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2016年  第46卷  第12期

公共建筑绿色节能技术与工程应用
美国绿色建筑发展、经验及对中国的启示
冯威, Nina Z.Khanna, 周楠, 薛峰, 那伯识, 李金萍
2016, 46(12): 6-12. doi: 10.13204/j.gyjz201612002
摘要:
在美国LEED认证和中国GBEL评级系统的基础上,简要回顾了美国和中国绿色建筑的发展进程。重点介绍了美国联邦建筑部门为建筑可持续发展所做的努力,包括完善的法律法规、国家政策、程序体系以及实施机构的尝试。目前,中国已制定了政府办公建筑的绿色发展战略,美国的经验可以从政策和程序角度为中国政府建筑的绿色发展提供借鉴。最后提出适合中国的政策建议。
公共机构新建建筑中的绿色建筑技术及其示范
李婷, 黄旭腾
2016, 46(12): 13-18. doi: 10.13204/j.gyjz201612003
摘要:
随着我国经济的快速发展和对能源资源的过度消耗,能源问题日趋严峻,在国家节能减排和新一轮"绿色建筑行动方案"中,亟待提出针对公共机构的绿色节能集成技术。鉴于此,分析典型公共机构的日常使用及运营维护的用能特征,总结归纳和集成适宜的公共机构绿色建设节能技术,以提高公共机构建筑在全生命周期内达到绿色节能的目标,对实现我国公共机构节能减排提供参考。
适用于公共机构建筑的立面绿化系统研究
杨晓冬
2016, 46(12): 19-22. doi: 10.13204/j.gyjz201612004
摘要:
依据《公共机构节能条例》要求,公共机构建筑具有提高能源利用效率和减少温室气体排放的社会责任,而由于其自身的功能属性制约很难提供大片的绿化面积。鉴于此,增加立面绿化是短时间内提高绿化面积的解决途径。传统的立面绿化一般会选择草本和藤本植物,但由于其受自然生长周期制约,在我国大多数地区无法全年保持"绿色"且寿命周期短、维护困难,综合效果并不明显。在吸收国内外先进经验的基础上,开发一套适合大型木本植物生长的立面绿化系统。通过软件模拟和可燃性试验分析,确认该系统可以承受300 kg/m2以内的风荷载,在通常状况下保证建筑外立面的安全使用,充分发挥其装饰和环保效果,完美呈现设计效果。
办公建筑中光触媒涂料应用节能分析研究
蒋永明, 满孝新, 李悦, 李壮壮, 张楠, 毛建平, 张涛
2016, 46(12): 23-25. doi: 10.13204/j.gyjz201612005
摘要:
按照美国采暖、制冷和空调工程师学会ASHRAE 62.1—2013规定的设计法,研究办公建筑中采用光触媒涂料后房间所需最小新风量的变化规律,给出了相应的修正计算方法,并分析了应用光触媒涂料后办公建筑房间的节能情况。
绿色建筑中协同作用的自然通风设计
陈湛
2016, 46(12): 26-30. doi: 10.13204/j.gyjz201612006
摘要:
绿色建筑是一个各项技术设计协同作用、可持续的有机整体,其自然通风设计不仅需要关注本身过渡季的通风效果,以起到被动降温的效果,也要关注通风设计对建筑造型、空间布局的影响,以及与建筑采光、遮阳等技术应用的协同。结合绿色建筑实例,分析公共建筑中兼顾空间利用、自然采光、遮阳等影响的中庭设置、合理开窗、通风构造等自然通风的设计方法、效果,通过设计整合提升建筑室内整体的环境品质。
天津某社区文化中心的绿色建筑技术评价分析
丁研, 何心, 潘九生, 殷莹
2016, 46(12): 31-34. doi: 10.13204/j.gyjz201612007
摘要:
通过介绍天津某新建社区文化中心的绿色建筑设计理念,针对各项绿色建筑技术在第一年运行期内的应用效果,进行调研与现场测试。调研基于能耗监测平台的历史数据进行分析,而现场测试则针对被动式技术和主动式技术分别开展。调研测试的结果表明:通过合理集成相应的绿色建筑技术,该社区文化中心的能耗水平为35.6 k W·h/(m2·a),相比同类地区能耗指标定额达到同类建筑中的超低能耗水平,同时其室内环境也得到了良好的保障。
夏热冬暖地区办公建筑绿色设计及运行数据分析
葛鑫, 刘加根
2016, 46(12): 35-40. doi: 10.13204/j.gyjz201612008
摘要:
对比夏热冬暖地区典型三星级绿色建筑办公楼A、B运用的绿色技术,给出该地区进行绿色设计的策略及思路,指出适用于该气候区的关键被动式、主动式设计。通过分析A、B办公楼的实际运行电耗、水耗数据,与同类型建筑运行数据相比,证实两栋楼均处于低能耗水平,说明绿色节能设计切实起到节能节水的效果。A、B办公楼的绿色设计理念及绿色技术的具体实施效果,都将对今后夏热冬暖地区绿色办公建筑的建设提供良好的借鉴。
寒冷地区传统建筑用能现状
吴双九, 许庆, 朱思倩, 刘新
2016, 46(12): 41-42. doi: 10.13204/j.gyjz201612009
摘要:
通过对寒冷地区传统建筑调研信息的汇总分析,从冷热源形式、主要用能类型、主要用能分区梳理了其用能特点,简要归纳分析了目前存在的用能问题及其原因,总结了已经采用的节能改造方式,为我国传统建筑遗产的保护和用能的优化改进提供借鉴。
叠合板式剪力墙滞回性能的有限元分析
余少乐, 杨联萍, 张其林, 崔家春
2016, 46(12): 43-51. doi: 10.13204/j.gyjz201612010
摘要:
叠合板式剪力墙结构适用于工业化的要求,目前在建筑领域运用越来越广泛。叠合板式剪力墙的滞回性能是分析其抗震性能的重要参数,而剪力墙的非线性分析一直是研究中的热点和难点。叠合板式剪力墙与现浇整体的剪力墙在构造上存在区别:叠合板式剪力墙在现浇层和预制层之间有叠合面存在,而且底部水平接缝是通过插筋连接。通过归纳针对植筋的界面抗剪承载力计算方法,以一个已有试验作为算例,验证叠合板式剪力墙叠合面间抗剪承载力满足抗剪要求,有限元分析时可以不考虑叠合面之间的黏结滑移。依据收集到的水平接缝的抗剪承载力计算式进行计算,验证叠合板式剪力墙的底部接缝可以提供足够的抗剪承载力。在理论的基础上建立有限元模型,基于Open SEES采用不同模型对叠合板式剪力墙的滞回性能进行模拟,不同模型的模拟结果与试验结果吻合度均较好。
预制聚苯乙烯混凝土墙板抗风承载力试验及数值模拟
陈志华, 陈敖宜, 熊清清, 张旺, 王小盾, 周婷
2016, 46(12): 52-56. doi: 10.13204/j.gyjz201612011
摘要:
在墙板保温与结构一体化的大背景下,研发便于工业化生产的高性能墙板成为预制装配式建筑研究中的重要一环。在调研及搜集资料的基础上,提出了区别于现有现浇聚苯乙烯混凝土灌浆墙板的预制聚苯乙烯混凝土墙板的概念。介绍了试验墙板的设计制作、加载方案及有限元数值模拟,并对荷载-挠度曲线的试验值和模拟值进行对比分析并得到有益结论。
核电站双钢板混凝土组合墙体面内抗震性能试验研究
申丽婷, 李小军
2016, 46(12): 57-61. doi: 10.13204/j.gyjz201612012
摘要:
为研究核电工程中屏蔽厂房所采用的结构形式——双钢板混凝土组合墙体的抗震性能,对不同距厚比、不同抗剪连接件形式的双钢板混凝土组合墙体进行了拟静力抗震性能试验研究。试验模型按照1/5缩尺,设计了4个双钢板混凝土组合墙体试件。通过试验,分析了组合墙体的承载力、延性、刚度及滞回特性、耗能能力和破坏特征。结果表明:随着距厚比的减小,试件极限承载力有所提高但不显著,距厚比对栓钉的断裂点是否达到构件的极限承载力有明显影响,加劲肋连接件对提高构件的极限承载力、整体刚度、延性和耗能能力效果显著;4个试件的内部混凝土开裂荷载基本相同,抗震性能良好。
布置倒U型与倒V型预应力筋的安全壳受力性能分析
李振宝, 林树潮, 王冬雁, 李光远
2016, 46(12): 62-66. doi: 10.13204/j.gyjz201612013
摘要:
以某核电站安全壳为背景,在原设计方案环向预应力筋和竖向预应力筋正交布置方式(HP-VTPT)与双向交叉螺旋线型预应力筋布置方式基础上,提出倒U型与倒V型预应力筋混合布置方式(IU-IVPT);基于安全壳混凝土的预应力一致原则,推导了由HP-VT-PT布置方式向IU-IV-PT布置方式转换的算式;选用大型通用有限元软件ANSYS,建立有限元实体模型,从顶点竖向位移、筒身径向位移和混凝土应力等方面分析,IU-IV-PT布置方式下安全壳受力性能与HP-VT-PT布置方式下受力性能基本一致,并采用等效荷载法验证了两种预应力筋布置方式是等价的,对其在水平荷载下进行推覆分析,结果表明:安全壳屈服时侧向位移和基底剪力屈服值分别提高64%和28%。
土体沉陷中埋地管道与管周土的相互作用试验研究
徐平, 张敏霞, 崔文杰, 高帅
2016, 46(12): 67-72. doi: 10.13204/j.gyjz201612014
摘要:
为分析埋地管道沿线土体沉陷发展过程中管-土变形及土压力分布特征,设计并研制了土体沉陷过程中管-土相互作用试验研究的系统,得到了沉陷过程中管-土下沉变形、管周土体变形及管周土压力的分布规律。试验结果表明:土体沉陷过程中,管道与管周土经历了协同和非协同下沉变形;随着沉陷的加剧,沉陷区中部管-土非协同变形量增大,管道上侧附加土压力随着土体沉降的增大而增大,并逐渐达到最大值;管顶土体开始形成由管顶向两侧扩张的破裂面,此时管顶附加土压力随着土体沉降的增大而减小;沉陷区管道底部出现压力降低的现象,支承压力将向沉陷区的边缘转移,沉陷区边缘管道下侧的支承力增大;管道上侧压缩土体内产生增压作用,压缩土体下方出现压力降低的现象,压缩土体变形范围仅限于管道顶部一定高度土体中,即管道上部土层存在一个等沉面;基于管顶土体的变形特征及等沉面发展过程,分析得到了管顶土压力的简化计算式。
红黏土地层开口管桩土塞效应模型试验研究
王家全, 彭泰, 黄柳云, 张昊
2016, 46(12): 73-77. doi: 10.13204/j.gyjz201612015
摘要:
为研究红黏土上硬下软地层中开口管桩的土塞问题,对3种不同直径的镀锌开口管桩进行室内静压沉桩模型试验,以分析单桩、群桩土塞高度的变化规律和红黏土地层管桩土塞效应的机理。结果表明:土塞高度随着管桩压入深度的增大不断增大,当桩压入到红黏土层上硬下软界面(硬塑层和可塑层交界面)后,土塞高度停止增长,持续到压入可塑层一定深度后土塞高度继续增长直到压桩结束,表明土层类型对土塞效应影响显著;土塞高度与压桩顺序关系并不明显,单桩与群桩的土塞高度基本相同;所有的管桩均在到达红黏土软塑层时出现土塞完全闭合的情况,管桩由硬塑层打入软塑层时,土塞闭塞作用很强;从软塑层打入持力层过程中,土塞增量填充率变大较明显,土塞闭塞作用减弱。
中风化岩地基中两种不同材质抗浮锚杆的承载性能和变形特性
朱磊, 张明义, 白晓宇
2016, 46(12): 78-83. doi: 10.13204/j.gyjz201612016
摘要:
为深入研究中风化岩中玻璃纤维增强材料(GFRP)抗浮锚杆的承载性能和变形特性,通过改进的位移测试装置记录了钢筋和GFRP两种不同材质抗浮锚杆发生破坏时杆体和锚固段的上拔量。结果表明:两种锚杆破坏形态为拔断破坏或滑移剪切破坏,承载力和变形均能够满足工程需求。研究结果充分验证了GFRP锚杆的先进性和合理性;得到了抗浮锚杆最佳锚固长度和承载力取值方法;提出了锚杆拉拔试验中增设杆体位移测试装置的建议。
电石渣激发矿渣改良铅污染土工程特性试验研究
李媛媛, 贾世波, 全先灏
2016, 46(12): 84-87. doi: 10.13204/j.gyjz201612017
摘要:
采用电石渣和矿渣等工业废料对Pb污染土进行改良,通过对电石渣联合矿渣改良Pb污染土的无侧限抗压强度、压缩特性、水稳系数、Pb离子浸出浓度进行试验性研究,并通过微观扫描电镜对改良路基土的机理进行佐证分析。试验结果表明:在相同集料掺量下,改良未污染土的无侧限抗压强度qu高于Pb污染土;经15%~25%集料改良之后的孔隙比,较Pb污染黏土孔隙比小;改良Pb污染土的水稳系数低于改良未污染土;相同集料掺量作用下,浸出液中Pb2+浓度随着养护龄期增长而降低;矿渣在电石渣生成的碱性环境下,发生水化反应形成大量致密的水化硅酸钙C-S-H网状结构产物。
基于损伤理论的深埋海底隧道围岩弹塑性分析
卜伟斐
2016, 46(12): 88-92. doi: 10.13204/j.gyjz201612018
摘要:
基于弹塑性损伤理论,在考虑渗流体积力、损伤软化及残余强度的基础上,推导了渗流场作用下深埋海底隧道围岩应力、应变及位移的封闭解析解;并分析了有效孔隙率、损伤参数和支护阻力对围岩应力、应变及损伤区范围的影响。研究结果表明:随着有效孔隙率的增大,围岩应力、应变及损伤区范围均明显增大,尤其对残余损伤区范围影响最为明显;与不考虑渗流情况相比,考虑渗流时围岩应力、应变和损伤区范围均较大;随着损伤参数的增大和支护阻力的减小,损伤区范围逐渐增大;但与渗流相比,损伤参数对围岩应力、应变的影响明显较小。对于海底隧道的支护设计而言,适当考虑岩体损伤及渗流的影响,会更加接近于工程实际。
含水率对珊瑚砂微生物固化体力学特性影响研究
李捷, 方祥位, 申春妮, 李洋洋, 宋平
2016, 46(12): 93-97. doi: 10.13204/j.gyjz201612019
摘要:
对不同含水率及干密度增量的珊瑚砂微生物固化体进行了无侧限抗压强度试验和电镜扫描试验,研究含水率对不同干密度增量固化体的应力-应变曲线特征、无侧限抗压强度、弹性模量和微观结构的影响。结果表明:不同含水率的固化体受压后呈脆性破坏,应力-应变曲线形态类似,均为应变软化型,破坏应变随含水率的增高而减小。固化体的无侧限抗压强度随含水率的增高而减小,含水率从0%增高到15%后固化体强度的减小幅度最高达33.5%,且干密度增量越大,强度的减小幅度越大;弹性模量随含水率的增高呈现先增大后减小的趋势。珊瑚砂颗粒破碎与碳酸钙胶结被水弱化均会降低固化体的强度和弹性模量,不同含水率和干密度增量对结构的强度特性产生了不同的影响,并综合影响了固化体的力学特性。不同含水率的固化体受压破坏后的微观结构具有差异,含水率为0%的固化体颗粒破碎现象较为明显,含水率为15%的固化体碳酸钙胶结的断裂和剥落更严重。
振动台试验中小缩尺比模型材料试验研究
权登州, 王毅红, 马蓬渤, 井彦林, 陈苏
2016, 46(12): 98-103. doi: 10.13204/j.gyjz201612020
摘要:
在小缩尺比振动台试验中,模型材料的抗压强度和弹性模量均满足动力试验相似关系较难。以西安黄土区地铁车站振动台模型试验为背景,采用石英砂和具有连续级配的河砂分别模拟原型结构中普通混凝土的粗骨料和细骨料,基于经验试配法确定了不同用水量、不同石灰掺量及不同粗骨料掺量的低弹性模量微粒混凝土配合比;并对不同配比的低弹性模量微粒混凝土受压力学性能进行了试验研究。结果表明:增加用水量或减小粗骨料掺量,微粒混凝土弹性模量和抗压强度均降低;掺入石灰后,微粒混凝土的抗压强度和弹性模量均显著提高,且抗压强度提高的幅度大于弹性模量;微粒混凝土7,28 d立方体抗压强度之比为1.48~1.70。
钢纤维超高性能混凝土单轴受压试验研究
徐魏魏, 刘中宪, 赵永娇, 徐慎春
2016, 46(12): 104-109. doi: 10.13204/j.gyjz201612021
摘要:
通过单轴受压试验,研究试件的钢纤维体积率、形状效应以及尺寸效应对钢纤维超高性能混凝土抗压性能、破坏形态和弹性模量的影响。同时,由应变片测得了钢纤维超高性能混凝土的弹性模量等材料力学性能参数。试验结果表明:试件的钢纤维体积率、形状效应以及尺寸效应对钢纤维超高性能混凝土的抗压性能均有重要影响。其中抗压强度试验结果表明:钢纤维体积率2.0%的试件的抗压强度约为钢纤维体积率1.5%的1.5倍;高径比1的试件的抗压强度约为高径比4的1.5倍;钢纤维超高性能混凝土抗压强度尺寸效应换算系数较对照组小,表明钢纤维超高性能混凝土试件的形状效应和尺寸效应现象更为显著;弹性模量为不敏感的材料参数。
振捣深度对新浇筑混凝土模板侧压力影响研究
张文学, 李云开, 谢全懿
2016, 46(12): 110-115. doi: 10.13204/j.gyjz201612022
摘要:
目前关于振捣深度对模板侧压力影响的研究还很少,各国标准中关于振捣深度及超深振捣模板侧压力的规定也存在较大差异。为此,设计了5个60 cm×60 cm×300 cm柱体试件和2个30 cm×120 cm×300 cm墙体试件,研究了振捣深度和二次超深振捣对模板侧压力的影响,提出了混凝土超深振捣的定义。研究表明:振捣深度或二次超深振捣对模板侧压力有较大影响,超深振捣会大幅度增加混凝土对模板的侧压力,对模板工程的安全造成不利影响。但超深振捣位置处的模板侧压力并不随振捣深度的增加而线性增加,其值明显小于将混凝土视为纯液体计算得到的压力值。
综述
木结构连续倒塌研究现状
张晋, 章东昊, 蔡建国, 宗钟凌
2016, 46(12): 116-122. doi: 10.13204/j.gyjz201612023
摘要:
木结构存在着耐火性和稳定性差等结构安全问题,同时对于木结构的抗连续倒塌问题也应在设计中进行考虑。结合已有的成果,对木结构连续倒塌的案例、当前所用的理论、试验、数值模拟及设计方法作出总结评述。通过对几个具有代表性案例的分析,总结了其倒塌的原因和经验教训;从理论方面讨论了木结构自身冗余、鲁棒性、木材延性与抗连续倒塌的关系;从试验研究上,介绍国外的木结构抗连续倒塌试验结果;从设计标准数值模拟方面,从木结构的有限元模拟和离散元模拟两方面展开讨论;从设计方法方面,结合标准从目前4种设计方法进行论述。最后对木结构连续倒塌的发展趋势进行了展望。
现代钢结构
高强钢薄壁箱形截面轴压构件整体稳定承载能力研究
高磊, 江克斌, 白林越, 何晓晖
2016, 46(12): 123-127. doi: 10.13204/j.gyjz201612024
摘要:
为研究18Mn2Cr Mo BA高强钢材轴心受压构件的整体稳定承载能力,对8个高强钢板冷弯成槽形并对焊成形的薄壁箱形截面构件进行轴心受压试验研究。通过建立有限元模型分析高强钢薄壁箱形截面压杆稳定承载力,分析对比发现计算结果与试验结果吻合良好。利用有限元软件分析了48个不同截面、不同长细比的构件,将试验结果、有限元分析结果与GB 50017—2003《钢结构设计规范》进行对比,发现其比b类曲线高、比a类曲线略低。建议该类杆件的设计采用GB 50017—2003的b类曲线。
钢框架-预制混凝土抗侧力墙恢复力模型研究
刘向斌, 周天华, 余吉鹏, 白亮
2016, 46(12): 128-133. doi: 10.13204/j.gyjz201612025
摘要:
为研究钢框架-预制混凝土抗侧力墙结构体系("SPW体系")的受力性能,对两榀足尺单跨单层钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件进行水平低周反复加载试验,分析钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件延性、破坏机理及滞回性能。试验表明:加载前期,抗侧力墙体作为结构第一道防线承担主要水平荷载,随着墙体逐步退出工作,钢框架承担主要水平荷载成为结构第二道防线。根据试件荷载-位移滞回曲线,分析得到钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件三折线型骨架曲线计算式,通过分析试验数据,建立了"SPW体系"初始抗侧刚度计算式,提出加载刚度及卸载刚度退化规律,建立钢框架-预制混凝土抗侧力墙试件恢复力模型,可为该结构体系弹塑性分析提供依据。
铁路枢纽单层编织拱壳屋盖连续倒塌分析研究
田承昊, 刘明, 董城
2016, 46(12): 134-139. doi: 10.13204/j.gyjz201612026
摘要:
为减少局部构件破坏引起结构连续倒塌的可能性,运用等效荷载瞬时卸载法对一综合交通枢纽中央站房屋盖进行了不同支座失效情况下结构抗连续倒塌的动力分析。利用应力比法分析了站房结构屋盖的重要构件,采用有限元程序ABAQUS对结构进行非线性动力分析,构件破坏判断标准参考美国标准UFC4-023-03的要求。介绍抗连续倒塌动力分析的承载力和变形判定准则,分析在关键构件失效瞬间结构的应力比和变形能否满足设计要求。结果表明:在不同位置支座失效情况下,该屋盖发生了局部破坏,但破坏限制在去除构件周围的一定范围内;边支座失效情况下,结构破坏范围明显加大,但最终破坏仍限制在局部范围,不会造成整体结构的连续坍塌。
单向滑移支座节点受力性能研究
翟文博, 张国军, 张爱林, 葛家琪, 杨霄
2016, 46(12): 140-145. doi: 10.13204/j.gyjz201612027
摘要:
针对某索膜整体张拉结构环桁架支座,比较了采用固定支座与采用铰支座的两种计算模型的受力性能,分析表明采用铰支座的模型受力性能较好。确定支座形式后,提出了一种径向可滑、环向限位铰支座,对该支座节点的受力性能进行了考虑摩擦接触的有限元计算分析。计算表明:节点在设计荷载下整体处于弹性工作阶段,满足强度要求且具有一定的强度储备;2.2倍设计荷载下节点开始进入屈服阶段,在2.84倍设计荷载下由于塑性过大而发生破坏。关于摩擦系数对支座节点受力性能影响的研究表明:摩擦系数的增大显著降低了节点的受力性能。构件加工过程中应采取打磨、加聚四氟乙烯板等措施保证球面板与下盖板接触面的光滑,保证支座的转动性能,以充分发挥其承载能力。
全联合构架单钢管柱空间作用影响系数
杨建江, 李辰曦, 刘亮亮
2016, 46(12): 146-151. doi: 10.13204/j.gyjz201612028
摘要:
以某500 k V全联合变电构架为工程背景进行出线构架柱的受力分析,利用ANSYS有限元分析软件,获得3种连接刚度的单钢管柱及其相应独立杆的受力情况,得出内力与位移的空间作用影响系数,并与传统A型出线柱分析结果进行比较,探讨连接刚度和构架形式对计算结果的影响。研究表明:单杆柱构架较A型柱构架受力性能有一定的优越性。单杆柱出线构架空间作用影响系数存在一定的规律性和不确定性,不同工况下的不同内力需分别确定其系数。利用空间作用影响系数,可将出线柱模型简化为单杆模型进行研究分析。
复材结构
混凝土碱性环境下玻璃纤维增强聚合物筋力学性能研究
闫邦平, 连春明
2016, 46(12): 152-156. doi: 10.13204/j.gyjz201612029
摘要:
通过模拟研究对碱性环境下玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋的力学性能试验。分析了不同温度、侵蚀条件对GFRP筋拉伸性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线荧光光谱(XRF)的微观试验,分析腐蚀前后GFRP筋力学性能变化时对应的GFRP筋表面形貌、内部结构和化学组成的变化,从而揭示GFRP筋在碱性环境下的性能劣化机理。
改进型碳纤维复材筋用锚具静载测试及黏结应力分布
李十泉, 刘荣桂, 陈蓓, 谢桂华, 唐永生
2016, 46(12): 157-162. doi: 10.13204/j.gyjz201612030
摘要:
为研究设计参数对改进型锚具力学性能、破坏形式的影响及锚固区黏结应力分布状况,对11组CFRP筋改进型锚具进行了静载测试。研究结果表明:锚具的破坏形式有筋材拉断、钢管破坏和胶体滑移,其中筋材拉断为理想形式。可通过测试钢管外表面应变,计算黏结应力得出其分布情况。在极限状态2 mm厚钢管,400 mm长,55 mm长夹片的GM-9锚具黏结应力分布与光滑曲线模型基本吻合,但有区别,所用测试方法可行;3 mm厚钢管,400 mm长,分别为50,80,90 mm长夹片的GM-1、GM-2、GM-3加载端黏结应力较大,异于光滑曲线模型;光滑曲线模型适用于破坏形式为胶体滑移的试件。建议设计参数为:钢管厚3 mm、长400 mm,夹片长55 mm、倾角6.5°、夹持位置为中间;胶体厚2 mm;可有效锚固单根直径为8 mm的CFRP筋,其极限承载力高达151.5 k N。
纤维增强复材-混凝土-钢管组合实心方形短柱轴压承载力分析
侯玉林, 赵均海, 曹雪叶
2016, 46(12): 163-167. doi: 10.13204/j.gyjz201612031
摘要:
以纤维增强复材(FRP)-混凝土-钢管组合实心方形短柱为研究对象,根据夹层混凝土受到约束作用的不同,将其划分为有效约束区和非有效约束区;同时考虑夹层混凝土受到的双重约束,将方形纤维增强复材布转化为圆形FRP布。基于统一强度理论,考虑中间主应力、材料拉压比以及倒角半径的影响,推导得到FRP-混凝土-钢管组合实心方形短柱的轴压承载力计算式。将理论计算结果与相关文献试验结果对比,吻合良好,证明了算式的正确性和合理性。对影响因素的分析表明:轴压承载力随中间主应力系数、侧压系数的增加而变大,随着倒角半径的增大先增大后减小,随着钢管径厚比的增大而减小。
鉴定·加固·改造
基于增量动力分析法的纤维增强复合材料加固混凝土框架结构抗震性能研究
范存新, 张烨超, 姜绍飞
2016, 46(12): 168-173. doi: 10.13204/j.gyjz201612032
摘要:
为了研究纤维增强材料(CFRP)加固混凝土(RC)框架结构的关键构件对结构整体抗震性能的影响,提出基于CFRP加固柱极限破坏状态来确定加固结构抗震性能水平限值的方法,定义了CFRP加固RC框架结构的4个极限状态,然后采用增量动力分析(IDA)方法对比分析了RC框架结构加固前后的抗震性能和基于性能的地震易损性。研究发现:RC框架结构在CFRP加固后,结构发生了薄弱层的转移,同时结构会提前出现变形,消耗地震能量,结构的水平承载能力、延性和抗震能力得到了提高。
碳纤维增强复合材料-梁端加腋组合方法加固梁柱节点的受剪性能研究
王步, 武贤慧, 刘聪聪
2016, 46(12): 174-179. doi: 10.13204/j.gyjz201612033
摘要:
基于碳纤维增强复合材料(CFRP)约束的梁端混凝土加腋区,CFRP-梁端加腋组合方法可大幅度扩展节点刚性域范围,适用于受剪性能严重不足的梁柱节点加固。考虑到节点受力的复杂性,在前期试验验证的基础上,采用有限元仿真分析方法以进一步明确加固节点的受剪性能与工作机理,以及不同加固构造对加固效果的影响规律。在此基础上,建立了CFRP-梁端加腋组合方法加固节点的压杆-拉杆受力分析模型。
基于层次分析法的古建筑木结构安全性评估方法
徐帅, 郭小东, 黄瑞乾, 王耀国, 付体彪
2016, 46(12): 180-183. doi: 10.13204/j.gyjz201612034
摘要:
为了提高古建筑木结构安全性鉴定及评估的效率和可靠性,将抽样检测和安全性评估有机结合,基于层次分析法和评级法,设计一种快速高效的古建筑木结构安全性评估方法。将一栋古建筑木结构作为一个鉴定单元,分为子单元、构件和构造、检测项目3个层次。子单元可分为地基和台基、上部承重结构和围护结构等,构件和构造可分为重要构件和构造、次要构件和构造以及可忽略构件和构造,检测项目可为重要检测项目、次要检测项目和可忽略检测项目。构件和构造以及子单元的安全性等级评估可根据评分法综合得出或层次分析法计算得出。该方法不仅能减少检测工作量,还有助于技术人员快速找出影响建筑物安全性的因素。案例分析结果显示,所建议的评估方法可行,且能准确反映建筑物所存在的安全隐患。
工程实录
天津市某商业大厦超限高层建筑静力弹塑性分析
梁建文, 徐晓慧, 周德玲, 赵华
2016, 46(12): 184-190. doi: 10.13204/j.gyjz201612035
摘要:
在高层建筑静力弹塑性分析(Pushover)中,侧向力分布模式的选取是一个关键问题,尤其受高阶振型影响比较显著的超限高层建筑。以天津某商业大厦超限高层建筑为工程实例,采用5种常见的侧向力分布模式进行分析,并与弹塑性动力时程结果进行对比,对超限高层建筑Pushover分析中侧向力分布模式选取提出了建议。最后以振型组合分布模式对该超限高层建筑进行了Pushover分析,研究了结构的弹塑性抗震性能,提出了一些设计建议。
通城玉立小区地下阳光车库采光特性及效果分析
伍昌友, 屈万英, 李林琪, 王欣
2016, 46(12): 191-195. doi: 10.13204/j.gyjz201612036
摘要:
针对目前地下车库存在的问题,在通城玉立小区的设计中考虑地下阳光车库的设计,采用角锥形的正方形平面(尺寸3 m×3 m)聚碳酸酯(PC)板采光窗,设置在车行道上方。建成使用后,对其进行了天然采光照度的样本测试和统计,并对居民的满意度进行了问卷调查。运用统计学方法对地下车库的整体照度进行了统计分析,发现随着离天窗距离的加大,照度下降的速度先快后慢,呈指数分布。行车道照度与距离也呈指数关系,单侧采光时,满足最小照度要求30 lx,距离限制在14.3 m比较合理,基本2个柱网;双侧采光,采光口的距离限制在30 m左右,基本4个柱网左右。结合研究结果系统地分析了地下车库的设计要点及使用的舒适状况。
BIM技术与应用
建筑信息模型技术在地下输电工程结构设计中的应用
陈明, 史健勇
2016, 46(12): 196-200. doi: 10.13204/j.gyjz201612037
摘要:
BIM(建筑信息模型)技术的发展使建筑领域产生了第二次变革,但BIM技术在地下输电工程的结构设计中应用较少。基于国家电网项目中即墨站220 k V地下输电工程,以输电网中的工作井为研究对象,在BIM建模软件Revit中建立了工作井模型族库,实现参数化建立工作井的BIM模型,并将模型导入结构分析软件Robot中进行计算分析。该项目实现了工作井设计及计算的批量化操作,提高了设计人员的工作效率。