登录
注册
E-alert
登录
注册
E-alert
2018年 第48卷 第6期
2018, 48(6): 1-6.
doi: 10.13204/j.gyjz201806001
摘要:
为使减震装置具有线性滞回阻尼(Reid模型)特征,根据摩擦耗能原理提出一种新的减震装置——双压簧-平板式变摩擦阻尼器。该阻尼器主要包括摩擦板、固定板、端板、中间滑动轴、定位板、摩擦楔形块、挤压楔形块以及压缩弹簧,其中,两个挤压楔形块与两个摩擦楔形块组成一个摩擦组件。其基本原理是通过左右两组由摩擦组件与压缩弹簧连接组成的摩擦构造循环往复运动挤压摩擦侧板,改变摩擦力的大小,从而实现阻尼力与位移线性变化,实现线性滞回阻尼特征。介绍了该类阻尼器的性能试验,并推导了其恢复力模型的等效阻尼比的计算式,结果表明:利用ABAQUS软件对该阻尼器进行的数值模拟与理论公式、性能试验结果吻合较好,初步验证了其构造方案是可行的。
为使减震装置具有线性滞回阻尼(Reid模型)特征,根据摩擦耗能原理提出一种新的减震装置——双压簧-平板式变摩擦阻尼器。该阻尼器主要包括摩擦板、固定板、端板、中间滑动轴、定位板、摩擦楔形块、挤压楔形块以及压缩弹簧,其中,两个挤压楔形块与两个摩擦楔形块组成一个摩擦组件。其基本原理是通过左右两组由摩擦组件与压缩弹簧连接组成的摩擦构造循环往复运动挤压摩擦侧板,改变摩擦力的大小,从而实现阻尼力与位移线性变化,实现线性滞回阻尼特征。介绍了该类阻尼器的性能试验,并推导了其恢复力模型的等效阻尼比的计算式,结果表明:利用ABAQUS软件对该阻尼器进行的数值模拟与理论公式、性能试验结果吻合较好,初步验证了其构造方案是可行的。
2018, 48(6): 7-10.
doi: 10.13204/j.gyjz201806002
摘要:
针对竖直索线导轨滑块机构与橡胶隔震支座并联的抗拉隔震装置,采用了4种不同规格钢丝绳作为索线,并对其进行了剪切拉伸试验。结果表明:该装置能够在不影响支座水平刚度的情况下,为支座不同的水平剪应变提供稳定的竖向拉力。另外,在剪切拉伸滞回过程中,装置的拉伸性能随滞回次数的增加逐渐趋于稳定,同样规格索线提供的拉力随数量的增加而增大,索线提供的拉力与索线本身的抗拉性能有关。
针对竖直索线导轨滑块机构与橡胶隔震支座并联的抗拉隔震装置,采用了4种不同规格钢丝绳作为索线,并对其进行了剪切拉伸试验。结果表明:该装置能够在不影响支座水平刚度的情况下,为支座不同的水平剪应变提供稳定的竖向拉力。另外,在剪切拉伸滞回过程中,装置的拉伸性能随滞回次数的增加逐渐趋于稳定,同样规格索线提供的拉力随数量的增加而增大,索线提供的拉力与索线本身的抗拉性能有关。
2018, 48(6): 11-15.
doi: 10.13204/j.gyjz201806003
摘要:
为了研究尼龙橡胶隔震支座力学性能及加强层材料对支座力学性能的影响,设计了3种尼龙橡胶隔震支座,进行了力学性能对比试验。试验内容包括竖向压缩性能试验、水平剪切性能试验和极限性能试验。结果表明:尼龙橡胶隔震支座力学性能稳定,而支座的竖向刚度、水平刚度和阻尼比与加强层材料有关。尼龙橡胶隔震支座竖向极限承载力达20 MPa以上,水平极限剪应变达350%,可以满足村镇低矮房屋的抗震要求。
为了研究尼龙橡胶隔震支座力学性能及加强层材料对支座力学性能的影响,设计了3种尼龙橡胶隔震支座,进行了力学性能对比试验。试验内容包括竖向压缩性能试验、水平剪切性能试验和极限性能试验。结果表明:尼龙橡胶隔震支座力学性能稳定,而支座的竖向刚度、水平刚度和阻尼比与加强层材料有关。尼龙橡胶隔震支座竖向极限承载力达20 MPa以上,水平极限剪应变达350%,可以满足村镇低矮房屋的抗震要求。
2018, 48(6): 16-20.
doi: 10.13204/j.gyjz201806004
摘要:
叠层橡胶支座是实现隔震技术最关键因素之一。研发了一种具有摩擦耗能且可以改变刚度的并联组合型变刚度叠层橡胶隔震支座,该支座由内部小支座、外环摩擦板和外环支座共同组成,组合支座水平位移较小时,由内环小支座提供水平刚度和水平恢复力,外环摩擦板提供摩擦力,外环支座自由变形;支座水平变形到设定目标时,由内外环支座共同提供水平刚度,水平刚度明显上升,此时摩擦板处于静止状态。通过足尺试验研究了这种变刚度支座的竖向性能、水平性能和滞回性能。试验表明,在整个过程中内外环支座可以共同承担竖向荷载。
叠层橡胶支座是实现隔震技术最关键因素之一。研发了一种具有摩擦耗能且可以改变刚度的并联组合型变刚度叠层橡胶隔震支座,该支座由内部小支座、外环摩擦板和外环支座共同组成,组合支座水平位移较小时,由内环小支座提供水平刚度和水平恢复力,外环摩擦板提供摩擦力,外环支座自由变形;支座水平变形到设定目标时,由内外环支座共同提供水平刚度,水平刚度明显上升,此时摩擦板处于静止状态。通过足尺试验研究了这种变刚度支座的竖向性能、水平性能和滞回性能。试验表明,在整个过程中内外环支座可以共同承担竖向荷载。
2018, 48(6): 21-25.
doi: 10.13204/j.gyjz201806005
摘要:
对非线性黏滞阻尼在调频质量阻尼器(TMD)中的应用进行了研究。基于慢变参数法推导简谐激励下采用非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构位移的稳态响应解析解,进而研究其优化参数求解公式。以主结构位移动力放大系数为目标,对线性和非线性黏滞阻尼TMD的减振效果进行了对比分析,结果表明:非线性黏滞阻尼TMD的减振效果要优于线性的,其最优阻尼比受到激励幅值的影响。
对非线性黏滞阻尼在调频质量阻尼器(TMD)中的应用进行了研究。基于慢变参数法推导简谐激励下采用非线性黏滞阻尼调频质量阻尼器减振结构位移的稳态响应解析解,进而研究其优化参数求解公式。以主结构位移动力放大系数为目标,对线性和非线性黏滞阻尼TMD的减振效果进行了对比分析,结果表明:非线性黏滞阻尼TMD的减振效果要优于线性的,其最优阻尼比受到激励幅值的影响。
2018, 48(6): 26-29.
doi: 10.13204/j.gyjz201806006
摘要:
介绍一种可以适用于框架结构大变形的金属型剪切消能器。经试验验证:消能器分别在10,20,40 mm变形下往复加载3周,后又在60 mm变形下往复加载30周,仍能保持滞回性能稳定,消能器未破坏。某框架结构中采用该型消能器,在多遇地震下为结构提供了1.8%附加阻尼比;在罕遇地震下结构满足变形限值要求,结构损伤较小,消能器滞回曲线饱满,消能减震方案合理。
介绍一种可以适用于框架结构大变形的金属型剪切消能器。经试验验证:消能器分别在10,20,40 mm变形下往复加载3周,后又在60 mm变形下往复加载30周,仍能保持滞回性能稳定,消能器未破坏。某框架结构中采用该型消能器,在多遇地震下为结构提供了1.8%附加阻尼比;在罕遇地震下结构满足变形限值要求,结构损伤较小,消能器滞回曲线饱满,消能减震方案合理。
2018, 48(6): 30-37.
doi: 10.13204/j.gyjz201806007
摘要:
为研究超高层建筑施工塔吊的减震措施,采用黏滞阻尼器作为附加消能杆件,建立超高层建筑-施工塔吊系统有限元模型,通过数值分析优选布置方案及阻尼器性能参数。以某超高层建筑施工动臂式塔吊为研究背景,设计缩尺比为1∶15的简化试验模型,并对有控结构和无控结构模型进行振动台试验。结果表明:试验采用的阻尼器布置方案减震效果良好;超高层建筑施工塔吊的应力热区为吊臂与塔身顶部连接处、平衡臂与塔身顶部连接处及塔身顶部,设置黏滞性阻尼器明显降低了塔吊应力热区的应力值;激励强度是影响阻尼器减震效果的主要因素之一,激励强度越大减震效果越好。
为研究超高层建筑施工塔吊的减震措施,采用黏滞阻尼器作为附加消能杆件,建立超高层建筑-施工塔吊系统有限元模型,通过数值分析优选布置方案及阻尼器性能参数。以某超高层建筑施工动臂式塔吊为研究背景,设计缩尺比为1∶15的简化试验模型,并对有控结构和无控结构模型进行振动台试验。结果表明:试验采用的阻尼器布置方案减震效果良好;超高层建筑施工塔吊的应力热区为吊臂与塔身顶部连接处、平衡臂与塔身顶部连接处及塔身顶部,设置黏滞性阻尼器明显降低了塔吊应力热区的应力值;激励强度是影响阻尼器减震效果的主要因素之一,激励强度越大减震效果越好。
2018, 48(6): 38-43.
doi: 10.13204/j.gyjz201806008
摘要:
旨在通过模型抗震和隔震试验研究特高压高抗设备在地震输入下的动力特性,以及检验高抗设备隔震设计的有效性。首先根据相似理论获得模型相似比关系设计方案,并利用数值仿真分析确定简单且易于振动台试验的、忽略重力影响的相似模型设计方案,并在此高抗模型基础上进行计算,从而获取高抗模型隔震器参数。对加装隔震器的高抗模型施加不同加速度峰值的标准时程波输入,通过采集和分析相关测点的加速度、应变和位移信号来评判高抗模型动力特性以及隔震器隔震效率。结果表明:重力对高抗电抗器套管应力影响较小,进行相似模型设计时可忽略重力影响;高抗模型隔震器隔震效果显著。
旨在通过模型抗震和隔震试验研究特高压高抗设备在地震输入下的动力特性,以及检验高抗设备隔震设计的有效性。首先根据相似理论获得模型相似比关系设计方案,并利用数值仿真分析确定简单且易于振动台试验的、忽略重力影响的相似模型设计方案,并在此高抗模型基础上进行计算,从而获取高抗模型隔震器参数。对加装隔震器的高抗模型施加不同加速度峰值的标准时程波输入,通过采集和分析相关测点的加速度、应变和位移信号来评判高抗模型动力特性以及隔震器隔震效率。结果表明:重力对高抗电抗器套管应力影响较小,进行相似模型设计时可忽略重力影响;高抗模型隔震器隔震效果显著。
2018, 48(6): 44-49.
doi: 10.13204/j.gyjz201806009
摘要:
通过对信江流域近代商业建筑的采光系统进行实例调研和测绘,将其归纳为天井采光系统和天窗采光系统两种基本类型,并将这两类采光系统各自演变出的采光样式细分为7种;将近代信江流域商业建筑内部采光系统的形态特点总结为4个;并认为是在近代商业发展背景下产生的地块划分方式、茶纸贸易的作业要求以及近代玻璃材料的普及使用等原因的共同作用下,造成了近代信江流域商业建筑内部天井这一采光系统日趋消亡的现象。
通过对信江流域近代商业建筑的采光系统进行实例调研和测绘,将其归纳为天井采光系统和天窗采光系统两种基本类型,并将这两类采光系统各自演变出的采光样式细分为7种;将近代信江流域商业建筑内部采光系统的形态特点总结为4个;并认为是在近代商业发展背景下产生的地块划分方式、茶纸贸易的作业要求以及近代玻璃材料的普及使用等原因的共同作用下,造成了近代信江流域商业建筑内部天井这一采光系统日趋消亡的现象。
2018, 48(6): 50-55.
doi: 10.13204/j.gyjz201806010
摘要:
我国夏热冬冷地区经济发达,历史悠久,留有数量众多的工业遗存。随着城市扩张,其区位价值提升,在城市更新中也被赋予更多的责任和希望。工业遗存改造机遇与挑战并存,除了产业集聚、功能置换,基于现有环境的城市生态建设也是重点。无论是从规划布局到单体改造,还是从策划到运营,既有空间与建筑的保护与更新都面临两个问题:一是功能适应性,二是气候适应性。因此,与功能改造相适应的同时,工业遗存更新与利用设计应从整体规划、组团更新、单体改造三个层次对冬夏气候差异带来的难题展开分析,从优化区域风环境、场地与微环境、空间重构与材料优化等方面探索适合城市、工业区和厂房单体的生态设计策略和技术。
我国夏热冬冷地区经济发达,历史悠久,留有数量众多的工业遗存。随着城市扩张,其区位价值提升,在城市更新中也被赋予更多的责任和希望。工业遗存改造机遇与挑战并存,除了产业集聚、功能置换,基于现有环境的城市生态建设也是重点。无论是从规划布局到单体改造,还是从策划到运营,既有空间与建筑的保护与更新都面临两个问题:一是功能适应性,二是气候适应性。因此,与功能改造相适应的同时,工业遗存更新与利用设计应从整体规划、组团更新、单体改造三个层次对冬夏气候差异带来的难题展开分析,从优化区域风环境、场地与微环境、空间重构与材料优化等方面探索适合城市、工业区和厂房单体的生态设计策略和技术。
2018, 48(6): 56-61.
doi: 10.13204/j.gyjz201806011
摘要:
地震应急通道是城市重要防灾基础设施,其规划的安全性和合理性对城市防灾减灾工作具有重要意义。以唐山市中心城区为例,构建了遭遇设防烈度地震、极罕遇地震和巨灾三种情景,分析了唐山市中心城区道路的震后通行能力,提出了唐山市中心城区地震应急通道规划标准:救援通道应在巨灾情景下保持畅通、疏散主干道应在极罕遇地震情景下保持畅通、疏散次干道应在设防烈度地震下保持畅通。按此标准,规划了唐山市中心城区地震应急通道系统,达到了依据唐山地震环境危险性来构建符合唐山实际的、满足多级防灾目标的地震应急通道的目的。
地震应急通道是城市重要防灾基础设施,其规划的安全性和合理性对城市防灾减灾工作具有重要意义。以唐山市中心城区为例,构建了遭遇设防烈度地震、极罕遇地震和巨灾三种情景,分析了唐山市中心城区道路的震后通行能力,提出了唐山市中心城区地震应急通道规划标准:救援通道应在巨灾情景下保持畅通、疏散主干道应在极罕遇地震情景下保持畅通、疏散次干道应在设防烈度地震下保持畅通。按此标准,规划了唐山市中心城区地震应急通道系统,达到了依据唐山地震环境危险性来构建符合唐山实际的、满足多级防灾目标的地震应急通道的目的。
2018, 48(6): 62-66.
doi: 10.13204/j.gyjz201806012
摘要:
城市蓄水系统的设计是当下建筑施工设计中需要考虑的重点问题之一,随着环境开发的力度不断增加,维系原有环境原有状态成为了城市持续发展的重要前提。低影响开发(LID)原则的出现,为规划设计系统提供了全新的视角。基于此,海绵城市作为当下城市规划发展中重要的水资源控制-利用体系,在LID原则下的设计则更倾向于宏观控制,而在海绵城市宏观控制理念下的施工图设计流程中,需要契合海绵城市系统做出技术上的调整与变动,从末端系统上严格把控海绵城市建设标准,实现LID原则下的海绵城市建设工程。
城市蓄水系统的设计是当下建筑施工设计中需要考虑的重点问题之一,随着环境开发的力度不断增加,维系原有环境原有状态成为了城市持续发展的重要前提。低影响开发(LID)原则的出现,为规划设计系统提供了全新的视角。基于此,海绵城市作为当下城市规划发展中重要的水资源控制-利用体系,在LID原则下的设计则更倾向于宏观控制,而在海绵城市宏观控制理念下的施工图设计流程中,需要契合海绵城市系统做出技术上的调整与变动,从末端系统上严格把控海绵城市建设标准,实现LID原则下的海绵城市建设工程。
2018, 48(6): 67-71.
doi: 10.13204/j.gyjz201806013
摘要:
为研究HRB500钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件的受力性能和承载力计算方法,对7个配置HRB500钢筋和1个配置HRB400钢筋轻骨料混凝土的偏心受压试件进行试验,研究参数有轻骨料混凝土强度、钢筋强度、偏心距和长细比。研究结果表明:试件的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种;试件的偏心受压承载力随着轻骨料混凝土强度与钢筋强度的提高而提高,随着偏心距和长细比的减小而提高;截面应变符合平截面假定;其二阶效应和偏心受压承载力可使用普通混凝土设计规范的方法计算。
为研究HRB500钢筋轻骨料混凝土偏心受压构件的受力性能和承载力计算方法,对7个配置HRB500钢筋和1个配置HRB400钢筋轻骨料混凝土的偏心受压试件进行试验,研究参数有轻骨料混凝土强度、钢筋强度、偏心距和长细比。研究结果表明:试件的破坏形态有大偏心受压破坏和小偏心受压破坏两种;试件的偏心受压承载力随着轻骨料混凝土强度与钢筋强度的提高而提高,随着偏心距和长细比的减小而提高;截面应变符合平截面假定;其二阶效应和偏心受压承载力可使用普通混凝土设计规范的方法计算。
2018, 48(6): 72-76.
doi: 10.13204/j.gyjz201806014
摘要:
为研究HRB500钢筋轻骨料混凝土的局部受压性能,进行了25个轻骨料混凝土试件的局部受压性能试验,研究参数包括:间接钢筋形式、承压板形式、混凝土强度、局部受压面积Al、间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积Acor。研究结果表明:25个试件均发生劈裂破坏;配间接钢筋可明显地改善试件的受力性能,HRB500钢筋骨架对改善试件的受力性能效果甚微;局部受压承载力随着混凝土强度的提高而提高,随着Al的减小而减小,随着Acor的增大而增大,HRB500钢筋骨架对提高试件的局部受压承载力作用很小,并提出了轻骨料混凝土局部受压承载力的计算式。
为研究HRB500钢筋轻骨料混凝土的局部受压性能,进行了25个轻骨料混凝土试件的局部受压性能试验,研究参数包括:间接钢筋形式、承压板形式、混凝土强度、局部受压面积Al、间接钢筋内表面范围内的混凝土核心面积Acor。研究结果表明:25个试件均发生劈裂破坏;配间接钢筋可明显地改善试件的受力性能,HRB500钢筋骨架对改善试件的受力性能效果甚微;局部受压承载力随着混凝土强度的提高而提高,随着Al的减小而减小,随着Acor的增大而增大,HRB500钢筋骨架对提高试件的局部受压承载力作用很小,并提出了轻骨料混凝土局部受压承载力的计算式。
2018, 48(6): 77-84.
doi: 10.13204/j.gyjz201806015
摘要:
为研究焊接封闭箍筋约束混凝土柱的抗震性能,共进行了12根焊接封闭箍筋混凝土柱试件在低周反复荷载作用下的拟静力试验。分析了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能、刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:各试件滞回曲线较为饱满,捏缩现象较轻,表现出良好的延性及耗能性能;随着剪跨比的增大,试件的承载能力逐渐减小,延性及耗能能力增强;随着轴压比的增大,试件的承载能力、延性及耗能能力均增大;各试件的极限位移角均大于1/25,抗震性能良好,能满足工程实践的要求。
为研究焊接封闭箍筋约束混凝土柱的抗震性能,共进行了12根焊接封闭箍筋混凝土柱试件在低周反复荷载作用下的拟静力试验。分析了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能、刚度退化等抗震性能指标。试验结果表明:各试件滞回曲线较为饱满,捏缩现象较轻,表现出良好的延性及耗能性能;随着剪跨比的增大,试件的承载能力逐渐减小,延性及耗能能力增强;随着轴压比的增大,试件的承载能力、延性及耗能能力均增大;各试件的极限位移角均大于1/25,抗震性能良好,能满足工程实践的要求。
2018, 48(6): 85-90.
doi: 10.13204/j.gyjz201806016
摘要:
针对结构性土的应力比结构性参数,从反映压缩和剪切作用下土结构性变化角度出发,定义了与平均主应力对应的压缩综合结构势和与广义剪应力对应的剪切综合结构势,分析压缩剪切过程中平均主应力和广义剪应力共同作用引起的土结构性衰减变化的规律。依据对Q_3黄土的三轴试验结果,分析了压缩综合结构势、剪切综合结构势及应力比结构性参数随综合应变的变化规律。结果表明:黄土的剪切综合结构势比压缩综合结构势大;不同含水量黄土的压缩综合结构势、剪切综合结构势及应力比结构性参数随综合应变发展具有明显的规律性;压缩作用较剪切作用更易引起土结构性的损伤破坏。
针对结构性土的应力比结构性参数,从反映压缩和剪切作用下土结构性变化角度出发,定义了与平均主应力对应的压缩综合结构势和与广义剪应力对应的剪切综合结构势,分析压缩剪切过程中平均主应力和广义剪应力共同作用引起的土结构性衰减变化的规律。依据对Q_3黄土的三轴试验结果,分析了压缩综合结构势、剪切综合结构势及应力比结构性参数随综合应变的变化规律。结果表明:黄土的剪切综合结构势比压缩综合结构势大;不同含水量黄土的压缩综合结构势、剪切综合结构势及应力比结构性参数随综合应变发展具有明显的规律性;压缩作用较剪切作用更易引起土结构性的损伤破坏。
2018, 48(6): 91-95.
doi: 10.13204/j.gyjz201806017
摘要:
超大直径单桩是目前海上风机最常见的基础形式,承受风压、波浪等循环荷载的耦合作用,其变形机理与传统的常规直径基桩存在较大差异,目前国际上还没有成熟的设计理论。在保证基桩服役性能的同时需考虑经济性,因此确定基桩的临界埋深具有重要意义。基于砂土割线刚度衰减模型,开发了相应的桩土水平循环相互作用分析有限元子程序;根据福建平潭标准砂三轴循环剪切试验率定刚度衰减模型参数,进行基桩水平静力和循环变形三维数值分析,并将计算结果与超重力离心模型试验结果进行对比验证。在此基础上针对福建平潭海上风电场5 m直径的超大直径单桩,计算不同循环次数下的桩身变形特性,并基于不同的判断准则确定其临界埋深。最终建议以基桩泥面处侧向变形达到最小值时的埋深作为基桩临界埋深,相应的基桩临界埋深为8倍桩径。
超大直径单桩是目前海上风机最常见的基础形式,承受风压、波浪等循环荷载的耦合作用,其变形机理与传统的常规直径基桩存在较大差异,目前国际上还没有成熟的设计理论。在保证基桩服役性能的同时需考虑经济性,因此确定基桩的临界埋深具有重要意义。基于砂土割线刚度衰减模型,开发了相应的桩土水平循环相互作用分析有限元子程序;根据福建平潭标准砂三轴循环剪切试验率定刚度衰减模型参数,进行基桩水平静力和循环变形三维数值分析,并将计算结果与超重力离心模型试验结果进行对比验证。在此基础上针对福建平潭海上风电场5 m直径的超大直径单桩,计算不同循环次数下的桩身变形特性,并基于不同的判断准则确定其临界埋深。最终建议以基桩泥面处侧向变形达到最小值时的埋深作为基桩临界埋深,相应的基桩临界埋深为8倍桩径。
2018, 48(6): 96-100.
doi: 10.13204/j.gyjz201806018
摘要:
结合足尺砂袋垫层开展竖向压缩试验,从叠放层数、砂袋尺寸、包装袋抗拉强度、含水率和颗粒级配五个角度,分析砂袋垫层的竖向承载力影响因素和机理。结果表明:1)在层数较少时,砂袋叠放层数对垫层的竖向承载力影响显著,承载力随层数的增大而快速降低,随着层数进一步增加,竖向承载力趋于稳定;2)减小砂袋尺寸可使包装袋表面的应力分布均匀化,有助于提高抗压承载力和压缩模量;3)包装袋抗拉强度直接影响砂袋垫层的抗压承载力和压缩模量,增加包装袋抗拉强度可大幅提升抗压承载力;4)含水率影响三相介质的组成比例,只对砂袋垫层的初始压缩模量有较大影响,对后期压缩模量和抗压承载力均无影响;5)颗粒级配只对砂袋垫层的压缩模量有一定影响,并且均匀级配砂袋垫层略小于单一级配,但对承载力无影响。砂袋垫层可满足一般多层建筑的竖向承载需求,但应注意可能对上部结构的不均匀沉降产生不利的影响。
结合足尺砂袋垫层开展竖向压缩试验,从叠放层数、砂袋尺寸、包装袋抗拉强度、含水率和颗粒级配五个角度,分析砂袋垫层的竖向承载力影响因素和机理。结果表明:1)在层数较少时,砂袋叠放层数对垫层的竖向承载力影响显著,承载力随层数的增大而快速降低,随着层数进一步增加,竖向承载力趋于稳定;2)减小砂袋尺寸可使包装袋表面的应力分布均匀化,有助于提高抗压承载力和压缩模量;3)包装袋抗拉强度直接影响砂袋垫层的抗压承载力和压缩模量,增加包装袋抗拉强度可大幅提升抗压承载力;4)含水率影响三相介质的组成比例,只对砂袋垫层的初始压缩模量有较大影响,对后期压缩模量和抗压承载力均无影响;5)颗粒级配只对砂袋垫层的压缩模量有一定影响,并且均匀级配砂袋垫层略小于单一级配,但对承载力无影响。砂袋垫层可满足一般多层建筑的竖向承载需求,但应注意可能对上部结构的不均匀沉降产生不利的影响。
2018, 48(6): 101-106.
doi: 10.13204/j.gyjz201806019
摘要:
根据我国地下实验室功能与需求目标,结合我国地下实验室候选场址地质条件、废物源项特征、施工和处置工艺技术水平与设备能力等因素,提出了与处置工艺相关的试验项目。计划开展处置巷道/钻孔开挖试验、处置机具及处置技术试验、全尺度处置库示范试验等现场试验研究,详细阐述了试验的目的、流程、进度和条件等,其将为我国首座地下实验室工程总体建设方案提供重要的输入条件。
根据我国地下实验室功能与需求目标,结合我国地下实验室候选场址地质条件、废物源项特征、施工和处置工艺技术水平与设备能力等因素,提出了与处置工艺相关的试验项目。计划开展处置巷道/钻孔开挖试验、处置机具及处置技术试验、全尺度处置库示范试验等现场试验研究,详细阐述了试验的目的、流程、进度和条件等,其将为我国首座地下实验室工程总体建设方案提供重要的输入条件。
2018, 48(6): 107-110.
doi: 10.13204/j.gyjz201806020
摘要:
随着经济建设和工程建设的快速发展,形成了大量的旧建构筑物的建筑垃圾。载体桩通过夯实建筑垃圾填料以加固软弱地基,在提高地基承载能力的同时,降低了建筑垃圾的处理费用。随着复合地基技术的不断发展,将载体桩作为增强体用于复合地基已应用于工程实践,但目前对其研究远落后于工程实践。采用ABAQUS有限元软件对具体载体桩复合地基工程建立了二维有限元模型并将计算值与试验值进行了对比,证明了有限元模型的合理性。运用有限元模型分析了荷载、褥垫层、桩长、桩径、载体直径等因素对载体桩复合地基的影响。
随着经济建设和工程建设的快速发展,形成了大量的旧建构筑物的建筑垃圾。载体桩通过夯实建筑垃圾填料以加固软弱地基,在提高地基承载能力的同时,降低了建筑垃圾的处理费用。随着复合地基技术的不断发展,将载体桩作为增强体用于复合地基已应用于工程实践,但目前对其研究远落后于工程实践。采用ABAQUS有限元软件对具体载体桩复合地基工程建立了二维有限元模型并将计算值与试验值进行了对比,证明了有限元模型的合理性。运用有限元模型分析了荷载、褥垫层、桩长、桩径、载体直径等因素对载体桩复合地基的影响。
2018, 48(6): 111-118.
doi: 10.13204/j.gyjz201806021
摘要:
利用正交试验分析方法,以粉煤灰掺量比、水胶比和聚乙烯醇(PVA)纤维掺量为变量因素,设计了9组共27个高韧性纤维混凝土试件,以四点弯曲试验方法测试材料的弯曲性能。对比分析了不同配比下材料的裂缝发展模式及弯曲荷载-挠度曲线的韧性性能。试验结果表明四点弯曲试验能够较好地反映材料变形能力;纤维的加入改变了基体的失效模式,提高了材料的弯曲性能;考察的3个变量因素对高韧性纤维混凝土极限强度和弯曲韧性的影响规律基本相同,其主次顺序为:PVA纤维掺量、粉煤灰掺量比、水胶比;当粉煤灰掺量比在1.2,PVA纤维掺量在2%,水胶比不高于0.27时,材料表现出较好的弯曲韧性。最后结合扫描电镜结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、截面性质做出了分析与讨论。
利用正交试验分析方法,以粉煤灰掺量比、水胶比和聚乙烯醇(PVA)纤维掺量为变量因素,设计了9组共27个高韧性纤维混凝土试件,以四点弯曲试验方法测试材料的弯曲性能。对比分析了不同配比下材料的裂缝发展模式及弯曲荷载-挠度曲线的韧性性能。试验结果表明四点弯曲试验能够较好地反映材料变形能力;纤维的加入改变了基体的失效模式,提高了材料的弯曲性能;考察的3个变量因素对高韧性纤维混凝土极限强度和弯曲韧性的影响规律基本相同,其主次顺序为:PVA纤维掺量、粉煤灰掺量比、水胶比;当粉煤灰掺量比在1.2,PVA纤维掺量在2%,水胶比不高于0.27时,材料表现出较好的弯曲韧性。最后结合扫描电镜结果,对高韧性纤维混凝土中纤维的分布、截面性质做出了分析与讨论。
2018, 48(6): 119-123.
doi: 10.13204/j.gyjz201806022
摘要:
通过SEM、动态模量试验、车辙试验等测试手段研究了模量剂分散状态、矿料配比、模量剂类型和掺量对高模量Superpave混合料抗车辙性能的影响,研究结果显示基质沥青中模量剂分散均匀、混合料中粗集料含量较多、模量剂用量较多的PP高模量Superpave混合料能够获得优异的抗车辙性能。采用掺入SBR改性剂复合改性的方法弥补了PP高模量Superpave混合料低温抗裂性能不足的缺陷,制备出了在不降低其他路用性能的情况下具备优越抗车辙性能的高模量Superpave沥青混合料。
通过SEM、动态模量试验、车辙试验等测试手段研究了模量剂分散状态、矿料配比、模量剂类型和掺量对高模量Superpave混合料抗车辙性能的影响,研究结果显示基质沥青中模量剂分散均匀、混合料中粗集料含量较多、模量剂用量较多的PP高模量Superpave混合料能够获得优异的抗车辙性能。采用掺入SBR改性剂复合改性的方法弥补了PP高模量Superpave混合料低温抗裂性能不足的缺陷,制备出了在不降低其他路用性能的情况下具备优越抗车辙性能的高模量Superpave沥青混合料。
2018, 48(6): 124-129.
doi: 10.13204/j.gyjz201806023
摘要:
采用MIDAS/Gen和ANSYS有限元分析软件对常德芦荻山收费站全张拉预应力索膜结构的预应力施加过程进行数值模拟,对该结构的初始应力状态进行反复试算,得出最佳索力初始应力;为确保施工过程中的索力预张力施工的可靠性及施工安全性,对该结构中主结构索力施加的施工全过程索力、位形以及桅杆应力监测。研究表明:整体张拉结构形式预应力的施加宜采用先同步张拉背索,然后张拉谷索的方法使整体结构成形;在预应力施加初始阶段结构变形量较大,预应力的施加过程应分级缓慢加载;张拉过程中,桅杆在动态过程中应力变化比较复杂,对钢桅杆的应力监测十分必要。模拟结果与监测结果吻合较好,表明该数值模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力、索力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足设计要求。
采用MIDAS/Gen和ANSYS有限元分析软件对常德芦荻山收费站全张拉预应力索膜结构的预应力施加过程进行数值模拟,对该结构的初始应力状态进行反复试算,得出最佳索力初始应力;为确保施工过程中的索力预张力施工的可靠性及施工安全性,对该结构中主结构索力施加的施工全过程索力、位形以及桅杆应力监测。研究表明:整体张拉结构形式预应力的施加宜采用先同步张拉背索,然后张拉谷索的方法使整体结构成形;在预应力施加初始阶段结构变形量较大,预应力的施加过程应分级缓慢加载;张拉过程中,桅杆在动态过程中应力变化比较复杂,对钢桅杆的应力监测十分必要。模拟结果与监测结果吻合较好,表明该数值模拟方法切实可行,施工过程中结构关键杆件应力、索力及位移在可控范围之内,施工方案可以很好地满足设计要求。
2018, 48(6): 130-134.
doi: 10.13204/j.gyjz201806024
摘要:
宝石群单层折面网壳外形犹如宝石晶体,是一种近年来兴起的由一系列三角形折面网格单元组成的单层网壳结构。经研究发现,在该单层折面网壳结构基本体系内设置若干圈环索,可优化其受力性能、提升结构刚度进而达到优化结构设计的目的。通过研究该结构构形特点,提出了基于简化杆系计算模型的预应力体系计算方法,可以方便地确定不同预应力分布下网壳结构的内力及位移,同时可进行预应力优化设计,并通过模型试验验证了该方法的可靠性。
宝石群单层折面网壳外形犹如宝石晶体,是一种近年来兴起的由一系列三角形折面网格单元组成的单层网壳结构。经研究发现,在该单层折面网壳结构基本体系内设置若干圈环索,可优化其受力性能、提升结构刚度进而达到优化结构设计的目的。通过研究该结构构形特点,提出了基于简化杆系计算模型的预应力体系计算方法,可以方便地确定不同预应力分布下网壳结构的内力及位移,同时可进行预应力优化设计,并通过模型试验验证了该方法的可靠性。
2018, 48(6): 135-141.
doi: 10.13204/j.gyjz201806025
摘要:
通过低周往复荷载试验和有限元分析,对新型T型钢连接的方钢管柱-工字钢梁节点的破坏模式、滞回曲线和耗能能力等进行研究,并探究节点各基本构件的参数变化对其初始刚度、极限承载力和能量耗散系数的影响。研究结果表明:节点在往复荷载作用下具有较好的延性和耗能能力。节点的初始刚度、极限承载力和能量耗散系数,随着T型钢腹板厚度、T型钢翼缘厚度及钢梁截面高度的增大而增大,方钢管壁厚变化对节点受力性能的影响较小。
通过低周往复荷载试验和有限元分析,对新型T型钢连接的方钢管柱-工字钢梁节点的破坏模式、滞回曲线和耗能能力等进行研究,并探究节点各基本构件的参数变化对其初始刚度、极限承载力和能量耗散系数的影响。研究结果表明:节点在往复荷载作用下具有较好的延性和耗能能力。节点的初始刚度、极限承载力和能量耗散系数,随着T型钢腹板厚度、T型钢翼缘厚度及钢梁截面高度的增大而增大,方钢管壁厚变化对节点受力性能的影响较小。
2018, 48(6): 142-148.
doi: 10.13204/j.gyjz201806026
摘要:
部分外包混凝土(PEC)柱具有较高的刚度和承载能力,将其引入钢板剪力墙结构中,作为钢板的约束构件来最大程度地发挥结构的抗震耗能性能,形成带PEC柱的钢板剪力墙结构。为研究带PEC柱的钢板剪力墙结构的力学性能,应用有限元软件ABAQUS分别对两榀带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构和三榀带PEC柱的钢板剪力墙结构进行单向和循环荷载作用下的数值模拟,得到了试件的应力分布、变形情况、荷载-位移曲线、滞回曲线,分析了试件的承载能力、初始刚度、耗能能力、延性与破坏模式等力学性能。结果表明:带PEC柱的钢板剪力墙结构的承载能力和耗能能力明显地高于带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构。试验结果也进一步验证了有限元分析的可靠性。
部分外包混凝土(PEC)柱具有较高的刚度和承载能力,将其引入钢板剪力墙结构中,作为钢板的约束构件来最大程度地发挥结构的抗震耗能性能,形成带PEC柱的钢板剪力墙结构。为研究带PEC柱的钢板剪力墙结构的力学性能,应用有限元软件ABAQUS分别对两榀带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构和三榀带PEC柱的钢板剪力墙结构进行单向和循环荷载作用下的数值模拟,得到了试件的应力分布、变形情况、荷载-位移曲线、滞回曲线,分析了试件的承载能力、初始刚度、耗能能力、延性与破坏模式等力学性能。结果表明:带PEC柱的钢板剪力墙结构的承载能力和耗能能力明显地高于带普通H型钢柱的钢板剪力墙结构。试验结果也进一步验证了有限元分析的可靠性。
2018, 48(6): 149-155.
doi: 10.13204/j.gyjz201806027
摘要:
在GB 50018《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(修订稿)的轴压及纯弯构件承载力直接强度法公式的基础上,结合我国实际,开展了对称轴平面内偏心受压构件承载力直接强度计算方法的研究,分析了截面有效形心偏移对计算结果的影响。采用所提出的未考虑有效形心偏移和考虑有效形心偏移的直接强度法计算了42个荷载偏向卷边侧和48个荷载偏向腹板侧的偏压试件的稳定承载力,并与GB 50018—2002和GB50018修订版中有效宽度法的计算结果进行了对比。试验值与计算值之比的平均值表明:考虑有效形心偏移比未考虑有效形心偏移的直接强度法的平均值更接近于1.0;变异系数的结果表明:考虑有效形心偏移的直接强度法和修订有效宽度法的离散性都比现行有效宽度法小。
在GB 50018《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(修订稿)的轴压及纯弯构件承载力直接强度法公式的基础上,结合我国实际,开展了对称轴平面内偏心受压构件承载力直接强度计算方法的研究,分析了截面有效形心偏移对计算结果的影响。采用所提出的未考虑有效形心偏移和考虑有效形心偏移的直接强度法计算了42个荷载偏向卷边侧和48个荷载偏向腹板侧的偏压试件的稳定承载力,并与GB 50018—2002和GB50018修订版中有效宽度法的计算结果进行了对比。试验值与计算值之比的平均值表明:考虑有效形心偏移比未考虑有效形心偏移的直接强度法的平均值更接近于1.0;变异系数的结果表明:考虑有效形心偏移的直接强度法和修订有效宽度法的离散性都比现行有效宽度法小。
2018, 48(6): 156-161.
doi: 10.13204/j.gyjz201806028
摘要:
变电站配电装置楼多为混凝土结构,而钢结构变电站配电装置楼则应用较少。为了解决钢结构配电装置楼结构设计关键问题,以110 k V变电站多层钢结构工程分析为依托,对配电装置楼节点进行系统研究。运用ANSYS分析软件建立了焊接连接、栓焊连接、装配式连接3种连接形式的精细化节点模型,对其进行全过程模拟分析,得到不同节点连接形式在设计弯矩和破坏弯矩下的受力状态,给出了3种节点的弯矩-转角曲线。对比分析表明:焊接节点和栓焊节点的转动性能相似,焊接节点在承载力和刚度上稍大于栓焊节点,装配式节点在弹性弯矩和初始转动刚度上较小;设计弯矩下,装配式节点转动较大,栓焊节点和焊接节点的转动较小,3种节点受力状态均能保持在弹性范围之内,满足工程需要。
变电站配电装置楼多为混凝土结构,而钢结构变电站配电装置楼则应用较少。为了解决钢结构配电装置楼结构设计关键问题,以110 k V变电站多层钢结构工程分析为依托,对配电装置楼节点进行系统研究。运用ANSYS分析软件建立了焊接连接、栓焊连接、装配式连接3种连接形式的精细化节点模型,对其进行全过程模拟分析,得到不同节点连接形式在设计弯矩和破坏弯矩下的受力状态,给出了3种节点的弯矩-转角曲线。对比分析表明:焊接节点和栓焊节点的转动性能相似,焊接节点在承载力和刚度上稍大于栓焊节点,装配式节点在弹性弯矩和初始转动刚度上较小;设计弯矩下,装配式节点转动较大,栓焊节点和焊接节点的转动较小,3种节点受力状态均能保持在弹性范围之内,满足工程需要。
2018, 48(6): 162-167.
doi: 10.13204/j.gyjz201806029
摘要:
GB 50017—2003《钢结构设计规范》未对槽钢螺栓连接下螺栓边距值明确规定。为研究不同螺栓边距对槽钢螺栓连接性能的影响,设计了2组试件进行受力试验,并运用ABAQUS建立有限元模型进行分析,最后对试验结果与有限元结果进行了对比。试验得到的破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型能够准确模拟槽钢螺栓连接的受力性能。通过对18组槽钢螺栓试件的连接性能进行有限元参数分析,对《钢结构设计手册》中的螺栓边距值提出了修正建议。
GB 50017—2003《钢结构设计规范》未对槽钢螺栓连接下螺栓边距值明确规定。为研究不同螺栓边距对槽钢螺栓连接性能的影响,设计了2组试件进行受力试验,并运用ABAQUS建立有限元模型进行分析,最后对试验结果与有限元结果进行了对比。试验得到的破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型能够准确模拟槽钢螺栓连接的受力性能。通过对18组槽钢螺栓试件的连接性能进行有限元参数分析,对《钢结构设计手册》中的螺栓边距值提出了修正建议。
2018, 48(6): 168-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201806030
摘要:
竹基纤维复合材料筋(简称"竹筋")用作三明治式混凝土复合墙板的连接键,可实现节能和节材,而竹筋与混凝土的锚固性能则是影响其应用的关键。通过拉拔试验研究了筋材截面、黏结长度、混凝土强度与类别、养护龄期对竹筋与混凝土锚固性能的影响。试验结果表明:试件典型破坏形式有"竹筋"断裂和"竹筋"拔出两种;黏结长度和混凝土强度对锚固性能影响较明显;普通混凝土与"竹筋"的锚固性能在极限黏结强度和龄期稳定性方面优于陶粒混凝土。最后,拟合出"竹筋"黏结强度和锚固长度的计算式,其计算结果与试验数据吻合较好。
竹基纤维复合材料筋(简称"竹筋")用作三明治式混凝土复合墙板的连接键,可实现节能和节材,而竹筋与混凝土的锚固性能则是影响其应用的关键。通过拉拔试验研究了筋材截面、黏结长度、混凝土强度与类别、养护龄期对竹筋与混凝土锚固性能的影响。试验结果表明:试件典型破坏形式有"竹筋"断裂和"竹筋"拔出两种;黏结长度和混凝土强度对锚固性能影响较明显;普通混凝土与"竹筋"的锚固性能在极限黏结强度和龄期稳定性方面优于陶粒混凝土。最后,拟合出"竹筋"黏结强度和锚固长度的计算式,其计算结果与试验数据吻合较好。
2018, 48(6): 175-177.
doi: 10.13204/j.gyjz201806031
摘要:
结合某综合楼现场实际情况,通过方案对比选定后插笼二次高压注浆微型桩,以解决狭小空间基坑肥槽回填土地基的不均匀沉降问题。施工完成后利用标准贯入试验、静载试验等以检验施工效果,结果表明:加固后,地基土的密实度和承载性能明显提升,满足工程要求。
结合某综合楼现场实际情况,通过方案对比选定后插笼二次高压注浆微型桩,以解决狭小空间基坑肥槽回填土地基的不均匀沉降问题。施工完成后利用标准贯入试验、静载试验等以检验施工效果,结果表明:加固后,地基土的密实度和承载性能明显提升,满足工程要求。
2018, 48(6): 178-184.
doi: 10.13204/j.gyjz201806032
摘要:
混凝土预制桩是我国当前应用广泛的基础形式,但由于各地工程地质情况的复杂性及该桩型固有的工程属性,在实际项目中,因设计、施工等主客观因素导致经常出现工程事故。从3个不同的具体工程事故案例出发,结合地质情况、事故状况及检测数据等条件,分析其发生的原因并采取有效的补救处理措施,并就工程中如何安全合理地应用混凝土预制桩提出针对性的预防措施。
混凝土预制桩是我国当前应用广泛的基础形式,但由于各地工程地质情况的复杂性及该桩型固有的工程属性,在实际项目中,因设计、施工等主客观因素导致经常出现工程事故。从3个不同的具体工程事故案例出发,结合地质情况、事故状况及检测数据等条件,分析其发生的原因并采取有效的补救处理措施,并就工程中如何安全合理地应用混凝土预制桩提出针对性的预防措施。
2018, 48(6): 185-190.
doi: 10.13204/j.gyjz201806033
摘要:
随着我国经济的快速发展及旅游产业的日益繁荣,以休闲身心、亲近自然的"度假旅游"越来越受人们欢迎,其兴起不仅是人们对"度假旅游"向往的结果,而且是其凭借自身得天独厚的自然景观资源优势打造了独具特色的建筑形体与环境。为探讨自然景观资源与度假酒店公共空间的关系,湛江喜来登度假酒店设计项目引入了整体性设计原则,通过将公共空间与自然景观进行统筹处理,以求达到建筑与环境的和谐共鸣,共存共融。公共空间整体性设计在度假酒店建筑中的应用,充分考虑了人、建筑、环境的共融共存关系,为当代酒店建筑设计提供了新的思路。
随着我国经济的快速发展及旅游产业的日益繁荣,以休闲身心、亲近自然的"度假旅游"越来越受人们欢迎,其兴起不仅是人们对"度假旅游"向往的结果,而且是其凭借自身得天独厚的自然景观资源优势打造了独具特色的建筑形体与环境。为探讨自然景观资源与度假酒店公共空间的关系,湛江喜来登度假酒店设计项目引入了整体性设计原则,通过将公共空间与自然景观进行统筹处理,以求达到建筑与环境的和谐共鸣,共存共融。公共空间整体性设计在度假酒店建筑中的应用,充分考虑了人、建筑、环境的共融共存关系,为当代酒店建筑设计提供了新的思路。
2018, 48(6): 191-194.
doi: 10.13204/j.gyjz201806034
摘要:
面对城市与社会更新中的大量工业遗产,应当依据适合的空间改造原则进行合理的再利用,以彰显城市文化特色、体现城市文脉。通过对保定百年工业遗产的调研,选取乾义面粉厂进行改造,在保留老工业建筑原始外立面形态与承重结构体系的同时,将工业遗产与体验型空间结合,对厂房内部空间进行全新的改造,为保定的工业遗产注入新活力。
面对城市与社会更新中的大量工业遗产,应当依据适合的空间改造原则进行合理的再利用,以彰显城市文化特色、体现城市文脉。通过对保定百年工业遗产的调研,选取乾义面粉厂进行改造,在保留老工业建筑原始外立面形态与承重结构体系的同时,将工业遗产与体验型空间结合,对厂房内部空间进行全新的改造,为保定的工业遗产注入新活力。
2018, 48(6): 195-199.
doi: 10.13204/j.gyjz201806035
摘要:
以化石燃料为主要来源的能源时代逐渐衰落,曾经以煤为生的矿区面临着一系列采煤遗留的问题:破碎的地景、污染的环境、废弃的设施、失业的职工、收缩的城市。以德国劳齐茨地区为例,通过实地考察,结合文献资料,从总体规划概念、具体改造案例和经验总结三部分介绍劳齐茨地区在后工业时代的再生计划,以期为今后我国的后矿业改造提供更多的可能性。
以化石燃料为主要来源的能源时代逐渐衰落,曾经以煤为生的矿区面临着一系列采煤遗留的问题:破碎的地景、污染的环境、废弃的设施、失业的职工、收缩的城市。以德国劳齐茨地区为例,通过实地考察,结合文献资料,从总体规划概念、具体改造案例和经验总结三部分介绍劳齐茨地区在后工业时代的再生计划,以期为今后我国的后矿业改造提供更多的可能性。
