登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
2016年 第46卷 第8期
2016, 46(8): 1-6.
doi: 10.13204/j.gyjz201608001
摘要:
耐候钢及冷弯型钢输电铁塔的显著特点是可避免传统输电铁塔的热镀锌防腐,大幅度减少环境污染。以梧侣—内官220 k V输电线路工程为依托,设计出1基耐候钢及冷弯角钢直线塔SZ621N。为了保证工程的安全可靠运行,耐候钢及冷弯型输电铁塔顺利通过了9个工况的100%设计荷载测试,其中超载工况下,当荷载达到118%时,铁塔发生失稳破坏。各工况试验实测位移与理论计算位移相吻合。根据试验结果,提出了耐候钢及冷弯型钢输电铁塔设计中应该注意的问题。
耐候钢及冷弯型钢输电铁塔的显著特点是可避免传统输电铁塔的热镀锌防腐,大幅度减少环境污染。以梧侣—内官220 k V输电线路工程为依托,设计出1基耐候钢及冷弯角钢直线塔SZ621N。为了保证工程的安全可靠运行,耐候钢及冷弯型输电铁塔顺利通过了9个工况的100%设计荷载测试,其中超载工况下,当荷载达到118%时,铁塔发生失稳破坏。各工况试验实测位移与理论计算位移相吻合。根据试验结果,提出了耐候钢及冷弯型钢输电铁塔设计中应该注意的问题。
2016, 46(8): 7-11.
doi: 10.13204/j.gyjz201608002
摘要:
导线风压不均匀系数用于表征在较大档距内不均匀分布的风荷载。当前国内外采用的导线风压不均匀系数计算方法大致分为两类:一类不区分脉动风与平均风对风压不均匀系数的影响,笼统地采用一个系数予以表征;一类仅考虑脉动风不均匀性的影响。在对美国ASCE的导线阵风响应系数、Davenport档距系数以及中日德三国风压不均匀系数的计算方法对比分析的基础上,结合实测数据,首先证明了平均风不均匀性的存在,随后以Davenport档距系数计算理论为基础,提出了一种新的风压不均匀系数计算方法。该方法明确区分了平均风与脉动风不均匀性对整档导线风压的影响,考虑影响因素全面,物理意义更为明确。
导线风压不均匀系数用于表征在较大档距内不均匀分布的风荷载。当前国内外采用的导线风压不均匀系数计算方法大致分为两类:一类不区分脉动风与平均风对风压不均匀系数的影响,笼统地采用一个系数予以表征;一类仅考虑脉动风不均匀性的影响。在对美国ASCE的导线阵风响应系数、Davenport档距系数以及中日德三国风压不均匀系数的计算方法对比分析的基础上,结合实测数据,首先证明了平均风不均匀性的存在,随后以Davenport档距系数计算理论为基础,提出了一种新的风压不均匀系数计算方法。该方法明确区分了平均风与脉动风不均匀性对整档导线风压的影响,考虑影响因素全面,物理意义更为明确。
2016, 46(8): 12-15.
doi: 10.13204/j.gyjz201608003
摘要:
数值分析和构件试验均表明:按实腹式计算方法设计的双拼角钢柱受压承载力明显偏于不安全,应按组合构件计算。当按组合式构件计算方法设计该柱时,各种文献给出的绕虚轴弯曲屈曲临界力的简化计算方法并不一致,有必要根据有限元计算结果校核以上算法的精度,为双拼角钢柱的设计研究工作提供参考。首先列举了3种常见的双拼角钢绕虚轴屈曲临界力的计算方法及原理,然后采用壳单元离散双拼角钢柱,采用ANSYS的线性屈曲模块,计算其屈曲临界力。最后,对比有限元和以上3种算法的计算结果,表明:GB 50017—2003《钢结构设计规范》或ANSI/AISC 360-05《Specification for Structural Steel Buildings》中缀板柱的计算式误差相对较小,推荐使用。
数值分析和构件试验均表明:按实腹式计算方法设计的双拼角钢柱受压承载力明显偏于不安全,应按组合构件计算。当按组合式构件计算方法设计该柱时,各种文献给出的绕虚轴弯曲屈曲临界力的简化计算方法并不一致,有必要根据有限元计算结果校核以上算法的精度,为双拼角钢柱的设计研究工作提供参考。首先列举了3种常见的双拼角钢绕虚轴屈曲临界力的计算方法及原理,然后采用壳单元离散双拼角钢柱,采用ANSYS的线性屈曲模块,计算其屈曲临界力。最后,对比有限元和以上3种算法的计算结果,表明:GB 50017—2003《钢结构设计规范》或ANSI/AISC 360-05《Specification for Structural Steel Buildings》中缀板柱的计算式误差相对较小,推荐使用。
2016, 46(8): 16-20.
doi: 10.13204/j.gyjz201608004
摘要:
随着输电线路荷载的增大,单肢角钢无法满足铁塔结构的强度要求,主材根部通常采用双拼或者四拼组合构件,但上部构件的内力相对较小,采用双拼或者四拼角钢时利用率较低,一般采用单肢角钢来达到节约材料的目的,因此,研究单角钢和双角钢的过渡节点具有重要意义。利用ANSYS软件建立单、双角钢过渡节点有限元模型,分析长细比、靴板厚度以及过渡节点板厚度等因素对其破坏模式、轴压承载力性能的影响规律。研究结果表明:随着长细比的增大,过渡节点的承载力降低;靴板的厚度与过渡节点承载力呈正比,当过渡节点板较薄时,节点发生弯曲失稳破坏,当厚度增加时,节点发生弯扭失稳破坏。
随着输电线路荷载的增大,单肢角钢无法满足铁塔结构的强度要求,主材根部通常采用双拼或者四拼组合构件,但上部构件的内力相对较小,采用双拼或者四拼角钢时利用率较低,一般采用单肢角钢来达到节约材料的目的,因此,研究单角钢和双角钢的过渡节点具有重要意义。利用ANSYS软件建立单、双角钢过渡节点有限元模型,分析长细比、靴板厚度以及过渡节点板厚度等因素对其破坏模式、轴压承载力性能的影响规律。研究结果表明:随着长细比的增大,过渡节点的承载力降低;靴板的厚度与过渡节点承载力呈正比,当过渡节点板较薄时,节点发生弯曲失稳破坏,当厚度增加时,节点发生弯扭失稳破坏。
2016, 46(8): 21-27.
doi: 10.13204/j.gyjz201608005
摘要:
针对河西走廊通道较为拥挤的区域,对±800 k V同塔双回输电铁塔的荷载取值及结构设计进行分析。±800 k V同塔双回输电铁塔SJ30102的设计采用十字组合角钢的相关研究成果,包括填板布置形式、主斜材新型连接形式、稳定承载力计算方法、填板及螺栓计算方法等。结果表明:随机振动理论计算的横担风振系数不一定大于相应高度处塔身风振系数,风振系数的大小取决于分段质量与迎风面积的比值;采用一字分离式填板塔较采用十字分离式或采用十字焊接式填板塔轻约3%。SJ30102真型塔的7个试验工况验证了十字组合角钢相关研究成果的合理性和可靠性。
针对河西走廊通道较为拥挤的区域,对±800 k V同塔双回输电铁塔的荷载取值及结构设计进行分析。±800 k V同塔双回输电铁塔SJ30102的设计采用十字组合角钢的相关研究成果,包括填板布置形式、主斜材新型连接形式、稳定承载力计算方法、填板及螺栓计算方法等。结果表明:随机振动理论计算的横担风振系数不一定大于相应高度处塔身风振系数,风振系数的大小取决于分段质量与迎风面积的比值;采用一字分离式填板塔较采用十字分离式或采用十字焊接式填板塔轻约3%。SJ30102真型塔的7个试验工况验证了十字组合角钢相关研究成果的合理性和可靠性。
2016, 46(8): 28-33.
doi: 10.13204/j.gyjz201608006
摘要:
调研了国内外法兰连接的研究及应用情况。通过性能对比提出了用于我国输电钢管塔的带颈法兰形式,提出了柔性带颈对焊法兰的设计流程及设计计算方法,给出了螺栓受力修正系数的取值,结合构造要求及施工条件提出了螺栓定位圆直径K的取值原则,并通过技术经济比较提出了不同法兰形式的适用范围。分别开展了Q345、Q420及Q460强度等级的带颈法兰节点轴拉承载力试验研究,并选取1 000 k V特高压双回线路中应用了柔性带颈法兰的8基钢管塔开展真型试验,并顺利通过了检验。所提出的柔性带颈对焊法兰设计计算方法以及构造、加工等方面的工程建议,已被纳入Q/GDW 391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》中。
调研了国内外法兰连接的研究及应用情况。通过性能对比提出了用于我国输电钢管塔的带颈法兰形式,提出了柔性带颈对焊法兰的设计流程及设计计算方法,给出了螺栓受力修正系数的取值,结合构造要求及施工条件提出了螺栓定位圆直径K的取值原则,并通过技术经济比较提出了不同法兰形式的适用范围。分别开展了Q345、Q420及Q460强度等级的带颈法兰节点轴拉承载力试验研究,并选取1 000 k V特高压双回线路中应用了柔性带颈法兰的8基钢管塔开展真型试验,并顺利通过了检验。所提出的柔性带颈对焊法兰设计计算方法以及构造、加工等方面的工程建议,已被纳入Q/GDW 391—2009《输电线路钢管塔构造设计规定》中。
2016, 46(8): 34-39.
doi: 10.13204/j.gyjz201608007
摘要:
为得到带端撑750 k V变电构架不同根开下的最优方案,采用SAP 2000软件对进出线根开尺寸为6,7,8 m的钢管混凝土人字柱变电构架进行有限元分析,并对纯钢管变电构架和各根开情况下的钢管混凝土变电构架结构的截面尺寸进行初步设计,分析其经济性。结果表明:在满足承载力要求的前提下,根开尺寸为8 m的方案为最优方案,具有一定的经济效益。
为得到带端撑750 k V变电构架不同根开下的最优方案,采用SAP 2000软件对进出线根开尺寸为6,7,8 m的钢管混凝土人字柱变电构架进行有限元分析,并对纯钢管变电构架和各根开情况下的钢管混凝土变电构架结构的截面尺寸进行初步设计,分析其经济性。结果表明:在满足承载力要求的前提下,根开尺寸为8 m的方案为最优方案,具有一定的经济效益。
2016, 46(8): 40-44.
doi: 10.13204/j.gyjz201608008
摘要:
为了得到中间格构柱750 k V变电构架不同根开下的最优方案,通过有限元分析软件SAP 2000和MIDAS/Gen对各方案进行分析,包括进出线根开8 m的纯钢管方案和进出线根开分别为6,7,8 m的钢管混凝土方案,在满足承载力极限状态和正常使用极限状态的条件下,分析了各方案构件的应力比、变形及经济效益。最终得出进出线根开为8 m的钢管混凝土方案为最优方案。
为了得到中间格构柱750 k V变电构架不同根开下的最优方案,通过有限元分析软件SAP 2000和MIDAS/Gen对各方案进行分析,包括进出线根开8 m的纯钢管方案和进出线根开分别为6,7,8 m的钢管混凝土方案,在满足承载力极限状态和正常使用极限状态的条件下,分析了各方案构件的应力比、变形及经济效益。最终得出进出线根开为8 m的钢管混凝土方案为最优方案。
2016, 46(8): 45-49.
doi: 10.13204/j.gyjz201608009
摘要:
大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力。以±1 100 k V淮东送出特高压直流工程中JC1转角塔为分析对象,优化了塔身坡度及根开尺寸,对主材采用组合角钢、大规格角钢和钢管进行经济性分析。结果表明:主材采用300 mm大规格角钢的JC1塔比钢管塔重约2%,比组合角钢塔轻6%~9%,每基铁塔价格比钢管塔低约15%,比组合角钢塔低6%~10%,具有较高的经济和社会效益。
大规格角钢肢宽与肢厚均较大,截面面积比常规输电铁塔角钢大得多,可大幅提高单构件承截力。以±1 100 k V淮东送出特高压直流工程中JC1转角塔为分析对象,优化了塔身坡度及根开尺寸,对主材采用组合角钢、大规格角钢和钢管进行经济性分析。结果表明:主材采用300 mm大规格角钢的JC1塔比钢管塔重约2%,比组合角钢塔轻6%~9%,每基铁塔价格比钢管塔低约15%,比组合角钢塔低6%~10%,具有较高的经济和社会效益。
2016, 46(8): 50-55.
doi: 10.13204/j.gyjz201608010
摘要:
对陕北地区的某330 k V输电线路倒塔事故进行静力和动力计算,综合考虑设计标准、塔型、大风、微地形等多重因素,深入分析倒塔事故的原因。分析结果与铁塔的实际破坏情况一致,总结出铁塔倒塌破坏的主要原因是该线路采用的330 k V通用设计84A塔型是依据SDGJ 94—1990《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》进行设计的,未对直线塔进行60°或45°计算,且其矩形塔身在承受顺线路方向风载的能力较弱。由于事故发生时,实际风速超设计风速21%,其风向角与线路方向成45°左右,线路事故段的局部地形对风荷载有放大效应,各种不利情况叠加造成杆塔结构超载受损。
对陕北地区的某330 k V输电线路倒塔事故进行静力和动力计算,综合考虑设计标准、塔型、大风、微地形等多重因素,深入分析倒塔事故的原因。分析结果与铁塔的实际破坏情况一致,总结出铁塔倒塌破坏的主要原因是该线路采用的330 k V通用设计84A塔型是依据SDGJ 94—1990《架空送电线路杆塔结构设计技术规定》进行设计的,未对直线塔进行60°或45°计算,且其矩形塔身在承受顺线路方向风载的能力较弱。由于事故发生时,实际风速超设计风速21%,其风向角与线路方向成45°左右,线路事故段的局部地形对风荷载有放大效应,各种不利情况叠加造成杆塔结构超载受损。
2016, 46(8): 56-60.
doi: 10.13204/j.gyjz201608011
摘要:
在中国,养老设施建设处于亟待发展和完善的阶段。基于养老建筑设计原则,对养老建筑的居住空间、公共空间、交通空间以及外部空间等方面进行论述,围绕适老化设计理念,探讨"以老为本"的养老建筑空间设计要点,为现阶段的养老建筑设计提供一定的参考。
在中国,养老设施建设处于亟待发展和完善的阶段。基于养老建筑设计原则,对养老建筑的居住空间、公共空间、交通空间以及外部空间等方面进行论述,围绕适老化设计理念,探讨"以老为本"的养老建筑空间设计要点,为现阶段的养老建筑设计提供一定的参考。
2016, 46(8): 61-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201608012
摘要:
止戈古镇历史悠久,风景优美,至今仍保存有较完整的川西风格的民居建筑。从对止戈古镇的现状测绘调研入手,提出基于公共空间营造的止戈古镇规划设计理念。止戈古镇设计中结合保护原古镇具有历史价值的民居建筑,新建和修复设计游客接待中心、民俗博物馆、艺术茶室等具有旅游接待功能的公共建筑,梳理出新的景观水街、古镇内街和商业外街3条景观轴线,给止戈古镇注入新的活力。
止戈古镇历史悠久,风景优美,至今仍保存有较完整的川西风格的民居建筑。从对止戈古镇的现状测绘调研入手,提出基于公共空间营造的止戈古镇规划设计理念。止戈古镇设计中结合保护原古镇具有历史价值的民居建筑,新建和修复设计游客接待中心、民俗博物馆、艺术茶室等具有旅游接待功能的公共建筑,梳理出新的景观水街、古镇内街和商业外街3条景观轴线,给止戈古镇注入新的活力。
2016, 46(8): 65-68.
doi: 10.13204/j.gyjz201608013
摘要:
我国属于缺水型国家,近年来随着城市化进程的加快,城市人口增长与水资源匮乏的矛盾愈演愈烈。公园作为城市的绿色基础设施,以生态自然的手段协调着人与城市之间的种种矛盾,公园用水作为园林造景、种植灌溉、管理服务中必不可少的资源,也是城市水循环中的重要组成部分。如何探寻新型水源,保证水景的景观性与功能性相结合,是园林规划设计工作者应重视的重要问题。通过从城市中水水质研究入手,结合调研的国内外公园中水利用案例,总结出城市公园中水利用策略,并探寻其景观营造手段,为公园设计、建设引用中水水源提供一个新的思路。
我国属于缺水型国家,近年来随着城市化进程的加快,城市人口增长与水资源匮乏的矛盾愈演愈烈。公园作为城市的绿色基础设施,以生态自然的手段协调着人与城市之间的种种矛盾,公园用水作为园林造景、种植灌溉、管理服务中必不可少的资源,也是城市水循环中的重要组成部分。如何探寻新型水源,保证水景的景观性与功能性相结合,是园林规划设计工作者应重视的重要问题。通过从城市中水水质研究入手,结合调研的国内外公园中水利用案例,总结出城市公园中水利用策略,并探寻其景观营造手段,为公园设计、建设引用中水水源提供一个新的思路。
2016, 46(8): 69-72.
doi: 10.13204/j.gyjz201608014
摘要:
随着经济的高速发展和城市的不断扩张,一些存在着严重污染的工厂被迫外迁,遗留下了众多的工业废弃地。以工业废弃地为研究对象,在实地调研和改造设计的基础上,运用分析法和归纳法,提出了工业废弃地及其工业建筑遗产的有机更新和活化利用的模式、方法和准则,对今后我国城市工业废弃地面临类似问题的解决具有参考意义。
随着经济的高速发展和城市的不断扩张,一些存在着严重污染的工厂被迫外迁,遗留下了众多的工业废弃地。以工业废弃地为研究对象,在实地调研和改造设计的基础上,运用分析法和归纳法,提出了工业废弃地及其工业建筑遗产的有机更新和活化利用的模式、方法和准则,对今后我国城市工业废弃地面临类似问题的解决具有参考意义。
2016, 46(8): 73-78.
doi: 10.13204/j.gyjz201608015
摘要:
以应变能阻尼法为基础,提出确定混合结构工业厂房抗震设计阻尼参数的多振型综合阻尼比方法,相对于传统方法,其具有更高的精度和适用性。分别采用多振型综合阻尼比法、强迫解耦法、非比例阻尼法形成混合结构的阻尼矩阵,基于反应谱方法和时程分析方法,对主厂房模型的地震反应进行对比分析,其中非比例阻尼模型采用复振型分解法进行分析。结果表明:采用多振型综合阻尼矩阵得到的结构变形响应与非比例阻尼矩阵的计算结果较为接近,且设计内力偏于安全。建议对混合结构工业厂房进行地震反应分析时,在条件许可的情况下,宜采用复振型分解法,在条件不许可的情况下,宜采用多振型综合阻尼比法。
以应变能阻尼法为基础,提出确定混合结构工业厂房抗震设计阻尼参数的多振型综合阻尼比方法,相对于传统方法,其具有更高的精度和适用性。分别采用多振型综合阻尼比法、强迫解耦法、非比例阻尼法形成混合结构的阻尼矩阵,基于反应谱方法和时程分析方法,对主厂房模型的地震反应进行对比分析,其中非比例阻尼模型采用复振型分解法进行分析。结果表明:采用多振型综合阻尼矩阵得到的结构变形响应与非比例阻尼矩阵的计算结果较为接近,且设计内力偏于安全。建议对混合结构工业厂房进行地震反应分析时,在条件许可的情况下,宜采用复振型分解法,在条件不许可的情况下,宜采用多振型综合阻尼比法。
2016, 46(8): 79-84.
doi: 10.13204/j.gyjz201608016
摘要:
为探究两种防护装甲的防护能力,设计了4组四面简支板构件,其中1组进行静力加载试验、3组进行有防护装甲和无防护装甲的飞射物模型撞击试验。静力加载试验中量测并分析了构件的挠度,观测记录加载过程中的裂缝开展情况,最终得到构件的极限承载力。飞射物模型撞击试验中量测并分析了飞射物的加速度和构件破坏情况。通过分析对比,结果表明:剪切增稠液体装甲能明显吸收飞射物的动能、有效降低飞射物的峰值加速度,达到防护效果;波纹钢板-泡沫铝防护装甲对飞射物的峰值加速度降低基本无影响,但能够通过减小界面损坏和扩大撞击力作用面积降低板的破坏程度。
为探究两种防护装甲的防护能力,设计了4组四面简支板构件,其中1组进行静力加载试验、3组进行有防护装甲和无防护装甲的飞射物模型撞击试验。静力加载试验中量测并分析了构件的挠度,观测记录加载过程中的裂缝开展情况,最终得到构件的极限承载力。飞射物模型撞击试验中量测并分析了飞射物的加速度和构件破坏情况。通过分析对比,结果表明:剪切增稠液体装甲能明显吸收飞射物的动能、有效降低飞射物的峰值加速度,达到防护效果;波纹钢板-泡沫铝防护装甲对飞射物的峰值加速度降低基本无影响,但能够通过减小界面损坏和扩大撞击力作用面积降低板的破坏程度。
2016, 46(8): 85-88.
doi: 10.13204/j.gyjz201608017
摘要:
针对地震作用下混凝土结构塑性铰区域动态应力的监测需求,提出利用压电智能骨料进行混凝土内部损伤过程动态应力监测的方法,采用试验手段对该方法进行验证:对1根在塑性铰区域布置压电智能骨料及应变片的混凝土柱施加水平方向动态往复荷载,得到混凝土应力及钢筋的应变时程并进行对比分析。结果表明:压电智能骨料可以监测混凝土开裂的过程,测得混凝土抗拉强度与理论值基本一致;压电智能骨料可以监测动态加载全过程的钢筋混凝土内部压应力重分布规律,并与钢筋应变片的应变变化规律相互印证,验证了该监测方法的可行性。
针对地震作用下混凝土结构塑性铰区域动态应力的监测需求,提出利用压电智能骨料进行混凝土内部损伤过程动态应力监测的方法,采用试验手段对该方法进行验证:对1根在塑性铰区域布置压电智能骨料及应变片的混凝土柱施加水平方向动态往复荷载,得到混凝土应力及钢筋的应变时程并进行对比分析。结果表明:压电智能骨料可以监测混凝土开裂的过程,测得混凝土抗拉强度与理论值基本一致;压电智能骨料可以监测动态加载全过程的钢筋混凝土内部压应力重分布规律,并与钢筋应变片的应变变化规律相互印证,验证了该监测方法的可行性。
2016, 46(8): 89-92.
doi: 10.13204/j.gyjz201608018
摘要:
通过6块加气混凝土屋面板的抗弯试验,研究板材跨度及板材强度对加气混凝土屋面板的延性、开裂荷载和极限承载力的影响。试验结果表明:加气混凝土屋面板以弯剪破坏为主,承载能力较小,延性比较好。开裂荷载作用下板的变形较大,工程中屋面板的受弯承载力应以变形和强度同时控制比较合理。采用MARC有限元软件模拟分析该楼板的变形和承载力,结果表明,有限元计算与试验结果吻合较好。
通过6块加气混凝土屋面板的抗弯试验,研究板材跨度及板材强度对加气混凝土屋面板的延性、开裂荷载和极限承载力的影响。试验结果表明:加气混凝土屋面板以弯剪破坏为主,承载能力较小,延性比较好。开裂荷载作用下板的变形较大,工程中屋面板的受弯承载力应以变形和强度同时控制比较合理。采用MARC有限元软件模拟分析该楼板的变形和承载力,结果表明,有限元计算与试验结果吻合较好。
2016, 46(8): 93-97.
doi: 10.13204/j.gyjz201608019
摘要:
用废轮胎橡胶粉取代陶粒混凝土中的砂制作橡胶粉陶粒混凝土墙板,采用摆锤式冲击加载方式和放置承压垫块施加荷载的方式分别研究了墙板在不同影响因素下的抗冲击性能和局部抗压性能。结果表明:掺加废轮胎橡胶粉可以改善普通陶粒混凝土的脆性,橡胶粉陶粒混凝土墙板在抗冲击试验中表现出明显的塑性破坏特征;随着厚度的增加,墙板的抗冲击承载力和局部抗压承载力都增大;橡胶粉掺量增加,墙板的抗冲击承载力降低;墙板的局部抗压承载力随着承压垫块尺寸的增加而增大;陶粒掺量的降低有助于提高墙板的局部抗压承载力,并且提高幅度随着承压垫块尺寸的增加而增大,最大可达到56.9%;橡胶粉掺量小范围改变对墙板局部抗压承载力的影响不大。
用废轮胎橡胶粉取代陶粒混凝土中的砂制作橡胶粉陶粒混凝土墙板,采用摆锤式冲击加载方式和放置承压垫块施加荷载的方式分别研究了墙板在不同影响因素下的抗冲击性能和局部抗压性能。结果表明:掺加废轮胎橡胶粉可以改善普通陶粒混凝土的脆性,橡胶粉陶粒混凝土墙板在抗冲击试验中表现出明显的塑性破坏特征;随着厚度的增加,墙板的抗冲击承载力和局部抗压承载力都增大;橡胶粉掺量增加,墙板的抗冲击承载力降低;墙板的局部抗压承载力随着承压垫块尺寸的增加而增大;陶粒掺量的降低有助于提高墙板的局部抗压承载力,并且提高幅度随着承压垫块尺寸的增加而增大,最大可达到56.9%;橡胶粉掺量小范围改变对墙板局部抗压承载力的影响不大。
2016, 46(8): 98-103.
doi: 10.13204/j.gyjz201608020
摘要:
缓冲和回填材料的选择作为高放废物处置中的重要一环,有着非常重要的作用。许多研究表明:高庙子膨润土的诸多优良特性如低渗透性、高膨胀性、热稳定性等非常适合作为高放废物处置的缓冲和回填材料。针对高庙子膨润土的高膨胀性,在超固结非饱和土统一硬化模型的基础上,通过引入一项与原有塑性体变相耦合的膨胀体变,建立了能够反映土体湿化膨胀的膨胀性非饱和土统一硬化模型。该模型能够较好地反映出膨胀性非饱和土的高膨胀性及其膨胀效应随初始干密度、超固结程度变化等特性。
缓冲和回填材料的选择作为高放废物处置中的重要一环,有着非常重要的作用。许多研究表明:高庙子膨润土的诸多优良特性如低渗透性、高膨胀性、热稳定性等非常适合作为高放废物处置的缓冲和回填材料。针对高庙子膨润土的高膨胀性,在超固结非饱和土统一硬化模型的基础上,通过引入一项与原有塑性体变相耦合的膨胀体变,建立了能够反映土体湿化膨胀的膨胀性非饱和土统一硬化模型。该模型能够较好地反映出膨胀性非饱和土的高膨胀性及其膨胀效应随初始干密度、超固结程度变化等特性。
2016, 46(8): 104-108.
doi: 10.13204/j.gyjz201608021
摘要:
通过建立平面应变条件下桩承式加筋路堤土拱形态分析的弹塑性有限元模型,对桩承式加筋路堤中的土拱形态进行有限元数值模拟,并分析加筋对桩帽-土荷载分担特性的影响。计算结果表明:平面应变条件下桩承式加筋路堤中的土拱形态为半椭圆,土拱高度小于无筋桩承式路堤。土拱高度随路堤高度的增大先增高后稳定不变。加筋刚度对土拱高度的影响较小。加筋将桩间土承担的路堤荷载向桩帽上转移。由加筋传递到桩帽上的竖向应力随桩间距和加筋刚度的增大而增大,随桩帽宽度的增大而减小。
通过建立平面应变条件下桩承式加筋路堤土拱形态分析的弹塑性有限元模型,对桩承式加筋路堤中的土拱形态进行有限元数值模拟,并分析加筋对桩帽-土荷载分担特性的影响。计算结果表明:平面应变条件下桩承式加筋路堤中的土拱形态为半椭圆,土拱高度小于无筋桩承式路堤。土拱高度随路堤高度的增大先增高后稳定不变。加筋刚度对土拱高度的影响较小。加筋将桩间土承担的路堤荷载向桩帽上转移。由加筋传递到桩帽上的竖向应力随桩间距和加筋刚度的增大而增大,随桩帽宽度的增大而减小。
2016, 46(8): 109-114.
doi: 10.13204/j.gyjz201608022
摘要:
利用有限元软件PLAXIS对机场高填方地基处理工程中碎石桩处理的红黏土地基及未处理红黏土地基在上覆填筑体荷载下的变形特性进行数值模拟分析。数值计算中考虑了红黏土硬壳层的非饱和特性、红黏土地基的排水固结以及此过程中碎石桩的涂抹效应和井阻效应等,通过计算对比并结合现场实测数据,对桩长、桩径、置换率、桩身刚度等主要因素对加固效果的影响给予讨论,结果表明:增加桩长,采用小桩径、小桩距可有效加快地基固结沉降。还特别对目前工程界关心的带硬壳层红黏土地基是否适用碎石桩处理进行分析,给出了碎石桩处理带硬壳层红黏土的适用条件。
利用有限元软件PLAXIS对机场高填方地基处理工程中碎石桩处理的红黏土地基及未处理红黏土地基在上覆填筑体荷载下的变形特性进行数值模拟分析。数值计算中考虑了红黏土硬壳层的非饱和特性、红黏土地基的排水固结以及此过程中碎石桩的涂抹效应和井阻效应等,通过计算对比并结合现场实测数据,对桩长、桩径、置换率、桩身刚度等主要因素对加固效果的影响给予讨论,结果表明:增加桩长,采用小桩径、小桩距可有效加快地基固结沉降。还特别对目前工程界关心的带硬壳层红黏土地基是否适用碎石桩处理进行分析,给出了碎石桩处理带硬壳层红黏土的适用条件。
2016, 46(8): 115-118.
doi: 10.13204/j.gyjz201608023
摘要:
地基的液化对地基的抗震性能影响很大。通过有限元方法,对碎石桩加固前后的地基分别从土体有效应力和超静孔隙水压力角度进行对比分析,探讨在不同地震方向增补碎石桩对地基抗液化性能的影响。结果显示:对于易液化的地基,采用碎石桩加固后,地基的超静孔隙水压力大幅度减小,孔隙水压力消散加快,抑制地基液化的效果明显。此外,碎石桩的间距和单位有效置换面积是影响地基抗液化效果的主要因素。
地基的液化对地基的抗震性能影响很大。通过有限元方法,对碎石桩加固前后的地基分别从土体有效应力和超静孔隙水压力角度进行对比分析,探讨在不同地震方向增补碎石桩对地基抗液化性能的影响。结果显示:对于易液化的地基,采用碎石桩加固后,地基的超静孔隙水压力大幅度减小,孔隙水压力消散加快,抑制地基液化的效果明显。此外,碎石桩的间距和单位有效置换面积是影响地基抗液化效果的主要因素。
2016, 46(8): 119-122.
doi: 10.13204/j.gyjz201608024
摘要:
在轻骨料混凝土中掺入适量玄武岩纤维组成玄武岩纤维轻骨料混凝土,它同时具备玄武岩纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通轻骨料混凝土的抗拉强度低和玄武岩纤维混凝土自重大的不足。通过对不同玄武岩纤维含量的新型轻骨料混凝土材料基本力学性能的试验,研究其抗压强度、劈拉强度、抗折强度的变化规律。研究表明,随纤维掺量在一定范围内的增大,玄武岩纤维轻骨料混凝土的3种强度均增大。
在轻骨料混凝土中掺入适量玄武岩纤维组成玄武岩纤维轻骨料混凝土,它同时具备玄武岩纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通轻骨料混凝土的抗拉强度低和玄武岩纤维混凝土自重大的不足。通过对不同玄武岩纤维含量的新型轻骨料混凝土材料基本力学性能的试验,研究其抗压强度、劈拉强度、抗折强度的变化规律。研究表明,随纤维掺量在一定范围内的增大,玄武岩纤维轻骨料混凝土的3种强度均增大。
2016, 46(8): 123-126.
doi: 10.13204/j.gyjz201608025
摘要:
对疲劳损伤混凝土进行快速碳化试验,研究不同疲劳损伤度(0、0.2、0.4、0.6、0.8)混凝土碳化深度经时变化规律;探讨疲劳损伤对受拉、受压、无应力状态下混凝土碳化性能影响;同时,对疲劳损伤混凝土碳化后抗折强度变化规律进行分析。结果表明:疲劳损伤混凝土碳化深度服从Fick第一定律;疲劳损伤对混凝土受拉区及受压区碳化过程具有加速作用,但对无应力区碳化作用不明显,且受拉区碳化深度大于受压区;疲劳损伤混凝土碳化后抗折强度随着损伤度、碳化龄期的增大而不断降低。
对疲劳损伤混凝土进行快速碳化试验,研究不同疲劳损伤度(0、0.2、0.4、0.6、0.8)混凝土碳化深度经时变化规律;探讨疲劳损伤对受拉、受压、无应力状态下混凝土碳化性能影响;同时,对疲劳损伤混凝土碳化后抗折强度变化规律进行分析。结果表明:疲劳损伤混凝土碳化深度服从Fick第一定律;疲劳损伤对混凝土受拉区及受压区碳化过程具有加速作用,但对无应力区碳化作用不明显,且受拉区碳化深度大于受压区;疲劳损伤混凝土碳化后抗折强度随着损伤度、碳化龄期的增大而不断降低。
2016, 46(8): 127-129.
doi: 10.13204/j.gyjz201608026
摘要:
针对目前大量应用的建筑压型金属板围护系统使用中易出现的漏水问题,以YX30-160-800压型金属板系统试件为例进行水密性能试验方法的研究。试验采用在幕墙四性试验台上竖直安装试件进行风荷载分级加载并同时对试件进行喷淋的方式进行,针对压型金属板渗漏过程不易观测的特点,将红外热像法应用于渗漏观测过程,证实压型金属板围护系统水密性能检测方法的可行性。试验研究表明:风荷载及产生的变形是影响压型金属板系统渗漏的重要因素,安装节点(连接锚固点)是容易忽视的渗漏部位,应在设计、施工及水密性能试验中重点关注。
针对目前大量应用的建筑压型金属板围护系统使用中易出现的漏水问题,以YX30-160-800压型金属板系统试件为例进行水密性能试验方法的研究。试验采用在幕墙四性试验台上竖直安装试件进行风荷载分级加载并同时对试件进行喷淋的方式进行,针对压型金属板渗漏过程不易观测的特点,将红外热像法应用于渗漏观测过程,证实压型金属板围护系统水密性能检测方法的可行性。试验研究表明:风荷载及产生的变形是影响压型金属板系统渗漏的重要因素,安装节点(连接锚固点)是容易忽视的渗漏部位,应在设计、施工及水密性能试验中重点关注。
2016, 46(8): 130-134.
doi: 10.13204/j.gyjz201608027
摘要:
以足尺试验为基础结合有限元理论分析,研究屋架结构中梁柱节点的应力分布和刚度性能。首先,根据足尺试验结果,得到了梁柱节点区域正应力和剪应力的分布规律。其次,建立节点有限元实体模型,分析节点的半刚性性能,讨论梁柱节点域的刚度性能对下弦梁端内力的影响。结果表明:在屋架整体刚接模型的基础上,考虑刚域和转动刚度后,可有效提高轴力和弯矩的计算精度。最后,将节点有限元模型的应力分布与试验结果对比,说明该节点有限元模型可以较好地模拟梁柱节点区域的应力分布情况。
以足尺试验为基础结合有限元理论分析,研究屋架结构中梁柱节点的应力分布和刚度性能。首先,根据足尺试验结果,得到了梁柱节点区域正应力和剪应力的分布规律。其次,建立节点有限元实体模型,分析节点的半刚性性能,讨论梁柱节点域的刚度性能对下弦梁端内力的影响。结果表明:在屋架整体刚接模型的基础上,考虑刚域和转动刚度后,可有效提高轴力和弯矩的计算精度。最后,将节点有限元模型的应力分布与试验结果对比,说明该节点有限元模型可以较好地模拟梁柱节点区域的应力分布情况。
2016, 46(8): 135-139.
doi: 10.13204/j.gyjz201608028
摘要:
应用MIDAS/Gen软件以平面系数为变量进行计算分析,得出椭圆形弦支穹顶力学性能随平面系数变化的规律。针对常用布索方式的椭圆形弦支穹顶存在的内力分布及节点竖向位移等具体问题,提出一种结构环索布置上的改进形式,即分块布置环索的弦支穹顶结构,并初步研究了其力学性能及稳定性能。通过对两种弦支穹顶结构形式力学性能的对比,提出了新型布索方式的优点,并提出了今后的研究方向及需要解决的主要技术问题。
应用MIDAS/Gen软件以平面系数为变量进行计算分析,得出椭圆形弦支穹顶力学性能随平面系数变化的规律。针对常用布索方式的椭圆形弦支穹顶存在的内力分布及节点竖向位移等具体问题,提出一种结构环索布置上的改进形式,即分块布置环索的弦支穹顶结构,并初步研究了其力学性能及稳定性能。通过对两种弦支穹顶结构形式力学性能的对比,提出了新型布索方式的优点,并提出了今后的研究方向及需要解决的主要技术问题。
2016, 46(8): 140-144.
doi: 10.13204/j.gyjz201608029
摘要:
为研究纤维混凝土可更换式墙板填充钢框架结构体系的受力性能,对1榀钢框架-预制纤维混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究,待纤维混凝土墙板破坏后更换新的墙板重新加载,测试可更换式结构构造的可靠性,研究结构的破坏机理、滞回性能、延性及变形和耗能性能等。试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段性,抗侧力墙板先于钢框架破坏,为结构体系的第1道抗震防线,钢框架为结构的第2道抗震防线;抗侧力墙板失效时结构处于可修复水平,更换墙板后结构仍保持相同的抗侧力水平。
为研究纤维混凝土可更换式墙板填充钢框架结构体系的受力性能,对1榀钢框架-预制纤维混凝土抗侧力墙板结构足尺试件进行低周反复荷载作用下的试验研究,待纤维混凝土墙板破坏后更换新的墙板重新加载,测试可更换式结构构造的可靠性,研究结构的破坏机理、滞回性能、延性及变形和耗能性能等。试验结果表明:该结构体系为一种典型的双重抗侧力体系,加载过程呈现出明显的两阶段性,抗侧力墙板先于钢框架破坏,为结构体系的第1道抗震防线,钢框架为结构的第2道抗震防线;抗侧力墙板失效时结构处于可修复水平,更换墙板后结构仍保持相同的抗侧力水平。
2016, 46(8): 145-149.
doi: 10.13204/j.gyjz201608030
摘要:
以某高层建筑中实际的钢结构夹层为案例,介绍了该夹层的设计概况,采用简化的评估方法预测了夹层楼盖的基本频率和人致振动响应,施工完成后对其进行了实地动力测试,分别测得该结构的模态特性以及在人行荷载工况下的振动响应。实践表明:该种轻质夹层的设计符合振动舒适度的要求,采用的楼盖评估方法是实用的、偏于安全的;在考虑舒适度的楼盖人致振动评估中建议联合采用响应的峰值和连续均方根响应。
以某高层建筑中实际的钢结构夹层为案例,介绍了该夹层的设计概况,采用简化的评估方法预测了夹层楼盖的基本频率和人致振动响应,施工完成后对其进行了实地动力测试,分别测得该结构的模态特性以及在人行荷载工况下的振动响应。实践表明:该种轻质夹层的设计符合振动舒适度的要求,采用的楼盖评估方法是实用的、偏于安全的;在考虑舒适度的楼盖人致振动评估中建议联合采用响应的峰值和连续均方根响应。
2016, 46(8): 150-154.
doi: 10.13204/j.gyjz201608031
摘要:
通过对混凝土结构补强加固措施存在的问题进行分析,给出了混凝土-复合层新型结构具体形式,提出了混凝土-复合层新型结构施工具体流程;对混凝土、尼龙带混凝土和胶黏带混凝土强度进行了试验测定。结果表明:尼龙带和胶黏带混凝土压缩韧性增强,对于混凝土结构补强和抗震性能作用提高较好。高性能数值计算结果表明:拉伸破坏是立柱的主要破坏模式,剪切破坏是次主要破坏模式;混凝土+加固带+多孔金属复合层结构型式为混凝土-复合层结构优选型式,与混凝土-复合层结构补强特性试验测试研究结果一致。
通过对混凝土结构补强加固措施存在的问题进行分析,给出了混凝土-复合层新型结构具体形式,提出了混凝土-复合层新型结构施工具体流程;对混凝土、尼龙带混凝土和胶黏带混凝土强度进行了试验测定。结果表明:尼龙带和胶黏带混凝土压缩韧性增强,对于混凝土结构补强和抗震性能作用提高较好。高性能数值计算结果表明:拉伸破坏是立柱的主要破坏模式,剪切破坏是次主要破坏模式;混凝土+加固带+多孔金属复合层结构型式为混凝土-复合层结构优选型式,与混凝土-复合层结构补强特性试验测试研究结果一致。
2016, 46(8): 155-157.
doi: 10.13204/j.gyjz201608032
摘要:
当前人们在选择建筑结构加固方案时大多单纯地从经济性或结构安全性等单一层面进行考虑,很少结合技术、经济、社会环境等综合考虑来选择加固方案。鉴于此,尝试剖析了传统的理想点法(TOPSIS),并对TOPSIS法的缺陷进行改进,建立了基于改进的TOPSIS法的建筑结构加固方案优选模型,并进行了实例应用,应用效果良好。
当前人们在选择建筑结构加固方案时大多单纯地从经济性或结构安全性等单一层面进行考虑,很少结合技术、经济、社会环境等综合考虑来选择加固方案。鉴于此,尝试剖析了传统的理想点法(TOPSIS),并对TOPSIS法的缺陷进行改进,建立了基于改进的TOPSIS法的建筑结构加固方案优选模型,并进行了实例应用,应用效果良好。
2016, 46(8): 158-161.
doi: 10.13204/j.gyjz201608033
摘要:
山东聊城某商业大厦在强降雨积水形成的高水头作用下侧壁出现渗透破坏,导致基坑周边地面塌陷,危及相邻建筑物安全。通过采用向坑内注水的方式减小坑内外水头差,并对塌陷区域进行及时回填,确保邻近建筑物安全。应急抢险之后对基坑进行了鉴定,在全面分析事故原因的基础上,针对渗透破坏后的基坑现状,通过对周边主动区土体注浆和基坑侧壁中增设自钻式锚杆的方式对基坑进行加固,确保了基坑及周边建筑物的安全,使得工程顺利完成。
山东聊城某商业大厦在强降雨积水形成的高水头作用下侧壁出现渗透破坏,导致基坑周边地面塌陷,危及相邻建筑物安全。通过采用向坑内注水的方式减小坑内外水头差,并对塌陷区域进行及时回填,确保邻近建筑物安全。应急抢险之后对基坑进行了鉴定,在全面分析事故原因的基础上,针对渗透破坏后的基坑现状,通过对周边主动区土体注浆和基坑侧壁中增设自钻式锚杆的方式对基坑进行加固,确保了基坑及周边建筑物的安全,使得工程顺利完成。
2016, 46(8): 162-168.
doi: 10.13204/j.gyjz201608034
摘要:
杭州欧美金融城EFC项目T2塔楼为办公及公寓类公共建筑,地下两层,地上47层,建筑高度约209.18 m。结构体系采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒(劲性钢骨),为B级高度超限高层建筑。对该工程的结构体系、结构布置、结构设计特点、抗震性能目标以及主要抗震措施进行介绍,分别采用PKPM和MIDAS Building软件对结构进行弹性反应谱分析和弹性时程分析,并进行Pushover分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。分析结果表明,结构整体及构件的刚度、承载力满足抗震性能目标的要求。
杭州欧美金融城EFC项目T2塔楼为办公及公寓类公共建筑,地下两层,地上47层,建筑高度约209.18 m。结构体系采用现浇钢筋混凝土框架-核心筒(劲性钢骨),为B级高度超限高层建筑。对该工程的结构体系、结构布置、结构设计特点、抗震性能目标以及主要抗震措施进行介绍,分别采用PKPM和MIDAS Building软件对结构进行弹性反应谱分析和弹性时程分析,并进行Pushover分析和罕遇地震作用下的弹塑性时程分析。分析结果表明,结构整体及构件的刚度、承载力满足抗震性能目标的要求。
2016, 46(8): 169-172.
doi: 10.13204/j.gyjz201608035
摘要:
针对英国政府推出的碳减排相关的法令法规,英国皇家建筑师协会制定了低碳建筑设计模式,内容包括低碳建筑的设计原则、设计标准、设计方法以及评价方法,为建筑师提供通过设计手段减少建筑碳排放的基础方法,实现建筑领域的可持续发展。
针对英国政府推出的碳减排相关的法令法规,英国皇家建筑师协会制定了低碳建筑设计模式,内容包括低碳建筑的设计原则、设计标准、设计方法以及评价方法,为建筑师提供通过设计手段减少建筑碳排放的基础方法,实现建筑领域的可持续发展。
2016, 46(8): 173-175.
doi: 10.13204/j.gyjz201608036
摘要:
随着汽车保有量的不断增长,城市"停车难"的问题日益突出,严重影响城市道路的通行效率和人民的生活质量,已成为制约城市可持续发展的障碍之一。有效解决城市停车难问题,改善道路通行质量,是当前城市发展的一个重要课题。圆形地下智能停车库可充分利用地下空间,减少对地面空间的占有率,在海外已有二十余年的成功使用经验。通过介绍海外成功经验,以期为我国停车场的建设提供有益的借鉴。
随着汽车保有量的不断增长,城市"停车难"的问题日益突出,严重影响城市道路的通行效率和人民的生活质量,已成为制约城市可持续发展的障碍之一。有效解决城市停车难问题,改善道路通行质量,是当前城市发展的一个重要课题。圆形地下智能停车库可充分利用地下空间,减少对地面空间的占有率,在海外已有二十余年的成功使用经验。通过介绍海外成功经验,以期为我国停车场的建设提供有益的借鉴。
2016, 46(8): 176-181.
doi: 10.13204/j.gyjz201608037
摘要:
为支持BIM(Building Information Modeling)不同项目参与方按需求高效地获取定制信息,提出一种基于IFC(Industry Foundation Class)属性抽取的子模型生成方式。通过分析IFC分类、IFC实体关联机制,根据领域模型信息需求对IFC模型中的数据实现基于属性的自动抽取,去除与需求数据无关的IFC标准、定义及引用关系,提高子模型数据价值密度,简化模型处理复杂度,生成更适应高密度数据交互模式的协同工作的BIM子模型。最后,在开源平台BIMserver上实现并验证了本方法的正确性和可行性。试验证明,抽取的子模型与IFC完备子模型相比在数据量、数据访问时间、内存资源占用和网络传输速度上有着明显优势。
为支持BIM(Building Information Modeling)不同项目参与方按需求高效地获取定制信息,提出一种基于IFC(Industry Foundation Class)属性抽取的子模型生成方式。通过分析IFC分类、IFC实体关联机制,根据领域模型信息需求对IFC模型中的数据实现基于属性的自动抽取,去除与需求数据无关的IFC标准、定义及引用关系,提高子模型数据价值密度,简化模型处理复杂度,生成更适应高密度数据交互模式的协同工作的BIM子模型。最后,在开源平台BIMserver上实现并验证了本方法的正确性和可行性。试验证明,抽取的子模型与IFC完备子模型相比在数据量、数据访问时间、内存资源占用和网络传输速度上有着明显优势。
