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2020年 第50卷 第1期
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2020, 50(1): 1-6.
doi: 10.13204/j.gyjz202001001
摘要:
通过对东南大学孟少平课题组近十年来在预应力自复位框架结构研究成果的总结,介绍了包括几种典型的基于不同耗能元件的预应力自复位装配框架结构体系、节点连接构造以及耗能元件及装配节点的拟静力试验研究情况,介绍了预应力自复位框架结构的发展趋势,并对预应力预制装配结构的后续研究进行展望。
通过对东南大学孟少平课题组近十年来在预应力自复位框架结构研究成果的总结,介绍了包括几种典型的基于不同耗能元件的预应力自复位装配框架结构体系、节点连接构造以及耗能元件及装配节点的拟静力试验研究情况,介绍了预应力自复位框架结构的发展趋势,并对预应力预制装配结构的后续研究进行展望。
2020, 50(1): 7-11,6.
doi: 10.13204/j.gyjz202001002
摘要:
构建了一种新型的预应力预制混凝土框架节点,该节点的梁、柱构件通过预应力筋、角钢以及高强螺栓连接而成,经试验验证该类节点兼具良好的自复位能力和耗能能力。为了便于推广应用,针对这种基于角钢-高强螺栓连接的预应力预制混凝土框架节点的梁柱连接,提出设计方法,包括使用阶段的承载能力极限状态和正常使用极限状态并考虑施工阶段节点的工作状态,提出确定预应力筋的面积、初始张拉力、角钢尺寸及螺栓连接位置等设计参数的方法。
构建了一种新型的预应力预制混凝土框架节点,该节点的梁、柱构件通过预应力筋、角钢以及高强螺栓连接而成,经试验验证该类节点兼具良好的自复位能力和耗能能力。为了便于推广应用,针对这种基于角钢-高强螺栓连接的预应力预制混凝土框架节点的梁柱连接,提出设计方法,包括使用阶段的承载能力极限状态和正常使用极限状态并考虑施工阶段节点的工作状态,提出确定预应力筋的面积、初始张拉力、角钢尺寸及螺栓连接位置等设计参数的方法。
2020, 50(1): 12-15,98.
doi: 10.13204/j.gyjz202001003
摘要:
基于已经开展的新型耗能杆增强预应力装配式混凝土框架节点试验建立了OpenSees分析模型。首先,通过数值分析结果与试验结果对比,表明有限元模型能够准确地反映节点承载能力和自复位特性。其次,随着附加耗能杆所用材料的屈服点的增加,新型耗能杆增强预应力装配式混凝土框架节点的承载力与耗能能力增加,具有较低屈服点的耗能杆能够较早地为预应力装配式混凝土框架节点提供耗能能力;最后,与采用附加软钢耗能杆的预应力装配式混凝土框架节点相比,当采用铝合金耗能杆时,虽然节点的承载力基本保持相同,但是节点的刚度和屈服点明显降低。
基于已经开展的新型耗能杆增强预应力装配式混凝土框架节点试验建立了OpenSees分析模型。首先,通过数值分析结果与试验结果对比,表明有限元模型能够准确地反映节点承载能力和自复位特性。其次,随着附加耗能杆所用材料的屈服点的增加,新型耗能杆增强预应力装配式混凝土框架节点的承载力与耗能能力增加,具有较低屈服点的耗能杆能够较早地为预应力装配式混凝土框架节点提供耗能能力;最后,与采用附加软钢耗能杆的预应力装配式混凝土框架节点相比,当采用铝合金耗能杆时,虽然节点的承载力基本保持相同,但是节点的刚度和屈服点明显降低。
2020, 50(1): 16-21,124.
doi: 10.13204/j.gyjz202001004
摘要:
对一种含暗牛腿的顶底摩擦耗能预应力装配式自复位混凝土框架(HC-FD-SCPC)梁柱节点,采用OpenSees有限元软件开展滞回性能模拟,分析该节点的工作机理和力学性能。该节点由预应力筋提供自复位能力,顶底摩擦耗能器进行摩擦耗能,并通过在柱上设立暗牛腿改善剪力传递机制,便于现场安装。对预应力筋截面面积、初始预张力、摩擦耗能器摩擦力等参数分析表明:预应力筋截面面积增加能提高第二刚度;初始预张力增加能提高节点张开启动力;摩擦耗能器的摩擦力增加能提高节点张开启动力和耗能性能。
对一种含暗牛腿的顶底摩擦耗能预应力装配式自复位混凝土框架(HC-FD-SCPC)梁柱节点,采用OpenSees有限元软件开展滞回性能模拟,分析该节点的工作机理和力学性能。该节点由预应力筋提供自复位能力,顶底摩擦耗能器进行摩擦耗能,并通过在柱上设立暗牛腿改善剪力传递机制,便于现场安装。对预应力筋截面面积、初始预张力、摩擦耗能器摩擦力等参数分析表明:预应力筋截面面积增加能提高第二刚度;初始预张力增加能提高节点张开启动力;摩擦耗能器的摩擦力增加能提高节点张开启动力和耗能性能。
2020, 50(1): 22-27.
doi: 10.13204/j.gyjz202001005
摘要:
为研究"强梁弱柱"型预制混凝土(PC)框架节点的抗震性能,设计并完成了不同轴压比的2个足尺"强梁弱柱"型PC框架节点和1个现浇混凝土(RC)节点对比试件的拟静力试验,获得了此类节点的滞回曲线及破坏模式。试验结果表明:PC节点柱端屈服后,节点核心区上部叠合面迅速出现水平剪切裂缝,随后套筒内柱筋被拉断,柱失去承载能力;而RC节点为柱端屈服后的节点核心区剪切破坏,柱端屈服后,结构仍具有一定的承载力和塑性变形能力。3个节点的初始刚度大致相同,RC节点抗震承载能力明显优于PC节点。RC节点的延性系数为3.23,而PC节点为脆性破坏。该类型的"强梁弱柱"型PC节点抗震性能差,其破坏模式为柱端剪切脆性破坏,设计施工中应避免出现这类节点。
为研究"强梁弱柱"型预制混凝土(PC)框架节点的抗震性能,设计并完成了不同轴压比的2个足尺"强梁弱柱"型PC框架节点和1个现浇混凝土(RC)节点对比试件的拟静力试验,获得了此类节点的滞回曲线及破坏模式。试验结果表明:PC节点柱端屈服后,节点核心区上部叠合面迅速出现水平剪切裂缝,随后套筒内柱筋被拉断,柱失去承载能力;而RC节点为柱端屈服后的节点核心区剪切破坏,柱端屈服后,结构仍具有一定的承载力和塑性变形能力。3个节点的初始刚度大致相同,RC节点抗震承载能力明显优于PC节点。RC节点的延性系数为3.23,而PC节点为脆性破坏。该类型的"强梁弱柱"型PC节点抗震性能差,其破坏模式为柱端剪切脆性破坏,设计施工中应避免出现这类节点。
2020, 50(1): 28-33.
doi: 10.13204/j.gyjz202001006
摘要:
针对由装配式混凝土框架(PCF)和屈曲约束支撑(BRB)体系组成的BRB-PCF双重体系,建立不同层数结构的有限元分析模型,并采用非线性动力时程分析方法,研究了刚度比(即BRB体系与PCF体系的抗侧刚度之比)k对结构抗震性能的影响。结果表明:在PCF体系中适当地布置BRB能够减小结构的最大层间位移角和梁、柱构件的损伤程度,提高结构的震后修复效率;当刚度比较小时,增大k能提升结构的抗震性能,但当k≥1.5时,继续增大k对结构抗震性能的提升较小,建议合理的刚度比范围为k≤1.5。
针对由装配式混凝土框架(PCF)和屈曲约束支撑(BRB)体系组成的BRB-PCF双重体系,建立不同层数结构的有限元分析模型,并采用非线性动力时程分析方法,研究了刚度比(即BRB体系与PCF体系的抗侧刚度之比)k对结构抗震性能的影响。结果表明:在PCF体系中适当地布置BRB能够减小结构的最大层间位移角和梁、柱构件的损伤程度,提高结构的震后修复效率;当刚度比较小时,增大k能提升结构的抗震性能,但当k≥1.5时,继续增大k对结构抗震性能的提升较小,建议合理的刚度比范围为k≤1.5。
2020, 50(1): 34-39.
doi: 10.13204/j.gyjz202001007
摘要:
基于《预制混凝土抗震结构体系设计指南》分别构建了具有自复位、摩擦耗能型节点的5层和9层预应力混凝土(SCPC)框架结构模型,并满布填充墙。利用OpenSees软件研究填充墙对自复位预应力混凝土框架结构高阶模态等动力响应的影响。从FEMA P695中选取22条地震动记录并调整至设计基准地震烈度(DBE)和罕遇地震烈度(MCE)水平,分别输入4个有限元模型进行动力分析。研究结果表明:布置填充墙可以有效提高结构刚度和耗能能力,降低结构高阶模态效应和损伤集中效应,以及显著减小结构的层间位移角。此外,布置填充墙后,结构的残余变形虽有一定程度增大,但仍处在可修复范围内。
基于《预制混凝土抗震结构体系设计指南》分别构建了具有自复位、摩擦耗能型节点的5层和9层预应力混凝土(SCPC)框架结构模型,并满布填充墙。利用OpenSees软件研究填充墙对自复位预应力混凝土框架结构高阶模态等动力响应的影响。从FEMA P695中选取22条地震动记录并调整至设计基准地震烈度(DBE)和罕遇地震烈度(MCE)水平,分别输入4个有限元模型进行动力分析。研究结果表明:布置填充墙可以有效提高结构刚度和耗能能力,降低结构高阶模态效应和损伤集中效应,以及显著减小结构的层间位移角。此外,布置填充墙后,结构的残余变形虽有一定程度增大,但仍处在可修复范围内。
2020, 50(1): 40-46.
doi: 10.13204/j.gyjz202001008
摘要:
U形钢板消能器是一种能适应大位移的弯曲屈服型消能器。通过两个U形钢板消能器的拟静力试验,验证消能器具有良好稳定的耗能能力和变形能力。在此基础上,为研究减震外挂墙板对主体结构抗震性能的影响,设计并制作了一榀足尺含减震外挂墙板装配式混凝土剪力墙试件。试件中外挂墙板采用预制混凝土夹芯保温板,墙板顶部与连梁采用双排钢筋线连接(避开梁端塑性铰区),墙板底部设置U形钢板消能器并通过螺栓与基础相连。对其进行了拟静力试验研究,结果表明:U形钢板消能器在较小位移时率先屈服,此后墙肢根部和连梁端部相继出现塑性铰,最后梁端和剪力墙墙肢根部塑性铰区混凝土压碎,能够形成梁铰屈服机制;U形钢板消能器变形较为理想,符合预期的履带式滚动变形;试件滞回环较为饱满,具有良好的耗能能力和变形能力。
U形钢板消能器是一种能适应大位移的弯曲屈服型消能器。通过两个U形钢板消能器的拟静力试验,验证消能器具有良好稳定的耗能能力和变形能力。在此基础上,为研究减震外挂墙板对主体结构抗震性能的影响,设计并制作了一榀足尺含减震外挂墙板装配式混凝土剪力墙试件。试件中外挂墙板采用预制混凝土夹芯保温板,墙板顶部与连梁采用双排钢筋线连接(避开梁端塑性铰区),墙板底部设置U形钢板消能器并通过螺栓与基础相连。对其进行了拟静力试验研究,结果表明:U形钢板消能器在较小位移时率先屈服,此后墙肢根部和连梁端部相继出现塑性铰,最后梁端和剪力墙墙肢根部塑性铰区混凝土压碎,能够形成梁铰屈服机制;U形钢板消能器变形较为理想,符合预期的履带式滚动变形;试件滞回环较为饱满,具有良好的耗能能力和变形能力。
2020, 50(1): 55-61.
doi: 10.13204/j.gyjz202001010
摘要:
近年来,国内在河流规划中对规划决策机制的研究较为贫乏,在平衡多种利益诉求冲突、实现效益最大化方面仍存在不足,尚未形成标准化和程序化的决策机制。以瑞士罗纳-瑟尔(Rhone-Thur)河道振兴方案为例,从河流规划决策的主体组成部分及其相互关系、决策过程中的程序与决策支持方式两个方面阐述了瑞士河流规划决策的经验方法,对国内相关机制提出了完善河流规划决策主体的组织协调、慎重考虑决策程序的完整性和复杂性、积极开发多种科学预测方法三个层面的建议。
近年来,国内在河流规划中对规划决策机制的研究较为贫乏,在平衡多种利益诉求冲突、实现效益最大化方面仍存在不足,尚未形成标准化和程序化的决策机制。以瑞士罗纳-瑟尔(Rhone-Thur)河道振兴方案为例,从河流规划决策的主体组成部分及其相互关系、决策过程中的程序与决策支持方式两个方面阐述了瑞士河流规划决策的经验方法,对国内相关机制提出了完善河流规划决策主体的组织协调、慎重考虑决策程序的完整性和复杂性、积极开发多种科学预测方法三个层面的建议。
2020, 50(1): 62-68,147.
doi: 10.13204/j.gyjz202001011
摘要:
随着城市的快速发展,城市慢行系统的构建逐渐成为改善交通拥堵问题、推动健康城市营造的重要途径。城市中的河流廊道作为一种线性要素,具有构建慢行网络、改善城市环境品质、提升城市活力的巨大潜力。然而,城市建成区中的滨河场所往往面临用地条件复杂、空间紧缺、被城市割裂等多种问题。研究以构建复合城市功能、慢行舒适连贯、周边连接便利的高品质城市滨河慢行系统为目标,从城市建成区河流廊道的土地与空间梳理、慢行道路断面模式、慢行节点连通模式和慢行服务设施与停留空间布局四个方面梳理总结了河流廊道慢行系统构建的组织模式,并结合宁波塘河的实证研究,对该模式在实践项目中的应用展开探讨,对未来的相关研究和实践提出建议。
随着城市的快速发展,城市慢行系统的构建逐渐成为改善交通拥堵问题、推动健康城市营造的重要途径。城市中的河流廊道作为一种线性要素,具有构建慢行网络、改善城市环境品质、提升城市活力的巨大潜力。然而,城市建成区中的滨河场所往往面临用地条件复杂、空间紧缺、被城市割裂等多种问题。研究以构建复合城市功能、慢行舒适连贯、周边连接便利的高品质城市滨河慢行系统为目标,从城市建成区河流廊道的土地与空间梳理、慢行道路断面模式、慢行节点连通模式和慢行服务设施与停留空间布局四个方面梳理总结了河流廊道慢行系统构建的组织模式,并结合宁波塘河的实证研究,对该模式在实践项目中的应用展开探讨,对未来的相关研究和实践提出建议。
2020, 50(1): 69-74.
doi: 10.13204/j.gyjz202001012
摘要:
伴随着社会的快速发展及产业结构的转型,传统的工业生产模式被第三产业取代,工业生产遗留的建筑物失去原有生产能力而被闲置或废弃,在一定程度上造成了环境的污染及资源的浪费。在城市发展的过程中,占据优越地理位置的工业建筑的"去留"成为社会共同关注的课题。我国目前对废旧工业建筑的利用研究处于长期探索的阶段,以各种工业厂房利用为主,通过对锅炉房这类特殊性废旧工业建筑的利用研究,为厂房以外的其他具有特殊性的废旧工业建筑的利用提供参考,利用"特殊性"发挥其自身价值,凸显城市特色,并且在一定程度上通过改造带动城市经济发展。
伴随着社会的快速发展及产业结构的转型,传统的工业生产模式被第三产业取代,工业生产遗留的建筑物失去原有生产能力而被闲置或废弃,在一定程度上造成了环境的污染及资源的浪费。在城市发展的过程中,占据优越地理位置的工业建筑的"去留"成为社会共同关注的课题。我国目前对废旧工业建筑的利用研究处于长期探索的阶段,以各种工业厂房利用为主,通过对锅炉房这类特殊性废旧工业建筑的利用研究,为厂房以外的其他具有特殊性的废旧工业建筑的利用提供参考,利用"特殊性"发挥其自身价值,凸显城市特色,并且在一定程度上通过改造带动城市经济发展。
2020, 50(1): 75-79.
doi: 10.13204/j.gyjz202001013
摘要:
通过介绍扬州软件园孵化基地的规划设计,从园区规划、模块化设计、空间组织模式等方面,探索了集装箱模块化建筑在厂房改造和孵化园区规划及科技创新类建筑设计中的应用方式,是集装箱模块化建筑在建筑空间和建筑美学上的新尝试。
通过介绍扬州软件园孵化基地的规划设计,从园区规划、模块化设计、空间组织模式等方面,探索了集装箱模块化建筑在厂房改造和孵化园区规划及科技创新类建筑设计中的应用方式,是集装箱模块化建筑在建筑空间和建筑美学上的新尝试。
2020, 50(1): 80-83,90.
doi: 10.13204/j.gyjz202001014
摘要:
在共享时代的背景下,共享经济的发展渗透到生活的各个方面,共享社区应运而生。基于老旧社区发展落后于城市发展的现状,通过点式介入手法对老旧社区的公共空间进行微更新,打造共享平台,并以此为中心点整合社区资源,激发居民自发性地向周边产生触媒作用。旨在能充分整合利用社区内现有资源,不断微更新老旧社区公共空间,给老旧社区注入新的活力,营造社区乃至城市的建设。
在共享时代的背景下,共享经济的发展渗透到生活的各个方面,共享社区应运而生。基于老旧社区发展落后于城市发展的现状,通过点式介入手法对老旧社区的公共空间进行微更新,打造共享平台,并以此为中心点整合社区资源,激发居民自发性地向周边产生触媒作用。旨在能充分整合利用社区内现有资源,不断微更新老旧社区公共空间,给老旧社区注入新的活力,营造社区乃至城市的建设。
2020, 50(1): 84-90.
doi: 10.13204/j.gyjz202001015
摘要:
为研究多重螺旋筋复合约束钢筋混凝土圆形截面短柱的轴压力学性能,以螺旋筋间距、钢筋笼间距、螺旋筋重数为变化参数,对8个短柱试件进行轴心受压试验。观察试件的破坏过程及形态,获得了其荷载-变形曲线、峰值荷载和峰值变形等力学性能指标,并分析不同变化参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:三重螺旋筋复合约束钢筋混凝土短柱的破坏过程及形态与两重螺旋筋复合约束钢筋混凝土短柱相似,但具有更大的初始压缩刚度和更好的延性和耗能能力,用钢量的增加并没有有效提高其承载力;增大螺旋筋间距,减少用钢量的同时并没有显著降低承载力,而峰值变形、初始压缩刚度、延性及耗能系数逐渐减小;增大钢筋笼间距,用钢量的减少幅度大于承载力的降低幅度,其延性及耗能能力得到提高,而峰值变形和初始压缩刚度没有表现出明显的规律。
为研究多重螺旋筋复合约束钢筋混凝土圆形截面短柱的轴压力学性能,以螺旋筋间距、钢筋笼间距、螺旋筋重数为变化参数,对8个短柱试件进行轴心受压试验。观察试件的破坏过程及形态,获得了其荷载-变形曲线、峰值荷载和峰值变形等力学性能指标,并分析不同变化参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:三重螺旋筋复合约束钢筋混凝土短柱的破坏过程及形态与两重螺旋筋复合约束钢筋混凝土短柱相似,但具有更大的初始压缩刚度和更好的延性和耗能能力,用钢量的增加并没有有效提高其承载力;增大螺旋筋间距,减少用钢量的同时并没有显著降低承载力,而峰值变形、初始压缩刚度、延性及耗能系数逐渐减小;增大钢筋笼间距,用钢量的减少幅度大于承载力的降低幅度,其延性及耗能能力得到提高,而峰值变形和初始压缩刚度没有表现出明显的规律。
2020, 50(1): 91-98.
doi: 10.13204/j.gyjz202001016
摘要:
采用有限元软件模拟爆炸荷载作用下预应力槽型板结构体系的受力性能,首先将缩尺模型的模拟结果与试验结果进行对比,通过比较受力性能以及破坏模式,确保建立符合试验的模型,并在此基础上建立足尺模型,模拟和分析预应力槽型板结构在人防爆炸荷载作用下的动力性能、变形性能。研究结果表明:高应变速率的动态本构模型可以很好地模拟结构在爆炸荷载作用下的受力性能和破坏模式。装配式预应力槽型板在核6级、核5级、核4B级、核4级对应荷载作用下,混凝土受压与受拉损伤值均小于0.5。装配式预应力槽型板在爆炸荷载作用下具有良好的抗爆性能,结构的整体延性比在7.5以上。
采用有限元软件模拟爆炸荷载作用下预应力槽型板结构体系的受力性能,首先将缩尺模型的模拟结果与试验结果进行对比,通过比较受力性能以及破坏模式,确保建立符合试验的模型,并在此基础上建立足尺模型,模拟和分析预应力槽型板结构在人防爆炸荷载作用下的动力性能、变形性能。研究结果表明:高应变速率的动态本构模型可以很好地模拟结构在爆炸荷载作用下的受力性能和破坏模式。装配式预应力槽型板在核6级、核5级、核4B级、核4级对应荷载作用下,混凝土受压与受拉损伤值均小于0.5。装配式预应力槽型板在爆炸荷载作用下具有良好的抗爆性能,结构的整体延性比在7.5以上。
2020, 50(1): 99-108.
doi: 10.13204/j.gyjz202001017
摘要:
首先简述了车辆段项目组合结构的应用概况。随后对车辆段组合结构框架的基础节点、梁柱连接节点、上下柱连接节点、梁托柱连接节点、预留钢柱头节点逐一进行了分类介绍与阐述,重点对JGJ 138—2016《组合结构设计规范》、型钢混凝土及钢管混凝土图集所示范例不能涵盖的几种典型实际情况进行了详解。最后,根据工程经验推介了相应的改进方案和措施,并阐述了所述方案和措施的技术合理性与施工可行性,为今后地铁车辆段组合结构的框架节点设计提供一定的借鉴和启发。
首先简述了车辆段项目组合结构的应用概况。随后对车辆段组合结构框架的基础节点、梁柱连接节点、上下柱连接节点、梁托柱连接节点、预留钢柱头节点逐一进行了分类介绍与阐述,重点对JGJ 138—2016《组合结构设计规范》、型钢混凝土及钢管混凝土图集所示范例不能涵盖的几种典型实际情况进行了详解。最后,根据工程经验推介了相应的改进方案和措施,并阐述了所述方案和措施的技术合理性与施工可行性,为今后地铁车辆段组合结构的框架节点设计提供一定的借鉴和启发。
2020, 50(1): 109-117,183.
doi: 10.13204/j.gyjz202001018
摘要:
突水作为一种地质灾害,在岩溶隧道的建设中较为常见。防突岩体的结构类型、破坏模式与突水灾害的发生密切相关。通过对30例突水事故的统计分析,发现突水灾害主要发生在深长大跨岩溶隧道中,突水量集中在100~10 000 m3/h;根据案例中对防突水岩体结构的具体描述提出了完整-较完整结构、层状碎裂结构、块状破碎结构、断续结构、土-石混合结构和致密散体结构六种结构类型,对每种岩体结构的破坏模式进行详细的阐述;描述三类具有代表性的防突岩体在高水压作用下的渗透特征,得出突水通道的形成是内部裂隙在高水压的反复作用下,不断发生扩展、贯通和冲刷扩径的渐变过程。最后,为预测突水发生的可能性,对突涌水水压力的大小及其变化趋势、防突岩体变形破坏时的位移变化和岩体温度场受地下水影响的变化等信息进行辨析,将其作为突水灾害的预警辨识,在突水发生之前采取措施对灾害进行控制。
突水作为一种地质灾害,在岩溶隧道的建设中较为常见。防突岩体的结构类型、破坏模式与突水灾害的发生密切相关。通过对30例突水事故的统计分析,发现突水灾害主要发生在深长大跨岩溶隧道中,突水量集中在100~10 000 m3/h;根据案例中对防突水岩体结构的具体描述提出了完整-较完整结构、层状碎裂结构、块状破碎结构、断续结构、土-石混合结构和致密散体结构六种结构类型,对每种岩体结构的破坏模式进行详细的阐述;描述三类具有代表性的防突岩体在高水压作用下的渗透特征,得出突水通道的形成是内部裂隙在高水压的反复作用下,不断发生扩展、贯通和冲刷扩径的渐变过程。最后,为预测突水发生的可能性,对突涌水水压力的大小及其变化趋势、防突岩体变形破坏时的位移变化和岩体温度场受地下水影响的变化等信息进行辨析,将其作为突水灾害的预警辨识,在突水发生之前采取措施对灾害进行控制。
2020, 50(1): 118-124.
doi: 10.13204/j.gyjz202001019
摘要:
为探寻硫酸盐渍土的改良方法,以降低硫酸盐渍土对基础工程的盐胀破坏,选取甘肃河西走廊地区典型盐渍土作为研究对象,在室内冻融循环试验条件下测试硫酸盐渍土的盐胀率。通过掺加改良材料(纳米碳酸钙、纳米二氧化硅或相变材料)对硫酸盐渍土进行改良,并测试改良后硫酸盐渍土的盐胀量。最后结合过饱和比理论和电镜扫描图像简要分析盐晶体的析出规律以及各掺料对盐胀的影响。结果表明:纳米碳酸钙、二氧化硅以及相变材料均对硫酸盐渍土有抑胀效果, 2%掺量的纳米二氧化硅、纳米碳酸钙或相变材料对含盐量在3%以下的硫酸盐渍土的改良效果均较好,其中纳米二氧化硅优于纳米碳酸钙和相变材料,相变材料的最佳掺量约为2%。
为探寻硫酸盐渍土的改良方法,以降低硫酸盐渍土对基础工程的盐胀破坏,选取甘肃河西走廊地区典型盐渍土作为研究对象,在室内冻融循环试验条件下测试硫酸盐渍土的盐胀率。通过掺加改良材料(纳米碳酸钙、纳米二氧化硅或相变材料)对硫酸盐渍土进行改良,并测试改良后硫酸盐渍土的盐胀量。最后结合过饱和比理论和电镜扫描图像简要分析盐晶体的析出规律以及各掺料对盐胀的影响。结果表明:纳米碳酸钙、二氧化硅以及相变材料均对硫酸盐渍土有抑胀效果, 2%掺量的纳米二氧化硅、纳米碳酸钙或相变材料对含盐量在3%以下的硫酸盐渍土的改良效果均较好,其中纳米二氧化硅优于纳米碳酸钙和相变材料,相变材料的最佳掺量约为2%。
2020, 50(1): 125-129,141.
doi: 10.13204/j.gyjz202001020
摘要:
目前针对钢筋混凝土结构黏结性能的研究考虑因素较为单一,缺乏考虑多种环境因素耦合作用的影响,与钢筋混凝土结构实际服役环境有较大的差异。尝试从考虑疲劳和锈蚀共同作用的角度出发,设计制作了一批钢筋混凝土试件并分为疲劳、锈蚀及耦合作用3组进行试验。通过试验重点对比分析了耦合作用与单一因素作用后钢筋混凝土试件的黏结性能退化规律、破坏特征及滑移的变化趋势。试验结果表明:耦合作用对黏结性能的影响远大于单一因素的作用;随着环境影响程度加深,黏结性能不断加速衰减,且破坏模式发生变化;少量钢筋在耦合作用后出现断筋现象,其根本原因是两种影响因素之间存在"放大效应"。
目前针对钢筋混凝土结构黏结性能的研究考虑因素较为单一,缺乏考虑多种环境因素耦合作用的影响,与钢筋混凝土结构实际服役环境有较大的差异。尝试从考虑疲劳和锈蚀共同作用的角度出发,设计制作了一批钢筋混凝土试件并分为疲劳、锈蚀及耦合作用3组进行试验。通过试验重点对比分析了耦合作用与单一因素作用后钢筋混凝土试件的黏结性能退化规律、破坏特征及滑移的变化趋势。试验结果表明:耦合作用对黏结性能的影响远大于单一因素的作用;随着环境影响程度加深,黏结性能不断加速衰减,且破坏模式发生变化;少量钢筋在耦合作用后出现断筋现象,其根本原因是两种影响因素之间存在"放大效应"。
2020, 50(1): 130-134,161.
doi: 10.13204/j.gyjz202001021
摘要:
为进一步研究在实际工程中半浸泡环境下,混凝土暴露在空气中的部分遭受更为严重的侵蚀破坏现象,对比吸附区与浸泡区的劣化规律差异,设计了五种轴压比(0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)和两种浓度的硫酸盐溶液(5%、10%)耦合作用下混凝土长期半浸泡和干湿循环试验,并设置全浸泡作用下的混凝土作为对照,对比吸附区和浸泡区的劣化规律差异,分析不同轴压荷载与硫酸盐浓度对质量、相对动弹性模量和抗压强度的影响。试验结果表明:相同龄期时所有组合吸附区混凝土的劣化程度均大于浸泡区以及全浸泡作用下的混凝土;低应力比在侵蚀龄期前期具有一定的抑制劣化的作用,较高的应力比和较大的硫酸盐浓度对试件的劣化具有明显的促进作用;在0.2和0.3轴压比的轴压荷载与5%浓度硫酸盐耦合作用下试件在300 d龄期的相对动弹性模量下降了12%和7%,在轴压比为0.5的轴压荷载与5%、10%浓度硫酸盐组合下则分别下降至38%和42%。
为进一步研究在实际工程中半浸泡环境下,混凝土暴露在空气中的部分遭受更为严重的侵蚀破坏现象,对比吸附区与浸泡区的劣化规律差异,设计了五种轴压比(0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5)和两种浓度的硫酸盐溶液(5%、10%)耦合作用下混凝土长期半浸泡和干湿循环试验,并设置全浸泡作用下的混凝土作为对照,对比吸附区和浸泡区的劣化规律差异,分析不同轴压荷载与硫酸盐浓度对质量、相对动弹性模量和抗压强度的影响。试验结果表明:相同龄期时所有组合吸附区混凝土的劣化程度均大于浸泡区以及全浸泡作用下的混凝土;低应力比在侵蚀龄期前期具有一定的抑制劣化的作用,较高的应力比和较大的硫酸盐浓度对试件的劣化具有明显的促进作用;在0.2和0.3轴压比的轴压荷载与5%浓度硫酸盐耦合作用下试件在300 d龄期的相对动弹性模量下降了12%和7%,在轴压比为0.5的轴压荷载与5%、10%浓度硫酸盐组合下则分别下降至38%和42%。
2020, 50(1): 135-141.
doi: 10.13204/j.gyjz202001022
摘要:
采取浸泡和烘烤方式对试件混凝土进行不改变其内部孔隙结构和分布的含水率预处理,然后通过不同低温下轴压试验系统地探讨作用的低温(-40~-180 ℃)和混凝土的含水率(1.5%~5.5%)、强度等级(C30、C40和C50)等3个关键因素对混凝土低温受压强度的影响规律并拟合出相应的耦合函数。试验结果表明:含水率和强度等级越高、作用的低温越低时,试件破坏声响越大、清脆,脆性更显著、偏心现象也渐显现,破坏后形成的上下锥体残块差异变大且碎块变得细碎、破坏面粗骨料被劈裂现象也更明显。混凝土受压强度低温下有较大的提升,混凝土的含水率越高、强度等级越低以及作用的低温越低时这种情况更加明显,且与含水率间更近于线性关系。3个关键因素中混凝土含水率和低温的作用对混凝土受压强度的影响明显,而混凝土强度等级的影响要弱。
采取浸泡和烘烤方式对试件混凝土进行不改变其内部孔隙结构和分布的含水率预处理,然后通过不同低温下轴压试验系统地探讨作用的低温(-40~-180 ℃)和混凝土的含水率(1.5%~5.5%)、强度等级(C30、C40和C50)等3个关键因素对混凝土低温受压强度的影响规律并拟合出相应的耦合函数。试验结果表明:含水率和强度等级越高、作用的低温越低时,试件破坏声响越大、清脆,脆性更显著、偏心现象也渐显现,破坏后形成的上下锥体残块差异变大且碎块变得细碎、破坏面粗骨料被劈裂现象也更明显。混凝土受压强度低温下有较大的提升,混凝土的含水率越高、强度等级越低以及作用的低温越低时这种情况更加明显,且与含水率间更近于线性关系。3个关键因素中混凝土含水率和低温的作用对混凝土受压强度的影响明显,而混凝土强度等级的影响要弱。
2020, 50(1): 142-147.
doi: 10.13204/j.gyjz202001023
摘要:
采用预制裂缝的方法模拟实际工程中带裂缝混凝土,研究带裂缝混凝土在冻融循环条件下的损伤劣化过程及力学特性。通过对有、无预制裂缝的混凝土试件冻融循环后的表面变化观测、单轴压缩与弹性模量试验,研究冻融循环作用对有、无预制裂缝混凝土试件的弹性模量、轴心抗压强度、应力-应变关系的影响,得到了峰值应力与峰值应变随冻融循环次数的变化关系,结合损伤力学的方法分析预制裂缝对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:无裂缝试件在冻融后出现成片剥落、边缘缺角的表面变化,而预制裂缝试件在此基础上还出现了预制裂缝沿径向扩展、侧面萌生横向裂缝的现象;预制裂缝混凝土试件强度和弹性模量的损失率更大,得到了预制裂缝试件峰值应力与冻融循环次数的计算式;裂缝使混凝土损伤率大于无预制裂缝试件。
采用预制裂缝的方法模拟实际工程中带裂缝混凝土,研究带裂缝混凝土在冻融循环条件下的损伤劣化过程及力学特性。通过对有、无预制裂缝的混凝土试件冻融循环后的表面变化观测、单轴压缩与弹性模量试验,研究冻融循环作用对有、无预制裂缝混凝土试件的弹性模量、轴心抗压强度、应力-应变关系的影响,得到了峰值应力与峰值应变随冻融循环次数的变化关系,结合损伤力学的方法分析预制裂缝对混凝土抗冻性能的影响。结果表明:无裂缝试件在冻融后出现成片剥落、边缘缺角的表面变化,而预制裂缝试件在此基础上还出现了预制裂缝沿径向扩展、侧面萌生横向裂缝的现象;预制裂缝混凝土试件强度和弹性模量的损失率更大,得到了预制裂缝试件峰值应力与冻融循环次数的计算式;裂缝使混凝土损伤率大于无预制裂缝试件。
2020, 50(1): 148-153,27.
doi: 10.13204/j.gyjz202001024
摘要:
以红岛国际会展中心大跨钢屋盖采用液压同步滑移与施工预应力技术相结合的施工工法为基础,以施工预应力施加对滑移施工过程影响为切入点,对两种技术联合应用进行研究。结果表明:滑移单元拆撑顺序及补档杆件补档时机均需考虑施工预应力影响;施工预应力施加改变了滑移单元的应力刚度,增加了滑移单元平面外失稳风险,需根据具体工程确定是否采取加固措施;滑移过程中滑靴不同步对滑移单元受力性能的影响需考虑施工预应力叠加效应。
以红岛国际会展中心大跨钢屋盖采用液压同步滑移与施工预应力技术相结合的施工工法为基础,以施工预应力施加对滑移施工过程影响为切入点,对两种技术联合应用进行研究。结果表明:滑移单元拆撑顺序及补档杆件补档时机均需考虑施工预应力影响;施工预应力施加改变了滑移单元的应力刚度,增加了滑移单元平面外失稳风险,需根据具体工程确定是否采取加固措施;滑移过程中滑靴不同步对滑移单元受力性能的影响需考虑施工预应力叠加效应。
2020, 50(1): 154-161.
doi: 10.13204/j.gyjz202001025
摘要:
现行JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》未给出钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数。为此,按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了A、B两组层数分别为4,8,12层的钢板剪力墙结构,通过Midas/Gen对在均匀和倒三角分布荷载作用下单榀和整体钢板剪力墙结构的模型进行静力弹塑性分析(Pushover),得出单榀与整体钢板剪力墙结构的位移放大系数与结构影响系数。分析表明:单榀和整体钢板剪力墙结构在均布加载模式下的结构影响系数和位移放大系数比倒三角加载模式下得到的系数大;单榀剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数比整体钢板剪力墙结构的相应系数大,用单榀结构计算的结构影响系数和位移放大系数不能代替整体计算的系数;建议对层数不超过12层的钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数分别取3.25和6.45。
现行JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》未给出钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数。为此,按GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了A、B两组层数分别为4,8,12层的钢板剪力墙结构,通过Midas/Gen对在均匀和倒三角分布荷载作用下单榀和整体钢板剪力墙结构的模型进行静力弹塑性分析(Pushover),得出单榀与整体钢板剪力墙结构的位移放大系数与结构影响系数。分析表明:单榀和整体钢板剪力墙结构在均布加载模式下的结构影响系数和位移放大系数比倒三角加载模式下得到的系数大;单榀剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数比整体钢板剪力墙结构的相应系数大,用单榀结构计算的结构影响系数和位移放大系数不能代替整体计算的系数;建议对层数不超过12层的钢板剪力墙结构的结构影响系数和位移放大系数分别取3.25和6.45。
2020, 50(1): 162-169.
doi: 10.13204/j.gyjz202001026
摘要:
为了研究可恢复功能的箱形钢墩柱受力机理,采用ANSYS软件对新型箱形钢墩柱进行反复轴向拉压作用下的数值分析。通过有限元模拟结果与新型箱形钢墩柱的轴压试验结果的对比,验证了有限元模拟方法的可靠性。在此基础上,探讨低屈服点耗能钢板的高度、宽度及厚度等因素对新型箱形钢墩柱骨架曲线、延性系数及耗能能力的影响规律。研究结果表明:低屈服点钢板的宽度和厚度对箱形钢墩柱的承载能力影响较大,试件承载能力随低屈服点钢板宽度的增大而减小,随其厚度的增大而增大,低屈服点钢板的高度对新型箱形钢墩柱的承载能力影响较小;在试件1/3~5/7高度范围内,增大低屈服点钢板高度,箱形钢墩柱耗能能力提高;在1~1.5倍壁板厚度范围内,增大低屈服点钢板厚度,箱形钢墩柱耗能能力提高,增大低屈服点钢板宽度,箱形钢墩柱耗能能力下降。
为了研究可恢复功能的箱形钢墩柱受力机理,采用ANSYS软件对新型箱形钢墩柱进行反复轴向拉压作用下的数值分析。通过有限元模拟结果与新型箱形钢墩柱的轴压试验结果的对比,验证了有限元模拟方法的可靠性。在此基础上,探讨低屈服点耗能钢板的高度、宽度及厚度等因素对新型箱形钢墩柱骨架曲线、延性系数及耗能能力的影响规律。研究结果表明:低屈服点钢板的宽度和厚度对箱形钢墩柱的承载能力影响较大,试件承载能力随低屈服点钢板宽度的增大而减小,随其厚度的增大而增大,低屈服点钢板的高度对新型箱形钢墩柱的承载能力影响较小;在试件1/3~5/7高度范围内,增大低屈服点钢板高度,箱形钢墩柱耗能能力提高;在1~1.5倍壁板厚度范围内,增大低屈服点钢板厚度,箱形钢墩柱耗能能力提高,增大低屈服点钢板宽度,箱形钢墩柱耗能能力下降。
2020, 50(1): 170-177.
doi: 10.13204/j.gyjz202001027
摘要:
采用通用有限元软件ABAQUS,对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件的腹板开孔的类型、开孔大小、开孔位置等参数进行分析,研究腹板开孔对构件发生畸变屈曲时屈曲稳定系数k值的影响。结果表明:开孔位置会影响其屈曲模式;多孔间距存在一个安全距离;腹板开圆孔或长圆孔时,构件屈曲系数k有着不同程度的降低。根据影响开孔构件畸变屈曲的主要参数,提出了开孔构件的端距限值和孔间距限值;对腹板开圆孔和长圆孔冷弯薄壁卷边槽钢轴压构件的畸变屈曲稳定系数进行分析并给出了相应的建议计算式。
采用通用有限元软件ABAQUS,对冷弯薄壁型钢卷边槽形截面轴压构件的腹板开孔的类型、开孔大小、开孔位置等参数进行分析,研究腹板开孔对构件发生畸变屈曲时屈曲稳定系数k值的影响。结果表明:开孔位置会影响其屈曲模式;多孔间距存在一个安全距离;腹板开圆孔或长圆孔时,构件屈曲系数k有着不同程度的降低。根据影响开孔构件畸变屈曲的主要参数,提出了开孔构件的端距限值和孔间距限值;对腹板开圆孔和长圆孔冷弯薄壁卷边槽钢轴压构件的畸变屈曲稳定系数进行分析并给出了相应的建议计算式。
2020, 50(1): 178-183.
doi: 10.13204/j.gyjz202001028
摘要:
针对传统预制带肋叠合楼板质量大、浇筑肋条工序复杂等缺陷,结合当前工业化生产的趋势,研制出一种新型预制型钢-混凝土叠合楼板。利用有限元软件ABAQUS对比分析传统带肋楼板和型钢-混凝土叠合楼板在施工阶段的跨中挠度,探究工字钢肋高以及翼缘宽度在施工阶段对楼板跨中挠度的影响。对比了两种预制楼板的荷载-跨中挠度曲线、极限承载力和延性,并分析了不同工字钢尺寸对新型叠合楼板力学性能的影响。结果表明:当翼缘宽度大于30 mm时,新型楼板在施工荷载下的挠度小于传统楼板;同时,新型叠合板的跨中挠度随肋高和翼缘宽度的增大而逐渐减小。相比于传统叠合板,新型叠合楼板在底部纵筋屈服后其刚度退化更为缓慢,且具有更高的极限承载力及延性。对于新型叠合板,增大肋高和翼缘宽度可有效提升其极限承载力和延性。
针对传统预制带肋叠合楼板质量大、浇筑肋条工序复杂等缺陷,结合当前工业化生产的趋势,研制出一种新型预制型钢-混凝土叠合楼板。利用有限元软件ABAQUS对比分析传统带肋楼板和型钢-混凝土叠合楼板在施工阶段的跨中挠度,探究工字钢肋高以及翼缘宽度在施工阶段对楼板跨中挠度的影响。对比了两种预制楼板的荷载-跨中挠度曲线、极限承载力和延性,并分析了不同工字钢尺寸对新型叠合楼板力学性能的影响。结果表明:当翼缘宽度大于30 mm时,新型楼板在施工荷载下的挠度小于传统楼板;同时,新型叠合板的跨中挠度随肋高和翼缘宽度的增大而逐渐减小。相比于传统叠合板,新型叠合楼板在底部纵筋屈服后其刚度退化更为缓慢,且具有更高的极限承载力及延性。对于新型叠合板,增大肋高和翼缘宽度可有效提升其极限承载力和延性。
2020, 50(1): 184-189,177.
doi: 10.13204/j.gyjz202001029
摘要:
通过对拆装式箱型房屋底框的抗弯刚度进行试验和有限元模拟分析,对比了底框梁1/4截面、跨中以及底框中心处的荷载-位移曲线,结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合,验证了有限元分析的可靠性;基于有限元数值模拟,分析了底框硅酸钙板楼板、角件开孔、立柱与顶底框的螺栓连接刚度、角件角部约束4个因素对底框抗弯刚度的影响,得到了不同影响因素下底框梁的跨中荷载-位移曲线,结果表明:立柱与顶底框角件的连接属于半刚性连接,角件开孔对跨中荷载-位移曲线的影响较小,硅酸钙板、螺栓的连接刚度以及角部约束对底框抗弯刚度的影响较大,分析时应考虑。
通过对拆装式箱型房屋底框的抗弯刚度进行试验和有限元模拟分析,对比了底框梁1/4截面、跨中以及底框中心处的荷载-位移曲线,结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合,验证了有限元分析的可靠性;基于有限元数值模拟,分析了底框硅酸钙板楼板、角件开孔、立柱与顶底框的螺栓连接刚度、角件角部约束4个因素对底框抗弯刚度的影响,得到了不同影响因素下底框梁的跨中荷载-位移曲线,结果表明:立柱与顶底框角件的连接属于半刚性连接,角件开孔对跨中荷载-位移曲线的影响较小,硅酸钙板、螺栓的连接刚度以及角部约束对底框抗弯刚度的影响较大,分析时应考虑。
2020, 50(1): 190-196.
doi: 10.13204/j.gyjz202001030
摘要:
非物质文化遗产凭借自身的独特魅力已成为一种新型的旅游资源,国内不少旅游景区将当地的非物质文化遗产作为新的旅游景点进行打造,与其配套的非遗展示工厂便随之出现。由于产品本身独有的地域特性和建筑所处的特定环境,位于景区内部的非遗展示工厂在创作层面往往对建筑地域性有着极高的表达诉求。通过对武夷山景区内部的非遗展示工厂竹筏育制场的详细介绍,从地域性视角对该项目进行了深入评析,为未来国内景区非遗展示工厂的地域性创作提供一定的启迪与参考。
非物质文化遗产凭借自身的独特魅力已成为一种新型的旅游资源,国内不少旅游景区将当地的非物质文化遗产作为新的旅游景点进行打造,与其配套的非遗展示工厂便随之出现。由于产品本身独有的地域特性和建筑所处的特定环境,位于景区内部的非遗展示工厂在创作层面往往对建筑地域性有着极高的表达诉求。通过对武夷山景区内部的非遗展示工厂竹筏育制场的详细介绍,从地域性视角对该项目进行了深入评析,为未来国内景区非遗展示工厂的地域性创作提供一定的启迪与参考。
2020, 50(1): 197-201,74.
doi: 10.13204/j.gyjz202001031
摘要:
金砖是产于江苏省苏州市的一种方砖,其制作工序繁杂,质量坚固耐用。紫禁城现存很多宫殿建筑的地面均为金砖墁地。紫禁城古建筑金砖墁地主要工序包括处理垫层、定标高、冲趟、样趟、揭趟、浇浆、上缝、铲尺缝、刹趟、打点、墁水活、泼墨钻生等。上述工序要求极其严格,铺墁的地面坚固耐久,光亮如新,体现了紫禁城古建筑精湛的施工技艺。
金砖是产于江苏省苏州市的一种方砖,其制作工序繁杂,质量坚固耐用。紫禁城现存很多宫殿建筑的地面均为金砖墁地。紫禁城古建筑金砖墁地主要工序包括处理垫层、定标高、冲趟、样趟、揭趟、浇浆、上缝、铲尺缝、刹趟、打点、墁水活、泼墨钻生等。上述工序要求极其严格,铺墁的地面坚固耐久,光亮如新,体现了紫禁城古建筑精湛的施工技艺。
