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2023年 第53卷 第1期
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2023, 53(1): 1-8.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042003
摘要:
箱板装配式组合墙具有良好的抗震性能,为使组合墙在实际工程中满足设计标准要求的耐火极限,对其设计了抗火构造措施,并建立了耐火极限分析模型。模型中对组成抗火构造措施的各部分:岩棉厚度、龙骨间距和开孔排数、石膏板层数和厚度、覆面板材种类、高厚比、轴压比进行参数分析。结果表明,当岩棉厚度超过100 mm后,增加岩棉厚度能更加有效地提高墙体的耐火极限;增加受火面覆面板材厚度和层数也可大幅度提升耐火极限;轴压比对耐火极限影响显著,而龙骨间距和开孔排数几乎无影响。根据上述分析结果提出抗火优化设计方法,为箱板装配式体系防火设计提供理论支持。
箱板装配式组合墙具有良好的抗震性能,为使组合墙在实际工程中满足设计标准要求的耐火极限,对其设计了抗火构造措施,并建立了耐火极限分析模型。模型中对组成抗火构造措施的各部分:岩棉厚度、龙骨间距和开孔排数、石膏板层数和厚度、覆面板材种类、高厚比、轴压比进行参数分析。结果表明,当岩棉厚度超过100 mm后,增加岩棉厚度能更加有效地提高墙体的耐火极限;增加受火面覆面板材厚度和层数也可大幅度提升耐火极限;轴压比对耐火极限影响显著,而龙骨间距和开孔排数几乎无影响。根据上述分析结果提出抗火优化设计方法,为箱板装配式体系防火设计提供理论支持。
2023, 53(1): 9-19.
doi: 10.13204/j.gyjzG22041415
摘要:
以一个模块单元组成的单层箱板结构和三个模块单元组成的三层箱板整体结构为研究对象,通过建立7种不同火灾场景下的火灾动力学模型和瞬态热分析模型,对比分析得到箱板钢结构空气温度场分布规律及结构传热规律。结果表明:当火源位于结构内部不同位置时,不同分区的温度-时间曲线差异较大,相比室内采用统一升温曲线的传统计算方法,分区计算更符合实际情况;空气温度场与结构温度场分布规律总体呈现一致趋势,火源所在楼层的温度随空间高度升高而升高,而由于楼层之间的密闭性和热空气的向上流动,火源上方楼层的温度曲线较为缓和,火源下方的楼层温度会较低且分布更均匀,体现了单层和三层箱板式钢结构室内空气温度场的分层性和区域性。
以一个模块单元组成的单层箱板结构和三个模块单元组成的三层箱板整体结构为研究对象,通过建立7种不同火灾场景下的火灾动力学模型和瞬态热分析模型,对比分析得到箱板钢结构空气温度场分布规律及结构传热规律。结果表明:当火源位于结构内部不同位置时,不同分区的温度-时间曲线差异较大,相比室内采用统一升温曲线的传统计算方法,分区计算更符合实际情况;空气温度场与结构温度场分布规律总体呈现一致趋势,火源所在楼层的温度随空间高度升高而升高,而由于楼层之间的密闭性和热空气的向上流动,火源上方楼层的温度曲线较为缓和,火源下方的楼层温度会较低且分布更均匀,体现了单层和三层箱板式钢结构室内空气温度场的分层性和区域性。
2023, 53(1): 20-29.
doi: 10.13204/j.gyjzG22041413
摘要:
通过建立箱板装配式钢结构的热力耦合分析模型,计算得到了整体结构在火灾下的热力学响应,并对关键构件和关键测点进行力学响应分析,结合箱板式钢结构的结构特点,探明了箱板装配式整体结构在火灾下的破坏模式,并得到了7种火灾场景下的耐火极限。研究表明:对于一层结构,火源位置是影响其耐火极限的主要原因,火源位于中心时,板的中面屈服后产生薄膜应力可提供屈曲后强度,有效提升了耐火时间,火源位于墙板附近时,结构因受力不均,应力重分布后墙板承受过大的应力,导致耐火时间大大降低;对于三层结构,火源位于结构中间楼层时耐火时间会缩短,火源位于中心位置时也会更早达到耐火极限。各工况下耐火时间达到了1 000 s以上,各方向最大位移处无明显突变,表明箱板装配式钢结构具有刚度大、耐火性能和整体性能优良的特点。
通过建立箱板装配式钢结构的热力耦合分析模型,计算得到了整体结构在火灾下的热力学响应,并对关键构件和关键测点进行力学响应分析,结合箱板式钢结构的结构特点,探明了箱板装配式整体结构在火灾下的破坏模式,并得到了7种火灾场景下的耐火极限。研究表明:对于一层结构,火源位置是影响其耐火极限的主要原因,火源位于中心时,板的中面屈服后产生薄膜应力可提供屈曲后强度,有效提升了耐火时间,火源位于墙板附近时,结构因受力不均,应力重分布后墙板承受过大的应力,导致耐火时间大大降低;对于三层结构,火源位于结构中间楼层时耐火时间会缩短,火源位于中心位置时也会更早达到耐火极限。各工况下耐火时间达到了1 000 s以上,各方向最大位移处无明显突变,表明箱板装配式钢结构具有刚度大、耐火性能和整体性能优良的特点。
2023, 53(1): 30-40.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042005
摘要:
在确定箱板装配式组合墙各组成部分的热工参数、受火面和背火面的边界条件、接触条件等关键问题后,采用有限元分析软件ABAQUS建立其温度场分析模型,并用相关试验分析结果验证分析模型的有效性,得到了火灾下组合墙及其关键测点的全过程温度场分布规律,并对各组成部分进行参数分析。结果表明:岩棉厚度、覆面板材的种类、层数和厚度对组合墙内部温度场分布影响较大,其他因素影响较小。最后根据分析结果提出组合墙的抗火设计思路和关键温度控制点的温度预测式。
在确定箱板装配式组合墙各组成部分的热工参数、受火面和背火面的边界条件、接触条件等关键问题后,采用有限元分析软件ABAQUS建立其温度场分析模型,并用相关试验分析结果验证分析模型的有效性,得到了火灾下组合墙及其关键测点的全过程温度场分布规律,并对各组成部分进行参数分析。结果表明:岩棉厚度、覆面板材的种类、层数和厚度对组合墙内部温度场分布影响较大,其他因素影响较小。最后根据分析结果提出组合墙的抗火设计思路和关键温度控制点的温度预测式。
2023, 53(1): 41-49,134.
doi: 10.13204/j.gyjzG22041412
摘要:
通过ABAQUS关联DFLUX热源子程序对Q235B与Q345B钢板进行焊接模拟,并利用超声波检测方法对钢板进行焊接残余应力测试。试验发现:在焊缝热影响区上的纵向残余应力以拉应力为主,在整个焊件上横向残余应力既存在拉应力又存在压应力,且试验结果与模拟结果基本吻合,验证了ABAQUS模拟钢板焊接的可靠性。采用相同模拟方法对加劲钢板墙焊接过程进行模拟并对其焊接残余应力、焊接变形以及抗剪承载力进行分析。结果表明:加劲钢板墙的焊接残余应力与焊接变形主要发生在加劲肋与墙板焊缝处,沿焊缝方向上的残余应力均呈现上下两端小、中间大的特点;间断焊接对加劲钢板墙的高残余应力以及整体残余变形影响明显低于连续焊接;在所有焊接工况中,最小极限抗剪承载力与最大极限抗剪承载力相比下降了6.8%;对比所有工况后发现间断距离较大的焊接工况效果更好。
通过ABAQUS关联DFLUX热源子程序对Q235B与Q345B钢板进行焊接模拟,并利用超声波检测方法对钢板进行焊接残余应力测试。试验发现:在焊缝热影响区上的纵向残余应力以拉应力为主,在整个焊件上横向残余应力既存在拉应力又存在压应力,且试验结果与模拟结果基本吻合,验证了ABAQUS模拟钢板焊接的可靠性。采用相同模拟方法对加劲钢板墙焊接过程进行模拟并对其焊接残余应力、焊接变形以及抗剪承载力进行分析。结果表明:加劲钢板墙的焊接残余应力与焊接变形主要发生在加劲肋与墙板焊缝处,沿焊缝方向上的残余应力均呈现上下两端小、中间大的特点;间断焊接对加劲钢板墙的高残余应力以及整体残余变形影响明显低于连续焊接;在所有焊接工况中,最小极限抗剪承载力与最大极限抗剪承载力相比下降了6.8%;对比所有工况后发现间断距离较大的焊接工况效果更好。
2023, 53(1): 50-56.
doi: 10.13204/j.gyjzG22041411
摘要:
箱板装配式钢结构楼盖是一种由钢板和加劲肋焊接而成的新型装配式楼盖。通过建立若干个箱板装配式钢结构楼盖的有限元模型,研究长宽比、钢板厚度、加劲肋间距及加入调谐质量阻尼器(TMD)对楼盖舒适度的影响。研究结果表明:长宽比由6∶6增加至10∶6时,会导致竖向基频降低,降幅最大达29.6%,同时降低了人行激励产生的竖向峰值加速度;钢板厚度由6 mm增加至10 mm时,对楼盖的竖向基频影响较小,对竖向峰值加速度影响显著,降幅最大达68.8%;T型加劲肋间距由1.5 m增至3.0 m时,会导致竖向基频降低,降幅最大达33.8%,同时竖向峰值加速度增幅最大为0.1 m/s2。当钢板厚度较小且加劲肋间距过大时,容易造成楼盖局部振颤,局部产生较大的峰值加速度,加入调谐质量阻尼器能有效增加楼盖参与振动的质量,并且有效改善楼盖舒适度,满足设计标准的要求。
箱板装配式钢结构楼盖是一种由钢板和加劲肋焊接而成的新型装配式楼盖。通过建立若干个箱板装配式钢结构楼盖的有限元模型,研究长宽比、钢板厚度、加劲肋间距及加入调谐质量阻尼器(TMD)对楼盖舒适度的影响。研究结果表明:长宽比由6∶6增加至10∶6时,会导致竖向基频降低,降幅最大达29.6%,同时降低了人行激励产生的竖向峰值加速度;钢板厚度由6 mm增加至10 mm时,对楼盖的竖向基频影响较小,对竖向峰值加速度影响显著,降幅最大达68.8%;T型加劲肋间距由1.5 m增至3.0 m时,会导致竖向基频降低,降幅最大达33.8%,同时竖向峰值加速度增幅最大为0.1 m/s2。当钢板厚度较小且加劲肋间距过大时,容易造成楼盖局部振颤,局部产生较大的峰值加速度,加入调谐质量阻尼器能有效增加楼盖参与振动的质量,并且有效改善楼盖舒适度,满足设计标准的要求。
2023, 53(1): 57-62.
doi: 10.13204/j.gyjzG21090504
摘要:
作为当代的重要建筑现象,复杂性建筑表现出强烈的科学主义倾向。在回顾复杂性建筑运动从解构论述到复杂性论述发展过程的基础上,梳理了其理论和实践的变迁,发现复杂性建筑运动的科学主义倾向逐步强化,表现为由价值论转向科学论,突出复杂性目标,推行去价值化、去主体化以匹配科学范式,最终形成以算法、虚拟为核心的,高度依赖数学的新几何学设计策略。从而得出复杂性建筑运动的科学主义倾向推动了建筑学能力的拓展,但也因无视建筑的社会人文属性而存在诸多问题。
作为当代的重要建筑现象,复杂性建筑表现出强烈的科学主义倾向。在回顾复杂性建筑运动从解构论述到复杂性论述发展过程的基础上,梳理了其理论和实践的变迁,发现复杂性建筑运动的科学主义倾向逐步强化,表现为由价值论转向科学论,突出复杂性目标,推行去价值化、去主体化以匹配科学范式,最终形成以算法、虚拟为核心的,高度依赖数学的新几何学设计策略。从而得出复杂性建筑运动的科学主义倾向推动了建筑学能力的拓展,但也因无视建筑的社会人文属性而存在诸多问题。
2023, 53(1): 63-71,129.
doi: 10.13204/j.gyjzG20210522
摘要:
基于情感需求导向,对苏州姑苏地区相关养老机构进行调研分析。以西园养老护理院具体案例展开思辨讨论,从古城区的文脉特色、建筑特征出发,总结出老年人的需求、行为特征,将适老化设计理念运用于机构养老空间,提出提升空间适老性方案。最后就机构养老普遍存在的管理较为封闭、空间层次单一、"社会生活感"缺失、设施设备老化等问题,提出相应的五点适老化设计建议,力求为机构养老空间提供更合理、舒适的布局方式及设计理念,满足老年人群对高品质、高质量养老生活的需求。
基于情感需求导向,对苏州姑苏地区相关养老机构进行调研分析。以西园养老护理院具体案例展开思辨讨论,从古城区的文脉特色、建筑特征出发,总结出老年人的需求、行为特征,将适老化设计理念运用于机构养老空间,提出提升空间适老性方案。最后就机构养老普遍存在的管理较为封闭、空间层次单一、"社会生活感"缺失、设施设备老化等问题,提出相应的五点适老化设计建议,力求为机构养老空间提供更合理、舒适的布局方式及设计理念,满足老年人群对高品质、高质量养老生活的需求。
2023, 53(1): 72-81.
doi: 10.13204/j.gyjzG21012706
摘要:
工业遗产社区是国家"一五"时期工人住区标准化模式探索的历史载体,是城市发展重要历史见证。沈阳作为重要近现代工业城市,拥有较多工业遗产社区资源。近年来城市进入存量发展阶段,加之工业遗产社区用地具有优越的城市更新条件,伴随用地更新地上遗产损毁现象普遍存在。基于工业遗产社区保护更新背景,以微更新、社区共治理论为指导,建立"优化社区共治技术、加强社区共治制度、完善社区长效服务机制"的更新技术方法,以沈阳市三台子工人村地区为例,研究历史、土地、空间、建筑等现状条件,针对历史沿革、建设历程展开价值评估、提出重点保护区及建设要求,利用拓扑数据分析技术,提出"保护街区历史风貌、创建社区共治工作体系、配建公共服务设施、复兴地域邻里空间、完善体制机制"等保护更新策略,构建工业遗产社区有机更新路径,实现人居环境优化、存量更新提升、地区文化传承等多元复合的目标。
工业遗产社区是国家"一五"时期工人住区标准化模式探索的历史载体,是城市发展重要历史见证。沈阳作为重要近现代工业城市,拥有较多工业遗产社区资源。近年来城市进入存量发展阶段,加之工业遗产社区用地具有优越的城市更新条件,伴随用地更新地上遗产损毁现象普遍存在。基于工业遗产社区保护更新背景,以微更新、社区共治理论为指导,建立"优化社区共治技术、加强社区共治制度、完善社区长效服务机制"的更新技术方法,以沈阳市三台子工人村地区为例,研究历史、土地、空间、建筑等现状条件,针对历史沿革、建设历程展开价值评估、提出重点保护区及建设要求,利用拓扑数据分析技术,提出"保护街区历史风貌、创建社区共治工作体系、配建公共服务设施、复兴地域邻里空间、完善体制机制"等保护更新策略,构建工业遗产社区有机更新路径,实现人居环境优化、存量更新提升、地区文化传承等多元复合的目标。
2023, 53(1): 82-90.
doi: 10.13204/j.gyjzG22031304
摘要:
围绕2022年全国两会再次提出的双碳策略以及稳步推进城市更新的要求,依据后疫情时代对工业遗产的空间更新设计提出了全新的诉求,结合本领域国内外研究发展趋势,基于"集约用地、节能环保、产业协同、文化传承和经济适用"的五大目标,创新性地提出了"两增两减"的工业遗产更新设计原则。以长春拖拉机厂工业遗产更新设计为例,比较研究了铸造车间(3号厂房)与加工车间(2号厂房)迥异的空间更新设计手法和成效,对工业遗产的复合结构空间设计进行了深入探讨。
围绕2022年全国两会再次提出的双碳策略以及稳步推进城市更新的要求,依据后疫情时代对工业遗产的空间更新设计提出了全新的诉求,结合本领域国内外研究发展趋势,基于"集约用地、节能环保、产业协同、文化传承和经济适用"的五大目标,创新性地提出了"两增两减"的工业遗产更新设计原则。以长春拖拉机厂工业遗产更新设计为例,比较研究了铸造车间(3号厂房)与加工车间(2号厂房)迥异的空间更新设计手法和成效,对工业遗产的复合结构空间设计进行了深入探讨。
2023, 53(1): 91-99.
doi: 10.13204/j.gyjzG22040221
摘要:
以严寒地区代表性城市哈尔滨为研究对象,从明晰城市街区形态和建筑能耗的研究范畴出发,以影响严寒地区建筑能耗的街区形态尺度识别为基础,通过建筑能耗模拟与统计学分析方法,判定了影响建筑能耗的街区形态指标,并探讨了各指标对建筑能耗的影响程度和影响机制。研究结果表明:以建筑平面的几何中心为圆心、100 m长为半径的街区形态尺度对建筑能耗影响最为显著;街区的建筑密度、容积率、建筑平均高度、道路高宽比、绿地率和周边建筑外墙总表面积对建筑能耗具有不同程度影响。据此,在建筑节能导向的街区形态设计和街区形态的建筑节能适宜性评估两方面,对研究结论在规划实践中的应用进行了相应思考。
以严寒地区代表性城市哈尔滨为研究对象,从明晰城市街区形态和建筑能耗的研究范畴出发,以影响严寒地区建筑能耗的街区形态尺度识别为基础,通过建筑能耗模拟与统计学分析方法,判定了影响建筑能耗的街区形态指标,并探讨了各指标对建筑能耗的影响程度和影响机制。研究结果表明:以建筑平面的几何中心为圆心、100 m长为半径的街区形态尺度对建筑能耗影响最为显著;街区的建筑密度、容积率、建筑平均高度、道路高宽比、绿地率和周边建筑外墙总表面积对建筑能耗具有不同程度影响。据此,在建筑节能导向的街区形态设计和街区形态的建筑节能适宜性评估两方面,对研究结论在规划实践中的应用进行了相应思考。
2023, 53(1): 100-107,120.
doi: 10.13204/j.gyjzG22011201
摘要:
针对既有干式连接梁柱节点构造复杂以及缺乏系统研究等问题,提出了一种蝶形耗能连接件装配式梁柱节点。首先,基于所提出节点的构造形式,分别依托现浇钢筋混凝土结构和螺栓连接钢结构梁柱节点的既有试验数据,采用ABAQUS程序建立相应的数值模型,通过对比分析验证数值计算方法和模型参数的准确性;在此基础上,建立了蝶形耗能连接件装配式梁柱节点数值模型,对其施加低周往复荷载,并通过与现浇节点对比分析,研究了该新型节点的抗震性能及主要影响因素。最后,对节点进行了优化设计,建立了具有该节点的框架结构整体模型,对其抗震性能进行了评估。结果表明:蝶形耗能连接件装配式梁柱连接节点滞回曲线整体形态饱满,耗能性能良好;蝶形耗能连接件装配式梁柱连接节点的力学性能会因高强螺栓预紧力大小及拼接钢板接触面摩擦系数大小不同而产生显著差异;采用优化后节点构建的整体结构模型,其地震位移响应略大于现浇框架结构体系,但整体抗震性能满足设防需求。
针对既有干式连接梁柱节点构造复杂以及缺乏系统研究等问题,提出了一种蝶形耗能连接件装配式梁柱节点。首先,基于所提出节点的构造形式,分别依托现浇钢筋混凝土结构和螺栓连接钢结构梁柱节点的既有试验数据,采用ABAQUS程序建立相应的数值模型,通过对比分析验证数值计算方法和模型参数的准确性;在此基础上,建立了蝶形耗能连接件装配式梁柱节点数值模型,对其施加低周往复荷载,并通过与现浇节点对比分析,研究了该新型节点的抗震性能及主要影响因素。最后,对节点进行了优化设计,建立了具有该节点的框架结构整体模型,对其抗震性能进行了评估。结果表明:蝶形耗能连接件装配式梁柱连接节点滞回曲线整体形态饱满,耗能性能良好;蝶形耗能连接件装配式梁柱连接节点的力学性能会因高强螺栓预紧力大小及拼接钢板接触面摩擦系数大小不同而产生显著差异;采用优化后节点构建的整体结构模型,其地震位移响应略大于现浇框架结构体系,但整体抗震性能满足设防需求。
2023, 53(1): 108-120.
doi: 10.13204/j.gyjzG22022114
摘要:
为研究考虑预制填充墙影响的装配式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了一栋两层带预制填充墙装配式剪力墙结构的1∶3缩尺试件,分别考虑在模型平面的两个主轴方向布置预制填充墙的情况下,选取三组地震波和八个地震加速度峰值水准,通过振动台试验得到了在不同等级地震波下的预制填充墙对动力特性、损伤形态、加速度响应、位移响应及试件的应变响应等特性。试验结果表明:1)在八度设防和八度罕遇地震激励作用下,模型损伤严重,最终破坏形式为一层剪力墙下端混凝土剥落并形成较多水平通缝。2)在六和七度设防地震作用时,模型基本处于弹性状态,预制填充墙的存在加大了墙体的抗侧刚度,减少了墙体地震加速度反应;在八度多遇和七度罕遇地震工况作用时,试件逐步进入弹塑性阶段,预制填充墙慢慢失去作用。3)低于八度罕遇地震时,预制填充墙对剪力墙结构的抗侧刚度具有明显的增大效应;八度罕遇地震等级,模型损伤严重,预制填充墙基本失去了作用。
为研究考虑预制填充墙影响的装配式剪力墙结构的抗震性能,设计并制作了一栋两层带预制填充墙装配式剪力墙结构的1∶3缩尺试件,分别考虑在模型平面的两个主轴方向布置预制填充墙的情况下,选取三组地震波和八个地震加速度峰值水准,通过振动台试验得到了在不同等级地震波下的预制填充墙对动力特性、损伤形态、加速度响应、位移响应及试件的应变响应等特性。试验结果表明:1)在八度设防和八度罕遇地震激励作用下,模型损伤严重,最终破坏形式为一层剪力墙下端混凝土剥落并形成较多水平通缝。2)在六和七度设防地震作用时,模型基本处于弹性状态,预制填充墙的存在加大了墙体的抗侧刚度,减少了墙体地震加速度反应;在八度多遇和七度罕遇地震工况作用时,试件逐步进入弹塑性阶段,预制填充墙慢慢失去作用。3)低于八度罕遇地震时,预制填充墙对剪力墙结构的抗侧刚度具有明显的增大效应;八度罕遇地震等级,模型损伤严重,预制填充墙基本失去了作用。
2023, 53(1): 121-129.
doi: 10.13204/j.gyjzG22011107
摘要:
为研究某博物馆隔减震联合方案,对采用橡胶隔震支座基础和上部屈曲约束支撑的结构进行了1/30缩尺模型的地震模拟振动台试验。试验研究表明:在各水准地震作用后,联合隔减震结构仅出现轻微损伤,在设防地震后Y向第一平动自振频率降低了9.1%,罕遇地震后第一扭转自振频率降低了6.1%;加速度放大系数在隔震层为0.45,上部结构也均小于1.0;随着地震作用的增加隔震支座的耗能表现越来越好,从多遇地震下耗能仅约4 kN·mm,到罕遇地震下耗能最大值约达426 kN·mm。该结构的隔减震方案实现了预期减震目标。
为研究某博物馆隔减震联合方案,对采用橡胶隔震支座基础和上部屈曲约束支撑的结构进行了1/30缩尺模型的地震模拟振动台试验。试验研究表明:在各水准地震作用后,联合隔减震结构仅出现轻微损伤,在设防地震后Y向第一平动自振频率降低了9.1%,罕遇地震后第一扭转自振频率降低了6.1%;加速度放大系数在隔震层为0.45,上部结构也均小于1.0;随着地震作用的增加隔震支座的耗能表现越来越好,从多遇地震下耗能仅约4 kN·mm,到罕遇地震下耗能最大值约达426 kN·mm。该结构的隔减震方案实现了预期减震目标。
2023, 53(1): 130-134.
doi: 10.13204/j.gyjzG22012002
摘要:
针对超长预应力框架结构的张拉方案开展数值模拟分析,对结构在后浇带同步浇筑并同步张拉、后浇带分批浇筑并分段张拉两种条件下的内力分布和变形规律进行了对比;针对后浇带分批浇筑并分段张拉的情形,提出了4种张拉方案。分析结果表明:分批浇筑并分段张拉方案相较于同步浇筑张拉方案改善了边柱内力的分布,边柱最大弯矩显著降低,柱端混凝土拉应力分布情况也得到了改善;多次分批封闭后浇带并张拉后浇带所在跨的预应力筋对于结构整体性能是有利的,且随着批次的增加,这种有利效果越明显。在实际工程中,对预留的后浇带宜采取分批张拉的方案。
针对超长预应力框架结构的张拉方案开展数值模拟分析,对结构在后浇带同步浇筑并同步张拉、后浇带分批浇筑并分段张拉两种条件下的内力分布和变形规律进行了对比;针对后浇带分批浇筑并分段张拉的情形,提出了4种张拉方案。分析结果表明:分批浇筑并分段张拉方案相较于同步浇筑张拉方案改善了边柱内力的分布,边柱最大弯矩显著降低,柱端混凝土拉应力分布情况也得到了改善;多次分批封闭后浇带并张拉后浇带所在跨的预应力筋对于结构整体性能是有利的,且随着批次的增加,这种有利效果越明显。在实际工程中,对预留的后浇带宜采取分批张拉的方案。
2023, 53(1): 135-143,200.
doi: 10.13204/j.gyjzG22032903
摘要:
为改善冷弯型钢龙骨剪力墙的抗震性能,提出一种自复位耗能支撑,并对其构造和工作原理进行介绍。通过建立有效的有限元模型,提出了自复位耗能支撑的简化模拟方法。将有、无加设支撑的冷弯型钢剪力墙的滞回曲线进行对比,并对自复位耗能支撑进行变参分析,考察预压力、碟簧刚度和摩擦力对墙体抗震性能的影响。结果表明:加设自复位耗能支撑可以提高墙体的承载力,增强墙体耗能能力和延性,减少结构的残余变形,提高抗震性能;墙体的残余变形随碟簧刚度和预压力增大而减小,随摩擦力增大而增大。
为改善冷弯型钢龙骨剪力墙的抗震性能,提出一种自复位耗能支撑,并对其构造和工作原理进行介绍。通过建立有效的有限元模型,提出了自复位耗能支撑的简化模拟方法。将有、无加设支撑的冷弯型钢剪力墙的滞回曲线进行对比,并对自复位耗能支撑进行变参分析,考察预压力、碟簧刚度和摩擦力对墙体抗震性能的影响。结果表明:加设自复位耗能支撑可以提高墙体的承载力,增强墙体耗能能力和延性,减少结构的残余变形,提高抗震性能;墙体的残余变形随碟簧刚度和预压力增大而减小,随摩擦力增大而增大。
2023, 53(1): 144-150,8.
doi: 10.13204/j.gyjzG22051025
摘要:
进行了2个截面高度不同的部分包覆钢-混凝土组合梁(简称PEC梁)的往复弯剪加载试验,并结合前人试验数据,对PEC梁的滞回性能进行研究。研究结果表明:在低周弯剪往复荷载作用下,PEC梁的破坏模式为端部截面钢翼缘弹塑性屈曲后拉断、钢腹板拉断并伴随着混凝土压溃;PEC梁的抗弯承载力试验值比标准T/CECS 719—2020推荐的全截面塑性方法计算得到的理论值大了10%~30%,PEC梁的实测抗剪承载力明显高于当前理论计算值;混凝土和连杆对主钢件翼缘和腹板的屈曲抑制效果好,在钢翼缘宽厚比和连杆间距明显超过T/CECS 719—2020限定范围的情况下,主钢件依然达到全截面塑性,钢材强度得到充分利用;试验的2个试件的滞回曲线饱满,延性系数为4~6.8,且截面高度大的试件的延性系数更大,2个试件在屈服后各次循环的平均耗能系数均为2.2左右,表明PEC梁抗震性能较好。
进行了2个截面高度不同的部分包覆钢-混凝土组合梁(简称PEC梁)的往复弯剪加载试验,并结合前人试验数据,对PEC梁的滞回性能进行研究。研究结果表明:在低周弯剪往复荷载作用下,PEC梁的破坏模式为端部截面钢翼缘弹塑性屈曲后拉断、钢腹板拉断并伴随着混凝土压溃;PEC梁的抗弯承载力试验值比标准T/CECS 719—2020推荐的全截面塑性方法计算得到的理论值大了10%~30%,PEC梁的实测抗剪承载力明显高于当前理论计算值;混凝土和连杆对主钢件翼缘和腹板的屈曲抑制效果好,在钢翼缘宽厚比和连杆间距明显超过T/CECS 719—2020限定范围的情况下,主钢件依然达到全截面塑性,钢材强度得到充分利用;试验的2个试件的滞回曲线饱满,延性系数为4~6.8,且截面高度大的试件的延性系数更大,2个试件在屈服后各次循环的平均耗能系数均为2.2左右,表明PEC梁抗震性能较好。
2023, 53(1): 151-159,19.
doi: 10.13204/j.gyjzG21120112
摘要:
为研究长期荷载作用对钢管约束钢管混凝土柱、钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱变形和承载力的影响,设计并制作了12个钢管约束钢管混凝土短柱、9个钢管约束型钢混凝土短柱和6个钢管约束钢筋混凝土短柱试件,对其中的4个钢管约束钢筋混凝土短柱、6个钢管约束型钢混凝土短柱和8个钢管约束钢管混凝土短柱进行了760 d的持荷试验,随后对所有试件进行了轴压承载力试验。主要研究参数混凝土强度等级为C50和C70,加载时核心混凝土龄期分别为7,14,28 d。对比分析了各类试件长期变形性能和持荷760 d对试件轴压性能的影响,结果表明:1)3类试件的长期变形均主要发生在加载前期,呈现出前期增长较快、后期随时间增长而逐渐减慢的趋势,其中钢管约束钢管混凝土试件的长期变形最小;2)低应力长期荷载作用、核心混凝土及夹层混凝土的长期变形对此3类试件的轴压承载力几乎无影响;试件类型、加载龄期和混凝土强度等级对试件承载力的影响较小;3)是否预先受载对试件破坏模式没有显著影响,钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土试件均表现为明显的剪切破坏,而加载龄期较早或混凝土强度中等的钢管约束钢管混凝土试件呈现较好的腰鼓型截面压溃破坏。
为研究长期荷载作用对钢管约束钢管混凝土柱、钢管约束钢筋混凝土柱和钢管约束型钢混凝土柱变形和承载力的影响,设计并制作了12个钢管约束钢管混凝土短柱、9个钢管约束型钢混凝土短柱和6个钢管约束钢筋混凝土短柱试件,对其中的4个钢管约束钢筋混凝土短柱、6个钢管约束型钢混凝土短柱和8个钢管约束钢管混凝土短柱进行了760 d的持荷试验,随后对所有试件进行了轴压承载力试验。主要研究参数混凝土强度等级为C50和C70,加载时核心混凝土龄期分别为7,14,28 d。对比分析了各类试件长期变形性能和持荷760 d对试件轴压性能的影响,结果表明:1)3类试件的长期变形均主要发生在加载前期,呈现出前期增长较快、后期随时间增长而逐渐减慢的趋势,其中钢管约束钢管混凝土试件的长期变形最小;2)低应力长期荷载作用、核心混凝土及夹层混凝土的长期变形对此3类试件的轴压承载力几乎无影响;试件类型、加载龄期和混凝土强度等级对试件承载力的影响较小;3)是否预先受载对试件破坏模式没有显著影响,钢管约束钢筋混凝土和钢管约束型钢混凝土试件均表现为明显的剪切破坏,而加载龄期较早或混凝土强度中等的钢管约束钢管混凝土试件呈现较好的腰鼓型截面压溃破坏。
2023, 53(1): 160-168,188.
doi: 10.13204/j.gyjzG22012912
摘要:
在10根钢管自应力钢渣混凝土柱和4根钢管钢渣混凝土柱抗震性能试验的基础上,对低周荷载作用下试件弯矩-曲率关系展开研究,探析了径厚比、轴压比、剪跨比和钢渣混凝土膨胀率的影响规律,结果表明:各试件均呈现压弯破坏特征,弯矩-曲率曲线分为上升段与稳定段,随着轴压比和钢渣混凝土膨胀率增加,试件弯矩-曲率骨架曲线上升阶段和稳定阶段的斜率均增加,试件抗弯承载力增加。随着径厚比的减小,曲线上升段斜率和试件抗弯承载力增加,而稳定段的斜率和试件抗弯承载力都无明显变化。随着剪跨比增加,曲线各阶段的斜率增加,但对抗弯承载力无明显影响。基于试验,选择钢管和自应力钢渣混凝土的本构关系模型,编制MATLAB全过程分析程序,分析了各因素对低周反复荷载作用的钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线的影响规律。
在10根钢管自应力钢渣混凝土柱和4根钢管钢渣混凝土柱抗震性能试验的基础上,对低周荷载作用下试件弯矩-曲率关系展开研究,探析了径厚比、轴压比、剪跨比和钢渣混凝土膨胀率的影响规律,结果表明:各试件均呈现压弯破坏特征,弯矩-曲率曲线分为上升段与稳定段,随着轴压比和钢渣混凝土膨胀率增加,试件弯矩-曲率骨架曲线上升阶段和稳定阶段的斜率均增加,试件抗弯承载力增加。随着径厚比的减小,曲线上升段斜率和试件抗弯承载力增加,而稳定段的斜率和试件抗弯承载力都无明显变化。随着剪跨比增加,曲线各阶段的斜率增加,但对抗弯承载力无明显影响。基于试验,选择钢管和自应力钢渣混凝土的本构关系模型,编制MATLAB全过程分析程序,分析了各因素对低周反复荷载作用的钢管自应力钢渣混凝土柱弯矩-曲率骨架曲线的影响规律。
2023, 53(1): 169-174,239.
doi: 10.13204/j.gyjzG22052717
摘要:
钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计5个不同连接方式、柱形式和竖向肋板尺寸的方钢管混凝土柱-钢梁节点构件,通过低周往复荷载试验分析节点的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力。研究结果表明:所提出的新型方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点具有良好的抗震性能,等效黏滞阻尼系数比全螺栓节点高30%以上,满足强柱弱梁设计准则。上环下贯式比环板式节点具有良好的延性性能,方钢管混凝土柱能有效提高节点的承载能力和刚度,改变竖向肋板厚度和采用全螺栓连接形式对节点破坏模式影响显著。
钢管混凝土柱-钢梁节点符合装配式结构发展需求,在工程中得到广泛应用。而以往震害发现,钢梁与柱壁焊缝在地震中易断裂而导致结构破坏。因此,将外肋环板与隔板贯通节点相结合,提出一种上环下贯式方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点。设计5个不同连接方式、柱形式和竖向肋板尺寸的方钢管混凝土柱-钢梁节点构件,通过低周往复荷载试验分析节点的破坏模式、滞回性能、延性和耗能能力。研究结果表明:所提出的新型方钢管混凝土柱-钢梁栓焊混合节点具有良好的抗震性能,等效黏滞阻尼系数比全螺栓节点高30%以上,满足强柱弱梁设计准则。上环下贯式比环板式节点具有良好的延性性能,方钢管混凝土柱能有效提高节点的承载能力和刚度,改变竖向肋板厚度和采用全螺栓连接形式对节点破坏模式影响显著。
2023, 53(1): 175-181,90.
doi: 10.13204/j.gyjzG20122911
摘要:
对剪切破坏模式下考虑楼板作用的钢管混凝土(SRC)柱-钢梁节点展开试验研究,共设计了6个不同轴压比和楼板厚度的节点,对拟静力试验结构进行分析。通过对比分析剪切破坏模式下带楼板和不带楼板的SRC柱-钢梁节点试验骨架曲线的规律,选取三折线模型建立剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的无量纲化骨架曲线,并通过ORIGIN软件进行线性拟合得出方程表达式。再分析6个节点在加载过程中不同阶段的刚度退化规律,建立其恢复力模型。将试验中相同阶段的刚度利用ORIGIN进行非线性回归,得出各个阶段的刚度退化曲线方程,并依照所提出的剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的恢复力模型进行计算,试验结果与模拟结果契合度较高,说明此模式下建立的恢复力模型是有效的。
对剪切破坏模式下考虑楼板作用的钢管混凝土(SRC)柱-钢梁节点展开试验研究,共设计了6个不同轴压比和楼板厚度的节点,对拟静力试验结构进行分析。通过对比分析剪切破坏模式下带楼板和不带楼板的SRC柱-钢梁节点试验骨架曲线的规律,选取三折线模型建立剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的无量纲化骨架曲线,并通过ORIGIN软件进行线性拟合得出方程表达式。再分析6个节点在加载过程中不同阶段的刚度退化规律,建立其恢复力模型。将试验中相同阶段的刚度利用ORIGIN进行非线性回归,得出各个阶段的刚度退化曲线方程,并依照所提出的剪切破坏模式下考虑楼板作用的SRC柱-钢梁节点的恢复力模型进行计算,试验结果与模拟结果契合度较高,说明此模式下建立的恢复力模型是有效的。
2023, 53(1): 182-188.
doi: 10.13204/j.gyjzG21092318
摘要:
为研究土拱效应的演化过程以及土拱应力的传递规律,根据桩土静力平衡条件及抗剪强度准则建立土拱应力传递模型,并基于工程背景建立数值模型,通过控制等应力差方法比较三种应力云图中土拱的形态差异,并根据土拱应力传递模型对桩后荷载的传递规律进行分析。解析解表明:桩间竖向土拱和桩后水平土拱的法向应力均呈指数递减规律;不同应力云图中土拱形态不同,根据土拱效应随深度的演化过程,可分成四个区域进行研究;水平土拱效应随深度逐渐减弱,桩侧土拱及桩脚处应力随深度均增大并逐渐接近桩后应力;桩后土拱荷载传递系数随深度逐渐减小,桩侧土拱荷载传递系数随深度逐渐增大。
为研究土拱效应的演化过程以及土拱应力的传递规律,根据桩土静力平衡条件及抗剪强度准则建立土拱应力传递模型,并基于工程背景建立数值模型,通过控制等应力差方法比较三种应力云图中土拱的形态差异,并根据土拱应力传递模型对桩后荷载的传递规律进行分析。解析解表明:桩间竖向土拱和桩后水平土拱的法向应力均呈指数递减规律;不同应力云图中土拱形态不同,根据土拱效应随深度的演化过程,可分成四个区域进行研究;水平土拱效应随深度逐渐减弱,桩侧土拱及桩脚处应力随深度均增大并逐渐接近桩后应力;桩后土拱荷载传递系数随深度逐渐减小,桩侧土拱荷载传递系数随深度逐渐增大。
2023, 53(1): 189-193.
doi: 10.13204/j.gyjzG21112907
摘要:
研究岩石在低温下的断裂韧性对评估硐穴式液化天然气地下储库结构的稳定性具有十分重要的意义。采用半圆弯曲SCB法研究了实时低温(-60,-40,-20,0,25 ℃)对干燥和饱和状态花岗岩I型断裂韧性的影响,并通过扫描电子显微镜对试样微裂纹进行分析。试验结果表明:干燥和饱和状态花岗岩的断裂韧性都随温度的降低而增大。0 ℃以下,饱和状态的断裂韧性明显大于干燥状态。干燥试样的初始压密段随着温度的降低而减小,峰值位移没有明显变化。饱和试样的初始压密段和峰值位移都随温度的降低而增大。-60 ℃时,花岗岩内部的微裂纹明显增多,导致断裂韧性增长变缓。
研究岩石在低温下的断裂韧性对评估硐穴式液化天然气地下储库结构的稳定性具有十分重要的意义。采用半圆弯曲SCB法研究了实时低温(-60,-40,-20,0,25 ℃)对干燥和饱和状态花岗岩I型断裂韧性的影响,并通过扫描电子显微镜对试样微裂纹进行分析。试验结果表明:干燥和饱和状态花岗岩的断裂韧性都随温度的降低而增大。0 ℃以下,饱和状态的断裂韧性明显大于干燥状态。干燥试样的初始压密段随着温度的降低而减小,峰值位移没有明显变化。饱和试样的初始压密段和峰值位移都随温度的降低而增大。-60 ℃时,花岗岩内部的微裂纹明显增多,导致断裂韧性增长变缓。
2023, 53(1): 194-200.
doi: 10.13204/j.gyjzG22060607
摘要:
为研究玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征,设计了一种用于测试该性能的试验装置。采用同一场地的玄武岩和C20、C30混凝土试件,开展30组试件岩-混柱形的界面室内模型剪切试验。根据试验获得的荷载-位移曲线,确定极限抗剪承载力,并计算获得了界面抗剪强度平均值。将试验结果归一化处理后,研究了接触面尺度因素、混凝土设计强度等级和龄期、岩石完整性对界面抗剪性能的影响。试验结果表明:该装置能够有效模拟并试验测试岩石与混凝土界面的抗剪性能;接触面积与模型剪切承载力呈正相关,但与剪切面的高度或直径相关性不大,岩样高度越大则强度试验统计变异系数越小;90%置信概率下,混凝土养护7 d后,混凝土设计强度等级与界面抗剪强度变化不明显;混凝土龄期不大于7 d时其对界面强度有一定的正向影响,龄期增大可降低剪切强度时的极限位移;岩石完整性越好,则岩石与混凝土界面抗剪强度越高。
为研究玄武岩-混凝土界面抗剪性能的影响因素及特征,设计了一种用于测试该性能的试验装置。采用同一场地的玄武岩和C20、C30混凝土试件,开展30组试件岩-混柱形的界面室内模型剪切试验。根据试验获得的荷载-位移曲线,确定极限抗剪承载力,并计算获得了界面抗剪强度平均值。将试验结果归一化处理后,研究了接触面尺度因素、混凝土设计强度等级和龄期、岩石完整性对界面抗剪性能的影响。试验结果表明:该装置能够有效模拟并试验测试岩石与混凝土界面的抗剪性能;接触面积与模型剪切承载力呈正相关,但与剪切面的高度或直径相关性不大,岩样高度越大则强度试验统计变异系数越小;90%置信概率下,混凝土养护7 d后,混凝土设计强度等级与界面抗剪强度变化不明显;混凝土龄期不大于7 d时其对界面强度有一定的正向影响,龄期增大可降低剪切强度时的极限位移;岩石完整性越好,则岩石与混凝土界面抗剪强度越高。
2023, 53(1): 201-206.
doi: 10.13204/j.gyjzG21100401
摘要:
提出一种新型的装配式钢箱混凝土组合沉井结构。为研究该沉井结构在水土压力作用下的整体受力性能,依托于大洋泊车地下车库工程,设计了1个足尺试件,对其进行水平加载试验研究,分析当沉井结构下沉至设计标高且未封底板时,在水平荷载作用下的变形和应力分布特点,进而对沉井结构的承载能力和安全性进行评估。试验结果表明:沉井结构在1.1倍水平设计荷载作用下,井壁的最大变形约为井壁长度的1/1 000,各点应力均小于材料屈服强度,沉井具有较大的刚度和较高的承载力;沉井内的撑杆和围檩可有效改善井壁的应力分布,增强沉井结构的整体受力性能;沉井满足安全和使用要求,是一种较为合理的结构形式。
提出一种新型的装配式钢箱混凝土组合沉井结构。为研究该沉井结构在水土压力作用下的整体受力性能,依托于大洋泊车地下车库工程,设计了1个足尺试件,对其进行水平加载试验研究,分析当沉井结构下沉至设计标高且未封底板时,在水平荷载作用下的变形和应力分布特点,进而对沉井结构的承载能力和安全性进行评估。试验结果表明:沉井结构在1.1倍水平设计荷载作用下,井壁的最大变形约为井壁长度的1/1 000,各点应力均小于材料屈服强度,沉井具有较大的刚度和较高的承载力;沉井内的撑杆和围檩可有效改善井壁的应力分布,增强沉井结构的整体受力性能;沉井满足安全和使用要求,是一种较为合理的结构形式。
2023, 53(1): 207-211,222.
doi: 10.13204/j.gyjzG21090606
摘要:
为解决真空预压联合竖向排水板处理软土地基过程中,竖向排水板容易发生淤堵导致土体加固效果很差,土体产生不均匀固结的问题,进行了两次插板和两阶段真空预压模型对比试验。通过比较采用两种方法加固后土体的沉降、十字板抗剪强度、含水率等指标,探究两种方法对软土地基的改良效果。试验结果表明:两次插板真空预压试验的最大沉降为208 mm,两阶段真空预压试验的最大沉降只有170 mm;试验结束后,两次插板和两阶段真空预压的平均十字板抗剪强度分别是29.5, 24.75 kPa。表明两次插板真空预压处理超软土效果比两阶段真空预压更好。
为解决真空预压联合竖向排水板处理软土地基过程中,竖向排水板容易发生淤堵导致土体加固效果很差,土体产生不均匀固结的问题,进行了两次插板和两阶段真空预压模型对比试验。通过比较采用两种方法加固后土体的沉降、十字板抗剪强度、含水率等指标,探究两种方法对软土地基的改良效果。试验结果表明:两次插板真空预压试验的最大沉降为208 mm,两阶段真空预压试验的最大沉降只有170 mm;试验结束后,两次插板和两阶段真空预压的平均十字板抗剪强度分别是29.5, 24.75 kPa。表明两次插板真空预压处理超软土效果比两阶段真空预压更好。
2023, 53(1): 212-222.
doi: 10.13204/j.gyjzG22040503
摘要:
煤矸石是我国排放量最大的固体废渣之一,将煤矸石作为粗骨料应用在混凝土中,符合绿色环保节能减排的理念,并受到建筑行业和研究人员的广泛关注。通过对煤矸石粗骨料混凝土研究进展的总结,介绍了我国不同地区煤矸石的化学组成和物理性质,总结了煤矸石粗骨料掺量对混凝土的塌落度、力学性能、耐久性能、微观结构的影响,并通过现有煤矸石粗骨料混凝土研究成果的分析,对煤矸石粗骨料混凝土未来的研究方向作出展望。
煤矸石是我国排放量最大的固体废渣之一,将煤矸石作为粗骨料应用在混凝土中,符合绿色环保节能减排的理念,并受到建筑行业和研究人员的广泛关注。通过对煤矸石粗骨料混凝土研究进展的总结,介绍了我国不同地区煤矸石的化学组成和物理性质,总结了煤矸石粗骨料掺量对混凝土的塌落度、力学性能、耐久性能、微观结构的影响,并通过现有煤矸石粗骨料混凝土研究成果的分析,对煤矸石粗骨料混凝土未来的研究方向作出展望。
2023, 53(1): 223-232,56.
doi: 10.13204/j.gyjzG22072409
摘要:
纤维增强复合材料(FRP)对于木材力学性能改善及木结构加固、修复的优良性能使其成为新型复合材料研究的热点。FRP-木材黏结加固受FRP材料、木材基体与胶黏剂等多重因素协同作用影响,其界面的黏结状况问题尤为关键,决定着复合材料结构的性能和寿命。因此,结合木材生物性属性和木结构独特结构特性,从材性变化、预处理、FRP形制、胶黏剂特性、外部环境五方面系统梳理、总结了国内外FRP-木材界面黏结性能的最新研究成果,旨在厘清FRP-木材界面黏结性能的耦合影响因素。同时分析了现有FRP-木材黏结加固研究存在的不足,并对未来研究工作的新趋势、新发展与新方向进行了展望,为今后拓展FRP高质、高效的应用特别是古建筑木结构的保护提供重要参考。
纤维增强复合材料(FRP)对于木材力学性能改善及木结构加固、修复的优良性能使其成为新型复合材料研究的热点。FRP-木材黏结加固受FRP材料、木材基体与胶黏剂等多重因素协同作用影响,其界面的黏结状况问题尤为关键,决定着复合材料结构的性能和寿命。因此,结合木材生物性属性和木结构独特结构特性,从材性变化、预处理、FRP形制、胶黏剂特性、外部环境五方面系统梳理、总结了国内外FRP-木材界面黏结性能的最新研究成果,旨在厘清FRP-木材界面黏结性能的耦合影响因素。同时分析了现有FRP-木材黏结加固研究存在的不足,并对未来研究工作的新趋势、新发展与新方向进行了展望,为今后拓展FRP高质、高效的应用特别是古建筑木结构的保护提供重要参考。
2023, 53(1): 233-239.
doi: 10.13204/j.gyjzG22102605
摘要:
以ZT典型老旧焊接铁塔为研究对象,基于高压输电线路上老旧焊接铁塔设计资料缺失、设计标准的改变、服役损伤等问题,提出ZT型老旧焊接铁塔的服役现状检测和分析方法,基于ABAQUS软件模拟研究了设计条件、约束条件的变化和杆件锈蚀对该ZT型老旧铁塔承载能力和破坏模式的影响。研究结果表明:按现行的设计标准要求,老旧焊接铁塔在90°大风工况和不均匀覆冰工况下主要承载构件的各杆件应力均不满足设计标准要求;护台的增加改变了应力分布,破坏区域由塔下部分向塔中部发展;在约束条件改变和杆件锈蚀的缺陷下,该ZT型老旧焊接铁塔在遭遇90°、18 m/s风速时,第②和④段将发生失稳破坏。
以ZT典型老旧焊接铁塔为研究对象,基于高压输电线路上老旧焊接铁塔设计资料缺失、设计标准的改变、服役损伤等问题,提出ZT型老旧焊接铁塔的服役现状检测和分析方法,基于ABAQUS软件模拟研究了设计条件、约束条件的变化和杆件锈蚀对该ZT型老旧铁塔承载能力和破坏模式的影响。研究结果表明:按现行的设计标准要求,老旧焊接铁塔在90°大风工况和不均匀覆冰工况下主要承载构件的各杆件应力均不满足设计标准要求;护台的增加改变了应力分布,破坏区域由塔下部分向塔中部发展;在约束条件改变和杆件锈蚀的缺陷下,该ZT型老旧焊接铁塔在遭遇90°、18 m/s风速时,第②和④段将发生失稳破坏。
