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2014年 第44卷 第11期
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2014, 44(11): 1-4.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411001
摘要:
为了研究高温后钢材及再生混凝土的力学性能,设计了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土立方体试块并加工了钢材标准试件,对其进行常温、200~800℃(级差为100℃)的模拟火灾高温后的受力性能试验,细致观察了高温后再生混凝土、钢材的表观变化,获取了高温后再生混凝土的破坏形态和强度、钢材的屈服及极限强度等力学性能指标;分析火灾温度对钢材及再生混凝土剩余强度的影响,并提出高温后再生混凝土的剩余强度计算式。研究结果表明:随着温度的升高,钢材的屈服强度呈先上升后下降的变化趋势,极限强度在600℃以下时变化不大,在600℃以上则显著降低;随着温度的升高,其抗压强度逐渐降低。
为了研究高温后钢材及再生混凝土的力学性能,设计了再生粗骨料取代率为100%的再生混凝土立方体试块并加工了钢材标准试件,对其进行常温、200~800℃(级差为100℃)的模拟火灾高温后的受力性能试验,细致观察了高温后再生混凝土、钢材的表观变化,获取了高温后再生混凝土的破坏形态和强度、钢材的屈服及极限强度等力学性能指标;分析火灾温度对钢材及再生混凝土剩余强度的影响,并提出高温后再生混凝土的剩余强度计算式。研究结果表明:随着温度的升高,钢材的屈服强度呈先上升后下降的变化趋势,极限强度在600℃以下时变化不大,在600℃以上则显著降低;随着温度的升高,其抗压强度逐渐降低。
2014, 44(11): 5-12.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411002
摘要:
为了研究火灾高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能及极限承载力,以再生粗骨料取代率、恒温温度和恒温时间为变化参数,对20个设计的圆钢管再生混凝土短柱试件进行火灾高温后的力学性能试验。并对各变化参数对圆钢管再生混凝土短柱极限承载力的影响进行分析。利用统一强度理论和叠加计算理论分别计算高温后其极限承载力,并与试验实测结果比较。研究结果表明:高温后钢管再生混凝土短柱的受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土柱相似;火灾温度对承载力影响显著;同一温度下,承载力随恒温时间的延长呈先上升后下降的趋势;骨料取代率对试件的承载力影响不大;采用统一强度理论中钟善桐计算法对高温后圆钢管再生混凝土短柱的极限承载力进行计算,计算值与试验值吻合较好。
为了研究火灾高温后圆钢管再生混凝土轴压短柱的受力性能及极限承载力,以再生粗骨料取代率、恒温温度和恒温时间为变化参数,对20个设计的圆钢管再生混凝土短柱试件进行火灾高温后的力学性能试验。并对各变化参数对圆钢管再生混凝土短柱极限承载力的影响进行分析。利用统一强度理论和叠加计算理论分别计算高温后其极限承载力,并与试验实测结果比较。研究结果表明:高温后钢管再生混凝土短柱的受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土柱相似;火灾温度对承载力影响显著;同一温度下,承载力随恒温时间的延长呈先上升后下降的趋势;骨料取代率对试件的承载力影响不大;采用统一强度理论中钟善桐计算法对高温后圆钢管再生混凝土短柱的极限承载力进行计算,计算值与试验值吻合较好。
2014, 44(11): 13-18.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411003
摘要:
为研究高温后方钢管再生混凝土短柱的轴心受压承载性能,以再生粗骨料取代率和温度为变化参数,设计了24个试件进行轴心受压加载试验,观察高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的受力过程及破坏形态,获取其应力-应变曲线、极限承载力等重要数据,并分析再生骨料取代率、温度对该类新型组合构件轴压性能的影响规律;最后对高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力计算方法予以探讨。试验结果表明:随温度的升高,高温后试件的极限承载力和弹性刚度整体上均呈降低之势,延性系数和耗能均先减后增;随再生骨料取代率的增大,高温后试件的极限承载力降低,弹性刚度先增后减,延性系数和耗能均呈增长之势。
为研究高温后方钢管再生混凝土短柱的轴心受压承载性能,以再生粗骨料取代率和温度为变化参数,设计了24个试件进行轴心受压加载试验,观察高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的受力过程及破坏形态,获取其应力-应变曲线、极限承载力等重要数据,并分析再生骨料取代率、温度对该类新型组合构件轴压性能的影响规律;最后对高温后方钢管再生混凝土轴压短柱的极限承载力计算方法予以探讨。试验结果表明:随温度的升高,高温后试件的极限承载力和弹性刚度整体上均呈降低之势,延性系数和耗能均先减后增;随再生骨料取代率的增大,高温后试件的极限承载力降低,弹性刚度先增后减,延性系数和耗能均呈增长之势。
2014, 44(11): 19-24.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411004
摘要:
为研究高温后圆钢管再生混凝土柱偏压力学性能的退化规律,考虑温度作用场、再生粗骨料取代率2个变化参数,对9个设计的圆钢管再生混凝土柱试件进行高温后的偏心受压加载试验。观察其受力破坏过程及形态,获取受力全过程的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限承载力等数据,并分析温度和取代率对高温后圆钢管再生混凝土偏压柱承载力、刚度退化、位移延性、耗能等力学性能指标的影响。结果表明:高温后钢管再生混凝土偏压柱的破坏过程和形态与常温试件相似,具有承载力高、变形性能好的特征;随着温度的升高,钢管再生混凝土偏压柱的极限承载力和初始刚度显著降低,随着取代率的变化,钢管再生混凝土偏压柱的承载力、刚度、位移延性、能量耗散等力学性能指标变化不大。
为研究高温后圆钢管再生混凝土柱偏压力学性能的退化规律,考虑温度作用场、再生粗骨料取代率2个变化参数,对9个设计的圆钢管再生混凝土柱试件进行高温后的偏心受压加载试验。观察其受力破坏过程及形态,获取受力全过程的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限承载力等数据,并分析温度和取代率对高温后圆钢管再生混凝土偏压柱承载力、刚度退化、位移延性、耗能等力学性能指标的影响。结果表明:高温后钢管再生混凝土偏压柱的破坏过程和形态与常温试件相似,具有承载力高、变形性能好的特征;随着温度的升高,钢管再生混凝土偏压柱的极限承载力和初始刚度显著降低,随着取代率的变化,钢管再生混凝土偏压柱的承载力、刚度、位移延性、能量耗散等力学性能指标变化不大。
2014, 44(11): 25-31.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411005
摘要:
对9个方钢管再生混凝土偏压柱在火灾(高温)处理后再进行静力单调加载试验,考察再生粗骨料取代率、最高恒温温度2个变化参数,对试件极限承载力、刚度、位移延性和耗能能力的影响,得到试件受力的全过程和试件破坏形态,获取了极限承载力、荷载-变形曲线、截面应变分布等数据。研究结果表明:高温后方钢管再生混凝土偏压柱受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土相似,均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;温度对方钢管再生混凝土偏压柱的力学性能有显著影响,随着温度的升高,试件的极限承载力、抗压刚度明显降低;而再生粗骨料取代率的变化对试件的力学性能影响不大。
对9个方钢管再生混凝土偏压柱在火灾(高温)处理后再进行静力单调加载试验,考察再生粗骨料取代率、最高恒温温度2个变化参数,对试件极限承载力、刚度、位移延性和耗能能力的影响,得到试件受力的全过程和试件破坏形态,获取了极限承载力、荷载-变形曲线、截面应变分布等数据。研究结果表明:高温后方钢管再生混凝土偏压柱受力破坏过程和形态与普通钢管混凝土相似,均经历了弹性阶段、屈服阶段和破坏阶段;温度对方钢管再生混凝土偏压柱的力学性能有显著影响,随着温度的升高,试件的极限承载力、抗压刚度明显降低;而再生粗骨料取代率的变化对试件的力学性能影响不大。
2014, 44(11): 32-38.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411006
摘要:
为研究高温后型钢再生混凝土(SRRAC)柱的轴压性能,以高温温度、恒温时间、型钢保护层厚度、配钢率和配箍率为变化参数,对18个试件进行高温后的静力单调加载试验,观察不同温度后试件的受力破坏过程和形态,获取了质量烧失率、荷载-位移全过程曲线和剩余承载力等数据,并对各参数对其力学性能的影响予以分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土柱轴心受压破坏过程和形态与常温下基本相同,均呈灯笼状破坏。高温后型钢再生混凝土柱的轴压刚度和剩余承载力退化明显,且温度越高,退化程度越大。高温后SRRAC柱承载能力降低了13%~50%,其中600℃时下降32%~42%。
为研究高温后型钢再生混凝土(SRRAC)柱的轴压性能,以高温温度、恒温时间、型钢保护层厚度、配钢率和配箍率为变化参数,对18个试件进行高温后的静力单调加载试验,观察不同温度后试件的受力破坏过程和形态,获取了质量烧失率、荷载-位移全过程曲线和剩余承载力等数据,并对各参数对其力学性能的影响予以分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土柱轴心受压破坏过程和形态与常温下基本相同,均呈灯笼状破坏。高温后型钢再生混凝土柱的轴压刚度和剩余承载力退化明显,且温度越高,退化程度越大。高温后SRRAC柱承载能力降低了13%~50%,其中600℃时下降32%~42%。
2014, 44(11): 39-44.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411007
摘要:
通过5个高温后和1个常温环境型钢再生混凝土柱的偏心受压加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取极限承载力、应变分布和荷载-变形曲线等重要资料,并对取代率和温度对其力学性能的影响规律予以分析。研究结果表明,火灾温度对型钢再生混凝土偏压柱的受力性能影响较大,随着温度的升高,裂缝出现较早,极限承载力和抗弯刚度降低,但变形延性却增大;取代率对其受力性能有一定影响,随着取代率的增加,再生混凝土的极限压应变及延性增大,而极限承载力略为变小;偏心率对型钢再生混凝土偏压柱的受力性能有一定影响,随着偏心率的增大,极限承载力及抗弯刚度显著降低。
通过5个高温后和1个常温环境型钢再生混凝土柱的偏心受压加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取极限承载力、应变分布和荷载-变形曲线等重要资料,并对取代率和温度对其力学性能的影响规律予以分析。研究结果表明,火灾温度对型钢再生混凝土偏压柱的受力性能影响较大,随着温度的升高,裂缝出现较早,极限承载力和抗弯刚度降低,但变形延性却增大;取代率对其受力性能有一定影响,随着取代率的增加,再生混凝土的极限压应变及延性增大,而极限承载力略为变小;偏心率对型钢再生混凝土偏压柱的受力性能有一定影响,随着偏心率的增大,极限承载力及抗弯刚度显著降低。
2014, 44(11): 45-50.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411008
摘要:
为揭示高温后型钢再生混凝土(SRRAC)梁的受弯破坏机理,以高温温度和再生粗骨料取代率为变化参数对12个试件进行不同温度作用后(20,200,400,600℃)的静力单调加载试验,观察并获得不同温度后试件的外观变化以及受力破坏过程和形态,获取了荷载-挠度曲线、截面应变分布和极限荷载等重要信息,然后对各变化参数对试件力学性能的影响进行分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土梁的受弯破坏形态与常温下基本相同,表现为弯曲破坏、黏结破坏和斜压破坏三种。高温后型钢再生混凝土梁仍具有较好的后期变形性能,但600℃高温后,梁抗弯承载力下降明显,且全再生混凝土梁承载力下降幅度最大。最后给出了高温后型钢再生混凝土梁剩余抗弯承载力的计算方法。
为揭示高温后型钢再生混凝土(SRRAC)梁的受弯破坏机理,以高温温度和再生粗骨料取代率为变化参数对12个试件进行不同温度作用后(20,200,400,600℃)的静力单调加载试验,观察并获得不同温度后试件的外观变化以及受力破坏过程和形态,获取了荷载-挠度曲线、截面应变分布和极限荷载等重要信息,然后对各变化参数对试件力学性能的影响进行分析。结果表明:高温后型钢再生混凝土梁的受弯破坏形态与常温下基本相同,表现为弯曲破坏、黏结破坏和斜压破坏三种。高温后型钢再生混凝土梁仍具有较好的后期变形性能,但600℃高温后,梁抗弯承载力下降明显,且全再生混凝土梁承载力下降幅度最大。最后给出了高温后型钢再生混凝土梁剩余抗弯承载力的计算方法。
2014, 44(11): 51-57.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411009
摘要:
为研究高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能,考虑再生粗骨料取代率、温度、混凝土强度等级3个变化参数,设计了17个试件进行不同高温后的静力加载试验。通过试验测试到不同高温型钢再生混凝土梁的物理及力学性能指标,并观察了该类梁高温后的受力破坏过程及形态,获取了其极限承载力以及受力破坏全过程的荷载-挠度曲线等重要资料,并分析了各变化参数对高温型钢再生混凝土梁的初始刚度、峰值荷载、延性系数及能量耗散的力学性能指标的影响规律。研究结果表明:随着温度的升高,型钢再生混凝土梁的质量变轻、初始刚度和峰值荷载降低,延性系数、能量耗散值则先减小再增大。取代率对各力学性能指标影响不大。随着混凝土强度的增大,初始刚度和峰值荷载增大,延性系数变小,能量耗散值基本不变。
为研究高温后型钢再生混凝土梁的受剪性能,考虑再生粗骨料取代率、温度、混凝土强度等级3个变化参数,设计了17个试件进行不同高温后的静力加载试验。通过试验测试到不同高温型钢再生混凝土梁的物理及力学性能指标,并观察了该类梁高温后的受力破坏过程及形态,获取了其极限承载力以及受力破坏全过程的荷载-挠度曲线等重要资料,并分析了各变化参数对高温型钢再生混凝土梁的初始刚度、峰值荷载、延性系数及能量耗散的力学性能指标的影响规律。研究结果表明:随着温度的升高,型钢再生混凝土梁的质量变轻、初始刚度和峰值荷载降低,延性系数、能量耗散值则先减小再增大。取代率对各力学性能指标影响不大。随着混凝土强度的增大,初始刚度和峰值荷载增大,延性系数变小,能量耗散值基本不变。
2014, 44(11): 58-63.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411010
摘要:
通过16根高温后型钢再生混凝土梁静力加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取受力破坏全过程的荷载-挠度曲线,深入分析再生粗骨料取代率和高温温度对型钢再生混凝土梁变形性能的影响,并探讨其刚度的计算方法。研究结果表明:高温后型钢再生混凝土梁具有良好的变形性能;温度对其变形性能有一定的影响,温度越高,初始刚度和峰值荷载越小;取代率对其变形性能影响不大;根据叠加法理论和JGJ138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》的方法,提出的修正刚度计算式可近似用于高温后型钢再生混凝土梁的短期刚度计算。
通过16根高温后型钢再生混凝土梁静力加载试验,观察其受力破坏过程及形态,获取受力破坏全过程的荷载-挠度曲线,深入分析再生粗骨料取代率和高温温度对型钢再生混凝土梁变形性能的影响,并探讨其刚度的计算方法。研究结果表明:高温后型钢再生混凝土梁具有良好的变形性能;温度对其变形性能有一定的影响,温度越高,初始刚度和峰值荷载越小;取代率对其变形性能影响不大;根据叠加法理论和JGJ138—2001《型钢混凝土组合结构技术规程》的方法,提出的修正刚度计算式可近似用于高温后型钢再生混凝土梁的短期刚度计算。
2014, 44(11): 64-66.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411011
摘要:
从水土资源利用及塌陷区治理需求出发,探寻一种新型城市形态和生活模式——在采煤塌陷水域构建漂浮城市。试图通过该模式为缓解我国愈演愈烈的人地矛盾,为坚守1.2亿hm2耕地红线,为促进新型城镇化建设,为实现生态宜居的"美丽中国"开辟新思路。
从水土资源利用及塌陷区治理需求出发,探寻一种新型城市形态和生活模式——在采煤塌陷水域构建漂浮城市。试图通过该模式为缓解我国愈演愈烈的人地矛盾,为坚守1.2亿hm2耕地红线,为促进新型城镇化建设,为实现生态宜居的"美丽中国"开辟新思路。
2014, 44(11): 67-70.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411012
摘要:
外部边缘空间是江南水乡滨水建筑外部空间规划中比较易忽视的空间类型,但同时也是人们在无意识下,使用频率最多的空间形式。以乌镇为例,从剖析边缘空间的概念出发,分析建筑与内街之间、建筑与建筑之间、建筑与河道之间形成的各类边缘空间,以便合理地开发滨水建筑的有益边缘空间,丰富空间形态。
外部边缘空间是江南水乡滨水建筑外部空间规划中比较易忽视的空间类型,但同时也是人们在无意识下,使用频率最多的空间形式。以乌镇为例,从剖析边缘空间的概念出发,分析建筑与内街之间、建筑与建筑之间、建筑与河道之间形成的各类边缘空间,以便合理地开发滨水建筑的有益边缘空间,丰富空间形态。
2014, 44(11): 71-74.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411013
摘要:
屋面的隔热性能对顶层住户夏季室内热环境影响很大,因此对几种常用屋面的实际隔热效果进行测试研究,具有实用价值。选择长沙市区某住宅小区两栋相邻的住宅,在2013年夏季按住宅屋面常用构造做法设置了几种实验模块,在外界条件、层高、墙体等都相同的情况下,连续测试各模块屋面的内表面温度、室内空气温度、室外空气温度并进行对比分析。结果表明:种植屋面的隔热效果最好;无隔热措施传统屋面的隔热效果较差,增设保温层后,其隔热效果有一定提高,如果外表面再刷白,隔热性能明显改善;通风屋面有一定的隔热效果,加设保温层后效果更好。
屋面的隔热性能对顶层住户夏季室内热环境影响很大,因此对几种常用屋面的实际隔热效果进行测试研究,具有实用价值。选择长沙市区某住宅小区两栋相邻的住宅,在2013年夏季按住宅屋面常用构造做法设置了几种实验模块,在外界条件、层高、墙体等都相同的情况下,连续测试各模块屋面的内表面温度、室内空气温度、室外空气温度并进行对比分析。结果表明:种植屋面的隔热效果最好;无隔热措施传统屋面的隔热效果较差,增设保温层后,其隔热效果有一定提高,如果外表面再刷白,隔热性能明显改善;通风屋面有一定的隔热效果,加设保温层后效果更好。
2014, 44(11): 75-77.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411014
摘要:
以黄河海勃湾水利枢纽方案设计为例,阐述文化是如何在工业建筑设计当中得以体现的,并通过该实践项目总结文化在工业建筑中的三个显著特征。
以黄河海勃湾水利枢纽方案设计为例,阐述文化是如何在工业建筑设计当中得以体现的,并通过该实践项目总结文化在工业建筑中的三个显著特征。
2014, 44(11): 78-80.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411015
摘要:
自然通风既有利于健康,又节能环保。在设计时体型和朝向也会对通风产生很大影响。以某大酒店为例,利用PHOENICS软件进行数值模拟,研究翼楼张开角度的变化和朝向的变化对自然通风产生的影响,给最终的体型和朝向设计提供一些的建议,并在一定程度上对室内布局提供了有益的参考。
自然通风既有利于健康,又节能环保。在设计时体型和朝向也会对通风产生很大影响。以某大酒店为例,利用PHOENICS软件进行数值模拟,研究翼楼张开角度的变化和朝向的变化对自然通风产生的影响,给最终的体型和朝向设计提供一些的建议,并在一定程度上对室内布局提供了有益的参考。
2014, 44(11): 81-84.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411016
摘要:
彩色不锈钢不仅呈现出色泽鲜艳、光亮的美学特性,还拥有诸多优良的物理性能,既适应了非线性建筑设计的潮流,也迎合了建筑材料可循环利用的发展趋势。通过对彩色不锈钢美学特性的分析,介绍其显色原理、着色工艺以及优良的性能,并对其应用前景进行展望。
彩色不锈钢不仅呈现出色泽鲜艳、光亮的美学特性,还拥有诸多优良的物理性能,既适应了非线性建筑设计的潮流,也迎合了建筑材料可循环利用的发展趋势。通过对彩色不锈钢美学特性的分析,介绍其显色原理、着色工艺以及优良的性能,并对其应用前景进行展望。
2014, 44(11): 85-90.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411017
摘要:
虚拟变形方法是一种快速精确的结构重分析方法。基于静力虚拟变形理论的结构有限元模型修正方法,推导了梁单元影响矩阵和基于虚拟变形的结构位移灵敏度。利用初始结构的静力响应和影响矩阵,就可根据需要对感兴趣的结点响应进行重分析,实现有限元模型的修正,无需修改结构的刚度矩阵;计算位移灵敏度时也与传统算法不同,不需要对整体刚度矩阵求逆,根据虚拟变形方法就可求出相应结点的静力位移灵敏度,提高了模型修正过程中的计算效率。最后分别利用数值仿真和荷载试验数据对一平面框架结构进行了模型修正。
虚拟变形方法是一种快速精确的结构重分析方法。基于静力虚拟变形理论的结构有限元模型修正方法,推导了梁单元影响矩阵和基于虚拟变形的结构位移灵敏度。利用初始结构的静力响应和影响矩阵,就可根据需要对感兴趣的结点响应进行重分析,实现有限元模型的修正,无需修改结构的刚度矩阵;计算位移灵敏度时也与传统算法不同,不需要对整体刚度矩阵求逆,根据虚拟变形方法就可求出相应结点的静力位移灵敏度,提高了模型修正过程中的计算效率。最后分别利用数值仿真和荷载试验数据对一平面框架结构进行了模型修正。
2014, 44(11): 91-98.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411018
摘要:
针对山区多层接地消能减震异形柱框架结构,研究土体刚度、陡坎高度、陡坎下方掉层跨数对结构地震反应和减震效果的影响。分析表明:1)多层接地结构的自振频率随着土体软度的增大而变小,随着陡坎高度的增大而增大,随着陡坎下掉层跨数的增大而减小,但陡坎高度增大到一定程度后,会降低结构的高阶频率;2)多层接地结构的层位移随着土体软度的增大而变小,地基土刚度对结构层间位移、层间剪力和加速度反应的影响与地震动输入密切相关,当地震动输入的高频含量较少时,土体越软,地震反应越大;当地震波输入的高频含量较多时,在特软土情况下地震反应有可能减小;3)无控结构的地震反应受陡坎高度和掉层跨数的影响规律与地震动输入相关,而受控结构则受地震动的影响较小;且陡坎高度和掉层跨数对结构陡坎下方楼层的层间反应影响较大,而对陡坎上方楼层影响较小;4)多层接地减震结构的减震效果不仅与场地条件相关,还与地震动输入密切相关,应根据场地条件和地震分组情况合理选择阻尼器的数量和参数,才能达到较好的减震效果。
针对山区多层接地消能减震异形柱框架结构,研究土体刚度、陡坎高度、陡坎下方掉层跨数对结构地震反应和减震效果的影响。分析表明:1)多层接地结构的自振频率随着土体软度的增大而变小,随着陡坎高度的增大而增大,随着陡坎下掉层跨数的增大而减小,但陡坎高度增大到一定程度后,会降低结构的高阶频率;2)多层接地结构的层位移随着土体软度的增大而变小,地基土刚度对结构层间位移、层间剪力和加速度反应的影响与地震动输入密切相关,当地震动输入的高频含量较少时,土体越软,地震反应越大;当地震波输入的高频含量较多时,在特软土情况下地震反应有可能减小;3)无控结构的地震反应受陡坎高度和掉层跨数的影响规律与地震动输入相关,而受控结构则受地震动的影响较小;且陡坎高度和掉层跨数对结构陡坎下方楼层的层间反应影响较大,而对陡坎上方楼层影响较小;4)多层接地减震结构的减震效果不仅与场地条件相关,还与地震动输入密切相关,应根据场地条件和地震分组情况合理选择阻尼器的数量和参数,才能达到较好的减震效果。
2014, 44(11): 99-103.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411019
摘要:
在模型试验的基础上,运用SAP 2000软件对纯框架结构模型、内嵌式摇摆墙框架模型和外挂式摇摆墙框架模型进行静力非线性分析。结果表明:内嵌式摇摆墙与外挂式摇摆墙加固框架的抗震性能在结构的刚度、抗震承载能力、损伤特征、层间变形及变形集中程度等方面均有不同。摇摆墙与框架的连接方式不同对结构的抗震性能有明显的影响。
在模型试验的基础上,运用SAP 2000软件对纯框架结构模型、内嵌式摇摆墙框架模型和外挂式摇摆墙框架模型进行静力非线性分析。结果表明:内嵌式摇摆墙与外挂式摇摆墙加固框架的抗震性能在结构的刚度、抗震承载能力、损伤特征、层间变形及变形集中程度等方面均有不同。摇摆墙与框架的连接方式不同对结构的抗震性能有明显的影响。
2014, 44(11): 104-107.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411020
摘要:
为研究预制混凝土结构构件拼装、连接的可靠性,提出一种钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的连接方式。考虑钢筋直径、波纹管外径、锚固长度等参数影响,做了16组共48个施加连续荷载的抗拔试验。试验结果表明:试件最终破坏形式有黏结滑移破坏、钢筋受拉屈服或被拉断两类,没有发生非制作原因引起的黏结滑移破坏,说明此种连接方式锚固性能可靠,且施工操作简单,成型效率高,可应用于预制混凝土结构的拼装、连接。建议插入式预埋波纹管浆锚连接法的钢筋锚固长度宜为15倍的钢筋直径;波纹管外径宜为2倍的钢筋直径。
为研究预制混凝土结构构件拼装、连接的可靠性,提出一种钢筋插入式预埋波纹管浆锚连接的连接方式。考虑钢筋直径、波纹管外径、锚固长度等参数影响,做了16组共48个施加连续荷载的抗拔试验。试验结果表明:试件最终破坏形式有黏结滑移破坏、钢筋受拉屈服或被拉断两类,没有发生非制作原因引起的黏结滑移破坏,说明此种连接方式锚固性能可靠,且施工操作简单,成型效率高,可应用于预制混凝土结构的拼装、连接。建议插入式预埋波纹管浆锚连接法的钢筋锚固长度宜为15倍的钢筋直径;波纹管外径宜为2倍的钢筋直径。
2014, 44(11): 108-111.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411021
摘要:
针对地下隧道坚硬围岩破裂机制的复杂性,对含孔洞混合片麻岩进行单轴压缩试验,并实时观测含孔洞混合片麻岩加载过程中的破裂特征,获得了不同轴向应力下混合片麻岩孔洞周围初始裂纹、板裂裂纹和远场裂纹起裂和扩展过程。并根据混合片麻岩基本力学特性,采用应力平均化方法进行单轴压缩下含孔洞混合片麻岩初始裂纹和板裂裂纹的起裂分析,得到的应力平均解与试验结果基本符合,同时指出理论分析的不足之处,最后对孔洞大小的尺寸效应问题进行分析。
针对地下隧道坚硬围岩破裂机制的复杂性,对含孔洞混合片麻岩进行单轴压缩试验,并实时观测含孔洞混合片麻岩加载过程中的破裂特征,获得了不同轴向应力下混合片麻岩孔洞周围初始裂纹、板裂裂纹和远场裂纹起裂和扩展过程。并根据混合片麻岩基本力学特性,采用应力平均化方法进行单轴压缩下含孔洞混合片麻岩初始裂纹和板裂裂纹的起裂分析,得到的应力平均解与试验结果基本符合,同时指出理论分析的不足之处,最后对孔洞大小的尺寸效应问题进行分析。
2014, 44(11): 112-118.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411022
摘要:
通过煤岩的无侧限压缩试验测得其力学参数后,采用颗粒流软件和编制的Fish程序获得煤岩细观力学参数,而后进行双向不等侧压煤岩试验,分析研究煤岩变形、声发射和损伤特征,获得以下结论:随着侧压比增加,煤岩刚度角略增大,脆度角增大,强化角保持一定值,软化角先增大后减小;侧压比对煤岩的线性体缩阶段没有影响,对线性扩容阶段影响明显,对非线性扩容阶段影响显著。在非线性扩容阶段,低侧压比仍保持线性扩容,而高侧压比煤岩则急剧扩容失稳破坏;声发射最大强度与峰值应力并不对应,具有一定的滞后性,侧压比对声发射的滞后效应基本没有影响,声发射最大强度对应应力与峰值应力之比值大致在0.92左右;侧压比小时煤岩沿着单一剪切面发生剪切破坏,侧压比大时煤岩呈现X型共轭剪切破坏,且随着侧压比的增加,煤岩破坏的主控破裂面宽度加大,并逐渐形成破碎带,破碎带内煤岩呈粉碎性破坏状态。
通过煤岩的无侧限压缩试验测得其力学参数后,采用颗粒流软件和编制的Fish程序获得煤岩细观力学参数,而后进行双向不等侧压煤岩试验,分析研究煤岩变形、声发射和损伤特征,获得以下结论:随着侧压比增加,煤岩刚度角略增大,脆度角增大,强化角保持一定值,软化角先增大后减小;侧压比对煤岩的线性体缩阶段没有影响,对线性扩容阶段影响明显,对非线性扩容阶段影响显著。在非线性扩容阶段,低侧压比仍保持线性扩容,而高侧压比煤岩则急剧扩容失稳破坏;声发射最大强度与峰值应力并不对应,具有一定的滞后性,侧压比对声发射的滞后效应基本没有影响,声发射最大强度对应应力与峰值应力之比值大致在0.92左右;侧压比小时煤岩沿着单一剪切面发生剪切破坏,侧压比大时煤岩呈现X型共轭剪切破坏,且随着侧压比的增加,煤岩破坏的主控破裂面宽度加大,并逐渐形成破碎带,破碎带内煤岩呈粉碎性破坏状态。
2014, 44(11): 119-122.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411023
摘要:
首先从深基坑事故的原因分析,重新审视深基坑工程设计的过程,提出重构深基坑工程设计系统库的必要性,然后重点分析风险分析评估模块、经济性评价模块、方案优选模块、施工图模块及案例库模块的构建,最后对系统库的构建提出初步的思路,并进行探讨。
首先从深基坑事故的原因分析,重新审视深基坑工程设计的过程,提出重构深基坑工程设计系统库的必要性,然后重点分析风险分析评估模块、经济性评价模块、方案优选模块、施工图模块及案例库模块的构建,最后对系统库的构建提出初步的思路,并进行探讨。
2014, 44(11): 123-125.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411024
摘要:
复合地基承载力深度修正问题,事关工程的安全和投资。但目前对这一问题的研究不足,认识并不统一。基于JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》的规定和《建筑地基处理技术规范理解与应用》(按JGJ 79—2012)的观点,辨析有黏结强度增强体复合地基承载力深度修正的实质,导出考虑深度修正的桩身和桩间土承载力的两种计算方法。结合算例对该两种方法的适用性予以验证,最后提出有黏结强度增强体复合地基承载力深度修正的原则和方法。
复合地基承载力深度修正问题,事关工程的安全和投资。但目前对这一问题的研究不足,认识并不统一。基于JGJ 79—2012《建筑地基处理技术规范》的规定和《建筑地基处理技术规范理解与应用》(按JGJ 79—2012)的观点,辨析有黏结强度增强体复合地基承载力深度修正的实质,导出考虑深度修正的桩身和桩间土承载力的两种计算方法。结合算例对该两种方法的适用性予以验证,最后提出有黏结强度增强体复合地基承载力深度修正的原则和方法。
2014, 44(11): 126-130.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411025
摘要:
利用自行设计的加温装置测试了高温条件下活性粉末混凝土(RPC)试件的爆裂行为和温度场分布特征。结果表明:采用加热速率为4.8℃/min,炉温为330℃时,RPC会发生爆裂。在RPC发生爆裂前,从试件角部到棱部、再到试件中心的位置,存在较明显的温度差异。通过分析RPC内部不同部位发生爆裂的临界温度与临界时间关系,建立了爆裂临界温度和时间、空间的计算模型。为进一步定量计算RPC内部温度应力,解释RPC高温爆裂机理提供了参考。
利用自行设计的加温装置测试了高温条件下活性粉末混凝土(RPC)试件的爆裂行为和温度场分布特征。结果表明:采用加热速率为4.8℃/min,炉温为330℃时,RPC会发生爆裂。在RPC发生爆裂前,从试件角部到棱部、再到试件中心的位置,存在较明显的温度差异。通过分析RPC内部不同部位发生爆裂的临界温度与临界时间关系,建立了爆裂临界温度和时间、空间的计算模型。为进一步定量计算RPC内部温度应力,解释RPC高温爆裂机理提供了参考。
2014, 44(11): 131-134.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411026
摘要:
我国目前的砌块强度试验标准中,对于非标准块的强度检测没有规定相应的检测方法。在借鉴美国产品标准的基础上,结合我国产品类型的自身特点,通过试验研究论述了采用切割法对清扫孔块、系梁块抗压强度进行检测的可操作性和准确性,并给出了非标准块强度检测试件与标准块间的强度转换关系,对完善我国砌块强度试验标准具有参考价值。
我国目前的砌块强度试验标准中,对于非标准块的强度检测没有规定相应的检测方法。在借鉴美国产品标准的基础上,结合我国产品类型的自身特点,通过试验研究论述了采用切割法对清扫孔块、系梁块抗压强度进行检测的可操作性和准确性,并给出了非标准块强度检测试件与标准块间的强度转换关系,对完善我国砌块强度试验标准具有参考价值。
2014, 44(11): 135-140.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411027
摘要:
基于耐久性可靠度设计理论,以输变电工程基础混凝土长期强度劣化特性为研究对象,通过对浙江、安徽、宁夏和青海等不同地区和不同服役时间的基础混凝土进行取芯和抗压强度试验,分析了区域和时间因素对输变电工程基础混凝土抗压强度的影响,结合概率统计理论研究了基础混凝土长期强度的概率分布规律,并基于贝叶斯统计理论采用共轭分布法对基础长期强度的分布特征参数取值进行研究。结果表明:由于侵蚀环境的不同,不同区域基础混凝土长期强度的均值有所差异;随服役时间的增长,其长期强度呈衰减趋势,且基础服役时间越长其标准差越大,强度试验值越离散;不同地区、不同服役时间、同一强度等级的基础混凝土试验样本归集后,其长期强度的概率特性服从正态分布;C15和C20级输变电基础混凝土的变异系数分别为0.25和0.26,多重因素作用下设计强度等级的提高对其长期强度增强的影响有限。
基于耐久性可靠度设计理论,以输变电工程基础混凝土长期强度劣化特性为研究对象,通过对浙江、安徽、宁夏和青海等不同地区和不同服役时间的基础混凝土进行取芯和抗压强度试验,分析了区域和时间因素对输变电工程基础混凝土抗压强度的影响,结合概率统计理论研究了基础混凝土长期强度的概率分布规律,并基于贝叶斯统计理论采用共轭分布法对基础长期强度的分布特征参数取值进行研究。结果表明:由于侵蚀环境的不同,不同区域基础混凝土长期强度的均值有所差异;随服役时间的增长,其长期强度呈衰减趋势,且基础服役时间越长其标准差越大,强度试验值越离散;不同地区、不同服役时间、同一强度等级的基础混凝土试验样本归集后,其长期强度的概率特性服从正态分布;C15和C20级输变电基础混凝土的变异系数分别为0.25和0.26,多重因素作用下设计强度等级的提高对其长期强度增强的影响有限。
2014, 44(11): 141-144.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411028
摘要:
在水平荷载起控制作用的超高层建筑中,设置伸臂桁架可以提高结构的整体工作性能,从而提高结构的抗侧刚度,控制结构的顶部位移,降低核心筒所承担的倾覆力矩。但是,伸臂桁架在施工阶段,由于内外筒施工不同步,结构布置不对等原因,会导致施工过程中内、外筒的变形存在一定差异,如果盲目施工,将会造成在伸臂桁架内部过早产生较大应力,导致结构成形后整体受力状况与原结构设计模型不符。通过研究,提出一种超高层伸臂桁架"延迟连接"的施工技术。该方法在沈阳恒隆广场主塔楼施工应用的情况表明,可有效解决外框与芯筒不均衡变形导致的伸臂桁架应力过大的问题,确保了伸臂桁架施工和使用阶段的结构性能。
在水平荷载起控制作用的超高层建筑中,设置伸臂桁架可以提高结构的整体工作性能,从而提高结构的抗侧刚度,控制结构的顶部位移,降低核心筒所承担的倾覆力矩。但是,伸臂桁架在施工阶段,由于内外筒施工不同步,结构布置不对等原因,会导致施工过程中内、外筒的变形存在一定差异,如果盲目施工,将会造成在伸臂桁架内部过早产生较大应力,导致结构成形后整体受力状况与原结构设计模型不符。通过研究,提出一种超高层伸臂桁架"延迟连接"的施工技术。该方法在沈阳恒隆广场主塔楼施工应用的情况表明,可有效解决外框与芯筒不均衡变形导致的伸臂桁架应力过大的问题,确保了伸臂桁架施工和使用阶段的结构性能。
2014, 44(11): 145-149.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411029
摘要:
通过对18根Q690焊接钢管轴心受压构件的整体稳定性试验,研究不同长细比高强钢管的稳定性承载力。在试验的基础上,采用逆算单元长度法编制高强钢管轴心受压构件稳定性分析程序,并提出了高强钢轴心受压构件稳定系数计算式。数值计算结果与试验及按GB 50017—2003《钢结构设计规范》推荐曲线的对比分析表明,所得到的高强钢管稳定系数-长细比曲线分布合理,可用于高强钢轴心受压构件的稳定设计。
通过对18根Q690焊接钢管轴心受压构件的整体稳定性试验,研究不同长细比高强钢管的稳定性承载力。在试验的基础上,采用逆算单元长度法编制高强钢管轴心受压构件稳定性分析程序,并提出了高强钢轴心受压构件稳定系数计算式。数值计算结果与试验及按GB 50017—2003《钢结构设计规范》推荐曲线的对比分析表明,所得到的高强钢管稳定系数-长细比曲线分布合理,可用于高强钢轴心受压构件的稳定设计。
2014, 44(11): 150-154.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411030
摘要:
针对现有关于全跨荷载作用下内凹式索拱结构受力过程中整体刚度变化规律研究较为缺乏的不足,采用试验验证和有限元分析的方法对其进行深入分析。首先介绍内凹式索拱结构整体刚度的计算原则,然后依据该原则对已完成的模型试验数据进行分析。在此基础上,通过改变某一典型实例中拱和索的矢跨比、截面以及结构初始缺陷等参数,建立不同参数下考虑双重非线性的有限元分析模型,并完成相应的分析工作,证实该类结构的初始刚度主要取决于上弦拱的矢跨比和截面,而受下弦索的影响较小。模型试验和有限元分析结果均表明,当拱索矢跨比差值约小于0.055时,全跨荷载作用下该类结构荷载-位移曲线的弹性段部分将具有较明显的非线性特征。
针对现有关于全跨荷载作用下内凹式索拱结构受力过程中整体刚度变化规律研究较为缺乏的不足,采用试验验证和有限元分析的方法对其进行深入分析。首先介绍内凹式索拱结构整体刚度的计算原则,然后依据该原则对已完成的模型试验数据进行分析。在此基础上,通过改变某一典型实例中拱和索的矢跨比、截面以及结构初始缺陷等参数,建立不同参数下考虑双重非线性的有限元分析模型,并完成相应的分析工作,证实该类结构的初始刚度主要取决于上弦拱的矢跨比和截面,而受下弦索的影响较小。模型试验和有限元分析结果均表明,当拱索矢跨比差值约小于0.055时,全跨荷载作用下该类结构荷载-位移曲线的弹性段部分将具有较明显的非线性特征。
2014, 44(11): 155-159.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411031
摘要:
铸钢节点与主体构件的环形对接焊缝处存在材料差异、几何差异和焊接残余应力,因此环形对接焊缝是铸钢节点疲劳破坏的重要研究对象。目前,国内对铸钢节点焊缝疲劳问题的研究比较缺乏,传统名义应力方法并不适用于铸钢节点。采用热点应力方法对铸钢节点环形对接焊缝的疲劳问题进行探究,比较4种热点应力外推方法的计算结果。为减小铸钢节点与主体构件不等壁厚对接焊缝产生的应力集中对疲劳性能的影响,分析对比了3种不同的焊接构造,并分别研究在壁厚t、径厚比d/t、壁厚比T/t三种参数影响下的热点应力变化规律。
铸钢节点与主体构件的环形对接焊缝处存在材料差异、几何差异和焊接残余应力,因此环形对接焊缝是铸钢节点疲劳破坏的重要研究对象。目前,国内对铸钢节点焊缝疲劳问题的研究比较缺乏,传统名义应力方法并不适用于铸钢节点。采用热点应力方法对铸钢节点环形对接焊缝的疲劳问题进行探究,比较4种热点应力外推方法的计算结果。为减小铸钢节点与主体构件不等壁厚对接焊缝产生的应力集中对疲劳性能的影响,分析对比了3种不同的焊接构造,并分别研究在壁厚t、径厚比d/t、壁厚比T/t三种参数影响下的热点应力变化规律。
2014, 44(11): 160-167.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411032
摘要:
针对震后可恢复功能的腹板摩擦耗能钢框架预应力梁柱节点,对3个设计的节点试件进行低周往复加载试验、有限元模拟和理论分析。结果表明:钢框架预应力梁柱节点在加、卸载过程中实现梁柱接触面开口和自动复位的机制,滞回曲线表现出明显的双旗帜模型,节点耗能系数βE满足大于0.25的基本要求;钢绞线最大索力均未超过90%的屈服索力;主要构件基本处于弹性状态,残余转角均很小,节点实现了震后恢复功能的目标。研究还发现,随着节点初始预应力度的提高,节点初始刚度和开口后刚度、开口临界弯矩和钢绞线最大索力都有不同程度的提高,最大开口转角和耗能能力呈下降趋势。节点有限元模拟与试验结果吻合较好,理论模型与试验及有限元结果基本吻合。
针对震后可恢复功能的腹板摩擦耗能钢框架预应力梁柱节点,对3个设计的节点试件进行低周往复加载试验、有限元模拟和理论分析。结果表明:钢框架预应力梁柱节点在加、卸载过程中实现梁柱接触面开口和自动复位的机制,滞回曲线表现出明显的双旗帜模型,节点耗能系数βE满足大于0.25的基本要求;钢绞线最大索力均未超过90%的屈服索力;主要构件基本处于弹性状态,残余转角均很小,节点实现了震后恢复功能的目标。研究还发现,随着节点初始预应力度的提高,节点初始刚度和开口后刚度、开口临界弯矩和钢绞线最大索力都有不同程度的提高,最大开口转角和耗能能力呈下降趋势。节点有限元模拟与试验结果吻合较好,理论模型与试验及有限元结果基本吻合。
2014, 44(11): 168-171.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411033
摘要:
江苏泰州市火车站大跨拱形钢雨棚为无站台柱雨棚,大跨度雨棚主体结构采用钢管混凝土柱与空间倒三角钢管桁架,为风敏感体系。通过风洞试验和风振分析确定工程设计参数,采用三维有限元模型进行内力分析,包括温度作用和水平推力对超长大跨拱形结构的影响,并对结构的整体稳定性进行分析,同时采用合理的支撑体系保证结构的整体刚度。
江苏泰州市火车站大跨拱形钢雨棚为无站台柱雨棚,大跨度雨棚主体结构采用钢管混凝土柱与空间倒三角钢管桁架,为风敏感体系。通过风洞试验和风振分析确定工程设计参数,采用三维有限元模型进行内力分析,包括温度作用和水平推力对超长大跨拱形结构的影响,并对结构的整体稳定性进行分析,同时采用合理的支撑体系保证结构的整体刚度。
2014, 44(11): 172-177.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411034
摘要:
试验研究表明,复合受力状态下的钢筋混凝土构件的抗拉、抗弯、抗剪强度是相关的。以拉弯相关性、弯剪相关性为基础,根据截面满足的平衡条件,分别推导出矩形截面钢筋混凝土构件在小偏拉、剪力共同作用和大偏拉、剪力共同作用下考虑拉-弯-剪三者相关性的承载力验算式。通过对比试验数据,考虑拉-弯-剪相关性的构件承载力验算方法计算的结果与试验数据符合良好。从安全角度考虑,建议进一步修正GB 50010—2010《混凝土设计规范》中关于拉-弯-剪构件设计方法。
试验研究表明,复合受力状态下的钢筋混凝土构件的抗拉、抗弯、抗剪强度是相关的。以拉弯相关性、弯剪相关性为基础,根据截面满足的平衡条件,分别推导出矩形截面钢筋混凝土构件在小偏拉、剪力共同作用和大偏拉、剪力共同作用下考虑拉-弯-剪三者相关性的承载力验算式。通过对比试验数据,考虑拉-弯-剪相关性的构件承载力验算方法计算的结果与试验数据符合良好。从安全角度考虑,建议进一步修正GB 50010—2010《混凝土设计规范》中关于拉-弯-剪构件设计方法。
2014, 44(11): 178-181.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411035
摘要:
天津作为我国的老工业基地,拥有大量的工业遗产。对于大量的具有丰富历史和文化意义的工业建筑,采用何种态度处理是极为重要的课题。通过对天津大量历史工业遗产的梳理和分析,结合国内在工业建筑改造与再利用方面的经验,尝试拓展和完善在工业建筑遗产保护方面的观念和体系。
天津作为我国的老工业基地,拥有大量的工业遗产。对于大量的具有丰富历史和文化意义的工业建筑,采用何种态度处理是极为重要的课题。通过对天津大量历史工业遗产的梳理和分析,结合国内在工业建筑改造与再利用方面的经验,尝试拓展和完善在工业建筑遗产保护方面的观念和体系。
2014, 44(11): 182-185.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411036
摘要:
某5层砖混结构办公楼拟改造为商场,需拆除结构底部墙体以形成大开间。结合结构检测鉴定结果及其受力特点,确定了结构"整体隐形钢框架体系"加固设计方案和"三重连接"加固方法。采用夹墙梁或柱加固原结构后的监测结果表明:该改造工程加固效果达到设计要求,结构整体安全可靠,满足使用要求。
某5层砖混结构办公楼拟改造为商场,需拆除结构底部墙体以形成大开间。结合结构检测鉴定结果及其受力特点,确定了结构"整体隐形钢框架体系"加固设计方案和"三重连接"加固方法。采用夹墙梁或柱加固原结构后的监测结果表明:该改造工程加固效果达到设计要求,结构整体安全可靠,满足使用要求。
2014, 44(11): 186-188.
doi: 10.13204/j.gyjz2001411037
摘要:
通过对某工业园区设计,试图将地域文化与企业文化有机融入现代工业建筑的设计之中,并在整体环境观下,通过对环境和基地的分析使之适当体现场所精神,并找到独有的建筑形态和外观,避免现代建筑呈现的冷漠单调的工业建筑性质,创造出丰富多彩的符合地域和场所精神的工业建筑形象。
通过对某工业园区设计,试图将地域文化与企业文化有机融入现代工业建筑的设计之中,并在整体环境观下,通过对环境和基地的分析使之适当体现场所精神,并找到独有的建筑形态和外观,避免现代建筑呈现的冷漠单调的工业建筑性质,创造出丰富多彩的符合地域和场所精神的工业建筑形象。
