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2019年 第49卷 第10期
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2019, 49(10): 1-9.
doi: 10.13204/j.gyjz201910001
摘要:
为揭示带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在碳纤维增强复材(CFRP)间隔包裹下的偏压性能和受力机理,通过ABAQUS软件建立了偏压作用下CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,对CFRP间隔包裹均匀脱空及球冠形脱空两种截面脱空形式下的圆钢管混凝土偏压短柱进行了系统的参数分析。研究包括偏心率、钢材强度、混凝土强度、径厚比、CFRP强度、CFRP包裹层数、CFRP包裹间距和脱空比等参数对构件偏压性能的影响,分析了偏压下CFRP部分包裹存在脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。结果表明:CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在偏压作用下主要破坏模式为钢管局部屈曲、CFRP断裂和混凝土局部压溃; CFRP间隔包裹可较好地提高构件延性,其偏压极限承载力随着材料强度和CFRP包裹层数的增加而提高,随着脱空比、径厚比、偏心率和CFRP包裹间距的提高而降低。
为揭示带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在碳纤维增强复材(CFRP)间隔包裹下的偏压性能和受力机理,通过ABAQUS软件建立了偏压作用下CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,对CFRP间隔包裹均匀脱空及球冠形脱空两种截面脱空形式下的圆钢管混凝土偏压短柱进行了系统的参数分析。研究包括偏心率、钢材强度、混凝土强度、径厚比、CFRP强度、CFRP包裹层数、CFRP包裹间距和脱空比等参数对构件偏压性能的影响,分析了偏压下CFRP部分包裹存在脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。结果表明:CFRP间隔包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱在偏压作用下主要破坏模式为钢管局部屈曲、CFRP断裂和混凝土局部压溃; CFRP间隔包裹可较好地提高构件延性,其偏压极限承载力随着材料强度和CFRP包裹层数的增加而提高,随着脱空比、径厚比、偏心率和CFRP包裹间距的提高而降低。
2019, 49(10): 10-18.
doi: 10.13204/j.gyjz201910002
摘要:
为获悉带脱空缺陷圆钢管混凝土柱在碳纤维增强复材(CFRP)包裹下的轴压性能和受力机理,通过建立轴压下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的有限元模型,分析了轴压下CFRP分别包裹均匀脱空和球冠形脱空圆钢管混凝土柱的力学性能,讨论CFRP强度、包裹方式和包裹层数等参数对不同脱空形式下构件力学性能的影响,揭示了轴压下CFRP包裹脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。分析两种脱空形式下构件的典型轴压荷载-轴向位移曲线表明:CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的变形能力有较高的提升,包裹层数和CFRP材料强度的增加均能明显提高脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压承载力。
为获悉带脱空缺陷圆钢管混凝土柱在碳纤维增强复材(CFRP)包裹下的轴压性能和受力机理,通过建立轴压下CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的有限元模型,分析了轴压下CFRP分别包裹均匀脱空和球冠形脱空圆钢管混凝土柱的力学性能,讨论CFRP强度、包裹方式和包裹层数等参数对不同脱空形式下构件力学性能的影响,揭示了轴压下CFRP包裹脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的受力机理和破坏模式。分析两种脱空形式下构件的典型轴压荷载-轴向位移曲线表明:CFRP包裹带脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的变形能力有较高的提升,包裹层数和CFRP材料强度的增加均能明显提高脱空缺陷圆钢管混凝土短柱的轴压承载力。
2019, 49(10): 19-24.
doi: 10.13204/j.gyjz201910003
摘要:
为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。
为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。
2019, 49(10): 25-31.
doi: 10.13204/j.gyjz201910004
摘要:
以剪跨比和脱空率为主要参数,对12根带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件和2根无脱空对比构件在压弯剪复合作用下的力学性能进行试验,考察环向脱空缺陷对钢管混凝土压弯剪试件的破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。试验结果表明:试件的抗剪承载力随着脱空率的增大而显著降低,带缺陷试件的抗剪承载力随着剪跨比的减小而增大。通过带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯剪复合作用下的有限元分析模型,对带缺陷试件的钢管与核心混凝土之间接触应力的发展情况进行模拟,界定了其受弯和受剪状态的界限剪跨比。
以剪跨比和脱空率为主要参数,对12根带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件和2根无脱空对比构件在压弯剪复合作用下的力学性能进行试验,考察环向脱空缺陷对钢管混凝土压弯剪试件的破坏模式、荷载-位移曲线、极限承载力的影响。试验结果表明:试件的抗剪承载力随着脱空率的增大而显著降低,带缺陷试件的抗剪承载力随着剪跨比的减小而增大。通过带环向脱空缺陷的钢管混凝土构件在压弯剪复合作用下的有限元分析模型,对带缺陷试件的钢管与核心混凝土之间接触应力的发展情况进行模拟,界定了其受弯和受剪状态的界限剪跨比。
2019, 49(10): 32-36.
doi: 10.13204/j.gyjz201910005
摘要:
以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。
以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。
2019, 49(10): 37-42.
doi: 10.13204/j.gyjz201910006
摘要:
在合理考虑材料本构关系模型、钢管与混凝土之间的接触模型等的基础上,建立了带脱空缺陷的钢管混凝土纯扭构件的有限元分析模型,并对模型的可靠性进行了验证。采用有限元分析模型,对带缺陷构件受荷全过程中的工作机理进行细致剖析,探究了环向脱空和球冠形脱空对钢管混凝土纯扭构件的荷载-变形曲线及接触应力、承载力等力学性能指标的影响,分析了各重要参数对带缺陷构件力学性能的影响,在此基础上了提出了相关工程建议,以及考虑缺陷影响的承载力折减算式。
在合理考虑材料本构关系模型、钢管与混凝土之间的接触模型等的基础上,建立了带脱空缺陷的钢管混凝土纯扭构件的有限元分析模型,并对模型的可靠性进行了验证。采用有限元分析模型,对带缺陷构件受荷全过程中的工作机理进行细致剖析,探究了环向脱空和球冠形脱空对钢管混凝土纯扭构件的荷载-变形曲线及接触应力、承载力等力学性能指标的影响,分析了各重要参数对带缺陷构件力学性能的影响,在此基础上了提出了相关工程建议,以及考虑缺陷影响的承载力折减算式。
2019, 49(10): 43-47.
doi: 10.13204/j.gyjz201910007
摘要:
为了解脱空缺陷对钢管混凝土在不同受荷条件下的力学性能影响,将已有报道中不同受荷条件下(压弯、拉弯、压弯扭等)带脱空缺陷试件的承载力和刚度折减系数的变化规律进行比较,并对脱空的影响规律进行探讨。结果表明:在承受压弯荷载时,偏心受压为最不利荷载条件;轴压比和轴拉比分别为压弯荷载和拉弯荷载加载路径下影响带缺陷试件承载力的重要因素;滞回作用能加剧压弯荷载加载路径下的承载力折减;轴压比为0. 3时,脱空对压弯构件承载力和刚度的影响最小;压弯荷载对带缺陷构件承载力的影响比压弯扭荷载更为不利。
为了解脱空缺陷对钢管混凝土在不同受荷条件下的力学性能影响,将已有报道中不同受荷条件下(压弯、拉弯、压弯扭等)带脱空缺陷试件的承载力和刚度折减系数的变化规律进行比较,并对脱空的影响规律进行探讨。结果表明:在承受压弯荷载时,偏心受压为最不利荷载条件;轴压比和轴拉比分别为压弯荷载和拉弯荷载加载路径下影响带缺陷试件承载力的重要因素;滞回作用能加剧压弯荷载加载路径下的承载力折减;轴压比为0. 3时,脱空对压弯构件承载力和刚度的影响最小;压弯荷载对带缺陷构件承载力的影响比压弯扭荷载更为不利。
2019, 49(10): 48-53.
doi: 10.13204/j.gyjz201910008
摘要:
将时间序列分析理论引入钢管混凝土脱空缺陷检测中,提出基于自回归模型(AR模型)和科氏距离(Cosh Distance,CD)的钢管混凝土脱空缺陷检测方法。采用AR模型分别对无损状态和带脱空状态下钢管混凝土构件的加速度响应信号进行拟合,获得无损状态和带脱空状态下的残差序列和方差。然后分别以科氏距离、欧氏距离(Euclidean Distance,ED)和马氏距离(Mahalalnobis Distance,MD)构造判别函数进行脱空区域识别。最后以数值模拟和带环形脱空缺陷的钢管混凝土构件动力试验来验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明:欧氏距离和马氏距离在钢管混凝土脱空区域检测精度较差,甚至可能造成误判;科氏距离能够直观准确地检测出钢管混凝土环形脱空缺陷范围。
将时间序列分析理论引入钢管混凝土脱空缺陷检测中,提出基于自回归模型(AR模型)和科氏距离(Cosh Distance,CD)的钢管混凝土脱空缺陷检测方法。采用AR模型分别对无损状态和带脱空状态下钢管混凝土构件的加速度响应信号进行拟合,获得无损状态和带脱空状态下的残差序列和方差。然后分别以科氏距离、欧氏距离(Euclidean Distance,ED)和马氏距离(Mahalalnobis Distance,MD)构造判别函数进行脱空区域识别。最后以数值模拟和带环形脱空缺陷的钢管混凝土构件动力试验来验证所提方法的可行性及可靠性。结果表明:欧氏距离和马氏距离在钢管混凝土脱空区域检测精度较差,甚至可能造成误判;科氏距离能够直观准确地检测出钢管混凝土环形脱空缺陷范围。
2019, 49(10): 54-59.
doi: 10.13204/j.gyjz201910009
摘要:
空间碎片化是伴随着城市发展产生的一种特殊现象,并由于要素更替的复杂性在古城区显现得更为突出。基于列斐伏尔的空间三元论,从"物质-精神-社会"的维度上对古城区碎片化全貌进行认知,再用解构的手法寻求空间碎片化的层次与关联,发现苏州古城区历史空间形态呈现一定的破碎,其风貌彰显和人居生活也正遭受着异变,碎片化中隐含着古城区历史文化保护和传承面临的风险。认为尊重差异和需求,使古城保护融入当代生活,是苏州古城保护面临空间碎片化的立足点。
空间碎片化是伴随着城市发展产生的一种特殊现象,并由于要素更替的复杂性在古城区显现得更为突出。基于列斐伏尔的空间三元论,从"物质-精神-社会"的维度上对古城区碎片化全貌进行认知,再用解构的手法寻求空间碎片化的层次与关联,发现苏州古城区历史空间形态呈现一定的破碎,其风貌彰显和人居生活也正遭受着异变,碎片化中隐含着古城区历史文化保护和传承面临的风险。认为尊重差异和需求,使古城保护融入当代生活,是苏州古城保护面临空间碎片化的立足点。
2019, 49(10): 60-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201910010
摘要:
在城市化进程蓬勃发展的数十载后,传统旧街区作为城市更新进程中的重要单元和复杂系统,同时面临着更新和发展的多重困境。目前,传统城市更新模式对旧街区中复杂多元问题和诉求的兼顾方面存在较大不足,因此寻找一种可以平衡多元问题、兼顾多目标因子的旧街区更新模式逐渐成为城市更新发展中亟待解决的问题。基于天津市三马路街区的更新设计实践,引入"复合化"的概念和策略,进而提出建立"复合化系统"的更新模式,实现兼顾功能、空间、交通、文化、生态五个因子的街区更新策略。旨在为城市旧街区更新的复杂性问题提供一种解决途径和思考方式,为城市更新的发展提供有效的理论和实践基础。
在城市化进程蓬勃发展的数十载后,传统旧街区作为城市更新进程中的重要单元和复杂系统,同时面临着更新和发展的多重困境。目前,传统城市更新模式对旧街区中复杂多元问题和诉求的兼顾方面存在较大不足,因此寻找一种可以平衡多元问题、兼顾多目标因子的旧街区更新模式逐渐成为城市更新发展中亟待解决的问题。基于天津市三马路街区的更新设计实践,引入"复合化"的概念和策略,进而提出建立"复合化系统"的更新模式,实现兼顾功能、空间、交通、文化、生态五个因子的街区更新策略。旨在为城市旧街区更新的复杂性问题提供一种解决途径和思考方式,为城市更新的发展提供有效的理论和实践基础。
2019, 49(10): 65-69.
doi: 10.13204/j.gyjz201910011
摘要:
太原西山国家矿山公园主要依托西山煤电集团的白家庄煤矿井田进行开发建设,是太原市采矿历史悠久、历史遗存丰富的煤炭工业区。白家庄煤矿是典型的城郊山地型矿区,西山国家矿山公园的开发和建设对城市生态建设和产业转型有着重要作用。本研究在梳理和总结西山国家矿山公园旅游资源的现状和问题的基础上,提出西山国家矿山公园旅游资源修复和培育的策略和建议,对城郊山地型矿区的生态修复、矿区存量土地开发、资源枯竭型矿区产业转型都有一定的借鉴意义。
太原西山国家矿山公园主要依托西山煤电集团的白家庄煤矿井田进行开发建设,是太原市采矿历史悠久、历史遗存丰富的煤炭工业区。白家庄煤矿是典型的城郊山地型矿区,西山国家矿山公园的开发和建设对城市生态建设和产业转型有着重要作用。本研究在梳理和总结西山国家矿山公园旅游资源的现状和问题的基础上,提出西山国家矿山公园旅游资源修复和培育的策略和建议,对城郊山地型矿区的生态修复、矿区存量土地开发、资源枯竭型矿区产业转型都有一定的借鉴意义。
2019, 49(10): 70-74.
doi: 10.13204/j.gyjz201910012
摘要:
建筑的"场所性"不仅能引起人们对其视觉环境的关注与思考,还能从情感方面触及人们深处的记忆,使人与环境之间产生共鸣,是观者心理要素及客观环境共同作用的结果。以"成都东郊"记忆为例,从物质和精神的层面分析了成都"东郊记忆"工业建筑的空间、形态、材质及景观方面的"场所性"特点,重点探讨旧工业建筑改造中"场所性"的营造对建筑可持续性发展的意义。
建筑的"场所性"不仅能引起人们对其视觉环境的关注与思考,还能从情感方面触及人们深处的记忆,使人与环境之间产生共鸣,是观者心理要素及客观环境共同作用的结果。以"成都东郊"记忆为例,从物质和精神的层面分析了成都"东郊记忆"工业建筑的空间、形态、材质及景观方面的"场所性"特点,重点探讨旧工业建筑改造中"场所性"的营造对建筑可持续性发展的意义。
2019, 49(10): 75-79.
doi: 10.13204/j.gyjz201910013
摘要:
成都西村·贝森大院的设计以计划经济时期单位集体居住大院为原型和传统元素当代表达为理念,让文化和地域有机融合,使居民们在纷扰喧嚣的城市生活中获得归属感,通过将四川传统文化与地域特色的完美融合,以此打造具有成都人民独有记忆的特色社区活动空间,呈现出对集体记忆空间的追忆。以集体记忆空间重构为出发点,从空间形态、建筑细节、景观元素、产业四个方面分析西村大院中集体记忆空间建筑语言和手法设计,探索符合现代生活又具有纪念意义的场所,以唤醒人们的归宿感和认同感。
成都西村·贝森大院的设计以计划经济时期单位集体居住大院为原型和传统元素当代表达为理念,让文化和地域有机融合,使居民们在纷扰喧嚣的城市生活中获得归属感,通过将四川传统文化与地域特色的完美融合,以此打造具有成都人民独有记忆的特色社区活动空间,呈现出对集体记忆空间的追忆。以集体记忆空间重构为出发点,从空间形态、建筑细节、景观元素、产业四个方面分析西村大院中集体记忆空间建筑语言和手法设计,探索符合现代生活又具有纪念意义的场所,以唤醒人们的归宿感和认同感。
2019, 49(10): 80-84.
doi: 10.13204/j.gyjz201910014
摘要:
基于极小建筑空间的特殊性,提出一种针对极小建筑空间环境的多元化和多层次的主观综合性评判方法。研究借助胶囊公寓的实地调研和1∶1示范性微建筑的空间体验试验,通过头脑风暴法和德尔菲法等专家调查法得出基于人体5种感知的极小建筑空间环境评价指标体系,建立层次结构模型,并利用层次分析法(AHP)得出各层次因子权重,建立极小空间环境多维评价模型。通过在1∶1示范性微建筑中的主观满意度测评,验证了模型的有效性,结果表明该评价模型计算过程简单、实用性强,能够明确且详尽地反映极小建筑空间环境的品质。
基于极小建筑空间的特殊性,提出一种针对极小建筑空间环境的多元化和多层次的主观综合性评判方法。研究借助胶囊公寓的实地调研和1∶1示范性微建筑的空间体验试验,通过头脑风暴法和德尔菲法等专家调查法得出基于人体5种感知的极小建筑空间环境评价指标体系,建立层次结构模型,并利用层次分析法(AHP)得出各层次因子权重,建立极小空间环境多维评价模型。通过在1∶1示范性微建筑中的主观满意度测评,验证了模型的有效性,结果表明该评价模型计算过程简单、实用性强,能够明确且详尽地反映极小建筑空间环境的品质。
2019, 49(10): 85-91.
doi: 10.13204/j.gyjz201910015
摘要:
将超高性能混凝土材料(UHPC)浇筑于预制装配式框架结构的节点核心区,能有效改善预制梁、柱等构件受力钢筋的复杂连接形式,更好地应对节点核心区的复杂应力,以提高其结构的整体性及抗震性能。通过对1榀新型装配式钢筋混凝土框架和1榀整浇对比框架进行拟静力试验,对比分析二者的破坏形态、受力情况等抗震性能。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋连接采用短连接和搭接形式易施工且安全可靠,UHPC材料的使用有效改善了节点的受力性能,提高了框架的承载力和抗侧刚度;两榀框架的滞回曲线形状及饱满程度较为接近,位移延性和耗能能力基本处于同一水平;装配式框架的强度及刚度退化情况与整浇框架基本相似。新型预制装配式框架的抗震性能基本等同现浇水平。
将超高性能混凝土材料(UHPC)浇筑于预制装配式框架结构的节点核心区,能有效改善预制梁、柱等构件受力钢筋的复杂连接形式,更好地应对节点核心区的复杂应力,以提高其结构的整体性及抗震性能。通过对1榀新型装配式钢筋混凝土框架和1榀整浇对比框架进行拟静力试验,对比分析二者的破坏形态、受力情况等抗震性能。试验结果表明:装配式框架节点受力钢筋连接采用短连接和搭接形式易施工且安全可靠,UHPC材料的使用有效改善了节点的受力性能,提高了框架的承载力和抗侧刚度;两榀框架的滞回曲线形状及饱满程度较为接近,位移延性和耗能能力基本处于同一水平;装配式框架的强度及刚度退化情况与整浇框架基本相似。新型预制装配式框架的抗震性能基本等同现浇水平。
2019, 49(10): 92-98.
doi: 10.13204/j.gyjz201910016
摘要:
为研究不同加固方式对混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对6榀采用钢支撑和剪力墙加固的单层、单榀混凝土框架试件进行低周反复荷载试验,对比分析不同加固方式下框架结构的水平极限承载力、累积滞回耗能、变形能力和破坏方式等抗震性能。结果表明:采用弱钢支撑加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度得到一定程度的提高,其水平承载力达到峰值后缓慢下降,试件具有良好的变形能力和耗能能力;采用强钢支撑和混凝土剪力墙加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度均得到较大程度的提高,由于剪力墙以及强钢支撑加固试件的外框架发生破坏,水平承载力达到峰值后迅速下降,试件变形能力和耗能能力较弱。因此采用强钢支撑加固混凝土框架时,应同时对框架构件进行加固以避免水平荷载作用下构件先于支撑发生破坏,加固后结构不仅具有较高的水平极限承载力和初始抗侧刚度,也具有较好的耗能和变形能力。
为研究不同加固方式对混凝土框架结构抗震性能的影响,通过对6榀采用钢支撑和剪力墙加固的单层、单榀混凝土框架试件进行低周反复荷载试验,对比分析不同加固方式下框架结构的水平极限承载力、累积滞回耗能、变形能力和破坏方式等抗震性能。结果表明:采用弱钢支撑加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度得到一定程度的提高,其水平承载力达到峰值后缓慢下降,试件具有良好的变形能力和耗能能力;采用强钢支撑和混凝土剪力墙加固的混凝土框架试件水平极限承载力和初始抗侧刚度均得到较大程度的提高,由于剪力墙以及强钢支撑加固试件的外框架发生破坏,水平承载力达到峰值后迅速下降,试件变形能力和耗能能力较弱。因此采用强钢支撑加固混凝土框架时,应同时对框架构件进行加固以避免水平荷载作用下构件先于支撑发生破坏,加固后结构不仅具有较高的水平极限承载力和初始抗侧刚度,也具有较好的耗能和变形能力。
2019, 49(10): 99-104.
doi: 10.13204/j.gyjz201910017
摘要:
参照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计了7度(0. 10g)区非掉层框架以及掉层框架原型结构,并采用PERFORM-3D软件对相应的平面和空间模型10个算例进行对比分析。基于增量动力分析方法对非掉层框架和掉层框架结构进行了抗地震倒塌能力研究。按照FEMA 350倒塌判定准则对比了两种模型的倒塌易损性曲线规律,同时考察了各算例的抗倒塌安全储备系数,统计了结构的各层间峰值位移角、倒塌模式及倒塌概率。分析结果表明:1)对于第一种倒塌极限状态,在平面模型中,非掉层框架结构安全储备系数值小于掉层框架结构,而在空间模型中则相反; 2)在第二种倒塌极限状态下,非掉层框架结构的抗地震倒塌能力远远弱于掉层框架结构,而且在此极限状态下结构的抗地震倒塌能力、倒塌概率以及倒塌模式都与地震动的输入方向有关; 3)地震动方向对掉层框架结构的抗地震倒塌能力及相应的安全储备影响较大,双向地震作用下,结构可能出现不同于平面模型和单向地震作用下的新倒塌模式,抗地震倒塌安全储备更小。
参照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》和GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》设计了7度(0. 10g)区非掉层框架以及掉层框架原型结构,并采用PERFORM-3D软件对相应的平面和空间模型10个算例进行对比分析。基于增量动力分析方法对非掉层框架和掉层框架结构进行了抗地震倒塌能力研究。按照FEMA 350倒塌判定准则对比了两种模型的倒塌易损性曲线规律,同时考察了各算例的抗倒塌安全储备系数,统计了结构的各层间峰值位移角、倒塌模式及倒塌概率。分析结果表明:1)对于第一种倒塌极限状态,在平面模型中,非掉层框架结构安全储备系数值小于掉层框架结构,而在空间模型中则相反; 2)在第二种倒塌极限状态下,非掉层框架结构的抗地震倒塌能力远远弱于掉层框架结构,而且在此极限状态下结构的抗地震倒塌能力、倒塌概率以及倒塌模式都与地震动的输入方向有关; 3)地震动方向对掉层框架结构的抗地震倒塌能力及相应的安全储备影响较大,双向地震作用下,结构可能出现不同于平面模型和单向地震作用下的新倒塌模式,抗地震倒塌安全储备更小。
2019, 49(10): 105-109.
doi: 10.13204/j.gyjz201910018
摘要:
采用工业化成型工艺,制备成梁板一体化复合材料夹芯构件,并进行四点弯曲试验,分析纤维铺层厚度、水平腹板等参数对夹芯板的破坏形式、极限荷载、跨中变形和整体刚度等的影响规律。结果表明:当纤维铺层数从2层增加到4层和6层,极限承载力分别提高99. 8%、213%,刚度分别提高42. 6%、99. 8%;设立水平腹板对构件极限承载力的影响不大,但能提高构件的延性。建立三维有限元模型,将数值模拟结果与试验结果对比,验证了模型准确性,用验证后的模型分析受压面层厚度和竖向腹板对结构的受力影响。结果表明:与4层纤维复合夹层构件相比,受压区面层为6层的构件的极限荷载增加了23. 4%;添加竖向腹板,会使构件的极限承载力提高22. 1%。
采用工业化成型工艺,制备成梁板一体化复合材料夹芯构件,并进行四点弯曲试验,分析纤维铺层厚度、水平腹板等参数对夹芯板的破坏形式、极限荷载、跨中变形和整体刚度等的影响规律。结果表明:当纤维铺层数从2层增加到4层和6层,极限承载力分别提高99. 8%、213%,刚度分别提高42. 6%、99. 8%;设立水平腹板对构件极限承载力的影响不大,但能提高构件的延性。建立三维有限元模型,将数值模拟结果与试验结果对比,验证了模型准确性,用验证后的模型分析受压面层厚度和竖向腹板对结构的受力影响。结果表明:与4层纤维复合夹层构件相比,受压区面层为6层的构件的极限荷载增加了23. 4%;添加竖向腹板,会使构件的极限承载力提高22. 1%。
2019, 49(10): 110-116.
doi: 10.13204/j.gyjz201910019
摘要:
介绍了我国已修建的玻璃桥梁以及受力方式,将有限元计算结果与JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》建议方法计算结果和试验结果进行对比,验证有限元计算的准确性,对钢化夹层玻璃板的承载性能进行参数分析。研究结果表明:随着玻璃板短边长度的增加,有限元所得的最大应力和挠度线性增加,JGJ 113—2015建议方法计算得到的应力线性增长而挠度非线性变化。玻璃层数对玻璃板的承载能力影响较大。增加单片玻璃厚度,玻璃板的最大应力和挠度均会降低。设计中,玻璃板的动力放大系数可取2. 0。
介绍了我国已修建的玻璃桥梁以及受力方式,将有限元计算结果与JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》建议方法计算结果和试验结果进行对比,验证有限元计算的准确性,对钢化夹层玻璃板的承载性能进行参数分析。研究结果表明:随着玻璃板短边长度的增加,有限元所得的最大应力和挠度线性增加,JGJ 113—2015建议方法计算得到的应力线性增长而挠度非线性变化。玻璃层数对玻璃板的承载能力影响较大。增加单片玻璃厚度,玻璃板的最大应力和挠度均会降低。设计中,玻璃板的动力放大系数可取2. 0。
2019, 49(10): 117-122.
doi: 10.13204/j.gyjz201910020
摘要:
将5组螺栓植入到木梁及轻集料混凝土中制备成组合梁试件。对组合梁在三分点进行弯曲加载,对加载过程中界面的相对滑移、应变及跨中挠度等特性进行测量。制备的组合梁试件抗弯性能,包括抗弯承载力、界面相对滑移、跨中截面应变及挠度等,都与螺栓的直径及其分布间距有关。螺栓直径大或者其分布间距较小时,组合梁试件抗弯过程中表现出较小的界面相对滑移,较窄的应变范围和较小的跨中挠度。螺栓直径为8 mm且螺栓分布间距为200 mm的组合梁比螺栓直径为12 mm、分布间距为150 mm的组合梁的界面最大相对滑移提高2. 8倍,截面最大应变提高3倍,跨中挠度提高2. 2倍。试验表明:组合梁试件断裂部位集中在木梁上,轻集料混凝土板侧面未产生贯穿的裂纹、混凝土板顶面未被剪切破坏,亦未见螺栓被剧烈拔出等破坏现象,组合梁试件破坏模式属于延性失效;组合梁上木材与轻集料混凝土相对滑移沿着纵向整体分布规律一致,表明螺栓剪力键能较好地进行剪力传递。
将5组螺栓植入到木梁及轻集料混凝土中制备成组合梁试件。对组合梁在三分点进行弯曲加载,对加载过程中界面的相对滑移、应变及跨中挠度等特性进行测量。制备的组合梁试件抗弯性能,包括抗弯承载力、界面相对滑移、跨中截面应变及挠度等,都与螺栓的直径及其分布间距有关。螺栓直径大或者其分布间距较小时,组合梁试件抗弯过程中表现出较小的界面相对滑移,较窄的应变范围和较小的跨中挠度。螺栓直径为8 mm且螺栓分布间距为200 mm的组合梁比螺栓直径为12 mm、分布间距为150 mm的组合梁的界面最大相对滑移提高2. 8倍,截面最大应变提高3倍,跨中挠度提高2. 2倍。试验表明:组合梁试件断裂部位集中在木梁上,轻集料混凝土板侧面未产生贯穿的裂纹、混凝土板顶面未被剪切破坏,亦未见螺栓被剧烈拔出等破坏现象,组合梁试件破坏模式属于延性失效;组合梁上木材与轻集料混凝土相对滑移沿着纵向整体分布规律一致,表明螺栓剪力键能较好地进行剪力传递。
2019, 49(10): 123-128.
doi: 10.13204/j.gyjz201910021
摘要:
在结构物与土体相互作用的研究中,分析界面剪切特性并建立合理的本构关系具有重要意义。利用改进的直剪设备,对粉质黏土与光滑或粗糙界面钢之间的剪切性能进行试验,分析剪切应力-剪切位移关系和界面抗剪强度指标,依据Gompertz曲线模型和Clough-Duncan双曲线模型对试验结果进行拟合,结果表明:剪切应力随剪切位移增大而增加,达到峰值剪切应力后基本不变,未出现弱化现象;峰值剪切应力和峰值剪切位移均随法向应力和粗糙度的增加而增大;粗糙界面的黏聚力和摩擦角较光滑界面的更大;在法向应力较低的情况下,按Clough-Duncan双曲线模型和Gompertz曲线模型拟合效果均较好,在法向应力较高的情况下,Gompertz曲线模型拟合结果更合理。
在结构物与土体相互作用的研究中,分析界面剪切特性并建立合理的本构关系具有重要意义。利用改进的直剪设备,对粉质黏土与光滑或粗糙界面钢之间的剪切性能进行试验,分析剪切应力-剪切位移关系和界面抗剪强度指标,依据Gompertz曲线模型和Clough-Duncan双曲线模型对试验结果进行拟合,结果表明:剪切应力随剪切位移增大而增加,达到峰值剪切应力后基本不变,未出现弱化现象;峰值剪切应力和峰值剪切位移均随法向应力和粗糙度的增加而增大;粗糙界面的黏聚力和摩擦角较光滑界面的更大;在法向应力较低的情况下,按Clough-Duncan双曲线模型和Gompertz曲线模型拟合效果均较好,在法向应力较高的情况下,Gompertz曲线模型拟合结果更合理。
2019, 49(10): 129-135.
doi: 10.13204/j.gyjz201910022
摘要:
为减小位于岩基上的高填方盖板涵顶竖向土压力,采用在涵顶净跨内铺设聚苯乙烯泡沫(EPS)板的方式进行减荷,并进行现场涵顶竖向土压力测试。同时,将涵顶受力比拟为倒置的条形基础受力模型,应用叠加原理,推导出净跨内减荷时涵顶净跨内和涵台顶的竖向土压力计算式。研究结果表明:与土柱压力相比,涵顶净跨内竖向土压力明显减小,而涵台顶竖向土压力明显增大,最终竖向土压力系数分别为0. 46和1. 44;当填方达到设计标高时,算式计算竖向土压力值为144. 16k Pa,填方最高段实测平均值分别为141. 94,143. 45,151. 53 kPa,与算式计算值的相对误差分别为:-1. 5%、-0. 5%、5. 1%;涵台顶计算所得竖向土压力变化规律亦与实测结果规律一致。
为减小位于岩基上的高填方盖板涵顶竖向土压力,采用在涵顶净跨内铺设聚苯乙烯泡沫(EPS)板的方式进行减荷,并进行现场涵顶竖向土压力测试。同时,将涵顶受力比拟为倒置的条形基础受力模型,应用叠加原理,推导出净跨内减荷时涵顶净跨内和涵台顶的竖向土压力计算式。研究结果表明:与土柱压力相比,涵顶净跨内竖向土压力明显减小,而涵台顶竖向土压力明显增大,最终竖向土压力系数分别为0. 46和1. 44;当填方达到设计标高时,算式计算竖向土压力值为144. 16k Pa,填方最高段实测平均值分别为141. 94,143. 45,151. 53 kPa,与算式计算值的相对误差分别为:-1. 5%、-0. 5%、5. 1%;涵台顶计算所得竖向土压力变化规律亦与实测结果规律一致。
2019, 49(10): 136-140.
doi: 10.13204/j.gyjz201910023
摘要:
添加纤维可以提高土的抗裂强度和改善土的延展性。通过在微生物胶结砂中加入0. 2%的聚丙烯纤维,以聚丙烯纤维长度为变量,通过无侧限抗压试验和劈裂试验,从宏观角度分析纤维长度对微生物胶结砂样强度及其延展性的影响,并结合电镜扫描和能谱仪测试,从微观角度分析纤维的影响机制。研究表明:微生物诱导碳酸钙沉淀处理砂柱的无侧限抗压强度、劈裂强度和变形模量在一定范围内随着纤维长度的增长而增大,原因是纤维在固化砂土中随机分布形成网状结构,生成的碳酸钙覆盖在纤维表面,加强了纤维与砂颗粒的黏结,纤维又可增强砂颗粒之间的连接。微生物固化技术与纤维相互作用,从而增强了微生物固化的效果;当纤维增长到一定长度(12 mm,长径比为106. 7)以后,强度开始下降,原因是过长的纤维导致团聚现象的发生,影响了细菌的分布,使得碳酸钙分布不均匀,从而影响强度特性。
添加纤维可以提高土的抗裂强度和改善土的延展性。通过在微生物胶结砂中加入0. 2%的聚丙烯纤维,以聚丙烯纤维长度为变量,通过无侧限抗压试验和劈裂试验,从宏观角度分析纤维长度对微生物胶结砂样强度及其延展性的影响,并结合电镜扫描和能谱仪测试,从微观角度分析纤维的影响机制。研究表明:微生物诱导碳酸钙沉淀处理砂柱的无侧限抗压强度、劈裂强度和变形模量在一定范围内随着纤维长度的增长而增大,原因是纤维在固化砂土中随机分布形成网状结构,生成的碳酸钙覆盖在纤维表面,加强了纤维与砂颗粒的黏结,纤维又可增强砂颗粒之间的连接。微生物固化技术与纤维相互作用,从而增强了微生物固化的效果;当纤维增长到一定长度(12 mm,长径比为106. 7)以后,强度开始下降,原因是过长的纤维导致团聚现象的发生,影响了细菌的分布,使得碳酸钙分布不均匀,从而影响强度特性。
2019, 49(10): 141-145.
doi: 10.13204/j.gyjz201910024
摘要:
对有机聚合物改性剂制备的高性能混凝土展开研究,研究不同有机聚合物掺量制备的高性能混凝土的力学性能和抗盐卤-干湿循环性能,借助X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)等测试手段分析了盐卤-干湿循环作用下不同有机聚合物掺量对水泥基胶凝材料水化产物和微观结构的影响。结果表明:随着有机聚合物掺量的增大,混凝土的初始强度(56 d)逐渐降低;盐卤-干湿循环作用后,混凝土的抗压强度损失率随有机聚合物掺量的增加而减小,掺入有机聚合物的试样中产生的钙矾石(AF_t)、石膏(CaSO_4·2H_2O)、弗里德尔盐、水化硅酸镁等腐蚀产物含量较基准试样显著减少,试样结构更加致密。有机聚合物的掺入能够提高混凝土的抗盐卤-干湿循环性能且有机聚合物的合适掺量不应超过9%。
对有机聚合物改性剂制备的高性能混凝土展开研究,研究不同有机聚合物掺量制备的高性能混凝土的力学性能和抗盐卤-干湿循环性能,借助X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DSC)和扫描电镜(SEM)等测试手段分析了盐卤-干湿循环作用下不同有机聚合物掺量对水泥基胶凝材料水化产物和微观结构的影响。结果表明:随着有机聚合物掺量的增大,混凝土的初始强度(56 d)逐渐降低;盐卤-干湿循环作用后,混凝土的抗压强度损失率随有机聚合物掺量的增加而减小,掺入有机聚合物的试样中产生的钙矾石(AF_t)、石膏(CaSO_4·2H_2O)、弗里德尔盐、水化硅酸镁等腐蚀产物含量较基准试样显著减少,试样结构更加致密。有机聚合物的掺入能够提高混凝土的抗盐卤-干湿循环性能且有机聚合物的合适掺量不应超过9%。
2019, 49(10): 146-150.
doi: 10.13204/j.gyjz201910025
摘要:
研究分散处理后的多壁碳纳米管对水泥净浆材料的电学性能和力学性能影响。试验结果表明:多壁碳纳米管水泥净浆材料的电阻率随着测试频率的升高而降低,随养护时间的增长而增大。当多壁碳纳米管分散均匀时,电阻率随掺量的增加而减小,两者呈良好的相关性;当分散不均匀时,电阻率随多壁碳纳米管掺量变化不确定,呈现离散性。在低掺量条件下,当多壁碳纳米管在水泥净浆分散均匀时,多壁碳纳米管能提高水泥净浆的抗压强度和抗折强度,且提高幅度随多壁碳纳米管掺量增加而增大;而当多壁碳纳米管分散不均匀时,掺入多壁碳纳米管会削弱水泥净浆的抗折强度和抗压强度,其力学性能与多壁碳纳米管掺入量之间关系呈不确定性。
研究分散处理后的多壁碳纳米管对水泥净浆材料的电学性能和力学性能影响。试验结果表明:多壁碳纳米管水泥净浆材料的电阻率随着测试频率的升高而降低,随养护时间的增长而增大。当多壁碳纳米管分散均匀时,电阻率随掺量的增加而减小,两者呈良好的相关性;当分散不均匀时,电阻率随多壁碳纳米管掺量变化不确定,呈现离散性。在低掺量条件下,当多壁碳纳米管在水泥净浆分散均匀时,多壁碳纳米管能提高水泥净浆的抗压强度和抗折强度,且提高幅度随多壁碳纳米管掺量增加而增大;而当多壁碳纳米管分散不均匀时,掺入多壁碳纳米管会削弱水泥净浆的抗折强度和抗压强度,其力学性能与多壁碳纳米管掺入量之间关系呈不确定性。
2019, 49(10): 151-155.
doi: 10.13204/j.gyjz201910026
摘要:
以C25混凝土试块、烧结砖为原料,分别制备混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP),分析颗粒细度及化学组分,并按0%,5%,10%,20%,50%比例的混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP)及10%经球磨1 h和2 h的混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP)分别配制同配合比的水泥胶砂试块,测试其抗压强度及抗折强度。试验结果表明:再生微粉具有良好的水化活性,其中RCP较RBP活性更高;再生微粉的有效掺量范围在20%以下,RCP的最佳掺量为5%;微粉颗粒细度对其活性有一定的影响,球磨时间控制在1 h左右。
以C25混凝土试块、烧结砖为原料,分别制备混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP),分析颗粒细度及化学组分,并按0%,5%,10%,20%,50%比例的混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP)及10%经球磨1 h和2 h的混凝土微粉(RCP)、砖微粉(RBP)分别配制同配合比的水泥胶砂试块,测试其抗压强度及抗折强度。试验结果表明:再生微粉具有良好的水化活性,其中RCP较RBP活性更高;再生微粉的有效掺量范围在20%以下,RCP的最佳掺量为5%;微粉颗粒细度对其活性有一定的影响,球磨时间控制在1 h左右。
2019, 49(10): 156-162.
doi: 10.13204/j.gyjz201910027
摘要:
腹板无加劲肋的冷弯薄壁型钢构件在横向集中荷载或反力作用时极易发生压屈失效。对24个由自攻自钻螺钉连接的冷弯薄壁型钢双肢拼合Ⅰ形截面构件在跨中双翼缘(ITF)荷载条件下的腹板压屈性能进行试验研究。结果表明:C形槽钢拼合试件比Ⅰ形槽钢拼合试件的承载力更高、延性更好;腹板中线上布置的自攻螺钉是引起试件整体性能削弱的主导因素。
腹板无加劲肋的冷弯薄壁型钢构件在横向集中荷载或反力作用时极易发生压屈失效。对24个由自攻自钻螺钉连接的冷弯薄壁型钢双肢拼合Ⅰ形截面构件在跨中双翼缘(ITF)荷载条件下的腹板压屈性能进行试验研究。结果表明:C形槽钢拼合试件比Ⅰ形槽钢拼合试件的承载力更高、延性更好;腹板中线上布置的自攻螺钉是引起试件整体性能削弱的主导因素。
2019, 49(10): 163-169.
doi: 10.13204/j.gyjz201910028
摘要:
分别对单肢为腹板开孔复杂卷边槽钢和Σ形复杂卷边槽钢的共计8根双肢拼合工字形截面偏心受压构件进行了承载力试验。研究了此类偏压构件的极限承载力及失稳模式。采用ANSYS有限元软件模拟了试验并与试验结果进行对比,验证了建模及分析过程的准确性。通过变参数分析了开孔及不同孔形对构件承载力的影响。结果表明:腹板开孔复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC1截面)的最终破坏模式为局部、畸变和整体弯曲三者相关屈曲;腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC2截面)的最终破坏模式为畸变和整体弯曲相关屈曲;随着偏心距的增大,两类截面构件的破坏模式基本不变。在相同条件下,开孔会使构件的承载力明显降低,DC1截面和DC2截面开孔比不开孔构件的承载力分别下降了约4%～11%和6%～15%。在开孔高度相同时,腹板开设不同形状的孔洞对构件的承载力影响较小,但考虑到开孔位置处的应力集中问题,椭圆形孔和圆形孔比有尖角的矩形孔和正方形孔更优。
分别对单肢为腹板开孔复杂卷边槽钢和Σ形复杂卷边槽钢的共计8根双肢拼合工字形截面偏心受压构件进行了承载力试验。研究了此类偏压构件的极限承载力及失稳模式。采用ANSYS有限元软件模拟了试验并与试验结果进行对比,验证了建模及分析过程的准确性。通过变参数分析了开孔及不同孔形对构件承载力的影响。结果表明:腹板开孔复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC1截面)的最终破坏模式为局部、畸变和整体弯曲三者相关屈曲;腹板开孔Σ形复杂卷边槽钢双肢拼合构件(DC2截面)的最终破坏模式为畸变和整体弯曲相关屈曲;随着偏心距的增大,两类截面构件的破坏模式基本不变。在相同条件下,开孔会使构件的承载力明显降低,DC1截面和DC2截面开孔比不开孔构件的承载力分别下降了约4%～11%和6%～15%。在开孔高度相同时,腹板开设不同形状的孔洞对构件的承载力影响较小,但考虑到开孔位置处的应力集中问题,椭圆形孔和圆形孔比有尖角的矩形孔和正方形孔更优。
2019, 49(10): 170-174.
doi: 10.13204/j.gyjz201910029
摘要:
在已有软钢阻尼器研究基础上,针对适用于装配式剪力墙竖向接缝的阻尼器进行研究。对尺寸为250 mm×400 mm的试件,在其他参数相同的情况下,通过改变开缝方式、弯曲单元宽厚比等参数,对阻尼器进行低周往复加载试验,分析其工作性能。结果表明:开横缝阻尼器的屈服荷载及极限荷载要小于开竖缝的阻尼器,但是开横缝阻尼器的极限位移、延性系数、初始刚度等优于开竖缝的阻尼器,且随着参数的变化,阻尼器性能参数变化幅度较大,可满足装配式剪力墙结构竖缝连接时对阻尼器的各项参数的要求。
在已有软钢阻尼器研究基础上,针对适用于装配式剪力墙竖向接缝的阻尼器进行研究。对尺寸为250 mm×400 mm的试件,在其他参数相同的情况下,通过改变开缝方式、弯曲单元宽厚比等参数,对阻尼器进行低周往复加载试验,分析其工作性能。结果表明:开横缝阻尼器的屈服荷载及极限荷载要小于开竖缝的阻尼器,但是开横缝阻尼器的极限位移、延性系数、初始刚度等优于开竖缝的阻尼器,且随着参数的变化,阻尼器性能参数变化幅度较大,可满足装配式剪力墙结构竖缝连接时对阻尼器的各项参数的要求。
2019, 49(10): 175-179.
doi: 10.13204/j.gyjz201910030
摘要:
为研究低温下栓钉连接件的抗剪承载力,通过有限元软件ABAQUS建立低温推出试验模型,并进行低温推出试验验证有限元模型的准确性。通过56个模型参数化分析,得出研究结论:栓钉连接件的抗剪承载力随温度降低而提高,在-20,-40,-60℃时相较于常温下分别提高12. 1%、18. 6%和24. 2%;低温环境下,混凝土强度是栓钉连接件抗剪承载力的主要影响因素,而栓钉自身强度对连接件整体抗剪承载力的影响较小。在严寒地区组合结构的设计中,建议在已有的承载力设计公式基础上,引入混凝土低温影响系数。
为研究低温下栓钉连接件的抗剪承载力,通过有限元软件ABAQUS建立低温推出试验模型,并进行低温推出试验验证有限元模型的准确性。通过56个模型参数化分析,得出研究结论:栓钉连接件的抗剪承载力随温度降低而提高,在-20,-40,-60℃时相较于常温下分别提高12. 1%、18. 6%和24. 2%;低温环境下,混凝土强度是栓钉连接件抗剪承载力的主要影响因素,而栓钉自身强度对连接件整体抗剪承载力的影响较小。在严寒地区组合结构的设计中,建议在已有的承载力设计公式基础上,引入混凝土低温影响系数。
2019, 49(10): 180-184.
doi: 10.13204/j.gyjz201910031
摘要:
利用玄武岩纤维(BFRP)复材筋等强度替代钢筋、等截面替代钢筋以及与钢筋混合配筋形式制作混凝土简支梁,对其进行受弯性能试验,研究不同配筋形式和不同配筋率对梁受弯性能的影响,分析混凝土简支梁的跨中挠度、裂缝分布及宽度、受拉筋应变和承载力,通过对比试验值和理论值,分析试验梁破坏模式。结果表明:在相同荷载作用下,BFRP筋混凝土梁的挠度大于钢筋混凝土梁,而混合配筋混凝土梁介于两者之间;相同配筋率时,BFRP筋混凝土梁的承载力比钢筋混凝土梁的承载力低,尽管BFRP筋没有明显的屈服点,但混合配筋混凝土梁仍表现出较好的延性,为受压区混凝土压碎破坏,在梁完全破坏前提供明显的预兆,破坏模式为适筋破坏; BFRP筋混凝土梁和混合配筋混凝土梁的截面都基本满足平截面假定。
利用玄武岩纤维(BFRP)复材筋等强度替代钢筋、等截面替代钢筋以及与钢筋混合配筋形式制作混凝土简支梁,对其进行受弯性能试验,研究不同配筋形式和不同配筋率对梁受弯性能的影响,分析混凝土简支梁的跨中挠度、裂缝分布及宽度、受拉筋应变和承载力,通过对比试验值和理论值,分析试验梁破坏模式。结果表明:在相同荷载作用下,BFRP筋混凝土梁的挠度大于钢筋混凝土梁,而混合配筋混凝土梁介于两者之间;相同配筋率时,BFRP筋混凝土梁的承载力比钢筋混凝土梁的承载力低,尽管BFRP筋没有明显的屈服点,但混合配筋混凝土梁仍表现出较好的延性,为受压区混凝土压碎破坏,在梁完全破坏前提供明显的预兆,破坏模式为适筋破坏; BFRP筋混凝土梁和混合配筋混凝土梁的截面都基本满足平截面假定。
2019, 49(10): 185-191.
doi: 10.13204/j.gyjz201910032
摘要:
为研究碳纤维复材(CFRP)布加固不锈钢圆管短柱轴心受压性能,对外贴CFRP布加固不锈钢圆管短柱进行轴心受压试验。试验共制作了20根构件,4根未粘贴CFRP布的控制试件,8根环向外贴CFRP布的加固试件和8根正交(环向和纵向)外贴CFRP布加固试件。试件破坏形式主要分为两种:第一种是试件底部产生"象足式"屈曲破坏,第二种是外贴CFRP布加固(环向和纵向)后的试件在中间高度处产生向内局部屈曲变形;同时,在粘贴层数相同的情况下,环向粘贴效果优于正交粘贴效果;在相同的粘贴方式下,粘贴层数越多加固效果越好;纵向碳纤维布的存在反而会降低试件的极限承载能力,但可以略微提高试件的轴向刚度;并且在壁厚一定的情况下,直径越大的不锈钢圆管在CFRP布加固后增强效果越明显。
为研究碳纤维复材(CFRP)布加固不锈钢圆管短柱轴心受压性能,对外贴CFRP布加固不锈钢圆管短柱进行轴心受压试验。试验共制作了20根构件,4根未粘贴CFRP布的控制试件,8根环向外贴CFRP布的加固试件和8根正交(环向和纵向)外贴CFRP布加固试件。试件破坏形式主要分为两种:第一种是试件底部产生"象足式"屈曲破坏,第二种是外贴CFRP布加固(环向和纵向)后的试件在中间高度处产生向内局部屈曲变形;同时,在粘贴层数相同的情况下,环向粘贴效果优于正交粘贴效果;在相同的粘贴方式下,粘贴层数越多加固效果越好;纵向碳纤维布的存在反而会降低试件的极限承载能力,但可以略微提高试件的轴向刚度;并且在壁厚一定的情况下,直径越大的不锈钢圆管在CFRP布加固后增强效果越明显。
2019, 49(10): 192-199.
doi: 10.13204/j.gyjz201910033
摘要:
为探究CFRP部分包裹钢管混凝土短柱的偏压力学性能,进行了9根CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱和1根圆钢管混凝土短柱的偏压试验,通过ABAQUS软件建立了偏压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,开展了CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱偏压性能的参数分析研究,包括构件材料强度、偏心距e、径厚比D/t、包裹层数n、包裹间距b、包裹宽度a、柱截面面积A_(sc)和CFRP预紧力系数P/P_f等,揭示了其在偏压荷载下的典型破坏模式,探讨了CFRP部分包裹圆钢管混凝土偏压短柱的有效加固机制。研究结果表明:CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱在偏压作用下的主要破坏模式包括钢管局部屈曲、CFRP断裂、混凝土开裂和局部压溃,其偏压承载力随着材料强度、包裹层数和柱截面面积的增加而增大,并随着径厚比、CFRP包裹间距和偏心距的增大而减小。
为探究CFRP部分包裹钢管混凝土短柱的偏压力学性能,进行了9根CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱和1根圆钢管混凝土短柱的偏压试验,通过ABAQUS软件建立了偏压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,开展了CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱偏压性能的参数分析研究,包括构件材料强度、偏心距e、径厚比D/t、包裹层数n、包裹间距b、包裹宽度a、柱截面面积A_(sc)和CFRP预紧力系数P/P_f等,揭示了其在偏压荷载下的典型破坏模式,探讨了CFRP部分包裹圆钢管混凝土偏压短柱的有效加固机制。研究结果表明:CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱在偏压作用下的主要破坏模式包括钢管局部屈曲、CFRP断裂、混凝土开裂和局部压溃,其偏压承载力随着材料强度、包裹层数和柱截面面积的增加而增大,并随着径厚比、CFRP包裹间距和偏心距的增大而减小。
2019, 49(10): 200-207.
doi: 10.13204/j.gyjz201910034
摘要:
为了揭示碳纤维布(CFRP)部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压性能,对7根CFRP包裹圆钢管混凝土短柱和1根圆钢管混凝土短柱进行了轴压试验。通过ABAQUS软件建立了轴压作用下CFRP包裹圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,考虑了界面之间复杂接触关系和材料特性,开展了轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱力学性能的参数分析,研究了主要参数对CFRP包裹钢管混凝土短柱轴压承载力和初始轴向刚度的影响,揭示了其典型破坏模式。研究结果表明:轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的破坏模式主要包括CFRP断裂、钢管局部屈曲和核心混凝土局部压溃; CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压承载力随着材料强度、包裹层数和柱截面面积的增加而增大;其初始轴向刚度随着混凝土强度和柱截面面积的增大而逐渐增大。
为了揭示碳纤维布(CFRP)部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压性能,对7根CFRP包裹圆钢管混凝土短柱和1根圆钢管混凝土短柱进行了轴压试验。通过ABAQUS软件建立了轴压作用下CFRP包裹圆钢管混凝土短柱的数值分析模型,考虑了界面之间复杂接触关系和材料特性,开展了轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱力学性能的参数分析,研究了主要参数对CFRP包裹钢管混凝土短柱轴压承载力和初始轴向刚度的影响,揭示了其典型破坏模式。研究结果表明:轴压作用下CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的破坏模式主要包括CFRP断裂、钢管局部屈曲和核心混凝土局部压溃; CFRP部分包裹圆钢管混凝土短柱的轴压承载力随着材料强度、包裹层数和柱截面面积的增加而增大;其初始轴向刚度随着混凝土强度和柱截面面积的增大而逐渐增大。
2019, 49(10): 208-212.
doi: 10.13204/j.gyjz201910035
摘要:
氯化钙环境下微生物诱导产生碳酸钙沉淀(MICP)过程中,尤其在混凝土结构裂缝修复加固中,多余的氯离子可能会对混凝土结构物中的钢筋产生腐蚀及钝化作用。为了进一步研究微生物在不同营养盐环境下矿化产物的晶体物相及力学性能,通过在尿素中分别添加氯化钙、醋酸钙、醋酸镁形成三种不同营养盐,对完成胶结试验的砂柱采用X射线衍射测试分析其胶结的晶体物相,并通过扫描电镜(SEM)分析其微观结构形貌,对比分析三种营养盐胶结砂样的强度变化。试验结果表明:以醋酸钙、氯化钙为营养盐的胶结砂柱的胶结物主要成分分别为霰石晶簇和方解石晶体;以醋酸镁为营养盐的胶结砂柱的胶结物主要成分为海泡石型硅酸镁、菱镁矿型碳酸镁;霰石晶簇胶结物形貌更为紧密的胶结砂柱表现出的力学性能优于后者。在混凝土结构裂隙修复过程中,以醋酸钙对替代氯化钙作为营养盐在MICP中具有较好的工程意义。
氯化钙环境下微生物诱导产生碳酸钙沉淀(MICP)过程中,尤其在混凝土结构裂缝修复加固中,多余的氯离子可能会对混凝土结构物中的钢筋产生腐蚀及钝化作用。为了进一步研究微生物在不同营养盐环境下矿化产物的晶体物相及力学性能,通过在尿素中分别添加氯化钙、醋酸钙、醋酸镁形成三种不同营养盐,对完成胶结试验的砂柱采用X射线衍射测试分析其胶结的晶体物相,并通过扫描电镜(SEM)分析其微观结构形貌,对比分析三种营养盐胶结砂样的强度变化。试验结果表明:以醋酸钙、氯化钙为营养盐的胶结砂柱的胶结物主要成分分别为霰石晶簇和方解石晶体;以醋酸镁为营养盐的胶结砂柱的胶结物主要成分为海泡石型硅酸镁、菱镁矿型碳酸镁;霰石晶簇胶结物形貌更为紧密的胶结砂柱表现出的力学性能优于后者。在混凝土结构裂隙修复过程中,以醋酸钙对替代氯化钙作为营养盐在MICP中具有较好的工程意义。
2019, 49(10): 213-218.
doi: 10.13204/j.gyjz201910036
摘要:
随着全球信息化的整合加速,数据中心的建设需求不断增长,数据中心建设问题也不断突显。在数据中心全生命周期中应用建筑信息建模(BIM)技术,能够有效提高设计及建造质量、缩短施工周期、降低建设及运营成本、提升运营效率。以亦庄云计算中心为例,介绍了BIM技术在数据中心设计阶段、施工阶段、运维阶段的针对性应用环节及应用成效。通过BIM技术的全生命周期应用,有效解决了目前数据中心存在的突出问题,取得了良好的社会和经济效益。
随着全球信息化的整合加速,数据中心的建设需求不断增长,数据中心建设问题也不断突显。在数据中心全生命周期中应用建筑信息建模(BIM)技术,能够有效提高设计及建造质量、缩短施工周期、降低建设及运营成本、提升运营效率。以亦庄云计算中心为例,介绍了BIM技术在数据中心设计阶段、施工阶段、运维阶段的针对性应用环节及应用成效。通过BIM技术的全生命周期应用,有效解决了目前数据中心存在的突出问题,取得了良好的社会和经济效益。
2019, 49(10): 219-223.
doi: 10.13204/j.gyjz201910037
摘要:
北京夏季高温时间较长,对建筑隔热提出了较高的要求。位于北京市中心的紫禁城是明清皇家宫殿建筑群,在历史上有着较多的建筑隔热做法,主要表现为:主体建筑坐北朝南,南面大量开设门窗以利于通风;建筑群背山面水,以利于水的蒸发来降温;建筑墙体采取"填馅"做法,建筑屋顶厚重,并采取架空梁架形式,以阻碍室外热量向室内的传递;屋檐采取起翘做法,避免烈日在正午时间照入室内;在庭院内搭设体量巨大的凉棚,以遮日通风;建造地下式的冰窖建筑,以利于藏冰纳凉;采用导热系数小的木、砖作为建筑材料等。
北京夏季高温时间较长,对建筑隔热提出了较高的要求。位于北京市中心的紫禁城是明清皇家宫殿建筑群,在历史上有着较多的建筑隔热做法,主要表现为:主体建筑坐北朝南,南面大量开设门窗以利于通风;建筑群背山面水,以利于水的蒸发来降温;建筑墙体采取"填馅"做法,建筑屋顶厚重,并采取架空梁架形式,以阻碍室外热量向室内的传递;屋檐采取起翘做法,避免烈日在正午时间照入室内;在庭院内搭设体量巨大的凉棚,以遮日通风;建造地下式的冰窖建筑,以利于藏冰纳凉;采用导热系数小的木、砖作为建筑材料等。
