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2021年  第51卷  第2期

城乡规划和建筑理论
基于地理信息系统的高密度城市住区天空开阔度研究
金科伟, 王薇
2021, 51(2): 1-6,75. doi: 10.13204/j.gyjzG20080605
摘要:
当前城市空间的高密度化程度越来越高,而城市环境的综合质量却逐渐降低。天空开阔度等相关理论的实践应用对于优化城市视觉环境、改善局地气候具有较大价值,将其引入高密度城市住区空间环境研究依然具有重要意义。结合国内外研究成果,基于地理信息系统软件的三维空间建模、通视分析等功能,优化了城市空间天空开阔度的计算模型。再以城市形态学和建筑设计原理为依据,选取住区空间形态的重要指标并加以分级量化。通过对高密度城市住区进行软件模拟与分析,探究高密度住区天空开阔度与住区空间形态的量化关系,为城市空间环境评价提供合理的定量化分析方法。
结构成就建筑之美——拱结构在当代公共建筑空间塑造中的运用
刘伟, 刘明
2021, 51(2): 7-11. doi: 10.13204/j.gyjzG20072903
摘要:
实用且精炼的结构体系是塑造建筑内部空间及外部形态的关键因素,也是建筑美学意向得以表达的理性构筑基础,其中拱结构的传统运用已经拓展于建筑的方方面面。对于大量公共建筑空间,当代拱结构突破了传统的范式和模板,在博物馆、图书馆等公共建筑空间结构的表达中塑造出与众不同的空间场所和氛围,表现出明晰的技术美学特征。
四川泸州纳溪打古镇乡土碉楼民居研究
姜稀元, 和润仙, 周波
2021, 51(2): 12-17. doi: 10.13204/j.gyjzG20062304
摘要:
川南地区的宅院式碉楼民居是中国碉楼民居类型中一支重要的组成部分,其建筑特色有别于藏区的塔式石砌碉楼建筑,也不同于东南沿海地带的中西结合式砖石碉楼建筑,它们是四川民居中的一朵奇葩。在对泸州长江南岸纳溪、合江、叙永区域广泛调研的基础上,选取了具有典型代表的纳溪打古镇李宅乡土碉楼民居作为测绘研究对象,对民居空间布局、建筑结构、屋檐转角构造、碉楼构造做了分析,揭示了其建筑形态特征,并总结了民居的营造技术,特别对歇山碉楼屋顶构造做法进行了对比分析,发现其为一种融合型的构造做法,间接印证了当地建筑文化是一种融合型的建筑文化。最后针对民居面临的现状问题,提出了修缮措施和建议。
受西方文化影响的西安传统建筑文化特征
张钰曌, 陈洋, 张磊, 王西京, Mark Hoistad
2021, 51(2): 18-25,82. doi: 10.13204/j.gyjzG20061704
摘要:
西安作为丝绸之路的起点,自古便与西域相交通,近代随着陇海铁路的建设,又受到西方文化的影响;建筑文化亦受两者作用。根据对西安地区现存传统公建和民居建筑的调查和测绘,以及西方文化向东扩展的影响,将西安传统建筑分为原生西安传统建筑、受伊斯兰文化影响的融合建筑及受西方文化影响的折衷建筑三大类,进一步从分布区域、建筑形式、建构技术、装饰符号等方面提出后两类传统建筑在不同文化影响下表现出的不同类型化特征。
工程结构和结构防灾
高强箍筋约束超高性能混凝土方形短柱轴压承载力计算方法
姚军锁, 邓宗才
2021, 51(2): 26-31. doi: 10.13204/j.gyjzG19111803
摘要:
为研究高强箍筋约束超高性能混凝土(UHPC)方形短柱的轴压承载力计算方法,对9根箍筋约束UHPC方形短柱进行了轴压试验,并结合所收集相关文献数据,在Richart破坏准则的基础上给出了约束UHPC峰值应力计算式,建议了适用于UHPC强度为130~180 MPa、钢纤维体积掺率为1.5%~2%、体积配箍率为1.5%~5.5%的高强箍筋约束UHPC方形短柱的轴压承载力算式,并与中、美设计标准进行对比。结果表明:建立的考虑钢纤维桥联作用及箍筋约束提高作用的承载力算式,其计算值与试验值吻合度较高,按GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》预测的约束UHPC承载力比ACI 318-2014《混凝土结构建筑规范要求》保守;UHPC柱拟配置600 MPa以上高强箍筋,以提高约束效果;非螺旋式箍筋约束UHPC方形短柱的箍筋间距上限值可按GB 50010—2010取值。
双向预应力混凝土钢桁架叠合板抗弯性能试验研究与参数分析
刘文政, 崔士起
2021, 51(2): 32-39,31. doi: 10.13204/j.gyjzG20011704
摘要:
通过双向施加预应力和增设钢桁架方式,提出了一种新型双向预应力混凝土钢桁架叠合板。为研究不同类型桁架对预制底板抗弯性能的影响,对4块预制底板试件开展了静力荷载试验,得到了其破坏特征、开裂荷载、挠度曲线及应变分布等。试验结果表明:双向预应力混凝土钢桁架预制底板呈现双向受力特征,钢桁架能够显著提高预制底板的抗弯刚度、抗裂性能及承载能力,并有效改善底板试件的延性破坏特征;钢板桁架、钢管桁架及钢筋桁架底板试件均能满足施工阶段不设置竖向支撑的要求。通过参数化有限元分析得出,桁架高度、底板厚度对预制底板抗弯刚度、抗裂性能影响显著,增加预应力筋数量有助于提高预制底板的抗裂性能,对增强抗弯刚度影响较小。
装配式结构新旧混凝土新型接缝力学性能试验
李文韬, 贾俊峰, 王玉果, 李斌, 万思益
2021, 51(2): 40-46. doi: 10.13204/j.gyjzG20032702
摘要:
装配式桥梁结构中,由于既有的预制桥墩与承台间的承插式连接方式,接缝界面无钢筋穿过,存在黏结性能不足的问题。为此,提出一种新型界面连接形式,即界面预埋分布式钢纤维的连接技术。为研究此新型接缝对新旧混凝土界面黏结性能的影响,分别设计双面剪切试验和轴心拉伸试验,制定6种试验工况,包括素混凝土整体浇筑、钢筋混凝土整体浇筑、C40-C40界面凿毛连接、UHPC-C40界面凿毛连接、UHPC-C40界面预埋波浪型或端钩型钢纤维连接,测试界面的抗剪、抗拉承载力。结果表明:界面预埋钢纤维连接试件的抗剪承载力较凿毛处理和素混凝土整体浇筑有显著提高,最高达到钢筋混凝土整体浇筑的86.5%;预埋钢纤维连接试件的抗拉承载力也明显提高,试件受拉破坏时UHPC-C40界面没有开裂。所得结果初步验证了超高性能混凝土-普通混凝土(UHPC-NC)新旧界面预埋分布式钢纤维工艺可行,并且可有效提高接缝的抗剪强度和抗拉强度。
大型地上实验水池钢结构方案研究及计算
李竞远, 郭彦林
2021, 51(2): 47-58,139. doi: 10.13204/j.gyjzG20091702
摘要:
针对某建造于地面上储水量达22 500 t的大型钢结构水池,提出了多种结构方案。通过多方案的分析比较,确定了水池钢结构方案:主体结构由梯形截面桁架立柱、多道水平腰桁架以及多道封顶桁架组成;池壁采用连续支承的弧形钢板形成张力结构,能有效抵抗静水压力作用,降低钢板厚度;施工过程采用先安装梯形桁架立柱,然后在桁架立柱顶部施加对拉预应力并临时锚固拉索,之后安装水平腰桁架和封顶桁架,最后卸掉拉索并安装弧形壁板。这种无索预应力方案,使得结构安装后桁架立柱的锁定内力能与静水压力作用产生的弯矩相互抵消,极大地降低了正常使用的应力水平。在此基础上,研究了整体钢结构水池的动力特性以及主要工艺荷载效应(造浪、物体高速入水)等;建立了钢结构水池的流固耦合分析模型,研究了地震动时程响应。最后,给出了池壁观测开洞方案及数值分析结果、地基基础设计方案等。
双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点的抗震性能试验研究及有限元分析
张爱林, 苏磊, 曹志亮, 浦双辉, 林海鹏
2021, 51(2): 59-65,89. doi: 10.13204/j.gyjzG21012710
摘要:
为减小地震对梁柱节点的破坏并保证稳定的连接性能,提出一种双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点,并以刚性连接的设计理念设计了两组试件。对新型节点和传统节点试件进行了拟静力试验研究以及有限元对比分析,获得了节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能能力以及刚度退化等抗震性能。结果表明:双面连接的Z型全螺栓梁柱连接节点的破坏模式为梁柱连接处的悬臂梁段翼缘以及梁腹板的撕裂;该节点刚性连接稳定,盖板与梁翼缘无明显滑动,试件主要通过板件的屈服实现耗能;与传统连接节点相比,Z型节点具有更稳定的滞回性能,破坏的位移角限值更大;新型节点与传统连接节点承载力相近,其刚度退化趋势更为缓慢;Z型的连接构造使得节点有更大的塑性发展区域,能有效地提升节点的耗能性能、延性性能等抗震性能。
组装式防屈曲支撑整体稳定性研究
丁玉坤, 鲍宗辉, 李文文, 张文元, 张耀春, 宋罕宇, 李达明
2021, 51(2): 66-70,105. doi: 10.13204/j.gyjzG201909100004
摘要:
组装式防屈曲支撑通过内置钢板支撑承受轴向荷载,外部组装的约束构件为钢板支撑提供侧向约束,该种支撑可用于有抗震要求的中心支撑钢框架结构中。轴向受压的组装式防屈曲支撑的屈曲分析表明,可结合整个支撑的屈曲临界力、支撑长度和约束构件的抗弯刚度等,得到支撑的计算长度系数。非线性分析表明,约束构件的钢管外边缘屈服时的支撑轴向承载力与支撑发生极值点失稳时的极限承载力很接近。因此,可采用外部约束钢管边缘屈服来判断防屈曲支撑轴向受压整体失稳。为此,给出了综合考虑防屈曲支撑初弯曲、支撑屈服后承载力增大、约束构件抗弯刚度和强度以及间隙的相关算式,可用于验算支撑的整体稳定性。
盲孔法检测钢结构工作应力研究
赵寒川, 郑云
2021, 51(2): 71-75. doi: 10.13204/j.gyjzG20021601
摘要:
通过有限元方法对盲孔法释放系数A、B进行标定,并与轴心受拉下标定试验的结果进行对比验证。结果表明:对于轴心受拉构件,使用盲孔法进行工作应力的检测是可行的;有限元标定得到的释放系数A、B在低应力状态下与实测值吻合较好;对于高应力状态下的孔边塑性应变引发的误差,可根据形状改变比能参量S与释放系数A、B的关系进行修正;对于加载状态下钻孔时产生的切削加工应变,可根据试验测得的切削加工应变与释放应变的关系进行修正。
斜交网格钢框架-混凝土核心筒结构施工变形控制数值模拟
陈安英, 朱光超, 完海鹰, 田鹏飞
2021, 51(2): 76-82. doi: 10.13204/j.gyjzG19102701
摘要:
斜交网格钢框架-混凝土核心筒结构施工过程中由于钢、混凝土两种材料随时间变化的材料特性不同,外钢框架柱与内混凝土核心筒会存在竖向变形差异,过大变形差异会影响工程施工质量和结构安全。考虑结构施工过程的时变效应,采用变刚度分阶段分析方法建立有限元分析模型,对其进行施工全过程数值模拟分析。结果表明:随着施工过程的进行,斜交网格,框架与混凝土核心筒的竖向变形值与竖向变形差都呈现递增的状态,其变形增长速率都呈现出先慢、后快、再慢的规律;确定斜交网格变形协调规律后,根据整体模型数值模拟结果和斜交网格框架斜构件变形简图,计算分析得到构件加工控制补偿量;提出采用分段累加找平的方法得到混凝土核心筒施工找平量。
塑性阶段波形钢腹板组合梁体外预应力筋应力增量研究
尹永胜, 曹洪亮, 高华睿, 陆小蕊
2021, 51(2): 83-89. doi: 10.13204/j.gyjzG201907090002
摘要:
为研究波形钢腹板组合梁受弯破坏过程中塑性阶段体外预应力增量变化的影响因素,开展了波形钢腹板组合梁的抗弯承载力破坏性模型试验,并建立波形钢腹板体外预应力有限元模型,基于试验数据结果与有限元理论值对比,验证数值模型的有效性,根据数值模型开展各参数对体外预应力增量的影响规律。研究结果表明:混凝土强度对体外预应力筋应力增量的影响呈正相关;受拉区普通钢筋配筋率和强度、初始有效应力及体外预应力筋面积和剪跨比对体外预应力筋应力增量影响呈负相关;波形钢腹板厚度和屈服强度、加载点到支座的最近距离对体外预应力筋应力增量的影响很小。
型钢混凝土梁弯扭性能试验研究
范新宇, 邵永健, 杭子彦, 王国佐
2021, 51(2): 90-97. doi: 10.13204/j.gyjzG20020102
摘要:
为研究型钢混凝土梁在弯扭作用下的受力性能,对12根型钢混凝土梁和1根钢筋混凝土梁进行单调加载试验,研究弯扭作用下梁的破坏形态、扭矩-扭率曲线,并进行损伤演变分析。研究结果表明:弯扭作用下试件均经历弹性阶段、弹塑性阶段和破坏阶段。对于配实腹式工字钢的型钢混凝土梁,扭弯比越小,裂缝出现得越早,配箍率对其开裂扭矩基本无影响。空腹式型钢混凝土梁发生弯型破坏和扭型破坏两种破坏形态。试件开裂前,弯扭作用下试件的抗扭能力不仅取决于混凝土抗拉强度,型钢的抗扭刚度也参与贡献。试件损伤也呈现三阶段特征,钢筋混凝土梁比型钢混凝土梁损伤程度更大,混凝土强度对试件后期的损伤影响很小。工字钢规格越大,对周围混凝土约束作用越小,越不利于受扭。
梁柱截面变化对转换层SRC异型节点抗剪承载力的影响
高志宏
2021, 51(2): 98-105. doi: 10.13204/j.gyjzG201904040008
摘要:
以公共交通为导向的开发是我国当前城市建设的热点模式,地铁车辆基地上盖商业综合体是其中关键基础设施之一,针对该类结构中存在的SRC异型节点,现行JGJ 138—2016《组合结构设计规范》尚无法直接指导其设计。为了研究SRC异型节点的失效模式及梁柱截面变化对其抗剪承载力的影响,基于某实际工程,按"强构件,弱节点"的原则,设计并制作了一个1/4缩尺异型节点模型,对其进行了低周往复加载试验。同时以梁柱截面相对尺寸为研究参数,采用ABAQUS程序计算了7组异型节点的有限元模型,分析了节点核心区抗剪受力机理,提出了节点核心区抗剪承载力计算方法,探明了其抗剪承载力变化规律。结果表明:在不超出SRC梁柱尺寸的范围内,增加RC梁截面宽度和RC柱的截面高度均有利于节点核心区抗剪性能,RC梁与SRC梁的截面宽度比由0.6增至1.0时,核心区抗剪承载力提高了12%,RC柱与SRC柱截面高度比由0.5增至1.0时,核心区抗剪承载力提高了10%;然而,增加RC梁的高度会导致核心区的斜压杆与水平面夹角显著增大,不利于其抗剪性能,当RC梁与SRC梁截面高度比由0.75增至1.0时,核心区抗剪承载力下降5%。
空间曲面钢结构临时支撑提前拆除方案及监测
游颖, 张泽涛, 刘学刚, 王君
2021, 51(2): 106-112,129. doi: 10.13204/j.gyjzG20032605
摘要:
临时支撑的提前拆除是大多数空间钢结构施工过程中必经一步,为保证拆撑过程的顺利进行,需要对拆撑方案进行理论分析、对拆除过程中的应力及变形实时监测。以国家网络安全人才与创新基地展示中心的空间曲面钢结构为实例,针对其造型奇特的特点,提出三种临时支撑拆撑方案,并进行模拟分析,包括单向逐次拆撑、由外到内拆撑及由内到外拆撑的顺序对拆撑过程依次进行模拟计算。结果表明:由内到外拆撑时结构综合受力性能最佳,将实际拆撑过程中监测的应力及变形数据与理论值对比分析,实际拆除过程中的应力及变形的变化结果与理论分析结果比较接近,该拆除方案安全可靠。
基于价值认知的带隔扇木框架位移角的研究
郭小东, 武林超, 许清风, 郇君虹
2021, 51(2): 113-120. doi: 10.13204/j.gyjzG19112110
摘要:
位移角作为结构抗震性能水准的评价指标之一,被工程界广泛采用。为研究带隔扇木框架最大位移角与抗震性能等级之间的关系,参照清工部《工程做法则例》制作3组1∶2的缩尺模型并进行拟静力试验,得到水平往复荷载下带隔扇木框架的破坏特征及力学性能。通过对试验数据和有限元数值模拟结果的分析,在剖析隔扇构成及其价值赋存形式的基础上,结合非结构构件的抗震性能等级划分,综合考虑文物价值和构件损坏程度对隔扇的抗震性能影响,给出带隔扇木框架在不同抗震性能水平下的位移角参考限值。
岩土及地下工程
非饱和土中单桩的横向瞬态响应研究
刘圆圆, 孙箭林
2021, 51(2): 121-129. doi: 10.13204/j.gyjzG20052007
摘要:
基于非饱和土的动力控制方程,对非饱和土中单桩的水平瞬态响应进行分析。先利用Laplace变换,再对方程进行无量纲化,建立了变换域内非饱和土的水平波动方程,通过分离变量法及算子分解理论得到了Laplace变换域内的位移解;根据桩-土接触面的边界条件求解桩的动力平衡方程,得到变换域内的桩身位移和内力的解析解,再通过Laplace逆变换进行数值计算,分析饱和度、桩-土模量比、冲击荷载持时等对振动特性的影响。结果表明:饱和度对桩身位移和内力有一定影响;且桩-土模量比越大,饱和度的影响越显著;冲击荷载加载时间越长,桩身位移越大,位移峰值到达的时刻越滞后。
土工格室加筋饱和砂土动力特性试验研究
李小敏
2021, 51(2): 130-134. doi: 10.13204/j.gyjzG19121006
摘要:
以土工格室加筋饱和砂土作为研究对象,研究土工格室加筋饱和砂的动变形模量、阻尼比随加筋层数、格室高度、围压及动应变的变化规律。试验表明:相同工况下动应变随动应力的增大而增大,加筋率的提高对动应变抑制效果最显著;随着动应变的增大,同一工况在不同围压时的动变形模量均随之减小,较高围压时动变形模量也较大;同一工况阻尼比与动应变的变化无相关规律;当围压为50 kPa时,不同工况阻尼比均随动应变增大而减小并在动应变超过某一值后趋于稳定。
加筋土挡墙筋材铺设参数优化研究
刘泽, 廖鹏, 何矾, 陈丽
2021, 51(2): 135-139. doi: 10.13204/j.gyjzG19041801
摘要:
筋材布设参数是加筋土挡墙设计的关键内容之一。以充分利用筋材抗拉抗拔性能为目标,基于土压力变系数法和0.3HH为挡墙高度)型潜在破裂面,分析加筋间距与筋材长度的关系,建立加筋间距为定值时筋材长度的计算方法和筋材锚固长度为定值时加筋间距的确定方法,并通过实例计算对比分析不同筋材布设参数确定方法下挡墙内筋材的消耗量。研究表明:加筋间距为定值时,筋材锚固长度与该层筋材深度处的土压力系数成正比;筋材锚固长度为定值时,加筋间距与该层筋材深度处的土压力系数成反比。算例表明:提出的两种筋材布设参数方法较传统的等长均布法有明显的经济优势,挡墙高度越高,筋材节约效果越明显。
基于高斯过程回归-差异进化法的富水区隧道围岩流固耦合智能反馈分析
吴招锋
2021, 51(2): 140-145,205. doi: 10.13204/j.gyjzG20031408
摘要:
为实现富水区隧道建设的参数反馈优化,基于机器学习和智能优化算法建立了流固耦合条件下的隧道参数反分析方法。首先,建立工程数值计算模型,采用流固耦合模型进行求解;以正交设计分析的形式获得不同岩体参数组合条件下的围岩位移及孔隙水压分布情况,建立机器学习所需的学习样本,其中输入组为各岩体参数集,输出组为围岩位移及孔隙水压;其次,采用高斯回归过程获取学习样本所蕴含的非线性映射关系,并通过差异进化算法优化这个过程所涉及的关键参数集;然后,根据所建立的回归模型,根据目标区域的实测位移及孔隙水压,再次采用差异进化算法对岩体参数进行寻优计算,获得参数反分析结果。最后,将反演值与实测值进行对比,验证反分析得到的围岩参数的可靠性。
基于平行板电容传感器的季节性冻土冰锋面识别方法
刘添华, 王淼, 许亚男
2021, 51(2): 146-152. doi: 10.13204/j.gyjzG20090711
摘要:
针对季节性冻土冰锋面结构非接触识别问题,在对季节性冻土结构变化规律及物理力学性质分析的基础上,提出一种基于平行板电容传感器的季节性冻土冰锋面识别方法。该方法通过模拟季节性冻土温度变化,可给出不同温度下季节性冻土电容变化规律,并基于Boltzmann函数建立了季节性冻土电容与温度变化的数学模型。不同温度下测试得出季节性冻土中电容随温度的升高而逐渐增大,最终趋于常值;温度在-4~4℃,季节性冻土的电容随温度变化速率较快;季节性冻土处于较低负温状态和完全处于正温状态时,电容基本稳定。针对冻土区、冰锋面处、融土区的试验可得出,该方法可以有效地识别和分析季节性冻土冰锋面结构及其变化规律,误差在10%以内。
高性能建筑材料
氧化石墨烯纳米片层增强水泥基复合材料力学性能研究
王中明, 张贺玲
2021, 51(2): 153-157. doi: 10.13204/j.gyjzG20042010
摘要:
氧化石墨烯纳米片(GONPs)具有独特的物理性质,使其在水泥基体中成为有效的增强材料。通过试验,研究不同GONPs掺量对水泥基复合材料力学性能、孔径分布及微观结构特征的影响。GONPs以水泥质量分数为0%,0.01%,0.02%,0.03%,0.04%,0.05%制备水泥基复合材料,对经28 d养护的试块进行了抗压强度和间接抗拉强度测试、热重分析(TGA)与X射线衍射分析;利用氮气吸附技术研究试样断裂表面的孔径分布并通过扫描电镜(SEM)观察其微观结构。研究结果表明:通过将GONPs掺入水泥基复合材料中,最高可使其抗压强度和间接抗拉强度分别提高13.1%和41.3%。GONPs与普通硅酸盐水泥(OPC)的结合显著降低了水泥砂浆的孔隙数量,使其微观结构得到显著改善,同时会在水泥砂浆内部形成大量排列规整的片状及花瓣状晶体,提高了水泥基复合材料的力学性能。
孔隙结构对掺加陶瓷粉混凝土抗冻性的影响
刘紫玫, 姚占全, 王宗熙, 吴晗晗
2021, 51(2): 158-165. doi: 10.13204/j.gyjzG20032908
摘要:
利用陶瓷粉作掺料替代水泥,复掺矿粉配制混凝土,对其每25次冻融循环后测定混凝土质量、抗压强度以及动弹性模量,分析其抗冻性,建立冻融损伤模型并进行寿命预测,通过核磁共振(NMR)测试分析混凝土冻融前后微观孔隙特征,引入灰熵理论将微观孔隙结构与混凝土耐久性联系起来,得到影响陶瓷混凝土抗冻性的主要影响因素,并在此基础上建立冻融后混凝土抗压强度预测GM模型。结果表明:冻融循环后期掺加陶瓷粉的混凝土质量、强度以及弹性模量损失较小,抗冻耐久寿命最高可达到32年;混凝土T2谱面积、孔隙度、自由流体饱和度以及大孔径孔隙随冻融循环的进行而增大,陶瓷粉加入可减轻孔隙结构劣化程度;主要影响陶瓷粉混凝土抗冻性的孔隙特征参数为孔隙度、束缚流体饱和度和0.05~0.2 μm孔径,由此建立的GM模型的平均相对误差为4.43%。
Q345钢管焊接件的高周疲劳性能及多轴疲劳寿命预测
刘晖, 陈世超, 周飘
2021, 51(2): 166-170. doi: 10.13204/j.gyjzG201906200004
摘要:
为了研究钢管焊接件的多轴高周疲劳性能,设计了钢管焊接试件的单轴拉伸和扭转高周疲劳试验,分析获得了钢管焊接件应力寿命曲线(S-N曲线)和疲劳参数,并在此基础上采用基于临界面理论的修正Wöhler曲线(MWCM)法对焊接件进行了多轴高周疲劳性能分析。结果表明:钢管焊接件的单轴高周疲劳性能远低于同等强度母材的疲劳性能;随着疲劳临界面正应力幅值和剪应力幅值比不断增大,疲劳寿命曲线不断下移,疲劳强度不断降低;当临界面上正应力幅值和剪应力幅值比不变时,多轴疲劳寿命随着临界面上剪应力幅值增大而降低;当临界面上剪应力幅值保持不变时,多轴疲劳寿命随着临界面上正应力幅值增大而降低。
综述
装配式混凝土框架结构连接节点抗震性能研究进展
高培楠, 邓扬, 李爱群, 鲁凤勇
2021, 51(2): 171-185,152. doi: 10.13204/j.gyjzG20040805
摘要:
装配式混凝土框架结构在国内外应用广泛,历史震害调查表明装配式框架结构抗震性能取决于构件的连接节点。通过对国内外关于装配式混凝土框架节点抗震性能的研究进展的总结,梳理了装配式混凝土框架节点的常用连接类型、构造形式以及抗震试验结果;简要回顾了梁-梁节点、柱-柱节点、梁-板节点抗震性能的研究成果;重点指出各种梁-柱节点连接形式的优缺点和改进方法;对装配式混凝土框架结构连接节点有待深入研究的问题给予探讨。
海水珊瑚骨料混凝土耐久性研究现状
韩宇栋, 丁小平, 郝挺宇, 郭东, 侯东伟
2021, 51(2): 186-192,120. doi: 10.13204/j.gyjzG20042507
摘要:
海水珊瑚骨料混凝土是就地取材进行海洋岛礁建设的主要建筑材料,也是海洋国家的研究热点。基于珊瑚骨料混凝土全生命周期的阶段划分法,总结了海水盐分对水泥水化的影响,提出了珊瑚骨料-水泥基体两层次传输机制,综述了矿物腐蚀的主要机理和缓解作用下的损伤和破坏过程,讨论了现有研究不足,展望未来研究重点,为海水珊瑚骨料混凝土耐久性问题的进一步研究提供参考。
复材结构
玻璃纤维增强复材条带与钢纤维砂浆加固损伤柱轴心受压试验研究
李哲, 王志立, 邢乐阳
2021, 51(2): 193-198. doi: 10.13204/j.gyjzG20010706
摘要:
通过对1根未加固混凝土(RC)柱和4根加固损伤混凝土(RC)柱进行轴压试验,研究了玻璃纤维增强复材(GFRP)条带及钢纤维砂浆复合加固不同损伤程度RC方柱的轴压性能。分析了同等损伤情况下,GFRP条带对钢纤维砂浆加固损伤RC柱的约束作用;不同损伤情况下,复合加固RC柱的承载力、刚度、延性。结果表明:GFRP条带可以显著提高钢纤维砂浆加固RC柱的承载能力和延性;复合加固后损伤RC柱的承载能力显著提高,但提高幅度会随着损伤程度的增大而降低;试件轴压刚度随着损伤程度的增大而降低。基于试验建立了复合加固损伤RC方形截面短柱的轴压承载力计算式,计算值与试验结果吻合良好。
结构安全性评定及加固
钢管加固钢筋混凝土短柱的偏压性能试验和计算方法研究
高奔浩, 王静峰, 沈奇罕, 王成刚, 於忠华
2021, 51(2): 199-205. doi: 10.13204/j.gyjzG19120703
摘要:
为获悉钢管加固钢筋混凝土柱(RCSST)的偏压性能与受力机理,对10根RCSST短柱开展了偏压性能试验,研究了短边偏心率、长边偏心率和芯柱混凝土面积占比等参数对其偏压性能的影响,得到了典型的试验现象、破坏模式、极限承载力、位移延性系数和强度提高系数的变化规律,通过荷载-位移曲线和荷载-应变曲线的发展规律揭示了RCSST短柱在偏心受压作用下的受力机理,提出了RCSST短柱的偏压承载力计算方法。研究结果表明:RCSST短柱偏压试件的主要破坏模式包括后置钢管局部屈曲、钢管焊缝处发生部分撕裂、内部高强灌浆料压溃和纵筋屈曲;其偏压极限承载力随着偏心率和芯柱混凝土面积占比的减小而增大;其延性随着偏心率和芯柱混凝土面积占比的增大有明显改善。
工程实录
洞桩法侧向挖掘轻轨车站引起的大跨斜拉桥桩基位移的控制
林森, 薛华俊, 张元见
2021, 51(2): 206-210,198. doi: 10.13204/j.gyjzG20092701
摘要:
为保证大跨斜拉桥桩基在洞桩法(PBA法)侧向暗挖轻轨车站过程中的稳定,采用复合锚桩对挖掘空间与桥梁基础间的土体进行注浆加固。通过有限元软件分别对注浆加固前、后桥梁桩基础的位移和桥梁结构内力进行分析。结果表明:在轻轨车站空间的挖掘过程中,基桩最大位移发生在车站主体上部土体开挖结束阶段;注浆加固支护减小了开挖面周边土层松动区范围和塑性区范围,桩基础沉降较未加固支护情况减小了28.7%;在考虑支座位移的情况下,桥梁能满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求。