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2016年 第46卷 第10期
2016, 46(10): 1-5.
doi: 10.13204/j.gyjz201610001
摘要:
随着中国核电的快速发展,适宜建设的岩性地基厂址逐渐减少,拓展非岩性地基抗震研究十分迫切。在考虑地基土的非线性动力特性,采用人工边界和等效结点荷载的地震动输入方法的基础上,分析地基与核岛厂房之间的动力相互作用,研究深厚覆盖层上核岛厂房的动力响应。结果表明:覆盖层地基对核岛厂房的动力响应影响十分明显,与岩性地质条件相比,厂房楼层反应谱峰值频率向低频方向发生了较大偏移。随地震动增强,楼层水平向反应谱峰值频率明显降低,但竖向反应谱峰值频率变化不大。因此,在进行深厚覆盖层地基上核电厂结构及核电设备抗震设计时应予以重点关注。
随着中国核电的快速发展,适宜建设的岩性地基厂址逐渐减少,拓展非岩性地基抗震研究十分迫切。在考虑地基土的非线性动力特性,采用人工边界和等效结点荷载的地震动输入方法的基础上,分析地基与核岛厂房之间的动力相互作用,研究深厚覆盖层上核岛厂房的动力响应。结果表明:覆盖层地基对核岛厂房的动力响应影响十分明显,与岩性地质条件相比,厂房楼层反应谱峰值频率向低频方向发生了较大偏移。随地震动增强,楼层水平向反应谱峰值频率明显降低,但竖向反应谱峰值频率变化不大。因此,在进行深厚覆盖层地基上核电厂结构及核电设备抗震设计时应予以重点关注。
2016, 46(10): 6-8.
doi: 10.13204/j.gyjz201610002
摘要:
以楼层谱为目标拟合出的人工波,一般被作为核电设备抗震安全评价的重要输入数据。对于那些形状复杂特殊、拟合精度要求较高的楼层谱,通过将频域中的调整傅里叶幅值与时域中的叠加窄带时程方法相结合,提出了一套综合算法。最后,通过实例验证了该算法的有效性。
以楼层谱为目标拟合出的人工波,一般被作为核电设备抗震安全评价的重要输入数据。对于那些形状复杂特殊、拟合精度要求较高的楼层谱,通过将频域中的调整傅里叶幅值与时域中的叠加窄带时程方法相结合,提出了一套综合算法。最后,通过实例验证了该算法的有效性。
2016, 46(10): 9-12.
doi: 10.13204/j.gyjz201610003
摘要:
选取AP1000核岛结构标准设计地基的5种场地参数,开展了场地非线性地震反应的计算分析。计算分析中,以不同的地震动输入界面作为计算基底,并分别以不同持时的人工地震动加速度时程作为输入地震动。计算结果显示:对于硬岩和软岩场地,计算基底输入地震动持时对场地地表峰值加速度和加速度反应谱的影响可忽略不计;对于土层场地,长持时输入地震动的场地地表峰值加速度和高频段的(约大于10 Hz)加速度反应谱明显大于短持时的计算结果,考虑到地震动持时也可能对非基岩核电厂抗震设防产生一定影响,进一步开展研究十分必要。
选取AP1000核岛结构标准设计地基的5种场地参数,开展了场地非线性地震反应的计算分析。计算分析中,以不同的地震动输入界面作为计算基底,并分别以不同持时的人工地震动加速度时程作为输入地震动。计算结果显示:对于硬岩和软岩场地,计算基底输入地震动持时对场地地表峰值加速度和加速度反应谱的影响可忽略不计;对于土层场地,长持时输入地震动的场地地表峰值加速度和高频段的(约大于10 Hz)加速度反应谱明显大于短持时的计算结果,考虑到地震动持时也可能对非基岩核电厂抗震设防产生一定影响,进一步开展研究十分必要。
2016, 46(10): 13-16.
doi: 10.13204/j.gyjz201610004
摘要:
静力弹塑性分析方法是一种评估既有建筑物在罕遇地震作用下性态的简化方法,已在民用建筑的评估中应用多年。采用该方法应用于某核电厂核岛厂房在超设计基准地震下的抗震性能评估,探讨典型核电厂安全相关构筑物的抗震性能特点,可作为核电厂安全相关构筑物抗震裕度分析的辅助手段。
静力弹塑性分析方法是一种评估既有建筑物在罕遇地震作用下性态的简化方法,已在民用建筑的评估中应用多年。采用该方法应用于某核电厂核岛厂房在超设计基准地震下的抗震性能评估,探讨典型核电厂安全相关构筑物的抗震性能特点,可作为核电厂安全相关构筑物抗震裕度分析的辅助手段。
2016, 46(10): 17-21.
doi: 10.13204/j.gyjz201610005
摘要:
依托某核岛结构的地震动力响应试验,通过建立试验模型的有限元分析模型,采用目前核岛地震响应计算常用的空间子结构法计算分析该楼层的反应谱,并与地震动力响应试验的结果进行对比,主要研究试验模型的自振频率等动力特性及其楼层反应谱的趋势、零周期加速度、峰值加速度等。同时采用数值模拟技术对是否考虑顶部水箱中有、无水时核岛结构的地震动力响应进行对比。研究认为:有限元计算结果的趋势与地震动力响应试验结果吻合得较好;目前核电领域广泛采用空间子结构法进行抗震分析是成熟可靠的,能够反映结构真实的地震响应,并偏于安全;结构物顶部的水箱在盛水的情况下一定程度上起到了减振作用。
依托某核岛结构的地震动力响应试验,通过建立试验模型的有限元分析模型,采用目前核岛地震响应计算常用的空间子结构法计算分析该楼层的反应谱,并与地震动力响应试验的结果进行对比,主要研究试验模型的自振频率等动力特性及其楼层反应谱的趋势、零周期加速度、峰值加速度等。同时采用数值模拟技术对是否考虑顶部水箱中有、无水时核岛结构的地震动力响应进行对比。研究认为:有限元计算结果的趋势与地震动力响应试验结果吻合得较好;目前核电领域广泛采用空间子结构法进行抗震分析是成熟可靠的,能够反映结构真实的地震响应,并偏于安全;结构物顶部的水箱在盛水的情况下一定程度上起到了减振作用。
2016, 46(10): 22-27.
doi: 10.13204/j.gyjz201610006
摘要:
采用Abrahamson的空间相干性模型,分别对位于硬岩、软岩和软土场地上核电站的构筑物开展空间相干性对于地震楼面反应谱影响的分析,评估其非一致性对于地震响应谱的影响大小。
采用Abrahamson的空间相干性模型,分别对位于硬岩、软岩和软土场地上核电站的构筑物开展空间相干性对于地震楼面反应谱影响的分析,评估其非一致性对于地震响应谱的影响大小。
2016, 46(10): 28-32.
doi: 10.13204/j.gyjz201610007
摘要:
采用飞射物-目标相互作用分析方法模拟分析大型商用飞机撞击核安全壳破坏效应,通过现场三维激光扫描技术与《飞机结构维修手册》的信息采用,正、逆向建模相结合的手法,创建了飞机精确模型,得到详细的飞机质量和刚度数据。并对空客A340-300型号商用飞机机型撞击安全壳时可能出现的多个变量分别进行了非线性动力学的数值模拟。分析飞机不同撞击速度、不同撞击高度、不同撞击角度及混凝土不同弹性模量等11个参数下,安全壳在不同工况时的破坏情况。
采用飞射物-目标相互作用分析方法模拟分析大型商用飞机撞击核安全壳破坏效应,通过现场三维激光扫描技术与《飞机结构维修手册》的信息采用,正、逆向建模相结合的手法,创建了飞机精确模型,得到详细的飞机质量和刚度数据。并对空客A340-300型号商用飞机机型撞击安全壳时可能出现的多个变量分别进行了非线性动力学的数值模拟。分析飞机不同撞击速度、不同撞击高度、不同撞击角度及混凝土不同弹性模量等11个参数下,安全壳在不同工况时的破坏情况。
2016, 46(10): 33-35.
doi: 10.13204/j.gyjz201610008
摘要:
单钢板混凝土组合板作为一种新型结构形式,在我国尚未形成完善的设计理论和计算方法,国外相应标准也无法直接借用。以单钢板混凝土组合板面外加载试验的试验结果为基准,参考国内外现行标准,提出相应计算假定,并推导了单钢板混凝土组合板的正截面和斜截面承载力计算式以及板的挠度计算式。利用该算式对试验构件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。
单钢板混凝土组合板作为一种新型结构形式,在我国尚未形成完善的设计理论和计算方法,国外相应标准也无法直接借用。以单钢板混凝土组合板面外加载试验的试验结果为基准,参考国内外现行标准,提出相应计算假定,并推导了单钢板混凝土组合板的正截面和斜截面承载力计算式以及板的挠度计算式。利用该算式对试验构件进行计算,计算结果与试验结果吻合良好。
2016, 46(10): 36-38.
doi: 10.13204/j.gyjz201610009
摘要:
钢绞线断裂是预应力损失的一个重要因素。我国中核集团公司自主设计的第三代核电技术"华龙一号"安全壳结构采用倒"U"型钢束形式,但目前尚没有倒"U"型钢束断裂引起混凝土预压应变损失的解析方法,这给预应力损失的评估带来了盲目性。鉴于此,通过理论推导求解了倒"U"型灌油或灌蜡钢束发生断丝后,钢束周边混凝土预压应变的变化幅值。
钢绞线断裂是预应力损失的一个重要因素。我国中核集团公司自主设计的第三代核电技术"华龙一号"安全壳结构采用倒"U"型钢束形式,但目前尚没有倒"U"型钢束断裂引起混凝土预压应变损失的解析方法,这给预应力损失的评估带来了盲目性。鉴于此,通过理论推导求解了倒"U"型灌油或灌蜡钢束发生断丝后,钢束周边混凝土预压应变的变化幅值。
2016, 46(10): 39-42.
doi: 10.13204/j.gyjz201610010
摘要:
华龙一号核电站是中国自主研发的第三代核电技术,其安全壳混凝土的强度对结构自身强度和公众安全具有重大的意义,作为屏蔽结构重要部件之一的厂房基础不仅承担着支承结构的功能,而且是防止核泄露的重要环节,其对混凝土抗裂要求更高。华龙一号基础采用的多层段合并整体浇筑施工技术对缩短核电工期具有重要的意义,但大体积混凝土施工中的抗裂技术需要进一步研究。基于第三代核电站反应堆厂房大体积混凝土基础施工,通过开展科学分层、优化结构设计,很好地控制了大体积混凝土施工裂缝的发生和开展。
华龙一号核电站是中国自主研发的第三代核电技术,其安全壳混凝土的强度对结构自身强度和公众安全具有重大的意义,作为屏蔽结构重要部件之一的厂房基础不仅承担着支承结构的功能,而且是防止核泄露的重要环节,其对混凝土抗裂要求更高。华龙一号基础采用的多层段合并整体浇筑施工技术对缩短核电工期具有重要的意义,但大体积混凝土施工中的抗裂技术需要进一步研究。基于第三代核电站反应堆厂房大体积混凝土基础施工,通过开展科学分层、优化结构设计,很好地控制了大体积混凝土施工裂缝的发生和开展。
2016, 46(10): 43-46.
doi: 10.13204/j.gyjz201610011
摘要:
佛山传统建筑在岭南建筑中的地位举足轻重,折射出宗族集权、因地制宜、开放多元、彰显富贵、崇尚风水等丰富多面的佛山传统文化特征。佛山传统建筑保留了众多唐宋时期乃至更早的古制,对研究宋以前的建筑型制有很大价值,另外,佛山传统建筑还吸收了西方的建筑文化,融合了当地的民俗文化,兼容并蓄成为广府文化的核心代表。佛山地区的强宗右族,营造出规模宏大、富丽堂皇的建筑,出现了大量僭越礼制的祠堂,富贵繁缛,装饰精巧。佛山地区辉煌的建筑历史,成就了中国古代建筑体系南系中的一个子系。
佛山传统建筑在岭南建筑中的地位举足轻重,折射出宗族集权、因地制宜、开放多元、彰显富贵、崇尚风水等丰富多面的佛山传统文化特征。佛山传统建筑保留了众多唐宋时期乃至更早的古制,对研究宋以前的建筑型制有很大价值,另外,佛山传统建筑还吸收了西方的建筑文化,融合了当地的民俗文化,兼容并蓄成为广府文化的核心代表。佛山地区的强宗右族,营造出规模宏大、富丽堂皇的建筑,出现了大量僭越礼制的祠堂,富贵繁缛,装饰精巧。佛山地区辉煌的建筑历史,成就了中国古代建筑体系南系中的一个子系。
2016, 46(10): 47-50.
doi: 10.13204/j.gyjz201610012
摘要:
伴随着城市人口高速增长、经济快速发展、城市用地不足等情况,所带来一系列的交通问题已经成为严重制约各大城市发展的主要因素,尤其在带状城市中这个制约因素波及更广。兰州市由于自身特殊的地形自然条件限制,交通问题在城市发展中显得更为严峻,严重制约了城市政治、经济、文化各方面的发展。通过分析,阐述了兰州市目前在交通规划方面显现的六大问题,并一一探讨了相应的对策,站在城市交通规划管理的角度上为兰州今后的发展提出参考意见。
伴随着城市人口高速增长、经济快速发展、城市用地不足等情况,所带来一系列的交通问题已经成为严重制约各大城市发展的主要因素,尤其在带状城市中这个制约因素波及更广。兰州市由于自身特殊的地形自然条件限制,交通问题在城市发展中显得更为严峻,严重制约了城市政治、经济、文化各方面的发展。通过分析,阐述了兰州市目前在交通规划方面显现的六大问题,并一一探讨了相应的对策,站在城市交通规划管理的角度上为兰州今后的发展提出参考意见。
2016, 46(10): 51-54.
doi: 10.13204/j.gyjz201610013
摘要:
既有建筑节能改造是实现降低建筑能耗的主要途径之一,通过对室内天棚的改造,使室内净空高度具有灵动性的同时,在层顶形成空气保温层,实现建筑运行节能目的。以南昌市高新区浙江大学科技园配套住宅为改造对象,通过鸿业负荷软件模拟并计算节能升降天棚安装后住宅建筑维持运行时负荷变化情况,初探其对夏热冬冷地区住宅建筑节能效应,发现节能升降天棚在室内房间上部形成空气缓冲层,改进了房间上部楼板的热工性能,对降低既有建筑的负荷具有明显作用。
既有建筑节能改造是实现降低建筑能耗的主要途径之一,通过对室内天棚的改造,使室内净空高度具有灵动性的同时,在层顶形成空气保温层,实现建筑运行节能目的。以南昌市高新区浙江大学科技园配套住宅为改造对象,通过鸿业负荷软件模拟并计算节能升降天棚安装后住宅建筑维持运行时负荷变化情况,初探其对夏热冬冷地区住宅建筑节能效应,发现节能升降天棚在室内房间上部形成空气缓冲层,改进了房间上部楼板的热工性能,对降低既有建筑的负荷具有明显作用。
2016, 46(10): 55-58.
doi: 10.13204/j.gyjz201610014
摘要:
为研究以人字形布置屈曲约束支撑的异形柱框架结构的抗震性能,对两个平面两跨三层异形柱框架构件进行拟静力试验,并对这两个构件的破坏过程和抗震耗能性能进行对比。试验结果表明:与普通异形柱框架结构相比,以人字形布置防屈曲约束支撑的框架滞回曲线饱满、承载能力高,同时还具有更好的延性和耗能能力;防屈曲约束支撑先于主体耗能,并可以弥补异形柱框架体系在罕遇地震作用下抗震耗能性能的不足。
为研究以人字形布置屈曲约束支撑的异形柱框架结构的抗震性能,对两个平面两跨三层异形柱框架构件进行拟静力试验,并对这两个构件的破坏过程和抗震耗能性能进行对比。试验结果表明:与普通异形柱框架结构相比,以人字形布置防屈曲约束支撑的框架滞回曲线饱满、承载能力高,同时还具有更好的延性和耗能能力;防屈曲约束支撑先于主体耗能,并可以弥补异形柱框架体系在罕遇地震作用下抗震耗能性能的不足。
2016, 46(10): 59-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201610015
摘要:
为研究消能摇摆架对钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤控制作用及其应用于工程抗震加固的可行性,对一栋五层设计有消能摇摆架-框架的RC混凝土框架结构,与设计有屈曲约束支撑加固的消能减震结构、设计有摇摆墙加固的抗震结构和基础隔震结构进行抗震性能对比,通过分析在近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动作用下各结构的位移、耗能情况,计算各结构的楼层损伤指数。分析结果表明:消能摇摆架能够有效抑制RC框架结构层间变形发展,减少结构耗能,降低RC框架结构的损伤,可用于结构的抗震加固。
为研究消能摇摆架对钢筋混凝土(RC)框架结构的损伤控制作用及其应用于工程抗震加固的可行性,对一栋五层设计有消能摇摆架-框架的RC混凝土框架结构,与设计有屈曲约束支撑加固的消能减震结构、设计有摇摆墙加固的抗震结构和基础隔震结构进行抗震性能对比,通过分析在近场脉冲地震动、近场无脉冲地震动和远场地震动作用下各结构的位移、耗能情况,计算各结构的楼层损伤指数。分析结果表明:消能摇摆架能够有效抑制RC框架结构层间变形发展,减少结构耗能,降低RC框架结构的损伤,可用于结构的抗震加固。
2016, 46(10): 65-71.
doi: 10.13204/j.gyjz201610016
摘要:
针对GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中排架柱在罕遇地震作用下层间位移角限值取值问题,对一个实际的火电厂汽机房竖向框排架结构进行分析。首先针对结构中的单根排架柱进行不同初始转角和不同轴压比的非线性分析,结果表明:1/40的层间位移角限值能较安全和经济地评价算例中排架柱的抗震性能;然后对整体结构进行了不同场地类别罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,从层间位移角的宏观指标和基于材料塑性变形定义的构件损伤指标对该结构算例中的排架部分进行抗震性能评价,进一步验证了1/40的层间位移角限值对结构排架部分的抗震性能评价能更好地与基于材料塑性变形定义的构件损伤指标的评价结果相吻合。
针对GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中排架柱在罕遇地震作用下层间位移角限值取值问题,对一个实际的火电厂汽机房竖向框排架结构进行分析。首先针对结构中的单根排架柱进行不同初始转角和不同轴压比的非线性分析,结果表明:1/40的层间位移角限值能较安全和经济地评价算例中排架柱的抗震性能;然后对整体结构进行了不同场地类别罕遇地震作用下的动力弹塑性分析,从层间位移角的宏观指标和基于材料塑性变形定义的构件损伤指标对该结构算例中的排架部分进行抗震性能评价,进一步验证了1/40的层间位移角限值对结构排架部分的抗震性能评价能更好地与基于材料塑性变形定义的构件损伤指标的评价结果相吻合。
2016, 46(10): 72-78.
doi: 10.13204/j.gyjz201610017
摘要:
随着建筑技术和建筑材料的不断发展,出现了越来越多的超高层建筑,其中有些是双塔形式的建筑。风荷载是这类结构重要的控制荷载,双塔建筑之间风荷载的干扰作用复杂,GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》没有作出明确的规定。要对建筑进行精细化分析,必须详细了解其风荷载特性。基于风洞试验和数值风洞模拟,对双塔建筑的风荷载特性进行研究。利用谐波合成法得到数值风洞的入口脉动风速,基于大涡模拟得到双塔建筑的阻力系数、升力系数、风荷载功率谱及双塔之间的干扰作用,并将计算结果与刚性模型测压试验的结果进行对比,各工况结果吻合良好。
随着建筑技术和建筑材料的不断发展,出现了越来越多的超高层建筑,其中有些是双塔形式的建筑。风荷载是这类结构重要的控制荷载,双塔建筑之间风荷载的干扰作用复杂,GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》没有作出明确的规定。要对建筑进行精细化分析,必须详细了解其风荷载特性。基于风洞试验和数值风洞模拟,对双塔建筑的风荷载特性进行研究。利用谐波合成法得到数值风洞的入口脉动风速,基于大涡模拟得到双塔建筑的阻力系数、升力系数、风荷载功率谱及双塔之间的干扰作用,并将计算结果与刚性模型测压试验的结果进行对比,各工况结果吻合良好。
2016, 46(10): 79-82.
doi: 10.13204/j.gyjz201610018
摘要:
通过对无腹筋活性粉末混凝土(RPC)简支梁的抗剪试验,分析不同钢纤维体积掺率对RPC简支梁的破坏形态、荷载-挠度曲线以及剪切开裂承载力和抗剪极限承载力的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺率的增加,RPC简支梁裂缝发展充分,破坏形态有由斜拉破坏转化为剪压破坏的趋势;随钢纤维体积掺率的增大,梁跨中挠度增大;随钢纤维体积掺率的增大,剪切开裂承载力和抗剪极限承载力呈线性增大。在考虑钢纤维增强作用的基础上,基于现行混凝土及钢纤维混凝土技术标准,提出无腹筋RPC简支梁斜截面抗剪承载力的建议算式,其计算值较试验值偏于安全。
通过对无腹筋活性粉末混凝土(RPC)简支梁的抗剪试验,分析不同钢纤维体积掺率对RPC简支梁的破坏形态、荷载-挠度曲线以及剪切开裂承载力和抗剪极限承载力的影响。试验结果表明:随着钢纤维体积掺率的增加,RPC简支梁裂缝发展充分,破坏形态有由斜拉破坏转化为剪压破坏的趋势;随钢纤维体积掺率的增大,梁跨中挠度增大;随钢纤维体积掺率的增大,剪切开裂承载力和抗剪极限承载力呈线性增大。在考虑钢纤维增强作用的基础上,基于现行混凝土及钢纤维混凝土技术标准,提出无腹筋RPC简支梁斜截面抗剪承载力的建议算式,其计算值较试验值偏于安全。
2016, 46(10): 83-88.
doi: 10.13204/j.gyjz201610019
摘要:
利用空心圆柱扭剪仪对重塑黄土试样开展一系列复杂应力条件下的试验,对重塑黄土的变形及强度特性进行研究,重点分析剪切过程中剪切方向、中主应力系数等参数的影响。试验结果表明:复杂应力条件下重塑黄土应力-应变曲线基本呈现出加工硬化特性,并可采用双曲线拟合。重塑黄土存在显著的强度各向异性,大主应力方向角为0°时的剪切强度最大,大主应力方向角为45°左右时剪切强度最低。剪切方向和中主应力系数b对重塑黄土强度均有显著的影响:在b=0.25时,试样接近平面应变状态,相应的强度也较高;在b>0时,重塑黄土在π平面内的破坏强度要高于摩尔-库仑强度,与邢义川等提出的破坏条件吻合很好。
利用空心圆柱扭剪仪对重塑黄土试样开展一系列复杂应力条件下的试验,对重塑黄土的变形及强度特性进行研究,重点分析剪切过程中剪切方向、中主应力系数等参数的影响。试验结果表明:复杂应力条件下重塑黄土应力-应变曲线基本呈现出加工硬化特性,并可采用双曲线拟合。重塑黄土存在显著的强度各向异性,大主应力方向角为0°时的剪切强度最大,大主应力方向角为45°左右时剪切强度最低。剪切方向和中主应力系数b对重塑黄土强度均有显著的影响:在b=0.25时,试样接近平面应变状态,相应的强度也较高;在b>0时,重塑黄土在π平面内的破坏强度要高于摩尔-库仑强度,与邢义川等提出的破坏条件吻合很好。
2016, 46(10): 89-94.
doi: 10.13204/j.gyjz201610020
摘要:
为研究注浆微型钢管桩的抗弯承载力及抗弯刚度,采用不同的注浆材料,根据道路边坡处置中常用直径的钢管,对9根注浆钢管进行抗弯试验。通过对试验过程中试样挠度、表面应变及内部钢筋应变的测试分析,研究构件在荷载作用下的变形特征、荷载-应变关系,将极限抗弯承载力及抗弯刚度的试验结果与不同标准的计算值进行对比,结果表明:不同标准计算的极限承载力与试验所得的相差较大,其中福建地方标准DBJ 13-51—2010推荐方法计算值与试验结果吻合良好,且偏于安全;不同标准推荐方法计算的初始阶段抗弯刚度及使用阶段抗弯刚度与试验所得的差别也较大,其中日本AIJ(2002)计算结果与试验结果较为吻合。
为研究注浆微型钢管桩的抗弯承载力及抗弯刚度,采用不同的注浆材料,根据道路边坡处置中常用直径的钢管,对9根注浆钢管进行抗弯试验。通过对试验过程中试样挠度、表面应变及内部钢筋应变的测试分析,研究构件在荷载作用下的变形特征、荷载-应变关系,将极限抗弯承载力及抗弯刚度的试验结果与不同标准的计算值进行对比,结果表明:不同标准计算的极限承载力与试验所得的相差较大,其中福建地方标准DBJ 13-51—2010推荐方法计算值与试验结果吻合良好,且偏于安全;不同标准推荐方法计算的初始阶段抗弯刚度及使用阶段抗弯刚度与试验所得的差别也较大,其中日本AIJ(2002)计算结果与试验结果较为吻合。
2016, 46(10): 95-101.
doi: 10.13204/j.gyjz201610021
摘要:
采用ABAQUS有限元软件模拟基桩低应变完整性动测过程,定性分析缺陷轴向尺寸对基桩完整性判断的影响,探讨影响基桩完整性定量评价的缺陷轴向尺寸的临界长度,并给出该临界长度的表达式。结果表明:缺陷轴向尺寸临界长度与锤的材料性质及脉冲力的作用时间有关。在此基础上,对比分析缺陷轴向尺寸对不同桩身完整性系数缺陷桩评价的影响,结果表明:桩身完整性系数越大,缺陷轴向尺寸的影响越大。
采用ABAQUS有限元软件模拟基桩低应变完整性动测过程,定性分析缺陷轴向尺寸对基桩完整性判断的影响,探讨影响基桩完整性定量评价的缺陷轴向尺寸的临界长度,并给出该临界长度的表达式。结果表明:缺陷轴向尺寸临界长度与锤的材料性质及脉冲力的作用时间有关。在此基础上,对比分析缺陷轴向尺寸对不同桩身完整性系数缺陷桩评价的影响,结果表明:桩身完整性系数越大,缺陷轴向尺寸的影响越大。
2016, 46(10): 102-108.
doi: 10.13204/j.gyjz201610022
摘要:
库仑理论假定挡土墙后填土破裂面为一直线,然而众多试验和理论表明墙后填土破裂面为一曲线。考虑土拱效应,并假设土体破裂面为旋轮线,土拱形状为圆弧形,根据应力分析得到了侧土压力系数的表达式,利用水平层分析法,推导出挡土墙在平动模式下主动土压力的分布、总土压力和总土压力作用点高度的计算式,并用模型试验与现有理论进行对比。结果表明:挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果吻合,侧土压力系数与直线破裂面结果有明显差异,当墙土间摩擦角与土体内摩擦角比值较大时,总土压力比库仑理论计算结果大。
库仑理论假定挡土墙后填土破裂面为一直线,然而众多试验和理论表明墙后填土破裂面为一曲线。考虑土拱效应,并假设土体破裂面为旋轮线,土拱形状为圆弧形,根据应力分析得到了侧土压力系数的表达式,利用水平层分析法,推导出挡土墙在平动模式下主动土压力的分布、总土压力和总土压力作用点高度的计算式,并用模型试验与现有理论进行对比。结果表明:挡土墙主动土压力计算结果与模型试验结果吻合,侧土压力系数与直线破裂面结果有明显差异,当墙土间摩擦角与土体内摩擦角比值较大时,总土压力比库仑理论计算结果大。
2016, 46(10): 109-112.
doi: 10.13204/j.gyjz201610023
摘要:
预应力混凝土管桩抗压承载力很高,但是抗拔和抗水平承载力不足。当管桩内部的钢筋都为预应力钢筋时,当管桩受拉、钢筋同时达到屈服强度时,很容易发生脆性断裂。通过在管桩内适当增加非预应力钢筋,即可增强管桩的抗弯抗剪性能,为此,分析了增加不同直径的非预应力钢筋对预应力管桩的抗弯抗剪性能影响。通过试验与ANSYS数值模拟方法的对比,结果表明:随着增加非预应力钢筋配筋的增大,开裂弯矩和开裂剪力逐渐减小,极限弯矩逐渐增加。
预应力混凝土管桩抗压承载力很高,但是抗拔和抗水平承载力不足。当管桩内部的钢筋都为预应力钢筋时,当管桩受拉、钢筋同时达到屈服强度时,很容易发生脆性断裂。通过在管桩内适当增加非预应力钢筋,即可增强管桩的抗弯抗剪性能,为此,分析了增加不同直径的非预应力钢筋对预应力管桩的抗弯抗剪性能影响。通过试验与ANSYS数值模拟方法的对比,结果表明:随着增加非预应力钢筋配筋的增大,开裂弯矩和开裂剪力逐渐减小,极限弯矩逐渐增加。
2016, 46(10): 113-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201610024
摘要:
采用6,18 mm两种长度、直径15μm的玄武岩纤维,制成掺量为0%,0.4%,0.6%,0.8%的玄武岩纤维混凝土,采用U型试件及自制的落锤冲击装置研究玄武岩纤维混凝土的冲击性能。分析其经7、28 d养护及不同掺量和长度下的冲击性能,试验结果表明:随着纤维掺量的增大,混凝土冲击寿命增大,最多增加了270%,并且短纤维对冲击性能的增大更加明显。
采用6,18 mm两种长度、直径15μm的玄武岩纤维,制成掺量为0%,0.4%,0.6%,0.8%的玄武岩纤维混凝土,采用U型试件及自制的落锤冲击装置研究玄武岩纤维混凝土的冲击性能。分析其经7、28 d养护及不同掺量和长度下的冲击性能,试验结果表明:随着纤维掺量的增大,混凝土冲击寿命增大,最多增加了270%,并且短纤维对冲击性能的增大更加明显。
2016, 46(10): 117-119.
doi: 10.13204/j.gyjz201610025
摘要:
通过对芯样圆柱体试件抗折强度与标准棱柱体试件抗折强度实测值的对比,分析得出了它们的转换关系。基于GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》,推荐了一种以芯样抗折强度反映棱柱体抗折强度的方法,为检测工程实体混凝土的抗折强度提供一种新途径。
通过对芯样圆柱体试件抗折强度与标准棱柱体试件抗折强度实测值的对比,分析得出了它们的转换关系。基于GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》,推荐了一种以芯样抗折强度反映棱柱体抗折强度的方法,为检测工程实体混凝土的抗折强度提供一种新途径。
2016, 46(10): 120-125.
doi: 10.13204/j.gyjz201610026
摘要:
利用ANSYS有限元软件对于家堡贝壳型空间网壳结构的整体提升施工过程进行详尽分析。利用非线性弹簧单元模拟提升拉索对提升区的水平约束作用,根据拉索长度及索力大小确定弹簧刚度;在索长20 m工况下对提升区进行模态分析,结果显示用弹簧单元模拟拉索可以取得很好的效果;利用谐波叠加法生成风速时程,并对提升区主体结构进行了瞬态响应分析,得到了提升区主体结构在索长为20 m时的动力响应;提取提升区的支承力作用于提升胎架提升点,并进行瞬态响应分析,得到其位移及应力响应特征;最后对提升区在不同索长工况下的动力响应进行了参数化分析。
利用ANSYS有限元软件对于家堡贝壳型空间网壳结构的整体提升施工过程进行详尽分析。利用非线性弹簧单元模拟提升拉索对提升区的水平约束作用,根据拉索长度及索力大小确定弹簧刚度;在索长20 m工况下对提升区进行模态分析,结果显示用弹簧单元模拟拉索可以取得很好的效果;利用谐波叠加法生成风速时程,并对提升区主体结构进行了瞬态响应分析,得到了提升区主体结构在索长为20 m时的动力响应;提取提升区的支承力作用于提升胎架提升点,并进行瞬态响应分析,得到其位移及应力响应特征;最后对提升区在不同索长工况下的动力响应进行了参数化分析。
2016, 46(10): 126-130.
doi: 10.13204/j.gyjz201610027
摘要:
随着对传统村落历史、文化、经济等研究的不断深入,我国传统村落保护发展进入关键阶段。国内学术界主要从传统村落的价值、公共空间、物质及非物质文化遗产、旅游发展、空间分布特征、个体保护等方面对传统村落展开研究。通过梳理国内十年来针对传统村落的研究热点和主要进展,指出目前研究的主要不足之处和未来的研究策略,继而为社会转型期我国传统村落保护发展研究提供参考和借鉴。
随着对传统村落历史、文化、经济等研究的不断深入,我国传统村落保护发展进入关键阶段。国内学术界主要从传统村落的价值、公共空间、物质及非物质文化遗产、旅游发展、空间分布特征、个体保护等方面对传统村落展开研究。通过梳理国内十年来针对传统村落的研究热点和主要进展,指出目前研究的主要不足之处和未来的研究策略,继而为社会转型期我国传统村落保护发展研究提供参考和借鉴。
2016, 46(10): 136-142.
doi: 10.13204/j.gyjz201610029
摘要:
对青海花土沟机场航站楼长悬挑圆弧形大跨钢屋盖的风荷载特性进行风洞试验研究。基于计算流体力学软件Fluent 6.3,选用RNGκ-ε湍流模型对屋盖结构的平均风压系数分布、局部体型系数、风速矢量以及风场流迹线等风荷载特性进行系统研究。结果表明:数值模拟可以较好地反映实际风荷载对建筑物的作用,且具有直观呈现风场流动特性的优势;屋盖挑檐部分受到下顶上吸的叠加作用,长悬挑区域最大净体型系数试验值达-3.17,对屋盖结构极为不利;在前挑檐上开设洞口可有效减缓其承受风荷载作用,尤其能减缓斜向迎风作用下的风荷载作用。
对青海花土沟机场航站楼长悬挑圆弧形大跨钢屋盖的风荷载特性进行风洞试验研究。基于计算流体力学软件Fluent 6.3,选用RNGκ-ε湍流模型对屋盖结构的平均风压系数分布、局部体型系数、风速矢量以及风场流迹线等风荷载特性进行系统研究。结果表明:数值模拟可以较好地反映实际风荷载对建筑物的作用,且具有直观呈现风场流动特性的优势;屋盖挑檐部分受到下顶上吸的叠加作用,长悬挑区域最大净体型系数试验值达-3.17,对屋盖结构极为不利;在前挑檐上开设洞口可有效减缓其承受风荷载作用,尤其能减缓斜向迎风作用下的风荷载作用。
2016, 46(10): 143-148.
doi: 10.13204/j.gyjz201610030
摘要:
为研究带楼板的外加强环式方钢管混凝土柱(CFSST)节点的弹塑性力学性能,以方钢管混凝土柱节点试验尺寸为参照,在总结相关文献试验结果的基础上,选取钢材和混凝土的本构关系模型,定义混凝土损伤塑性因子,以及混凝土压缩复原和拉伸恢复系数,对外加强环式方钢管混凝土柱节点进行单向加载及循环往复加载下的全过程力学分析,绘制荷载-位移曲线;同时对外加强环式节点进行参数分析,研究宽厚比、轴压比、混凝土楼板高度及核心混凝土强度对节点受力性能的影响。研究结果表明:相比混凝土楼板高度和核心混凝土强度,轴压比、宽厚比对此类节点的受力性能影响较大。
为研究带楼板的外加强环式方钢管混凝土柱(CFSST)节点的弹塑性力学性能,以方钢管混凝土柱节点试验尺寸为参照,在总结相关文献试验结果的基础上,选取钢材和混凝土的本构关系模型,定义混凝土损伤塑性因子,以及混凝土压缩复原和拉伸恢复系数,对外加强环式方钢管混凝土柱节点进行单向加载及循环往复加载下的全过程力学分析,绘制荷载-位移曲线;同时对外加强环式节点进行参数分析,研究宽厚比、轴压比、混凝土楼板高度及核心混凝土强度对节点受力性能的影响。研究结果表明:相比混凝土楼板高度和核心混凝土强度,轴压比、宽厚比对此类节点的受力性能影响较大。
2016, 46(10): 149-157.
doi: 10.13204/j.gyjz201610031
摘要:
鉴于混合剪力连接件受力特性的复杂性,以厦漳跨海大桥北汊主桥为工程背景,在模型试验研究的基础上,采用壳-梁-实体精细化有限元数值方法对钢锚梁-钢牛腿组合索塔锚固结构混合剪力连接件受力状态、传力机理及其影响因素进行研究。结果表明:焊钉群竖向剪力横桥向上整体呈现边缘大、中间小的分布趋势;竖向上牛腿顶板以上钉群竖向剪力自上向下逐渐增加,顶板以下区域呈马鞍形分布。焊钉群较大轴向拉力出现在牛腿顶板对应位置,较大轴向压力出现在牛腿腹板高度对应位置。PBL剪力键群承担的竖向力和水平力均表现出中间大、边缘小的分布规律。混凝土塔壁承压、竖向力的变化以及面外弯矩的作用,对索力竖向分力在混合剪力连接件间分配的影响依次增大。
鉴于混合剪力连接件受力特性的复杂性,以厦漳跨海大桥北汊主桥为工程背景,在模型试验研究的基础上,采用壳-梁-实体精细化有限元数值方法对钢锚梁-钢牛腿组合索塔锚固结构混合剪力连接件受力状态、传力机理及其影响因素进行研究。结果表明:焊钉群竖向剪力横桥向上整体呈现边缘大、中间小的分布趋势;竖向上牛腿顶板以上钉群竖向剪力自上向下逐渐增加,顶板以下区域呈马鞍形分布。焊钉群较大轴向拉力出现在牛腿顶板对应位置,较大轴向压力出现在牛腿腹板高度对应位置。PBL剪力键群承担的竖向力和水平力均表现出中间大、边缘小的分布规律。混凝土塔壁承压、竖向力的变化以及面外弯矩的作用,对索力竖向分力在混合剪力连接件间分配的影响依次增大。
2016, 46(10): 158-162.
doi: 10.13204/j.gyjz201610032
摘要:
为了探究销轴节点在大跨度楼面桁架中的承载性能,采用ANSYS建立三维有限元模型,模拟不同荷载工况下销轴节点的力学性状,并与试验结果进行比较。分析表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元结果的可靠性。模拟分析中,子结构中的构件先于节点发生破坏,满足了强节点弱构件的要求。销轴节点满足承载力及正常使用要求,但在实际工程中应考虑销轴间隙带来的影响。总体来说,有限元能够很好地模拟销轴受力情况,可以辅助销轴设计。
为了探究销轴节点在大跨度楼面桁架中的承载性能,采用ANSYS建立三维有限元模型,模拟不同荷载工况下销轴节点的力学性状,并与试验结果进行比较。分析表明:有限元模拟结果与试验结果吻合良好,验证了有限元结果的可靠性。模拟分析中,子结构中的构件先于节点发生破坏,满足了强节点弱构件的要求。销轴节点满足承载力及正常使用要求,但在实际工程中应考虑销轴间隙带来的影响。总体来说,有限元能够很好地模拟销轴受力情况,可以辅助销轴设计。
2016, 46(10): 163-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201610033
摘要:
钢-混组合桥面系结构形式特殊,与之对应的竖向温度梯度有别于其他组合结构。为明确现行标准关于钢-混组合结构桥面系的竖向温度梯度效应的计算差异,为后续相关研究提供可靠参考,以某实桥钢-混组合桥面系为例,借助ANSYS有限元程序,建立精细化有限元计算模型,对现行标准的正温差及负温差的竖向温度梯度模型、参数取值及效应值进行对比。结果表明:现行技术标准关于钢-混组合桥面系的竖向温度梯度模型及参数取值差异明显,可根据实际要求及应用对象,对现行技术标准进行优化;正温差状态下,依据美国AASHTO(1994版)标准可获得混凝土桥面板及钢桁梁的最大拉压应力;负温差状态下,基于中国JTG D62—2004则可获得混凝土桥面板的最大拉压应力;参考欧洲BSI 1990-2-10,则无论是正温差还是负温差状态,工字梁及钢桁梁均可获得最大拉压应力。
钢-混组合桥面系结构形式特殊,与之对应的竖向温度梯度有别于其他组合结构。为明确现行标准关于钢-混组合结构桥面系的竖向温度梯度效应的计算差异,为后续相关研究提供可靠参考,以某实桥钢-混组合桥面系为例,借助ANSYS有限元程序,建立精细化有限元计算模型,对现行标准的正温差及负温差的竖向温度梯度模型、参数取值及效应值进行对比。结果表明:现行技术标准关于钢-混组合桥面系的竖向温度梯度模型及参数取值差异明显,可根据实际要求及应用对象,对现行技术标准进行优化;正温差状态下,依据美国AASHTO(1994版)标准可获得混凝土桥面板及钢桁梁的最大拉压应力;负温差状态下,基于中国JTG D62—2004则可获得混凝土桥面板的最大拉压应力;参考欧洲BSI 1990-2-10,则无论是正温差还是负温差状态,工字梁及钢桁梁均可获得最大拉压应力。
2016, 46(10): 169-173.
doi: 10.13204/j.gyjz201610034
摘要:
以大同市体育中心金属屋面工程实例为背景,通过试验手段,对拟定的铝合金屋面系统的抗风揭性能进行测试,并将试验结果与设计值进行比较,结果表明试验结果偏于安全,表明该金属屋面系统可以安全地应用于该项工程;采用有限单元法,对该金属屋面系统的抗风揭性能进行数值模拟和分析,绘制荷载-应变、荷载-挠度全过程曲线,并与试验数据进行对比,吻合较好;在此基础上,以屋面板厚度、檩条间距等因素为主要参数对构件抗风揭性能进行比较分析。结果表明:铝合金屋面系统的抗风揭性能随着屋面板厚度的增大而显著提高,随着檩条间距的增大而小幅下降。
以大同市体育中心金属屋面工程实例为背景,通过试验手段,对拟定的铝合金屋面系统的抗风揭性能进行测试,并将试验结果与设计值进行比较,结果表明试验结果偏于安全,表明该金属屋面系统可以安全地应用于该项工程;采用有限单元法,对该金属屋面系统的抗风揭性能进行数值模拟和分析,绘制荷载-应变、荷载-挠度全过程曲线,并与试验数据进行对比,吻合较好;在此基础上,以屋面板厚度、檩条间距等因素为主要参数对构件抗风揭性能进行比较分析。结果表明:铝合金屋面系统的抗风揭性能随着屋面板厚度的增大而显著提高,随着檩条间距的增大而小幅下降。
2016, 46(10): 174-178.
doi: 10.13204/j.gyjz201610035
摘要:
通过对2根碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁和2根碳纤维复材筋普通混凝土梁的受剪对比试验,对碳纤维复材筋混凝土梁破坏形态、裂缝开展等情况进行观察,探讨不同混凝土种类、强度下的梁破坏形态;分析不同配箍率和不同剪跨比对梁开裂荷载、极限承载力和挠度的影响规律;通过试验结果与理论计算的承载力、裂缝宽度等对比,验证了GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中规定计算方法对碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁抗剪验算的适用性。
通过对2根碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁和2根碳纤维复材筋普通混凝土梁的受剪对比试验,对碳纤维复材筋混凝土梁破坏形态、裂缝开展等情况进行观察,探讨不同混凝土种类、强度下的梁破坏形态;分析不同配箍率和不同剪跨比对梁开裂荷载、极限承载力和挠度的影响规律;通过试验结果与理论计算的承载力、裂缝宽度等对比,验证了GB 50608—2010《纤维增强复合材料建设工程应用技术规范》中规定计算方法对碳纤维复材筋珊瑚骨料混凝土梁抗剪验算的适用性。
2016, 46(10): 179-186.
doi: 10.13204/j.gyjz201610036
摘要:
基于大型有限元软件ABAQUS,开展罕遇地震作用下天津某商业大厦超限高层结构弹塑性时程响应分析,以把握结构的弹塑性行为、主要构件的损伤程度。介绍了弹塑性时程分析在软件中的实现方法,包括材料本构和构件模拟、积分方法的选取,补充了铰接、非结构质量的模拟方式。计算结果表明:在给定的罕遇地震作用下,结构整体受力性能良好,满足第三水准的抗震设防目标要求。
基于大型有限元软件ABAQUS,开展罕遇地震作用下天津某商业大厦超限高层结构弹塑性时程响应分析,以把握结构的弹塑性行为、主要构件的损伤程度。介绍了弹塑性时程分析在软件中的实现方法,包括材料本构和构件模拟、积分方法的选取,补充了铰接、非结构质量的模拟方式。计算结果表明:在给定的罕遇地震作用下,结构整体受力性能良好,满足第三水准的抗震设防目标要求。
