性变形,而结构中各杆件的应力值均较小,在最不利荷载工况作用下的最大应力远低于材料的强度设计值。这表明,GFRP输电桁架塔的整体受力性能良好,可以满足输电工程的设计使用要求。
2015, 45(6): 169-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201506033
摘要:
为避免钢管构件在受压时,局部屈曲先于整体失稳,GB 500172003《钢结构设计规范》规定径厚比D0/t不超过100(235/fy),但国外设计标准给出了不同径厚比对钢管轴压承载力影响的计算方法。通过对比国内外轴心受压钢管承载力的计算方法,并与试验结果进行对比分析,研究其存在的差异。
为避免钢管构件在受压时,局部屈曲先于整体失稳,GB 500172003《钢结构设计规范》规定径厚比D0/t不超过100(235/fy),但国外设计标准给出了不同径厚比对钢管轴压承载力影响的计算方法。通过对比国内外轴心受压钢管承载力的计算方法,并与试验结果进行对比分析,研究其存在的差异。
2015, 45(6): 175-178.
doi: 10.13204/j.gyjz201506034
摘要:
弯梁桥在城市高架建设中被广泛应用,但由于其空间受力复杂,导致桥梁出现病害,影响其安全性与适用性,需对既有病害进行修复。选定某一工程实例,通过有限元分析对弯梁的维修方案进行比选,明确采用液压同步顶升系统进行维修施工,并进一步归纳该系统的优势。在详细分析液压同步顶升系统的施工流程、施工系统、纠偏与支座更换操作流程的基础上,通过分析监控数据,论证了此系统应用于弯梁纠偏及支座更换的可行性。
弯梁桥在城市高架建设中被广泛应用,但由于其空间受力复杂,导致桥梁出现病害,影响其安全性与适用性,需对既有病害进行修复。选定某一工程实例,通过有限元分析对弯梁的维修方案进行比选,明确采用液压同步顶升系统进行维修施工,并进一步归纳该系统的优势。在详细分析液压同步顶升系统的施工流程、施工系统、纠偏与支座更换操作流程的基础上,通过分析监控数据,论证了此系统应用于弯梁纠偏及支座更换的可行性。
2015, 45(6): 179-181.
doi: 10.13204/j.gyjz201506035
摘要:
通过对马钢机械产业园设计方案的介绍,对总体规划布局和工业建筑设计中工艺流程、节能环保和保护生态环境等方面进行研究和分析。结合相关领域学科的建筑技术和材料的发展,围绕钢铁厂设计要适应上游工艺技术的进步、建筑功能的更新、建筑材料和技术的发展以及时代科技的进步等因素,在技术、设计、管理等方面寻求创新和突破。
通过对马钢机械产业园设计方案的介绍,对总体规划布局和工业建筑设计中工艺流程、节能环保和保护生态环境等方面进行研究和分析。结合相关领域学科的建筑技术和材料的发展,围绕钢铁厂设计要适应上游工艺技术的进步、建筑功能的更新、建筑材料和技术的发展以及时代科技的进步等因素,在技术、设计、管理等方面寻求创新和突破。
2015, 45(6): 182-185.
doi: 10.13204/j.gyjz201506036
摘要:
从我国高校建设发展过程以及绿色建筑发展历程入手,指出了20世纪末高校建设中绿色节能建筑理念的缺失,导致现有大量高校建筑存在节能环保缺陷。以河南科技大学文理教学组团整合设计为例,阐述高校教学组团的环境空间、自然生态、人文需求等功能属性,并通过工程实践,探索总结了高校教学组团在绿色建筑设计评价体系下的技术策略。
从我国高校建设发展过程以及绿色建筑发展历程入手,指出了20世纪末高校建设中绿色节能建筑理念的缺失,导致现有大量高校建筑存在节能环保缺陷。以河南科技大学文理教学组团整合设计为例,阐述高校教学组团的环境空间、自然生态、人文需求等功能属性,并通过工程实践,探索总结了高校教学组团在绿色建筑设计评价体系下的技术策略。
2015, 45(6): 186-189.
doi: 10.13204/j.gyjz201506037
摘要:
建筑信息模型(BIM)系统在国内的发展还处于起步阶段,而且现代建筑的各个生命周期都有各自的一套数据组织管理模式和软件系统,这使得建立统一的信息系统变得较为困难。如何融合各阶段的有效数据,有效地反映建筑信息成为BIM系统的研究重点之一。为解决共享信息的问题、应用领域内的知识和提高BIM系统的智能化,提出根据业内的技术标准、经验知识构建领域本体的方法。通过给出基于本体的BIM系统应用框架,说明如何将领域本体应用于BIM系统以及本体如何与既有的知识、数据相结合产生各种针对性服务。
建筑信息模型(BIM)系统在国内的发展还处于起步阶段,而且现代建筑的各个生命周期都有各自的一套数据组织管理模式和软件系统,这使得建立统一的信息系统变得较为困难。如何融合各阶段的有效数据,有效地反映建筑信息成为BIM系统的研究重点之一。为解决共享信息的问题、应用领域内的知识和提高BIM系统的智能化,提出根据业内的技术标准、经验知识构建领域本体的方法。通过给出基于本体的BIM系统应用框架,说明如何将领域本体应用于BIM系统以及本体如何与既有的知识、数据相结合产生各种针对性服务。
