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2022年  第52卷  第12期

北京门头沟王平煤矿废弃地更新
北京门头沟区王平煤矿废弃地更新
贺丽洁, 郭星月
2022, 52(12): 1-8,26. doi: 10.13204/j.gyjzG22062908
摘要:
针对王平煤矿废弃地现状,采用生产性理念、城市双修理念、韧弹性理念、触媒理论、空间句法、水生态修复策略对王平煤矿废弃地的更新利用进行研究;从传统的复绿手段转向环境综合治理、能源绿色生产、资源循环利用、功能转换扩展等综合型治理方式,从多视角、多目标、多尺度去探索煤矿废弃地的再生利用,以期实现煤矿废弃地的生态环境恢复、建筑景观重构以及文化价值重现等愿景,推动周边区域的经济发展,促进城市转型及可持续发展。
“双碳”目标下王平煤矿废弃地的生产性更新策略探析
贺丽洁, 黄震东, 张玉坤
2022, 52(12): 9-18. doi: 10.13204/j.gyjzG22081109
摘要:
“双碳”目标影响着城市更新以及老工业区的转型升级,将生产性更新策略融入到王平煤矿废弃地的改造中,通过土壤的生态修复、农业景观的种植、新能源景观的植入、废旧建筑的绿色改造、煤矸石及废旧砖瓦等废弃资源的综合利用对煤矿废弃地进行更新;引入碳中和技术,建立清洁能源基地、智碳运营中心、水处理生态系统,与生产性策略进行多功能、多元化的整合和创新;将废弃矿区改造成一个具有生产性功能、绿色低碳的生态智慧园区。
“城市双修”理念下王平煤矿废弃地再生设计
贺丽洁, 刘佳妹
2022, 52(12): 19-26. doi: 10.13204/j.gyjzG21110210
摘要:
矿产资源枯竭后形成的矿业废弃地严重威胁着周边地区的生态环境和可持续发展,对其进行再生利用是城市进行生态文明建设和转型发展的当务之急。以北京王平煤矿废弃地为研究对象,对其历史概况、矿区现状、外部发展机遇以及现有资源等进行分析;基于"城市双修"理念,从生态恢复、场地规划、建筑更新、景观重构4方面进行再生更新设计,以期对我国矿业废弃地的再生利用提供借鉴与参考。
基于韧弹性理念的王平煤矿废弃地再生
贺丽洁, 张素素, 张晓巍
2022, 52(12): 27-34. doi: 10.13204/j.gyjzG22042514
摘要:
矿产开采后遗留下来的大量矿业废弃地成为我国生态建设和城市可持续发展的难题。矿业废弃地的再生利用除须考虑矿区生态修复与安全生活外,还须考虑灵活扩展、防灾减排、可持续发展等多种现实需求;采用韧弹性理念指导矿业废弃地的改造更新,既符合当前绿色低碳的发展需求,又可提高矿区在应对外界冲击时的适应性和抵抗能力。以北京市门头沟区王平煤矿废弃地为例,结合韧弹性理念提出了矿业废弃地的土地利用韧弹性规划、生态韧弹性策略、工程韧弹性设计以及文化韧弹性方案。在分析王平煤矿优势和劣势后,提出对王平煤矿土地进行韧弹性管控和分区、对场地进行水系统地韧弹性完善及植物修复、使用绿色能源和绿色建材及深化矿区文化的传承和更新等建议,以期从多个角度实现王平煤矿区的功能再生和可持续发展。
基于触媒理论的王平煤矿废弃地更新
贺丽洁, 郭星月
2022, 52(12): 35-41,93. doi: 10.13204/j.gyjzG22050613
摘要:
煤炭开采后遗留下来的大量煤矿废弃地制约了城市更新和可持续发展。"城市触媒"提倡以废旧城区的改造与升级来激发区域发展活力,推动城市经济复兴和活力再生。将触媒理论引入到王平煤矿废弃地的更新研究中,以功能触媒、景观触媒、文化触媒、交通触媒为其触媒特征,对王平煤矿废弃地内部现存元素进行多重功能置换、景观置入以及空间功能整合,对具有矿业特色的建筑物、构筑物等物质要素和具有矿业文化等非物质要素进行保留、传承与发展,对场地内部交通系统进行整合优化;并制定了开发初期、中期、远期的建设时序,为城市注入新的活力,实现王平煤矿的转型升级。
基于空间句法的王平煤矿废弃地多尺度空间分析和更新策略
贺丽洁, 徐敏辉, 徐卫国
2022, 52(12): 42-48,54. doi: 10.13204/j.gyjzG22051023
摘要:
伴随产业结构的调整与矿产资源的采竭,大量矿业废弃地随之产生并严重影响了城市土地高效利用,对其更新再利用已受到广泛关注。传统矿业废弃地更新研究多侧重于理论应用,缺乏对废弃地现存问题的量化与可视化研究,而空间句法相关实践则聚焦于空间问题的量化分析。以北京门头沟区王平煤矿废弃地为例,基于空间句法理论与技术,从街道、场地、建筑组团3个尺度定量分析了王平煤矿废弃地场地可达性、空间可视性以及建筑组团功能连通性,探究其与周边道路系统的联系程度、提出场地内部空间的潜在问题并挖掘出能够代表煤矿生产文化的建筑核心;并从上位规划、道路系统、场地空间、文化记忆4个方面提出更新策略。
王平煤矿废弃地水生态修复策略
贺丽洁, 闫雨薇
2022, 52(12): 49-54. doi: 10.13204/j.gyjzG22042411
摘要:
伴随着大批煤矿的相继关停,产生了大量废弃矿区,多数出现了雨洪灾害、常年缺水、水污染等问题,其水生态修复工作已迫在眉睫。以北京门头沟区王平煤矿为例,深入分析煤矿废弃地水生态特点,从场地布局梳理、建筑要素改造以及矿区景观恢复三方面入手,因地制宜地提出有效的水生态修复策略;从而达到提高水资源回收利用效率、改善煤矿废弃地生态环境以及减少洪涝灾害的目的。
城乡规划和建筑理论
街区融合下的老旧小区静态交通空间特征评价
张彦庆, 沈莹, 李苗壮, 刘加平
2022, 52(12): 55-61. doi: 10.13204/j.gyjzG22031503
摘要:
随着居民汽车保有量急剧增多,城市老旧小区内停车矛盾尖锐。基于西安市老旧小区的静态交通空间调查,从静态交通空间的视角对西安市既有单位型老旧小区进行分类。以街区融合为导向,通过探讨老旧小区静态交通空间的构成要素,构建老旧小区的静态交通空间构成体系和现状特征的评价指标体系,针对西安三类老旧小区,采用层次分析法分别进行评价指标的权重分析,得出其各自类型老旧小区静态交通空间的现状特征及存在的主要问题,进而提出小区静态交通空间的优化方向与优化实施路径。
基于考古发掘的楚章华台园林基本空间特征研究
伍昌友, 王晓, 王珏洲, 唐宇华
2022, 52(12): 62-65,100. doi: 10.13204/j.gyjzG22071702
摘要:
章华台是东周园林的重要案例,但目前对东周园林的认识却仍然较为模糊。首先梳理了相关遗址考古发掘报告确认的章华台平面布局特征,然后从相关遗址考古发掘资料分析中得出了章华台空间布局的其他特征,并分析了章华台园林建筑形象基本特征,最后揭示和阐述了章华台园林基本特征,其中的建筑、院落、天井、曲廊与直廊结合的空间模式,说明中国古代园林的部分重要空间模式至少在东周时期的楚国就已经出现。该研究拓展和深化了对东周园林的具体认识。
工程结构和结构防灾
4种结构用热断桥材料基本力学与热工性能试验
龚超, 侯兆新, 梁梓豪, 吴兆旗, 梁伟桥, 方五军
2022, 52(12): 66-71,165. doi: 10.13204/j.gyjzG21030909
摘要:
热断桥连接技术可以有效解决钢结构外挑构件冷热桥问题,热断桥材料的选用是热断桥节点技术的核心,目前关于热断桥连接和热断桥材料的研究较少。通过调研,筛选出尼龙6、刚性聚氯乙烯、环氧树脂玻璃纤维和聚醚醚酮作为热断桥备选材料;针对以上4种材料进行了40个试件的压缩性能试验和12个试件的导热系数测定试验,获得了4种复合材料的压缩强度、压缩弹性模量、导热系数等物理性能指标;采用"最远点法"得到了材料的屈服点,利用Sherwood-Frost模型拟合得到了4种材料的受压本构模型;结合材料力学性能、热工性能和经济性,综合分析了4种材料作为热断桥材料的适应性。结果表明:尼龙6、刚性聚氯乙烯和聚醚醚酮试件呈延性破坏模式,环氧树脂玻璃纤维呈脆性分层破坏模式;尼龙6、刚性聚氯乙烯和聚醚醚酮三种材料的屈服强度分别为60.1,50.4,125.8 MPa,导热系数分别为0.175 5,0.142 4,0.231 8 W/(m·K);综合考虑力学性能、热工性能和经济性,环氧树脂玻璃纤维综合性能最好,尼龙6次之,刚性聚氯乙烯最低,聚醚醚酮由于成本过高,不适宜作为热断桥材料。
新型箍筋装配式混凝土梁柱节点抗震性能研究
裘煜, 邹小舟, 罗运海, 李丽娟, 武念铎, 王小平, 熊哲, 谢龙盼
2022, 52(12): 72-79,148. doi: 10.13204/j.gyjzG22081007
摘要:
针对一笔箍筋和多螺旋箍筋(简称"新型箍筋")优异的约束效果,提出新型箍筋增强装配式混凝土梁柱节点。按照节点强弱、类型和施工方法以及箍筋形式的不同,共设计6个足尺混凝土梁柱节点试件。依据低周往复荷载试验结果,对节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、强度退化、刚度退化和节点转角进行讨论。结果表明:强节点试件发生梁端弯曲破坏,弱节点组试件发生节点剪切破坏;新型箍筋装配式梁柱节点滞回曲线饱满,其抗震性能指标均和现浇节点相差不大;新型箍筋装配式节点转角变形大于现浇节点。此外,GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》能适用于新型箍筋装配式梁柱节点的设计,并且具备一定的安全储备。
考虑阶段耗能的预制混凝土楼板拼缝节点面内受力性能试验研究
罗维刚, 宋江朋, 祁盼, 司航槟, 刘凯, 李兰舟, 赵星鑫
2022, 52(12): 80-87,215. doi: 10.13204/j.gyjzG21121802
摘要:
为提高预制混凝土楼板结构在不同水平地震动作用下的楼板抗震性能基于性能抗震设计理念提出了一种用于预制混凝土楼板拼缝连接的新型干式节点具有摩擦和金属耗能相结合的双重耗能行为特点可实现基于两阶段耗能的多层次抗震性能水准需求简称摩擦金属双重耗能阻尼器(FMD)节点。为了研究FMD节点的不同受力状态下的力学性能进行了6个装配有FMD节点的预制楼板纯剪切和拉剪耦合作用下的拟静力试验。试验结果表明新:型干式拼缝节点具有稳定的滞回响应和耗能能力,表现出了摩擦和金属两种不同耗能类型协同工作机制,可以实现多水准设防目标,震后可更换实现结构功能快速恢复。
节点张开后刚度对变摩擦耗能自复位预应力混凝土框架抗震性能的影响分析
黄林杰, 曾滨, 周臻, 张文清, 桑晨旭, 张静茹
2022, 52(12): 88-93. doi: 10.13204/j.gyjzG22072916
摘要:

自复位预应力混凝土(SCPC)框架在梁柱节点张开后的刚度显著降低,导致罕遇地震下结构的层间侧移角较大。利用具有第三刚度的变摩擦(VFD)耗能SCPC节点构造可有效提高结构罕遇地震下刚度,降低层间侧移。选择我国8度设防地区的一VFD-SCPC框架为分析算例,利用OpenSees分析软件建立其有限元模型。以12条地震波为输入,研究节点张开后刚度(第二刚度和第三刚度)对VFD-SCPC框架抗震性能的影响。结果表明:增大节点的第二刚度可以降低罕遇地震下结构的层间侧移角,但不会改变层间侧移的分布模式;增加节点的第三刚度不仅可以显著降低结构的层间侧移角和柱内力,且可以降低结构的高阶模态效应,从而降低上部楼层的层间变形,同时保证较好的复位效果。

装配式钢框架梁柱节点变形及数值模拟研究
马康, 叶锡豪, 于海丰, 靳天姣
2022, 52(12): 94-100. doi: 10.13204/j.gyjzG21062514
摘要:
为研究装配式钢框架梁柱节点的变形机理,明晰节点转动变形的来源,基于组件法对外伸端板连接梁柱节点的转动变形计算方法进行理论推导,对节点试件进行了低周往复荷载试验,采用图像处理方法对加载过程中节点变形情况进行分析,建立了外伸端板连接节点试件的等效简化数值模型。结果表明:外伸端板连接节点的转动变形由节点域剪切变形、端板与柱翼缘间的相对变形、端板加劲肋的屈服变形组成,其中端板与柱翼缘间的相对变形和端板加劲肋的屈服变形是影响节点转角的主要因素;与传统方法相比,转动弹簧考虑多个部件对节点变形的影响能使数值模拟结果与试验结果更为接近,有利于评估节点的抗震性能;采用节点转角组成计算方法对预估节点的抗震性能具有良好的精确度和适用性。
局部变形的双角钢拉杆抗拉承载力研究
聂劲, 幸坤涛, 杨建平
2022, 52(12): 101-106. doi: 10.13204/j.gyjzG20010903
摘要:
角钢拉杆是钢结构中的常见结构构件,在实际工程中由于机械碰撞、意外事故等原因容易产生局部变形,对承载力产生不利影响。国内已有对局部变形的单角钢拉杆承载力的研究,但还缺乏对有局部凹凸变形的双角钢杆件受拉承载力的研究。通过展开局部变形角钢拉杆受拉试验并对其进行有限元模型验证,对三种不同规格的等边双角钢拉杆进行有限元模拟分析,得到了不同局部变形条件下的双角钢拉杆的抗拉承载力折减系数,可用于不同局部变形双角钢构件的抗拉承载力验算。
H型钢梁-柱节点火灾后力学性能试验及有限元分析
刘链波, 周明, 王新堂
2022, 52(12): 107-112. doi: 10.13204/j.gyjzG22092306
摘要:
通过对3组火灾后H型钢梁-柱节点进行低周往复加载试验及有限元分析,得到节点M-θ滞回曲线及M-θ骨架曲线,并分析了试件的承载力、刚度退化、延性及耗能能力的变化情况。试验表明:受火后螺栓的性能损伤会导致节点的初始刚度降低;受火后节点螺栓的更换可以提高节点的延性、耗能能力及节点刚度,但对极限承载力影响不大;受火时柱子轴压比越大,火灾后节点承载力、延性、耗能能力及初始刚度越低;对节点采取防护措施可以提高火灾后节点的承载力及延性。
新型型钢-混凝土组合柱抗震性能试验研究
王朋, 于彬, 史庆轩, 王峰
2022, 52(12): 113-120,127. doi: 10.13204/j.gyjzG21072801
摘要:
结合钢管混凝土叠合柱和十字形型钢混凝土柱的优点,提出了一种新型型钢-混凝土组合柱,即在钢管混凝土叠合柱的钢管外层钢筋混凝土中设置与内钢管相连的带翼缘型钢,所设置的型钢翼缘可以起到受力纵筋的作用,减少柱中纵筋数量,同时型钢翼缘可以改善钢管外混凝土的力学性能,减小传统钢管混凝土叠合柱中钢管内外混凝土的力学性能差异。对6个新型型钢-混凝土组合柱以及1个十字形型钢混凝土组合柱试件进行拟静力试验,设计参数主要包括截面形式、翼缘宽度、腹板高度等,研究组合柱在低周反复荷载作用下的滞回性能、骨架曲线、刚度退化、位移延性系数、弯矩-曲率特性及钢管、钢筋应变水平等。
端板连接蜂窝梁-柱节点抗震性能试验研究
贾连光, 毕然, 李秋镕
2022, 52(12): 121-127. doi: 10.13204/j.gyjzG21083002
摘要:
为研究开孔形状、开孔率和混凝土楼板对蜂窝梁柱端板连接节点抗震性能的影响,设计4个足尺边节点并进行拟静力加载试验,研究试件破坏模式、承载能力、延性和耗能性能等。结果表明:对有楼板的试件,孔型对节点破坏形态和抗震性能影响较大,六边形孔更易发生梁铰破坏且耗能性能更好;开孔率对节点的破坏形态、承载能力和延性影响较大,适当提高开孔率有利于应力由端板连接处向首孔迁移,降低端板与柱翼缘的应变极限值;楼板的组合效应使节点的抗弯承载力提高25%以上,耗能和延性分别提高16.5%和30.7%,极限转角提高40.9%,但会减弱应力由端板连接处向首孔的迁移效应。对于梁铰破坏形式的组合节点,采用ASCE中对腹板开洞组合梁的承载力计算方法所得结果与试验值吻合较好。
新型复式钢管混凝土墩柱轴压受力机理分析及承载力计算
张玉芬, 张燕, 贾宏鑫
2022, 52(12): 128-135,155. doi: 10.13204/j.gyjzG21020601
摘要:
综合圆钢管和矩形单钢管对混凝土的约束效果,提出矩形内配异心双圆的复式钢管混凝土新型墩柱,首先基于极限平衡理论,将组合柱分成考虑长短边变形屈服差异的矩形外钢管、外钢管约束的夹层混凝土和内部圆钢管混凝土三部分,推导出新型墩柱的轴压承载力计算式。其次利用ABAQUS对墩柱进行三维精细有限元分析,得到新型复式钢管混凝土墩柱和矩形单钢管混凝土轴压短柱的破坏形态和轴压极限承载力,均与试验结果吻合较好;然后分析了新型墩柱构件各部分全过程受力机理,并研究混凝土抗压强度、钢管屈服强度、内钢管同含钢率时直径变化、内钢管径厚比、外钢管宽厚比等参数对该类新型墩柱的极限承载力影响。结果表明:轴压极限承载力随混凝土抗压强度、钢管屈服强度增加而提高,随外钢管宽厚比增加而降低;当内钢管含钢率相同时,内钢管直径增大对内层混凝土约束增强,故墩柱的极限承载力提高,但当内钢管直径增大到一定程度时(约2/3外钢管宽度)对轴压极限承载力影响则不大。复式钢管混凝土墩柱轴压承载力计算结果与有限元模拟值相近,两者比值平均为0.923,比值的均方差为0.046。
纤维增强材料-混凝土-钢组合矩形空心柱的低周往复荷载试验研究
王善章, 张冰, 张千标, 郑寰泽, 高宇航
2022, 52(12): 136-141,178. doi: 10.13204/j.gyjzG22031713
摘要:
纤维增强复材(FRP)-混凝土-钢管组合空心柱由FRP外管、钢内管和两者之间填充的混凝土组成,具有良好的抗震性能和耐腐蚀性能。现有研究主要集中在圆形截面组合空心柱和方形截面组合空心柱,而针对矩形截面组合空心柱的研究较少。矩形截面组合空心柱可根据工程需要,合理设计截面的长边与短边之比,以提供绕两对称轴不同的抗弯刚度。通过对3个矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱在恒定轴压和侧向往复荷载下的抗震性能试验,参数包括FRP厚度和水平侧向荷载的加载方向(即绕矩形截面的强轴或弱轴施加弯矩),该组合柱的长边和短边分别为300 mm和200 mm,总高度为2 150 mm,研究表明:具有较厚FRP管的试件的承载力较高;绕强轴加载的试件的承载力和延性远高于绕弱轴加载的试件;基于OpenSees建立的数值模型对滞回曲线的预测略偏保守。
岩土和地下工程
自锚试桩Q-s曲线转换试验研究及转换式的构建
马海龙, 马宇飞, 应志杰
2022, 52(12): 142-148. doi: 10.13204/j.gyjzG21082401
摘要:
通过室内模型试验,研究了"顶拉桩" "顶压无土桩" "顶压有土桩"和"自锚试桩"的荷载传递及位移变化规律。研究表明:"顶拉桩"呈现突然破坏,"顶压无土桩"呈现延时破坏;"顶压有土桩"的Q-s曲线由线性、非线性两个阶段构成;"自锚试桩"上段桩Q-s曲线具有"顶拉桩"的属性,下段桩具有"顶压有土桩"的属性。对比"顶压无土桩"与"顶压有土桩"的荷载传递规律,发现桩侧摩阻力先于桩端阻力发挥。对"顶压有土桩"来说,单桩承载力经过两个发挥阶段:第一阶段为桩侧摩阻力发挥阶段,近似对应Q-s曲线上的线性阶段;第二阶段为桩端阻力发挥阶段,近似对应Q-s曲线上的非线性阶段。据此提出"自锚试桩"Q-s曲线向"顶压有土桩"Q-s曲线的两段转换法。经与模型桩静载荷试验以及原位桩静载荷试验对比,经两段转换法转换后,转换的自锚试桩的Q-s曲线高度吻合"顶压有土桩"的Q-s曲线,为"自锚试桩"的工程应用,提供了可靠的Q-s曲线转换方法。
长期服役垃圾填埋场堆体稳定性动态评估
郭楷文, 张坤勇, 艾英钵, 李威, 周江
2022, 52(12): 149-155. doi: 10.13204/j.gyjzG22031206
摘要:
国内垃圾填埋场大多已处于长期服役状态,依据实时监测数据动态评估垃圾堆体稳定性,计算当日垃圾合理进场量与堆填位置,对填埋场日常安全运营具有重要的指导意义。以国内某长期运营垃圾填埋场为工程背景,采用极限平衡方法,计算分析了渗沥液存在形式、液面高度、垃圾堆填高度及位置对垃圾堆体边坡稳定性的影响,得到警戒水位高程、极限垃圾堆填高度和日均垃圾进场量。结果表明:渗沥液液面高程、新进场垃圾堆填高度双因素与安全系数间呈线性关系。应合理布置新进场垃圾堆填位置,不得过于靠近坡底,并及时推平新进场垃圾以控制堆填高度。为保证填埋场的长期稳定性,应及时检查填埋场的导排系统,确保其畅通。
考虑接触面影响的地下结构地震响应研究
于海洋, 胡菊, 张桂彦, 黄宇俊, 朱国飞, 崔宏志, 包小华
2022, 52(12): 156-165. doi: 10.13204/j.gyjzG21090402
摘要:
针对可液化地层地下结构在地震作用期间和地震后的动力响应开展水土耦合有限元分析。计算采用基于有效应力的水土完全耦合有限单元-有限差分方法,嵌入能够准确反映土在循环交变荷载作用下动力行为的CM模型描述土体的交变移动特性,采用考虑结构体积效应的弹性梁和柱组合单元进行结构建模,并且设定土-结构界面节理单元;对比分析了在罕遇地震中土体的加速度响应、超静孔隙水压发展状况,地下结构的内力和震后地层固结沉降趋势。结果表明:地下结构在震后一定期间继续上浮,震后的位移发展明显大于地震期间位移发展,且待超静孔隙水压完全消散后,结构表现为整体沉降。
千枚岩全风化土的抗拉特性研究
刘莉, 张芹, 颜荣涛, 赵延平, 姜大伟
2022, 52(12): 166-170. doi: 10.13204/j.gyjzG21112405
摘要:
以千枚岩全风化土为研究对象,采用轴平移法、饱和盐溶液蒸气平衡法测试广吸力范围内不同干密度压实样的土水特征曲线,利用自行研制的单轴拉伸仪测试广饱和度范围内不同干密度压实样的抗拉强度,并结合压汞试验分析抗拉强度变化趋势。试验结果表明:抗拉强度随含水率增加出现两个峰值,认为分别为"液桥"数量增多、胶结力较强与毛细压力增大贡献的结果,这与压汞试验压实样具有"双峰"结构相对应。通过对土样的土水特征曲线的分析,表明干密度较大的压实样饱和含水率较低,进气值较大,抗拉强度越高。表明干密度和含水量对抗拉强度具有不同的影响。验证了已有吸应力概念的抗拉强度模型能够较为合理的预测不同干密度下广饱和度范围千枚岩全风化土的抗拉强度。
地下连续墙成槽施工振动对邻近古建筑的影响
康恒一, 戴浩宇, 沈碧辉
2022, 52(12): 171-178. doi: 10.13204/j.gyjzG21110211
摘要:
地下连续墙是地铁车站和明挖法隧道常见的围护结构形式。当地下连续墙在岩石中成槽施工时,破岩过程产生的振动可能会威胁周边的建、构筑物,尤其是古建筑物的安全。选取杭州市吴山广场地铁车站工程现场实测记录,分析冲击钻、铣槽机、旋挖钻三种常见成槽施工机械引起的振动特性和衰减规律。从施工机械振源处的初始振速来评估施工引起的振动,在竖直方向上,旋挖钻最大,铣槽机次之,冲击钻最小。而在水平方向上,旋挖钻最大,冲击钻次之,铣槽机最小。基于以上监测成果,计算了在临近典型石塔类古建筑物施工时的安全距离,结果表明所需安全距离,冲击钻最大、旋挖钻次之、铣槽机最小。建议当有类似石塔保护需求时,采用铣槽机结合旋挖钻进行地下连续墙成槽施工。
高性能建筑材料
聚甲醛纤维超高强混凝土断裂性能研究
夏旸昊, 杨鼎宜, 高函, 郭子荣, 钱云峰
2022, 52(12): 179-185. doi: 10.13204/j.gyjzG220032707
摘要:
为探究聚甲醛(POM)纤维对超高强混凝土(UHSC)断裂性能的影响,采用三点弯曲梁法进行断裂试验,研究不同纤维长度和体积掺量对UHSC起裂韧度、失稳韧度、断裂能和延性指数等断裂参数的影响。试验结果表明:POM纤维的掺入可以改善UHSC的断裂性能,随着纤维体积掺量、纤维长度的增加,荷载-裂缝张开口位移(P-δCMOD)曲线的下降段更加饱满;当纤维长度为12 mm,纤维掺量为1.5%时,对起裂韧度提升最为显著;当纤维长度为20 mm,纤维掺量为1.5%时,试件的失稳韧度、断裂能和延性指数达到最大。
综述
现代“Pavilion”的展示倾向和特征
杨岚, 朴正主, 郭晓阳
2022, 52(12): 186-194. doi: 10.13204/j.gyjzG21070606
摘要:
“Pavilion”在当代建筑设计领域尚未明确界定,已用于指建筑物,艺术品或装置。自出现于现代国际博览会和建筑展览会以来,它无论在形式还是功能上都不断演变,到目前为止,已经成为建筑活动中的新范例。它具有前卫性、试验性和独创性,作为表达设计理念的媒介,体现出强大的先锋性和展示倾向。通过"Pavilion"定义特征入手,从历史脉络中揭示其展示倾向,并通过蛇形画廊作品,分析其结构化、材质性、高科技等特征,揭示古今中外"Pavilion"的展示趋势和主要特点。
结构安全性评定及加固
里氏硬度无损检测钢材牌号的试验
王玲, 杨建平, 郭小华
2022, 52(12): 195-199,194. doi: 10.13204/j.gyjzG21101901
摘要:
钢结构检测是钢结构质量和安全控制的重要手段,其中,钢材强度或牌号是钢结构检测的一项重要指标,为工程质量评价、安全评估及加固改造提供了重要依据。实践表明:现有的检测方法都存在一定的缺点,无法满足工程的需求。通过大量里氏硬度和钢材拉伸强度试验,对试验结果进行统计分析,确定了一种采用里氏硬度法判别钢材牌号的方法,给出了里氏硬度判别Q235和Q345的界限值,该方法能够满足现场检测的要求,且对原结构的损伤较少。
智慧建筑与智能建造
基于结构方程模型BIM与新一代信息技术的结合应用
赵军, 王亚栋, 高宁, 冀小辉, 田宇
2022, 52(12): 200-208. doi: 10.13204/j.gyjzG21091610
摘要:
建筑信息模型(BIM)与信息技术的结合可以有效提高建筑工程建造效率,目前国家大力推进建筑信息化的发展,特别是BIM与新一代信息技术的应用。结合实际工程案例发现基于BIM的项目管理信息交互平台在应用过程中存在问题,因此提出基于BIM与新一代信息技术融合的建筑工程全生命周期BIM信息集成服务平台,并对其关键技术的适用性进行研究。利用因子分析法进行探索性因子分析,再使用结构方程模型中的测量模型和结构模型进行验证性因子分析,最终验证研究假设成立,为BIM和新一代信息技术的应用与发展提供参考。
基于点云数据的网架结构提升变形智能监测方法
金钦明, 程国忠, 李东声, 王聪, 陈莎莎, 王瑞荣, 毕静刚
2022, 52(12): 209-215. doi: 10.13204/j.gyjzG21061811
摘要:
变形监测是保障网架结构提升施工安全的重要手段之一,目前传统方法仅能实现对局部点的变形监测,难以实现对整体结构的变形监测。三维激光扫描技术可全覆盖地得到已完成结构的精准点云数据,这为解决上述难题提供了新思路。为此,以泸州高铁站为工程背景,开展基于点云数据的网架结构提升变形智能监测研究,包括点云数据预处理、点云数据非刚性配准以及提升变形可视化三个方面。针对网架结构提升前后的点云数据非刚性配准问题,基于聚类算法、随机采样一致性算法、图结构方法以及正交普氏分析等提出了集球心智能定位、球心粗匹配、球心非刚性配准于一体的非刚性配准算法。研究结果表明,基于点云数据的网架结构提升变形智能监测方法高效、全面且实用。
工程实录
复杂山地大跨多曲拱-斜柱结构设计与分析
刘向刚, 陈剑峰, 杨越, 赵雪冰, 郑良平, 来武清
2022, 52(12): 216-223. doi: 10.13204/j.gyjzG22011204
摘要:
近年来,不少异形复杂建筑被广泛运用于山地自然景观区域,而这些异形复杂建筑难以用常规的掉层或吊脚框架结构实现。为此,基于重庆某复杂山地中的异形复杂建筑提出了新的结构解决方案,既满足了建筑造型的需求,又解决了边坡上基础设置的难题。该建筑由弧形外立面和斜屋面组成复杂空间曲面,建筑平面似月牙形。建筑位于复杂边坡上,部分区域无条件设置直桩基础,为了解决该种地形条件下竖向力传递问题,同时满足建筑造型和大开间需求,结构上创新采用空间多曲拱-斜柱结构受力体系,其中多曲拱采用斜桩基础,斜柱采用直桩基础。分析了柱倾斜角度对结构体系的影响,结果表明:柱倾斜角度的增加会增加结构的刚度,对结构受力有利。基于最终结构方案分析了结构变形、结构受力和结构稳定等内容,并按两种方法对多曲拱进行了稳定验算。多根杆件与多曲拱相连形成复杂空间节点,该节点是传递荷载的关键节点,采用铸钢节点进行设计,并采用有限元软件ABAQUS对节点进行了应力和极限承载力分析,结果表明,铸钢节点承载力满足设计要求。最后,对此类大跨异形结构的舒适度进行了详细分析,并对结构的多曲拱、斜柱与桩基础的连接进行了介绍。