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2022年 第52卷 第8期
2022, 52(8): 1-8.
doi: 10.13204/j.gyjzG21121615
摘要:
大跨越输电塔线体系兼具大跨、高耸、柔性等特点,对风荷载异常敏感,且由于输电线、绝缘子与跨越塔的耦合作用,其动力特性和风致响应较为复杂。以在建的世界最高500kV长江大跨越工程为例,基于ABAQUS建立了单塔和塔线体系的有限元模型,研究了单塔和塔线体系的动力特性,并依据风荷载时程分析结果分析了该体系的风致响应和风振系数。研究结果表明:塔线体系跨越塔自振频率小于单塔;不同风攻角下塔线体系跨越塔顶点位移均大于单塔,加速度响应则小于单塔;现行电力规范计算风振系数加权平均值大于时程分析结果,偏于安全,但在...
大跨越输电塔线体系兼具大跨、高耸、柔性等特点,对风荷载异常敏感,且由于输电线、绝缘子与跨越塔的耦合作用,其动力特性和风致响应较为复杂。以在建的世界最高500kV长江大跨越工程为例,基于ABAQUS建立了单塔和塔线体系的有限元模型,研究了单塔和塔线体系的动力特性,并依据风荷载时程分析结果分析了该体系的风致响应和风振系数。研究结果表明:塔线体系跨越塔自振频率小于单塔;不同风攻角下塔线体系跨越塔顶点位移均大于单塔,加速度响应则小于单塔;现行电力规范计算风振系数加权平均值大于时程分析结果,偏于安全,但在...
2022, 52(8): 9-15.
doi: 10.13204/j.gyjzG20101801
摘要:
为了研究角钢输电塔的局部杆件和整体的风载阻力系数,采用高频天平测力试验获得了考虑干扰下横担和塔身主要角钢杆件随风向角变化的阻力系数,测试了不同风向角下塔身和横担的单片平面阻力系数和整体阻力系数,并分析了背风面降低系数的取值。在此基础上将试验结果与各国规范进行了比较。研究表明:局部杆件阻力系数受其位置变化而差异较大,大部分横担和塔身杆件的最大阻力系数值要大于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》建议值(1.3);横担的上下表面对其整体风荷载贡献明显,而我国DL/T 5154—2012《架空...
为了研究角钢输电塔的局部杆件和整体的风载阻力系数,采用高频天平测力试验获得了考虑干扰下横担和塔身主要角钢杆件随风向角变化的阻力系数,测试了不同风向角下塔身和横担的单片平面阻力系数和整体阻力系数,并分析了背风面降低系数的取值。在此基础上将试验结果与各国规范进行了比较。研究表明:局部杆件阻力系数受其位置变化而差异较大,大部分横担和塔身杆件的最大阻力系数值要大于GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》建议值(1.3);横担的上下表面对其整体风荷载贡献明显,而我国DL/T 5154—2012《架空...
2022, 52(8): 16-21.
doi: 10.13204/j.gyjzG21081101
摘要:
考虑输电铁塔杆件铅垂面倾角影响,改进了基于单根杆件阻力系数精细化计算输电铁塔迎风面和节段风荷载的JEC杆件总计法及分析流程,采用杆件总计法计算了常用挡风系数输电铁塔迎风面和节段风荷载阻力系数,探讨了主材长细比修正对输电铁塔阻力系数的影响规律,将杆件总计法阻力系数计算值与现行规范整体法计算值进行了对比分析。结果表明:中国规范整体法计算的塔身节段阻力系数小于杆件总计法,英国BS规范和日本JEC规范的整体法计算值与杆件总计法较为接近,不同挡风系数的塔身节段阻力系数相差在10%以内;迎风面和塔身节段阻力...
考虑输电铁塔杆件铅垂面倾角影响,改进了基于单根杆件阻力系数精细化计算输电铁塔迎风面和节段风荷载的JEC杆件总计法及分析流程,采用杆件总计法计算了常用挡风系数输电铁塔迎风面和节段风荷载阻力系数,探讨了主材长细比修正对输电铁塔阻力系数的影响规律,将杆件总计法阻力系数计算值与现行规范整体法计算值进行了对比分析。结果表明:中国规范整体法计算的塔身节段阻力系数小于杆件总计法,英国BS规范和日本JEC规范的整体法计算值与杆件总计法较为接近,不同挡风系数的塔身节段阻力系数相差在10%以内;迎风面和塔身节段阻力...
2022, 52(8): 22-27,63.
doi: 10.13204/j.gyjzG22011111
摘要:
我国仍有大量采用容许应力法设计的在役77/78系列输电塔位于强风区,电网运行部门需要依据现行规范逐步进行加固改造。分别按照容许应力法和极限状态法给出了输电塔杆件安全系数表达式,对比分析了我国不同时期输电线路设计规范的风荷载和结构设计方法。以2021年发生风灾倒塔的两基77/78系列输电塔为研究对象,分别采用容许应力法和极限状态法计算了输电塔杆件应力、应力比和安全系数,并确定了强风下输电塔薄弱杆件位置。结果表明:SDJ 3—1979《架空送电线路设计技术规定》设计的输电塔安全系数明显低于SDGJ ...
我国仍有大量采用容许应力法设计的在役77/78系列输电塔位于强风区,电网运行部门需要依据现行规范逐步进行加固改造。分别按照容许应力法和极限状态法给出了输电塔杆件安全系数表达式,对比分析了我国不同时期输电线路设计规范的风荷载和结构设计方法。以2021年发生风灾倒塔的两基77/78系列输电塔为研究对象,分别采用容许应力法和极限状态法计算了输电塔杆件应力、应力比和安全系数,并确定了强风下输电塔薄弱杆件位置。结果表明:SDJ 3—1979《架空送电线路设计技术规定》设计的输电塔安全系数明显低于SDGJ ...
2022, 52(8): 28-33,118.
doi: 10.13204/j.gyjzG22011304
摘要:
针对大跨越输电塔电梯井筒的风荷载采用节段模型和整塔模型的风洞试验进行研究,分析有无爬梯、有无塔体干扰对井筒阻力系数的影响,并与各国规范中圆柱阻力系数的规定值对比,最后给出了井筒阻力系数的设计建议值。研究表明:有爬梯井筒的阻力系数大于无爬梯井筒的阻力系数;有塔体干扰下井筒阻力系数随风向变化显著,在45°达到最小值,在35°达到最大值;节段模型试验和整塔模型试验获得的井筒气动力系数比较接近;给出了电梯井筒在有塔体干扰下阻力系数随风向角的建议值,无爬梯井筒最大的阻力系数为0.93,与GB 50009—...
针对大跨越输电塔电梯井筒的风荷载采用节段模型和整塔模型的风洞试验进行研究,分析有无爬梯、有无塔体干扰对井筒阻力系数的影响,并与各国规范中圆柱阻力系数的规定值对比,最后给出了井筒阻力系数的设计建议值。研究表明:有爬梯井筒的阻力系数大于无爬梯井筒的阻力系数;有塔体干扰下井筒阻力系数随风向变化显著,在45°达到最小值,在35°达到最大值;节段模型试验和整塔模型试验获得的井筒气动力系数比较接近;给出了电梯井筒在有塔体干扰下阻力系数随风向角的建议值,无爬梯井筒最大的阻力系数为0.93,与GB 50009—...
2022, 52(8): 34-40,47.
doi: 10.13204/j.gyjzG22030222
摘要:
针对国家重点工程385m超大型长江大跨越输电塔横担-主材连接节点处杆件交汇多、空间关系复杂、荷载条件特殊等特点,首次提出在该大跨越输电塔同类型节点处采用铸钢节点。考虑到铸钢节点外形复杂、重要性程度高等特点,为验证其设计的安全性和合理性,设计了两个1∶2节点缩尺模型并进行承载力性能检验性试验及有限元分析。研究结果表明:90°大风试验工况下节点最大应力区为节点杆件倒角处,其应变随荷载基本呈线性变化,节点整体处于线弹性状态;有限元分析结果与试验结果吻合良好,表明有限元节点模型能真实有效模拟节点实际受力...
针对国家重点工程385m超大型长江大跨越输电塔横担-主材连接节点处杆件交汇多、空间关系复杂、荷载条件特殊等特点,首次提出在该大跨越输电塔同类型节点处采用铸钢节点。考虑到铸钢节点外形复杂、重要性程度高等特点,为验证其设计的安全性和合理性,设计了两个1∶2节点缩尺模型并进行承载力性能检验性试验及有限元分析。研究结果表明:90°大风试验工况下节点最大应力区为节点杆件倒角处,其应变随荷载基本呈线性变化,节点整体处于线弹性状态;有限元分析结果与试验结果吻合良好,表明有限元节点模型能真实有效模拟节点实际受力...
2022, 52(8): 41-47.
doi: 10.13204/j.gyjzG20121307
摘要:
提出了采用与输电塔主杆角钢同型号的加固角钢与原角钢构成箱形截面的加固方法。为了研究各参数对加固后主杆角钢承载能力的影响,设计了塔架主杆角钢单节间加固、多节间加固情况下的分析模型,采用ANSYS软件建立了主杆角钢加固后的有限元分析模型。将有限元分析结果与文献试验结果进行了对比,验证了有限元分析结果的可靠性。采用有限元参数分析的方法研究了高强螺栓预紧力P、套箍组件间距Lt、端部间隙jx、辅助角钢长度Lf、套箍板厚度tg、角钢屈服强度fy、摩擦系数mu、加固角钢肢厚tc以及主角钢横截面尺寸对模型极限承...
提出了采用与输电塔主杆角钢同型号的加固角钢与原角钢构成箱形截面的加固方法。为了研究各参数对加固后主杆角钢承载能力的影响,设计了塔架主杆角钢单节间加固、多节间加固情况下的分析模型,采用ANSYS软件建立了主杆角钢加固后的有限元分析模型。将有限元分析结果与文献试验结果进行了对比,验证了有限元分析结果的可靠性。采用有限元参数分析的方法研究了高强螺栓预紧力P、套箍组件间距Lt、端部间隙jx、辅助角钢长度Lf、套箍板厚度tg、角钢屈服强度fy、摩擦系数mu、加固角钢肢厚tc以及主角钢横截面尺寸对模型极限承...
2022, 52(8): 48-56.
摘要:
结合输电塔的结构特征、风致响应特点及荷载特性,提出了一种自立式输电塔塔身平面内预应力拉索加固技术和设计方法。以2020年"黑格比"台风中倒塌的330ZM3-40塔为研究对象,首先开展了拉索预应力对铁塔构件的内力影响及风振响应分析,随后开展了拉索预应力、截面面积、阻尼系数及倾角等设计参数对铁塔风振响应的影响分析。研究表明,经合理设计,在塔身增设多层平面内交叉拉索,可有效降低铁塔在风荷载作用下位移响应及铁塔内力;拉索截面是确保输电塔风振响应效果的关键因素,拉索截面一般应大于100mm;拉索预应力不宜...
结合输电塔的结构特征、风致响应特点及荷载特性,提出了一种自立式输电塔塔身平面内预应力拉索加固技术和设计方法。以2020年"黑格比"台风中倒塌的330ZM3-40塔为研究对象,首先开展了拉索预应力对铁塔构件的内力影响及风振响应分析,随后开展了拉索预应力、截面面积、阻尼系数及倾角等设计参数对铁塔风振响应的影响分析。研究表明,经合理设计,在塔身增设多层平面内交叉拉索,可有效降低铁塔在风荷载作用下位移响应及铁塔内力;拉索截面是确保输电塔风振响应效果的关键因素,拉索截面一般应大于100mm;拉索预应力不宜...
2022, 52(8): 57-63.
doi: 10.13204/j.gyjzG21071316
摘要:
输电塔等工程钢结构的安全常易受到裂纹等损伤的影响,该类损伤在结构振动中常表现出变刚度的非线性特征。为了解决该类非线性损伤检测问题,提出了一种基于自回归/自回归条件异方差AR/ARCH模型转换距离的非线性损伤识别方法。首先描述了AR/ARCH混合模型的基本组成原理,给出了模型建模的定阶和参数估计方法。然后描述了非线性损伤的时变刚度特性,给出了基于二阶方差指标的非线性损伤识别策略。在此基础上,分析了AR/ARCH模型残差和条件方差与非线性损伤的关联关系,并提出了一种基于AR/ARCH模型的转换距离指...
输电塔等工程钢结构的安全常易受到裂纹等损伤的影响,该类损伤在结构振动中常表现出变刚度的非线性特征。为了解决该类非线性损伤检测问题,提出了一种基于自回归/自回归条件异方差AR/ARCH模型转换距离的非线性损伤识别方法。首先描述了AR/ARCH混合模型的基本组成原理,给出了模型建模的定阶和参数估计方法。然后描述了非线性损伤的时变刚度特性,给出了基于二阶方差指标的非线性损伤识别策略。在此基础上,分析了AR/ARCH模型残差和条件方差与非线性损伤的关联关系,并提出了一种基于AR/ARCH模型的转换距离指...
2022, 52(8): 64-70,90.
doi: 10.13204/j.gyjzG22042602
摘要:
以国网江苏省电力有限公司500 kV凤城—梅里长江大跨越工程输电高塔施工为背景,研究提出了一套基于有限元模拟与计算机视觉的输电高塔组立施工新技术。首先根据吊装构件特点、安装位置等制定合理的吊装与安装工艺流程,再建立关键施工阶段铁塔与抱杆的耦合有限元模型,在铁塔与抱杆结构上布置实测监测系统采集风环境和结构状态的多元信息,保障施工安全开展。为解决抱杆高空作业位移测量难度大的问题,研发了一种高空结构物相对位移的计算机视觉位移测量方法。采用有限元模拟结构整体受力变形状态,结合计算机视觉技术对施工动态过程...
以国网江苏省电力有限公司500 kV凤城—梅里长江大跨越工程输电高塔施工为背景,研究提出了一套基于有限元模拟与计算机视觉的输电高塔组立施工新技术。首先根据吊装构件特点、安装位置等制定合理的吊装与安装工艺流程,再建立关键施工阶段铁塔与抱杆的耦合有限元模型,在铁塔与抱杆结构上布置实测监测系统采集风环境和结构状态的多元信息,保障施工安全开展。为解决抱杆高空作业位移测量难度大的问题,研发了一种高空结构物相对位移的计算机视觉位移测量方法。采用有限元模拟结构整体受力变形状态,结合计算机视觉技术对施工动态过程...
2022, 52(8): 71-77,15.
doi: 10.13204/j.gyjzG21091804
摘要:
容积率(Floor Area Ratio,FAR)是反映土地开发强度的核心指标,可作为城市空间结构和形态的测度指标,其空间特征分析对城市相关因素影响机理研究、评价城市规划成效等方面具有重要意义。已有研究多以居住区FAR为研究对象,难以全面分析整个城市建筑,本研究将高德地图的建筑矢量数据与测绘数据结合计算FAR,结合土地利用信息在不同尺度上对其空间特征进行分析,包括空间总体特征、空间集聚特征和空间结构特征。研究结果表明,城市建筑主要功能为居住功能和生产功能,研究区的土地利用强度仍有提升空间;街道尺...
容积率(Floor Area Ratio,FAR)是反映土地开发强度的核心指标,可作为城市空间结构和形态的测度指标,其空间特征分析对城市相关因素影响机理研究、评价城市规划成效等方面具有重要意义。已有研究多以居住区FAR为研究对象,难以全面分析整个城市建筑,本研究将高德地图的建筑矢量数据与测绘数据结合计算FAR,结合土地利用信息在不同尺度上对其空间特征进行分析,包括空间总体特征、空间集聚特征和空间结构特征。研究结果表明,城市建筑主要功能为居住功能和生产功能,研究区的土地利用强度仍有提升空间;街道尺...
2022, 52(8): 78-84,126.
doi: 10.13204/j.gyjzG21081017
摘要:
优秀的实验建筑与周边环境互依共生,是推动文化遗产新功能再生和促进文旅经济繁荣的重要引擎,也是乡村复兴的重要助推器。日本直岛地中美术馆和上海青浦章堰文化馆都是以实验建筑带动乡村文旅经济,促进乡村振兴的典型案例,它们对当地乡村文化振兴和乡村文旅建设均起到了核心统领的作用。通过对两个案例中建筑与周边环境融合、设计风格、建筑空间组织、艺术介入乡村等方面的对比分析,总结实验建筑和乡村建设的艺术化在乡村振兴中的共性,为乡村振兴建设和规划布局提供思路。
优秀的实验建筑与周边环境互依共生,是推动文化遗产新功能再生和促进文旅经济繁荣的重要引擎,也是乡村复兴的重要助推器。日本直岛地中美术馆和上海青浦章堰文化馆都是以实验建筑带动乡村文旅经济,促进乡村振兴的典型案例,它们对当地乡村文化振兴和乡村文旅建设均起到了核心统领的作用。通过对两个案例中建筑与周边环境融合、设计风格、建筑空间组织、艺术介入乡村等方面的对比分析,总结实验建筑和乡村建设的艺术化在乡村振兴中的共性,为乡村振兴建设和规划布局提供思路。
2022, 52(8): 85-90.
doi: 10.13204/j.gyjzG21123009
摘要:
沈阳高压开关厂作为我国第一个高压开关厂,是沈阳目前保存最完整的一片工业遗产类历史风貌区,其工业流程体现了全国先进的高压开关生产技术水平,在我国工业发展的历史进程中起到重要作用,具有重要的历史、科技价值。以工业遗产的工业流程作为切入点,以实地调研与资料收集为主要考古依据对沈阳高压开关厂进行历史图档考古、现场考古、信息考古,并通过分析总结提出沈阳高压开关厂的工业流程在保护利用中遇到的困境,从而提出核心工业流程的保护措施和展示利用策略,为沈阳高压开关厂工业流程的历史重现提供依据。
沈阳高压开关厂作为我国第一个高压开关厂,是沈阳目前保存最完整的一片工业遗产类历史风貌区,其工业流程体现了全国先进的高压开关生产技术水平,在我国工业发展的历史进程中起到重要作用,具有重要的历史、科技价值。以工业遗产的工业流程作为切入点,以实地调研与资料收集为主要考古依据对沈阳高压开关厂进行历史图档考古、现场考古、信息考古,并通过分析总结提出沈阳高压开关厂的工业流程在保护利用中遇到的困境,从而提出核心工业流程的保护措施和展示利用策略,为沈阳高压开关厂工业流程的历史重现提供依据。
2022, 52(8): 91-96,151.
doi: 10.13204/j.gyjzG21111718
摘要:
新冠肺炎疫情影响巨大,并造成重大人员与经济损失。枢纽机场航站楼在疫情防控中,作用重要但应对不利,原因在于其疫控建筑理论与方法的缺失。以航站楼使用方式为依据,以疫控问题的"疏"与"导"为目标,提出分区疫控理念;基于出港流程,集成各分区的疫控关键要素,建构分区疫控模式;以"平疫结合"为导向,开展建筑策略研究。分区疫控理念与建筑策略的研究,是对枢纽机场航站楼建筑疫控理论与方法的有益尝试。
新冠肺炎疫情影响巨大,并造成重大人员与经济损失。枢纽机场航站楼在疫情防控中,作用重要但应对不利,原因在于其疫控建筑理论与方法的缺失。以航站楼使用方式为依据,以疫控问题的"疏"与"导"为目标,提出分区疫控理念;基于出港流程,集成各分区的疫控关键要素,建构分区疫控模式;以"平疫结合"为导向,开展建筑策略研究。分区疫控理念与建筑策略的研究,是对枢纽机场航站楼建筑疫控理论与方法的有益尝试。
2022, 52(8): 97-102.
doi: 10.13204/j.gyjzG21101322
摘要:
为研究寒冷及地震设防地区既有钢筋混凝土结构的抗震性能,对经历冻融循环作用的8根钢筋混凝土柱进行低周反复荷载试验研究。综合考虑冻融循环次数与轴压比对试件柱承载力和滞回性能的影响规律,通过理论分析与试验回归相结合的方法,提出了冻融损伤钢筋混凝土柱的三折线刚度退化骨架曲线,给出了试件柱屈服前后卸载刚度的计算式及具体的滞回规则,进而建立了冻融损伤钢筋混凝土柱"指向定点"的刚度退化三线型恢复力模型。通过试验曲线与计算曲线的对比分析表明:建议的恢复力模型预测结果较好,可为冻融环境下钢筋混凝土柱的地震反应分析...
为研究寒冷及地震设防地区既有钢筋混凝土结构的抗震性能,对经历冻融循环作用的8根钢筋混凝土柱进行低周反复荷载试验研究。综合考虑冻融循环次数与轴压比对试件柱承载力和滞回性能的影响规律,通过理论分析与试验回归相结合的方法,提出了冻融损伤钢筋混凝土柱的三折线刚度退化骨架曲线,给出了试件柱屈服前后卸载刚度的计算式及具体的滞回规则,进而建立了冻融损伤钢筋混凝土柱"指向定点"的刚度退化三线型恢复力模型。通过试验曲线与计算曲线的对比分析表明:建议的恢复力模型预测结果较好,可为冻融环境下钢筋混凝土柱的地震反应分析...
2022, 52(8): 103-110.
doi: 10.13204/j.gyjzG21092202
摘要:
为研究预应力叠合梁施工工艺对叠合梁疲劳力学性能的影响,进行等幅疲劳试验。制作了4根预应力陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁,其中两根进行三等分静力加载,两根进行三等分点疲劳受弯试验分析。试验结果表明,预应力陶粒混凝土T梁构件的受弯性能随着疲劳循环次数的增加在不断衰减;随着疲劳加载次数增加,同级静载作用下挠度值和钢筋应变值总体上呈现增长趋势,但变化幅度较小;最大裂缝宽度和平均裂缝宽度随着疲劳循环次数的增加而增大;对于循环加载200万次未发生疲劳破坏的试验梁,静载破坏形式仍为典型的受弯破坏,且其剩余承载能...
为研究预应力叠合梁施工工艺对叠合梁疲劳力学性能的影响,进行等幅疲劳试验。制作了4根预应力陶粒混凝土与普通混凝土叠合梁,其中两根进行三等分静力加载,两根进行三等分点疲劳受弯试验分析。试验结果表明,预应力陶粒混凝土T梁构件的受弯性能随着疲劳循环次数的增加在不断衰减;随着疲劳加载次数增加,同级静载作用下挠度值和钢筋应变值总体上呈现增长趋势,但变化幅度较小;最大裂缝宽度和平均裂缝宽度随着疲劳循环次数的增加而增大;对于循环加载200万次未发生疲劳破坏的试验梁,静载破坏形式仍为典型的受弯破坏,且其剩余承载能...
2022, 52(8): 111-118.
doi: 10.13204/j.gyjzG21123003
摘要:
通过对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行轴心受压试验和有限元参数分析,研究双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏形态、变形以及极限承载力,分析了钢筋桁架与分布筋网片采用不同的连接方式对双面叠合混凝土剪力墙试件轴心受压性能的影响。试验结果表明:双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏始于预制层和后浇层混凝土叠合面开裂,达到极限荷载时墙板两侧叠合面裂缝贯通,墙板局部区域混凝土压碎;本次试验中,钢筋桁架与分布筋网片采用绑扎连接方式的双面叠合混凝土剪力墙试件的极限承载力高于采用焊接连接方式的试件。双...
通过对3片双面叠合混凝土剪力墙试件进行轴心受压试验和有限元参数分析,研究双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏形态、变形以及极限承载力,分析了钢筋桁架与分布筋网片采用不同的连接方式对双面叠合混凝土剪力墙试件轴心受压性能的影响。试验结果表明:双面叠合混凝土剪力墙在轴心荷载作用下的破坏始于预制层和后浇层混凝土叠合面开裂,达到极限荷载时墙板两侧叠合面裂缝贯通,墙板局部区域混凝土压碎;本次试验中,钢筋桁架与分布筋网片采用绑扎连接方式的双面叠合混凝土剪力墙试件的极限承载力高于采用焊接连接方式的试件。双...
2022, 52(8): 119-126.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022203
摘要:
将层间隔震与塔楼减震的复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构,以结构振动总能量最小为优化控制目标,推导结构的随机响应表达式,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,在等效单自由度简化模型中分析得到最优控制参数以及连接控制参数对控制效果的影响规律,将此参数用于大底盘双塔楼多自由度结构,分别从时域和频域角度对结构响应的控制效果进行分析,通过对比分析抗震方案、隔震方案以及隔减震复合被动控制方案对结构响应的控制情况,验证复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构的合理性和有效性。结果表明:隔震方案与隔减震...
将层间隔震与塔楼减震的复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构,以结构振动总能量最小为优化控制目标,推导结构的随机响应表达式,基于Kanai-Tajimi谱随机地震动模型,在等效单自由度简化模型中分析得到最优控制参数以及连接控制参数对控制效果的影响规律,将此参数用于大底盘双塔楼多自由度结构,分别从时域和频域角度对结构响应的控制效果进行分析,通过对比分析抗震方案、隔震方案以及隔减震复合被动控制方案对结构响应的控制情况,验证复合被动控制方案用于大底盘双塔楼结构的合理性和有效性。结果表明:隔震方案与隔减震...
2022, 52(8): 127-131,174.
doi: 10.13204/j.gyjzG21052003
摘要:
为研究大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)混凝土全容储罐罐壁-环梁节点的受力与抗震性能,以某16万m3LNG混凝土全容储罐为原型进行罐壁-环梁节点模型试验,采用低周往复荷载作用的拟静力试验研究其承载力、破坏模式、刚度以及耗能能力。结果表明:16万m3LNG混凝土全容储罐罐壁-环梁节点在罐壁破坏时未发生破坏,符合大型混凝土结构"强节点"的设计原理,但结构耗能能力较差,破坏前耗能系数最大为0.685,破坏时残余割线刚度为0.878 kN/mm,刚度退化系数为0.1...
为研究大型液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)混凝土全容储罐罐壁-环梁节点的受力与抗震性能,以某16万m3LNG混凝土全容储罐为原型进行罐壁-环梁节点模型试验,采用低周往复荷载作用的拟静力试验研究其承载力、破坏模式、刚度以及耗能能力。结果表明:16万m3LNG混凝土全容储罐罐壁-环梁节点在罐壁破坏时未发生破坏,符合大型混凝土结构"强节点"的设计原理,但结构耗能能力较差,破坏前耗能系数最大为0.685,破坏时残余割线刚度为0.878 kN/mm,刚度退化系数为0.1...
2022, 52(8): 132-139.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112215
摘要:
以索穹顶、弦支穹顶等为代表的预应力张拉整体结构外形新颖美观,具有较高的结构效率。索穹顶或弦支穹顶在张拉环索施加预应力成形的过程中,环索和索撑节点由于摩擦会造成预应力损失,导致成形后的预应力结构力学性能大幅下降。提出一种新型半球形滑动式索撑节点,半球形盖板易于连接多方向的构件,滚轮嵌有滚动轴承从而降低了与中轴的摩擦系数,有效降低预应力损失率。利用ABAQUS对半球形滑动式索撑节点力学性能进行了有限元分析,并通过对比试验实测数据验证了有限元模型的可靠性。有限元分析表明,该索撑节点性能良好,满足设计要...
以索穹顶、弦支穹顶等为代表的预应力张拉整体结构外形新颖美观,具有较高的结构效率。索穹顶或弦支穹顶在张拉环索施加预应力成形的过程中,环索和索撑节点由于摩擦会造成预应力损失,导致成形后的预应力结构力学性能大幅下降。提出一种新型半球形滑动式索撑节点,半球形盖板易于连接多方向的构件,滚轮嵌有滚动轴承从而降低了与中轴的摩擦系数,有效降低预应力损失率。利用ABAQUS对半球形滑动式索撑节点力学性能进行了有限元分析,并通过对比试验实测数据验证了有限元模型的可靠性。有限元分析表明,该索撑节点性能良好,满足设计要...
2022, 52(8): 140-146.
doi: 10.13204/j.gyjzG21102801
摘要:
对几何相似比1/10的3跨大跨度高墩RC刚构桥模型进行考虑桩-土相互作用的缩尺模型振动台台阵试验,基于此建立模型桥的有限元模型,选取10条典型的近断层地震动开展全桥数值模拟分析。以彭津模型为基准,对比研究SSI效应对刚构桥关键构件地震响应的影响。研究结果表明:SSI效应对刚构桥地震响应有显著影响,可导致桥梁关键构件的位移响应增大20%以上,应变响应增大50%以上,其影响程度大小为墩梁固结节点>桥墩>主梁。与远场地震相比,近断层地震作用下,结构内力与变形均有所增加,增幅1倍以上。同时考...
对几何相似比1/10的3跨大跨度高墩RC刚构桥模型进行考虑桩-土相互作用的缩尺模型振动台台阵试验,基于此建立模型桥的有限元模型,选取10条典型的近断层地震动开展全桥数值模拟分析。以彭津模型为基准,对比研究SSI效应对刚构桥关键构件地震响应的影响。研究结果表明:SSI效应对刚构桥地震响应有显著影响,可导致桥梁关键构件的位移响应增大20%以上,应变响应增大50%以上,其影响程度大小为墩梁固结节点>桥墩>主梁。与远场地震相比,近断层地震作用下,结构内力与变形均有所增加,增幅1倍以上。同时考...
2022, 52(8): 147-151.
doi: 10.13204/j.gyjzG21070301
摘要:
为推广钢-混凝土组合梁在桥梁结构和吊车梁中的应用,组合梁疲劳问题引起了人们的重视,但尚未有文献给出组合梁疲劳破坏形态的判别依据。在国内外疲劳试验主要成果和分析推理基础上,定义了界限应力幅指标作为组合梁疲劳破坏形态的判别依据。同时设计了不同剪力连接和不同钢梁构造细节的组合梁疲劳试验,结合钢结构设计标准中的钢梁构造细节有关参数,得到了基于不同钢梁构造细节的组合梁疲劳破坏形态的具体判别标准。将其用于13根不同剪力连接程度的试验梁的疲劳破坏形态验证,结果表明,应力幅指标用于判断疲劳破坏形态是可行的。
为推广钢-混凝土组合梁在桥梁结构和吊车梁中的应用,组合梁疲劳问题引起了人们的重视,但尚未有文献给出组合梁疲劳破坏形态的判别依据。在国内外疲劳试验主要成果和分析推理基础上,定义了界限应力幅指标作为组合梁疲劳破坏形态的判别依据。同时设计了不同剪力连接和不同钢梁构造细节的组合梁疲劳试验,结合钢结构设计标准中的钢梁构造细节有关参数,得到了基于不同钢梁构造细节的组合梁疲劳破坏形态的具体判别标准。将其用于13根不同剪力连接程度的试验梁的疲劳破坏形态验证,结果表明,应力幅指标用于判断疲劳破坏形态是可行的。
2022, 52(8): 152-159,8.
doi: 10.13204/j.gyjzG22010508
摘要:
聚焦于现代竹结构节点刚度的提升,开展胶合竹-螺杆植筋锚固性能研究,完成了12组胶合竹-螺杆单筋植筋节点的对拉试验,研究参数包括钻孔直径、锚固长度以及锚固长径比。试验观察到四种破坏模式,包括两种剪切破坏、螺杆屈服破坏与胶合竹劈裂破坏。对于直径分别为12 mm和16 mm的螺杆,其屈服破坏的临界锚固长径比可取为12.5和15。分析结果表明:胶合竹-单螺杆植筋连接的黏结强度随钻孔直径的增加而增大,随锚固长径比的增加而减小,选取直径相对较小的螺杆作为筋材,有利于提高传力效率;典型的胶合木-螺杆植筋黏结强...
聚焦于现代竹结构节点刚度的提升,开展胶合竹-螺杆植筋锚固性能研究,完成了12组胶合竹-螺杆单筋植筋节点的对拉试验,研究参数包括钻孔直径、锚固长度以及锚固长径比。试验观察到四种破坏模式,包括两种剪切破坏、螺杆屈服破坏与胶合竹劈裂破坏。对于直径分别为12 mm和16 mm的螺杆,其屈服破坏的临界锚固长径比可取为12.5和15。分析结果表明:胶合竹-单螺杆植筋连接的黏结强度随钻孔直径的增加而增大,随锚固长径比的增加而减小,选取直径相对较小的螺杆作为筋材,有利于提高传力效率;典型的胶合木-螺杆植筋黏结强...
2022, 52(8): 160-167.
doi: 10.13204/j.gyjzG21030203
摘要:
基于Lemaitre应变等价性假设理论,假定受热-力耦合损伤的岩石微元强度服从Weibull分布,考虑温度与围压耦合作用对岩石力学参数的影响,采用损伤力学理论,引入热损伤变量和力损伤变量,在微元破坏符合D-P准则条件下,建立岩石热-力耦合损伤演化方程及本构模型,采用理论推导的方法得出所需的模型参数。通过对比所构建的岩石热-力耦合损伤本构模型曲线和试验曲线的峰值点,结果表明两者吻合度较好,能够很好反映岩石在温度和围压耦合作用下的损伤演化和本构关系,验证了该模型及模型参数确定方法的合理性和可靠性。模...
基于Lemaitre应变等价性假设理论,假定受热-力耦合损伤的岩石微元强度服从Weibull分布,考虑温度与围压耦合作用对岩石力学参数的影响,采用损伤力学理论,引入热损伤变量和力损伤变量,在微元破坏符合D-P准则条件下,建立岩石热-力耦合损伤演化方程及本构模型,采用理论推导的方法得出所需的模型参数。通过对比所构建的岩石热-力耦合损伤本构模型曲线和试验曲线的峰值点,结果表明两者吻合度较好,能够很好反映岩石在温度和围压耦合作用下的损伤演化和本构关系,验证了该模型及模型参数确定方法的合理性和可靠性。模...
2022, 52(8): 168-174.
doi: 10.13204/j.gyjzG21011102
摘要:
针对深部页岩气盖层脆-延转化压力与层理倾角关系不明确的问题,从岩石物理力学性质倾角出发,通过室内岩石单轴、三轴压缩试验进行探究,并基于Hoek-Brown破坏准则,引入层理损伤来预测脆-延转化临界压力。结果表明:1)围压的增大抑制了层理面对力学性质的控制作用;2)随着围压的增大,泥页岩的破坏模式逐渐统一为单一裂缝的剪切破坏;3)层理面对脆-延转化压力起着一定的控制作用,平行层理和垂直层理方向的脆-延转化压力明显高于其他方向的压力。
针对深部页岩气盖层脆-延转化压力与层理倾角关系不明确的问题,从岩石物理力学性质倾角出发,通过室内岩石单轴、三轴压缩试验进行探究,并基于Hoek-Brown破坏准则,引入层理损伤来预测脆-延转化临界压力。结果表明:1)围压的增大抑制了层理面对力学性质的控制作用;2)随着围压的增大,泥页岩的破坏模式逐渐统一为单一裂缝的剪切破坏;3)层理面对脆-延转化压力起着一定的控制作用,平行层理和垂直层理方向的脆-延转化压力明显高于其他方向的压力。
2022, 52(8): 175-179.
doi: 10.13204/j.gyjzG21062915
摘要:
以水泥、泥浆、石膏三种材料作为填充物制作含单一裂纹的节理岩体试件,进行单轴压缩试验,并通过建立单轴压缩下闭合裂纹起裂强度的解析表达式和开展数值模拟对其进行深入的研究。研究表明:在单轴压缩下,基于摩擦系数理论数值模拟得到的试件起裂强度与室内试验测得的峰值强度基本吻合;填充物摩擦系数越大,节理岩体越难被破坏,且与无填充岩体相比含填充岩体的起裂强度大幅提高;含填充节理试件的峰值强度远大于无填充的节理试件,其中填充水泥的节理试件峰值强度最高,填充泥浆的最低;剪切破坏是泥浆作为填充物的试件的主要破坏形式,...
以水泥、泥浆、石膏三种材料作为填充物制作含单一裂纹的节理岩体试件,进行单轴压缩试验,并通过建立单轴压缩下闭合裂纹起裂强度的解析表达式和开展数值模拟对其进行深入的研究。研究表明:在单轴压缩下,基于摩擦系数理论数值模拟得到的试件起裂强度与室内试验测得的峰值强度基本吻合;填充物摩擦系数越大,节理岩体越难被破坏,且与无填充岩体相比含填充岩体的起裂强度大幅提高;含填充节理试件的峰值强度远大于无填充的节理试件,其中填充水泥的节理试件峰值强度最高,填充泥浆的最低;剪切破坏是泥浆作为填充物的试件的主要破坏形式,...
2022, 52(8): 180-186.
doi: 10.13204/j.gyjzG21070808
摘要:
针对我国西北地区昼夜温差大且多为软弱砂层地质导致锚杆承载能力衰退现象,研究风积沙中扩体锚杆承载特性以及冻融循环的影响。基于12个模型试验组得到6种锚固端头类型在不同冻融循环周期下的锚杆极限承载力、荷载-位移关系、土层内应力以及破坏形式的变化。结果表明:扩体锚杆在风积沙中处于高围压(深埋)情况下,极限承载力有更大的增长潜力。锚固端头体积的增大能有效提高扩体锚杆在风积沙中的极限承载力,且存在锚固端头最优设计比。随着冻融循环周期增长,加速了荷载-位移曲线拐点和极限承载力的出现。土层内应力发生突变,衰减...
针对我国西北地区昼夜温差大且多为软弱砂层地质导致锚杆承载能力衰退现象,研究风积沙中扩体锚杆承载特性以及冻融循环的影响。基于12个模型试验组得到6种锚固端头类型在不同冻融循环周期下的锚杆极限承载力、荷载-位移关系、土层内应力以及破坏形式的变化。结果表明:扩体锚杆在风积沙中处于高围压(深埋)情况下,极限承载力有更大的增长潜力。锚固端头体积的增大能有效提高扩体锚杆在风积沙中的极限承载力,且存在锚固端头最优设计比。随着冻融循环周期增长,加速了荷载-位移曲线拐点和极限承载力的出现。土层内应力发生突变,衰减...
2022, 52(8): 187-193,110.
doi: 10.13204/j.gyjzG21060212
摘要:
针对新型土工筋材——带齿格栅,采用数值模拟方法对其拉拔过程进行研究,对比考察了绕流滑动模型、Perterson-Anderson模型、Jewell模型、Chai模型、Rankine模型和数值分析模型在计算单齿格栅拉拔力时的准确性,研究了带齿格栅界面摩擦特性。在因素分析的基础上提出了多齿格栅极限拉拔力计算式。研究表明:1)对于单齿格栅极限拉拔力,由Jewell模型计算所得结果与数值模拟结果最为接近(平均误差约为5.35%),Rankine模型在筋材拉拔力计算中应用简便且误差较小。2)在相同的试验条...
针对新型土工筋材——带齿格栅,采用数值模拟方法对其拉拔过程进行研究,对比考察了绕流滑动模型、Perterson-Anderson模型、Jewell模型、Chai模型、Rankine模型和数值分析模型在计算单齿格栅拉拔力时的准确性,研究了带齿格栅界面摩擦特性。在因素分析的基础上提出了多齿格栅极限拉拔力计算式。研究表明:1)对于单齿格栅极限拉拔力,由Jewell模型计算所得结果与数值模拟结果最为接近(平均误差约为5.35%),Rankine模型在筋材拉拔力计算中应用简便且误差较小。2)在相同的试验条...
2022, 52(8): 194-200,146.
doi: 10.13204/j.gyjzG21111009
摘要:
资源化利用废旧轮胎制备的再生橡胶颗粒和废弃混凝土制备的再生骨料是建筑材料可持续发展的重要途径之一。橡胶改性显著影响再生骨料混凝土(RAC)的阻尼特性和损伤发展。考虑橡胶取代率、硅烷偶联剂和消泡剂等因素影响,采用悬挂自由振动法,测试橡胶改性再生骨料混凝土(RRAC)经历不同应力幅值单轴受压循环加载后的一阶固有频率和阻尼比,定量评价其动态弹性模量和耗散模量,揭示RRAC阻尼特性随损伤指数的演变规律。研究结果表明:无损伤状态下,随橡胶取代率增加,RRAC一阶阻尼比增加10.2%~30.6%,动态弹性模...
资源化利用废旧轮胎制备的再生橡胶颗粒和废弃混凝土制备的再生骨料是建筑材料可持续发展的重要途径之一。橡胶改性显著影响再生骨料混凝土(RAC)的阻尼特性和损伤发展。考虑橡胶取代率、硅烷偶联剂和消泡剂等因素影响,采用悬挂自由振动法,测试橡胶改性再生骨料混凝土(RRAC)经历不同应力幅值单轴受压循环加载后的一阶固有频率和阻尼比,定量评价其动态弹性模量和耗散模量,揭示RRAC阻尼特性随损伤指数的演变规律。研究结果表明:无损伤状态下,随橡胶取代率增加,RRAC一阶阻尼比增加10.2%~30.6%,动态弹性模...
2022, 52(8): 201-207.
doi: 10.13204/j.gyjzG22030604
摘要:
钢筋套筒灌浆连接常因灌浆料流动性不良等原因发生灌浆不密实,需进行科学修补。为改进当前钢筋套筒灌浆修补中的不足,本研究开发了一种水泥基补浆料,并开展了其与普通套筒灌浆料的相关性能对比研究。结果表明:水泥基补浆料28d抗压强度为96.4MPa,24h与3h的竖向膨胀率差值为0.23,满足JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的性能标准指标要求。水泥基补浆料截锥流动度和流锥流动度及其30min保留值均明显优于普通套筒灌浆料。压汞试验和纳米压痕数据聚类分析结果表明:相比于普通灌浆料,补浆料2...
钢筋套筒灌浆连接常因灌浆料流动性不良等原因发生灌浆不密实,需进行科学修补。为改进当前钢筋套筒灌浆修补中的不足,本研究开发了一种水泥基补浆料,并开展了其与普通套筒灌浆料的相关性能对比研究。结果表明:水泥基补浆料28d抗压强度为96.4MPa,24h与3h的竖向膨胀率差值为0.23,满足JG/T 408—2019《钢筋连接用套筒灌浆料》的性能标准指标要求。水泥基补浆料截锥流动度和流锥流动度及其30min保留值均明显优于普通套筒灌浆料。压汞试验和纳米压痕数据聚类分析结果表明:相比于普通灌浆料,补浆料2...
2022, 52(8): 208-214,139.
doi: 10.13204/j.gyjzG21033001
摘要:
基于对图书馆内涵的理解:之于人是知识的传播地,之于地域是文化的象征物,之于时代是文明的表达体。因此,图书馆的营造需要回答"地域文化"与"现代文明"之间的协调与融合问题。以贵州安顺职业技术学院图书馆为例,基于一种"回归"与"自省"的态度,在项目中去探求"传统与现代对话"的途径与策略。结合中西方在地理论和场所思想,设计通过"场所的解读""地形的整合""气候的因借""空间的重构"等具体方法,让建筑回归一种在地表达,重塑一种场所精神。该项目的设计方法探索,不是对传统和地域进行符号式的重现,而是在时代背景...
基于对图书馆内涵的理解:之于人是知识的传播地,之于地域是文化的象征物,之于时代是文明的表达体。因此,图书馆的营造需要回答"地域文化"与"现代文明"之间的协调与融合问题。以贵州安顺职业技术学院图书馆为例,基于一种"回归"与"自省"的态度,在项目中去探求"传统与现代对话"的途径与策略。结合中西方在地理论和场所思想,设计通过"场所的解读""地形的整合""气候的因借""空间的重构"等具体方法,让建筑回归一种在地表达,重塑一种场所精神。该项目的设计方法探索,不是对传统和地域进行符号式的重现,而是在时代背景...
2022, 52(8): 215-221,186.
doi: 10.13204/j.gyjzG21111814
摘要:
昆明中铁大厦项目建筑高度226m,抗震设防烈度为8度,该结构存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、斜柱转换等超限问题。为解决上述问题,本项目创造性地采用了"高延性、高耗能"结构体系,并针对上述问题进行了研究,最后进行了罕遇地震和巨震弹塑性分析。结果表明:裙房局部采用密柱、斜撑方式可控制底部扭转位移比;塔楼可拆分成低塔和高塔,分别调整单体的刚心、质心偏心率,线性组装后可保证塔楼整体不扭转;楼板局部不连续对塔楼整体性无影响;斜柱转换相关范围楼板混凝土后浇可控制楼板开裂;塔楼抗扭能力强,偏心荷载对其罕...
昆明中铁大厦项目建筑高度226m,抗震设防烈度为8度,该结构存在扭转不规则、偏心布置、楼板不连续、斜柱转换等超限问题。为解决上述问题,本项目创造性地采用了"高延性、高耗能"结构体系,并针对上述问题进行了研究,最后进行了罕遇地震和巨震弹塑性分析。结果表明:裙房局部采用密柱、斜撑方式可控制底部扭转位移比;塔楼可拆分成低塔和高塔,分别调整单体的刚心、质心偏心率,线性组装后可保证塔楼整体不扭转;楼板局部不连续对塔楼整体性无影响;斜柱转换相关范围楼板混凝土后浇可控制楼板开裂;塔楼抗扭能力强,偏心荷载对其罕...
