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2015年  第45卷  第12期

不锈钢结构研究新进展及规程介绍
《不锈钢结构技术规程》的编制及内容简介
舒赣平, 王元清, 袁焕鑫, 郑宝锋
2015, 45(12): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz201512001
摘要:
通过对我国首部《不锈钢结构技术规程》的编制工作和主要内容的总结,对不锈钢材的基本物理和力学性能以及不锈钢结构中材料牌号的选择原则给予介绍,结合《不锈钢结构技术规程》编制进展,对所开展的主要试验研究工作进行回顾,对规程的主要内容,包括受压板件、轴心受压构件、受弯构件和连接节点的设计计算方法予以阐述,最后对在不锈钢结构中采用的主要防腐措施给予说明。
不锈钢结构的材料选用及防腐蚀设计
吴耀华
2015, 45(12): 7-12. doi: 10.13204/j.gyjz201512002
摘要:
首先介绍了不锈钢材料的分类及建筑结构用不锈钢的性能和特点,并与普通钢材进行比较。阐述了在《不锈钢结构技术规程》中不锈钢材料强度及焊接和螺栓连接强度等设计指标的取值方法,通过大量的材料性能试验数据分析,确定了不锈钢结构材料的抗力分项系数为1.165。同时给出了合理选用不锈钢及其连接材料需要考虑的各项因素及选用方法、不锈钢结构中腐蚀破坏的种类以及设计中防腐蚀的构造做法。
不锈钢焊接工字形截面轴压构件局部屈曲分析
王元清, 袁焕鑫, 杜新喜, 陈晓婉, 石永久
2015, 45(12): 13-17. doi: 10.13204/j.gyjz201512003
摘要:
采用有限元方法对不锈钢焊接工字形截面轴心受压构件的局部稳定性能进行深入研究,根据现有的相关试验数据对所建立的有限元模型的准确性进行验证,基于验证可靠的非线性有限元数值模型,对不锈钢材料力学性能、构件局部几何初始缺陷和焊接残余应力等关键参数进行分析,得到了覆盖面较广的计算结果。结合所得的数值计算结果和现有的试验数据,对欧洲不锈钢结构设计规范EN 1993-1-4中的宽厚比限值和有效宽度计算公式进行评估,在此基础上提出针对加劲板件与非加劲板件的局部屈曲宽厚比限值和屈曲后强度修正计算公式。
考虑相关屈曲的不锈钢箱形柱稳定承载力计算
袁焕鑫, 杜新喜, 王元清, 杨璐
2015, 45(12): 18-22. doi: 10.13204/j.gyjz201512004
摘要:
对不锈钢焊接箱形截面柱的局部-整体相关稳定承载力计算方法进行比较分析,以实现经济合理的截面设计。根据现有的试验数据和得出的大量有限元数值计算结果,对国外现行的不锈钢结构设计标准——欧洲规范EN 1993-1-4、美国规范ASCE 8-02、澳大利亚和新西兰规范AS/NZS 4673,以及GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构规范》和北美冷成型钢结构规范AISI S100进行比较分析。结果表明:ASCE 8-02、AISI S100和GB 50018高估了构件的相关稳定承载力,而EN 1993-1-4没有充分考虑不同牌号不锈钢材料性能的差异,澳大利亚和新西兰规范AS/NZS 4673对每种牌号的不锈钢单独确定设计曲线时应用较为繁琐。基于EN 1993-1-4的计算公式,针对奥氏体型和双相型两类不锈钢提出了通用的计算修正系数,通过试验数据和有限元数值算例的验证,表明了修正计算系数的准确性和适用性。
不锈钢焊接工字形截面梁整体稳定性分析
舒赣平, 辛连春, 郑宝锋, 范圣刚, 张奎, 张涌泉
2015, 45(12): 23-31. doi: 10.13204/j.gyjz201512005
摘要:
基于国内外已有的不锈钢焊接工字形截面梁整体稳定性的计算方法,包括美国SEI/ASCE 8-02中的方法、欧洲EN 1993-1-4中的方法和王元清提出的方法,采用有限元方法对不锈钢焊接工字形截面梁的整体稳定性进行分析,并用不锈钢焊接工字形截面梁已有的试验数据对有限元模型的准确性进行验证,在此基础上,对不锈钢焊接工字形截面梁进行参数化分析。分析表明:对梁整体稳定承载力影响的因素从大到小依次为材料名义屈服强度、荷载类型、截面类型和焊接残余应力;在参数化分析的基础上,提出基于修正正则化长细比的Perry公式型整体稳定系数表达式;将所提出的计算方法、国内外现有的计算方法与试验数据进行了对比,结果表明受试验中边界条件的影响,试验值高于计算方法的计算值,与其他方法相比,所提出的计算方法与有限元计算结果吻合更好,可以用于计算焊接工字形截面梁的整体稳定承载力。
不锈钢受弯构件挠度计算方法研究
郑宝锋, 张奎, 舒赣平, 范圣刚, 张涌泉
2015, 45(12): 32-38. doi: 10.13204/j.gyjz201512006
摘要:
为了给我国第一部《不锈钢结构技术规程》中受弯构件挠度计算提供依据,对目前国内外已有的相关计算方法进行对比分析。结果表明:受不锈钢材料非线性的影响,不锈钢受弯构件的挠度计算与普通低碳钢结构有较大的不同,现有计算方法均存在不足。基于不锈钢材料的Ramberg-Osgood模型和平截面假定,提出计算受弯构件挠度的近似曲率法,并给出关键参数屈服弯矩M0.2的近似计算表达式。采用国内外已有的试验数据,对提出的计算方法进行验证。结果表明:与国内外已有计算方法相比,近似曲率法表达式相对简单,能够准确地计算不同截面类型、不同荷载方式和不同材料种类下不锈钢受弯构件的挠度。
不锈钢受弯构件残余变形的有限元计算和分析
赵梦晗, 杨璐, 尚帆, 王元清
2015, 45(12): 39-43. doi: 10.13204/j.gyjz201512007
摘要:
通过对比国内外现有不锈钢设计标准的变形计算方法,研究不锈钢受弯构件的残余变形性能。采用有限元分析法对不锈钢工字形和箱形受弯构件达到屈服强度时的残余变形进行分析,并研究材料性能、构件长细比及截面形式等因素的影响。结果表明:如果不考虑塑性发展系数,构件在承受M0.2的弯矩时产生的残余变形将普遍大于梁跨的1/1 000,甚至在一些情况下会超过梁跨的1/50。
不锈钢构件抗火设计方法剖析
范圣刚, 孙文隽, 刘美景, 舒赣平
2015, 45(12): 44-50. doi: 10.13204/j.gyjz201512008
摘要:
基于国外现有关于不锈钢结构技术标准中的抗火设计方法,并结合已开展的相关不锈钢构件相关试验研究,对不锈钢抗火设计方法进行较为全面的剖析,通过算例分析,给出各种抗火设计方法的差异性。分析表明:欧洲EN 1993-1-2与欧洲《不锈钢设计手册》中不锈钢梁的抗火设计方法基本相同,但基于试验的抗火设计方法计算结果偏低。而欧洲EN 1993-1-2、欧洲《不锈钢设计手册》与基于试验中不锈钢柱的抗火设计方法计算结果相近。
不锈钢螺钉连接试验研究及设计建议
董军, 彭洋, 金晓兰, 陈子璇
2015, 45(12): 51-57. doi: 10.13204/j.gyjz201512009
摘要:
通过对不锈钢螺钉连接抗剪性能的试验研究,明确了连接破坏形式,考察单剪和双剪构造、连接板厚、螺钉间距、连接长度和螺钉排列方式等关键参数的影响规律,提出螺钉抗剪承载力设计算式及相关设计建议。研究结果表明:螺钉连接的破坏形式为螺钉杆剪断破坏、螺钉斜拔破坏和不锈钢板承压破坏;抗剪承载力随着剪切面数目的增加而提高,双剪连接与单剪连接抗剪承载力之比等于2;承压破坏抗剪极限承载力随着板厚的增大而提高;端距和间距应不小于3倍螺钉直径;螺钉群抗剪承载力折减系数取值与连接板等厚与否以及连接长度有关。
不锈钢抽芯铆钉连接试验研究及设计建议
董军, 金晓兰, 彭洋, 王梦玲
2015, 45(12): 58-63. doi: 10.13204/j.gyjz201512010
摘要:
通过对不锈钢抽芯铆钉连接进行抗剪性能试验研究,明确了连接破坏形式,考察单剪和双剪构造、抽芯铆钉端距和间距、连接长度等关键参数的影响规律,提出抗剪承载力设计算式及相关设计建议。研究结果表明:抽芯铆钉连接的破坏形式为抽芯铆钉杆剪断破坏和不锈钢板承压破坏;抗剪承载力随着剪切面数目的增加而提高,双剪连接与单剪连接抗剪承载力之比为1.8~1.9;端距和间距应分别不小于2.5倍和3倍抽芯铆钉孔径;抽芯铆钉群抗剪承载力折减系数取值与连接板等厚与否以及连接长度有关。
无锡工业遗产的社区化转型研究
张希晨, 许文杰, 郝靖欣
2015, 45(12): 64-68. doi: 10.13204/j.gyjz201512011
摘要:
城市工业遗产往往占据城市中优越的区位。在当前城市发展规划中,工业遗产保护再利用时常使决策者陷入两难的困境:拆除这些建筑不符合当前尊重遗产文化和可持续发展的原则,而大量的投入往往并没有带来遗产活力的再现。通过对无锡两个工业遗产社区化转型案例的分析,发现工业遗产的社区化、商业化转型改造,既是当前更新模式的拓展,又可以丰富城市社区空间环境、改善城市界面,并依托社区保持遗产项目的长久活力,从而推动社区与城市的互动发展。在案例研究基础上,探讨无锡工业遗产社区化改造的可能性、意义、原则及策略,从城市街区的角度讨论城市工业遗产的更新方式,赋予工业遗产长久的自我更新机制,从而使其能长久地"活"在城市之中。
安徽近代工业建筑的发展和特征
徐震, 王薇
2015, 45(12): 69-73. doi: 10.13204/j.gyjz201512012
摘要:
安徽近代工业建筑客观地反映出地处内陆的安徽近代建筑在建筑技术方面的现代化过程。在对安徽近代工业建筑案例的实地考察和相关史志文献的收集整理基础上,梳理了安徽近代工业的发展历程和工业建筑的建造活动;分析了代表近代工业建筑发展水平的标志性案例;并探讨了安徽近代工业建筑的特征。
太行山区历史文化名村传统街巷的特色及保护策略研究
林祖锐, 理南南, 余洋, 冯明丽
2015, 45(12): 74-78. doi: 10.13204/j.gyjz201512013
摘要:
传统街巷是构成历史村落形态的骨架,是村落整体保护的重要内容。分析了太行山区历史文化名村传统街巷形成的影响因素,总结归纳出其价值特色,而价值特色突出体现在形态美学特色、复合功能特色、生态技术特色等方面。进而在对传统街巷更新现状问题梳理剖析的基础上,通过对传统街巷的价值评估,依据价值程度,提出适宜性的保护再利用策略。
基于熵权与变权的火力发电厂选址评价
姜军海, 邵红红, 李锐, 王砚彬, 金祎璇
2015, 45(12): 79-82. doi: 10.13204/j.gyjz201512014
摘要:
目前,火力发电厂的选址评价方法通常采用常权评价指标权重,忽略了各因素变化对权重产生的影响。提出一种新的评价模型,利用熵权和变权综合的灰色关联法对火力发电厂的选址进行评价,充分考虑权重与各指标数据间的关系,客观全面地评价火力发电厂选址方案。首先通过分析影响火力发电厂选址的主要因素,据此构建火力发电厂的选址评价指标体系,然后利用熵权与变权综合确定各指标的权重,最后结合灰色关联分析法建立火力发电厂选址评价模型,并通过实际案例证明了以熵权与变权综合为基础建立的灰色关联评价模型,进行火力发电厂选址方案评价的可行性,从而为火力发电厂的选址评价提供理论依据。
负载锈蚀钢筋混凝土梁正截面抗弯承载力研究
徐港, 徐浩铭, 邓庆, 赵鹏
2015, 45(12): 83-87. doi: 10.13204/j.gyjz201512015
摘要:
采用自主设计的混凝土梁反力加载试验装置,对不同负载条件下锈蚀钢筋混凝土梁的抗力性能进行研究。在试验梁跨中设置保水槽并盛装3%的Na Cl溶液模拟海洋环境,采用恒电流加速锈蚀钢筋,试验工况分为不负载锈蚀、连续负载锈蚀、负载锈蚀卸载、负载不锈蚀及完好梁等5种,其中负载水平又按梁极限承载力的25%、45%和65%分为3种。研究表明:相同条件下,持荷状态对梁内钢筋的平均锈蚀率影响不明显,但负载水平对钢筋的锈蚀形态具有重要影响,随着负载水平的增加,钢筋的不均匀锈蚀程度渐趋显著;相同条件下,持续负载与否对锈蚀梁的承载力具有影响,较未负载锈蚀梁而言,负载锈蚀梁卸载后重新加载至破坏时两者极限承载力相近,但负载锈蚀不卸载梁的承载力更高;现有锈蚀梁正截面承载力计算模型具有一定的可靠性,然而尚不能充分揭示其退化机理。
腐蚀预应力混凝土梁刚度的分析和计算
王磊, 李双, 张旭辉, 张建仁
2015, 45(12): 88-93. doi: 10.13204/j.gyjz201512016
摘要:
预应力筋腐蚀会引起混凝土梁刚度的退化,从而影响结构的正常使用性能。针对这一问题,设计制作了预应力混凝土梁,通过电化学快速方法得到了不同的预应力筋的腐蚀水平,进而对其腐蚀后的抗弯刚度进行了试验研究,在此基础上建立了腐蚀预应力混凝土梁短期刚度计算模型,并通过与试验结果的对比对模型进行验证。结果表明:随着荷载的增加,腐蚀预应力混凝土梁的刚度变化明显地分为两个阶段:开裂前,各试验梁的刚度基本一致,预应力筋腐蚀对刚度影响很小;开裂后,预应力筋腐蚀导致混凝土梁抗弯刚度显著下降。腐蚀预应力混凝土梁的弯矩-曲率曲线基本满足双折线变化的规律。
一种新型装配式混凝土框架结构连接节点试验研究
程蓓, 苗小燕, 徐建伟
2015, 45(12): 94-98. doi: 10.13204/j.gyjz201512017
摘要:
随着产业化发展,装配式结构因其施工简便、工期短、减少环境污染、减少劳动力等优点,得到国内外广泛应用。对于装配式混凝土框架结构,梁柱节点的连接方式一直是研究的热点问题。针对装配式混凝土结构梁柱节点提出了一种新型连接方式,将螺栓和预制梁柱节点以及预制梁中预埋型钢构件连接在一起。通过足尺试验将其与现浇混凝土梁柱节点进行对比,研究这种新型连接节点的滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力等受力机理和抗震性能。结果表明:这种新型装配式混凝土框架结构连接节点与传统现浇节点具有类似的耗能能力,且有效地节约了施工成本。
预制混凝土管柱柱脚节点抗震性能试验研究
丁红岩, 马耀邦, 张浦阳
2015, 45(12): 99-103. doi: 10.13204/j.gyjz201512018
摘要:
通过对柱脚节点的试验研究,对比分析预制混凝土管柱与普通混凝土柱柱脚节点的破坏特征、承载能力和延性、滞回特性和刚度退化等抗震性能指标。研究表明:预制混凝土管柱在抗震过程中有较好的抗剪性能和耗能能力,抗震性能可靠,具有替代普通混凝土柱的能力。
具有保温功能的混凝土密柱石膏外墙板低周往复试验研究
姜忻良, 辛磊方, 姜南, 马少春, 姜寅卿, 刘继武
2015, 45(12): 104-109. doi: 10.13204/j.gyjz201512019
摘要:
为研究具有保温功能的混凝土密柱石膏外墙板的抗震性能,对3块外墙板进行低周往复荷载试验。研究构件的抗剪承载能力、变形能力、破坏特征、构件的延性、耗能能力等受力特性,分析比较主体石膏板与具有围护功能的石膏单板的受力特性。通过试验及数据分析,得出具有保温功能的混凝土密柱石膏外墙板的抗震性能良好。
基于载荷试验的多桩型复合地基的概念设计方法
黄文德, 党发宁, 肖耀廷
2015, 45(12): 110-115. doi: 10.13204/j.gyjz201512020
摘要:
通过分析影响复合地基桩土应力的因素,指出复合地基的桩土应力与垫层刚度、桩间土刚度、桩刚度的大小有关。从荷载试验应力-变形曲线入手,利用荷载试验能从宏观上反映桩土相互作用的特点,提出考虑垫层刚度、桩间土刚度、桩刚度的多桩型复合地基桩土应力的计算方法;指出多桩型复合地基设计应将主;辅桩设计为两道防线,主桩为第一道防线,主要目的是减小复合地基沉降,设计时宜采用刚度较大的桩体;辅桩为第二道防线,主要保证复合地基的安全度、调整主桩的应力,设计时宜采用柔性桩或者刚度较小的桩。垫层厚度的调整对桩土应力影响较大,但对应力发挥顺序影响不大。通过分析得到:多桩型复合地基的设计应全面看待各刚度的影响,根据实际问题,调整主、辅桩和土的刚度以及垫层的厚度。后续研究应集中在建立合理的复合地基的评价机制上。
基于微观分析的软土修正固结模型及计算
周晖, 房营光, 谷任国
2015, 45(12): 116-119. doi: 10.13204/j.gyjz201512021
摘要:
排水固结过程中土体的微观结构特征及孔隙特征随固结压力和时间不断变化,微观因素的变化促使软土渗透性、压缩性发生变化,进而引起固结特性的改变。以广州软土为研究对象,从微观角度建立基于孔隙压缩规律和渗流机制的排水固结模型,将计算结果与太沙基模型结果及试验数据比较后发现,修正模型得到的孔压消散规律与太沙基模型基本一致,但消散速度明显变缓,固结后期两者孔压的相对误差超过100%。固结后期(固结度U>65%)太沙基模型处于"失真"状态,而修正模型值与实测值的误差控制在5%以内。说明基于微观试验的修正固结模型从软土固结的微观本质出发,能真实地反映软土排水固结的实际情况,可以对深厚软土地基基础沉降起很好的预测作用。
混凝土扩盘桩抗压破坏机理的现场大比例半面桩试验研究
钱永梅, 程庆宇, 田伟, 徐广涵
2015, 45(12): 120-123. doi: 10.13204/j.gyjz201512022
摘要:
运用全新的试验方法,对混凝土扩盘桩进行现场大比例半截面实桩试验,全过程观测混凝土扩盘桩在受压状态下桩周土体从加载到破坏的整体情况,验证已有的理论分析和模型试验的结果,确定混凝土扩盘桩在竖向压力作用下桩周土体破坏机理,为进一步确定混凝土扩盘桩在受压状态下的极限承载力奠定了可靠的基础,为变截面桩的试验研究提供了一种全新的方法。
基于体积损失控制法的盾构施工模拟研究
侯伟, 韩煊, 王法, 尹宏磊
2015, 45(12): 124-130. doi: 10.13204/j.gyjz201512023
摘要:
基于体积损失控制法,对北京市地铁8号线沿线典型区段由于隧道施工引起的地层沉降进行模拟。为得到合理的计算结果,以基于地层损失率得到隧道沿线控制断面的地表沉降槽面积作为区段的边界值,对区段内的子区域进行插值,采用不等比例的应力释放方法,通过独立判定各子区域是否完成应力释放以获得隧道沿线连续、渐变的沉降变形。分析隧道开挖影响范围内土体的应力状态变化和位移特性,模拟了隧道沿线的地层沉降,并与Peck算式计算结果和实测数据进行了对比。
页岩烧结保温砌块超薄灰缝砌体剪压复合受力性能试验研究
浮广明, 白国良, 权宗刚, 肖慧, 王辉, 陆文斌
2015, 45(12): 131-136. doi: 10.13204/j.gyjz201512024
摘要:
为了解实际页岩烧结保温砌块房屋在横向荷载和竖向荷载共同作用下的受力性能,根据竖向压应力的不同设计并制作了6组36个剪压试件,通过自行设计的自平衡剪压加载装置进行页岩烧结保温砌块超薄灰缝砌体剪压复合受力性能试验。试验结果表明:剪压复合受力作用下试件分为剪摩破坏、剪压破坏和局部破坏3种破坏形态;根据剪压试验结果绘制了页岩烧结保温砌块砌体剪压相关曲线,并提出了剪压相关曲线方程;在该方程基础上,结合现有的变摩擦系数剪摩理论,得到页岩烧结保温砌块砌体静力抗剪强度计算式,并将该式与现有的砌体静力抗剪强度计算式进行比较,发现所提出的算式与试验结果符合较好,建议采用该算式作为页岩烧结保温砌块砌体静力抗剪强度计算表达式。
冻融循环作用下钢筋与混凝土黏结应力的损伤研究
张利, 郭金辉, 宿晓萍
2015, 45(12): 137-140. doi: 10.13204/j.gyjz201512025
摘要:
吉林西部地区处于严寒地区,混凝土建筑物会因冻融的影响而导致混凝土结构过早地失去原有的性能,因此,通过对冻融循环作用下钢筋与混凝土黏结应力的损伤进行了试验研究。试验用钢筋混凝土试件的混凝土强度等级为C30,配制普通混凝土与引气混凝土试件进行对比,在钢筋混凝土试件经受了0,25,50次冻融循环作用后,利用电子万能试验机进行拉拔试验,测量其钢筋与混凝土之间的黏结应力,总结出冻融循环作用次数、混凝土配合比对钢筋与混凝土黏结应力的影响规律。结果表明,冻融循环作用次数的增加会导致钢筋与混凝土之间的黏结应力降低;在冻融循环作用下引气混凝土试件的钢筋与混凝土黏结应力的损伤比普通混凝土试件明显降低,抗冻性更好。
多孔混凝土静压应力-应变关系的试验研究
张茂刚, 陈俊松, 三岛直生, 陈炜, 郭晟
2015, 45(12): 141-144. doi: 10.13204/j.gyjz201512026
摘要:
通过混凝土抗压强度试验,以孔隙率和水胶比为主要影响因素,探讨多孔混凝土的静压应力-应变关系和静弹性模量特性。通过对比分析表明:孔隙率对于多孔混凝土应力-应变曲线的影响较为显著。随着孔隙率的增大,多孔混凝土在受压过程中发生不均匀变形和突然性破坏的概率会逐渐上升。此外,多孔混凝土的静弹性模量会随着孔隙率的增大而降低,且呈现出与抗压强度同步升高或降低的趋势。
聚羧酸减水剂复配机制砂自密实混凝土的试验研究
李书进, 王宁宁, 厉见芬
2015, 45(12): 145-149. doi: 10.13204/j.gyjz201512027
摘要:
为解决机制砂混凝土流动性差、保坍性能差、凝结时间短等问题,通过掺加优选的聚羧酸母液,复配以适量的保坍、引气和缓凝组分,开发出一种机制砂自密实混凝土专用外加剂。结果表明:采用12%聚羧酸母液与28%保坍组分复配,并掺加0.15%引气组分、5%缓凝组分和54.85%的水,可赋予机制砂自密实混凝土优异的流动性、保坍性和力学性能。制备的机制砂自密实混凝土成功用于某高速公路水下灌注桩施工,获得良好的技术及经济效果。
钢筋混凝土独立梁满堂扣件式钢管支撑架设计及其稳定性分析
张金轮, 索小永, 孙俊伟
2015, 45(12): 150-155. doi: 10.13204/j.gyjz201512028
摘要:
钢筋混凝土独立梁横向两侧无楼板,梁下满堂扣件式钢管支撑架的横向稳定性是设计要考虑的关键问题之一。通过对比某剧院工程台口大梁满堂扣件式钢管支撑架不同步距、立杆横距对梁支撑架稳定承载力的影响,利用ANSYS软件建立半刚性主节点整架模型,进行特征值屈曲分析及考虑结构初始缺陷的非线性屈曲分析和静力分析。分析结果表明:按JGJ 130—2011《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》验算的立杆稳定承载力具有较高的安全储备;建立的半刚性模型对独立梁支撑架的非线性稳定承载力分析是可行的;独立梁横向两侧外延支撑架立杆横距对整个架体的稳定性有一定影响,设计中应给予重视。
综述
非饱和土坡面降雨入渗边界条件的研究进展
王成华, 李腾年
2015, 45(12): 156-162. doi: 10.13204/j.gyjz201512029
摘要:
降雨入渗作为降雨导致渗流分析的边界条件之一,其准确与否对分析结果的合理性有重要影响。对具有坡面流条件的入渗,坡面积水深度的确定将直接影响坡面流模型的选择,进而影响坡面降雨入渗量的分析。传统的正交降雨入渗边界条件是将雨水流速(流量)按土坡坡度大小分解到与土坡坡面正交方向后再正交入渗。实际降雨观察发现:降雨入渗远非这样简单的正交入渗,而是根据降雨强度与入渗能力的大小关系形成不同的入渗情况,即符合非正交降雨入渗边界条件。通过介绍非饱和土坡面流模型、坡面降雨入渗解析解以及坡面降雨入渗试验和数值模拟,分析了现有非饱和土坡面降雨入渗在边界条件处理上存在的问题,说明了确定非正交入渗边界条件的重要性。
现代钢结构
延性节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的滞回性能研究
董建莉, 王燕
2015, 45(12): 163-170. doi: 10.13204/j.gyjz201512030
摘要:
为研究延性节点在整体钢框架中的抗震机理及性能,设计了3个缩尺比例为1∶3的不同节点构造形式的空间钢框架计算模型,分别为圆弧削弱型节点钢框架RBF、直接扩翼型节点钢框架KYF和普通标准节点型钢框架OSF,并利用ANSYS有限元分析软件进行了拟静力加载分析,创新性地采用二层施加位移、一层同时施加力荷载的同步混合加载制度施加水平地震作用。分析结果表明:圆弧削弱型节点钢框架和直接扩翼型节点钢框架均能较好地实现塑性铰外移的设计目的,有效保护了梁柱连接节点处焊缝不发生脆性破坏,并能延缓柱脚处的塑性变形和破坏。与普通节点钢框架相比,延性节点钢框架滞回曲线饱满、延性好、耗能能力强。
方钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架拟动力试验研究
完海鹰, 杜维凤, 冯然
2015, 45(12): 171-177. doi: 10.13204/j.gyjz201512031
摘要:
为进一步研究钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架的抗震性能,以缩尺比例1/3的方钢管混凝土柱-钢梁半刚性框架模型为研究对象,模拟地震荷载作用下结构动力性能的试验研究,其中采用不同峰值加速度的El Centro波及Kobe波作为输入地震波分别模拟不同地震作用。通过试验得到钢框架结构各主要构件的应变响应、位移响应、基底剪力、刚度退化和滞回曲线,并用MATLAB软件编制了时程分析程序,对试验框架模型进行弹性时程分析,最后将分析结果与试验结果进行对比分析,两者较为吻合。分析结果表明:随着地震作用的加强,结构刚度逐渐退化,结构基频下降;试验框架模型的滞回曲线比较饱满,表明框架具有很好的延性和耗能能力,抗震性能良好,其破坏模式是钢梁转角过大引起的节点顶部和底部角钢的过大变形,而其他主要构件则表现良好,未受到大的破坏。
桁架式钢骨混凝土梁抗弯性能试验研究
邓志恒, 陈孔, 冯超, 陆合勇
2015, 45(12): 178-182. doi: 10.13204/j.gyjz201512032
摘要:
通过对10根桁架式钢骨混凝土简支梁的静力荷载试验,研究各试件的弯曲破坏过程、裂缝开展模式等破坏形态,分析各试件的承载能力、截面应变分布规律等受力性能。研究表明:梁纵筋配筋率和含钢率是影响桁架式钢骨混凝土梁抗弯性能的主要因素。
部分外包型钢混凝土黏结滑移性能的试验研究
郑浩, 胡夏闽, 刘加荣, 洪万
2015, 45(12): 183-188. doi: 10.13204/j.gyjz201512033
摘要:
通过对10个部分外包型钢混凝土进行推出试验,对部分外包型钢混凝土的黏结机理、黏结强度和黏结滑移本构关系等关键问题进行研究,分析混凝土强度等级、型钢与混凝土接触面状态及接触长度对型钢与混凝土间黏结滑移性能的影响,考察型钢翼缘及型钢腹板与混凝土的黏结强度。试验研究结果表明,生赤锈型钢的黏结应力比普通型钢高;型钢翼缘相对于腹板对总体黏结作用贡献更大;混凝土强度等级、接触面状态及接触长度是影响黏结强度的重要因素。根据所有试件的初始滑移黏结强度、极限黏结强度、残余黏结强度及其荷载-滑移曲线,提出部分外包型钢混凝土的黏结-滑移表达式,为部分外包型钢-混凝土组合构件抗剪连接性能的进一步研究提供参考。
工程实录
南方电网职工文体中心张弦结构设计及施工
张东
2015, 45(12): 189-193. doi: 10.13204/j.gyjz201512034
摘要:
南方电网职工文体活动中心轻钢屋面采用张弦梁结构。首先,确定了拉索预应力取值,在此基础上对结构进行静力和动力分析,表明拉索预应力对结构静力性能影响显著,对结构动力性能影响有限,而斜腹杆的存在增加了结构的刚度和稳定性。最后,对有关施工内容进行了介绍。
诺德英蓝国际金融中心伸臂桁架结构研究及施工监测
韩龙, 田稳苓
2015, 45(12): 194-199. doi: 10.13204/j.gyjz201512035
摘要:
天津诺德英蓝国际金融中心采用"巨型柱+剪力墙核心筒+环形桁架+伸臂桁架"结构体系。主体结构沿层高设置4道水平加强层,经对比研究确定加强层均安装形式合理的K形伸臂桁架。通过对伸臂桁架施工的数值模拟和现场监测,得到测点实测值与模拟值比较吻合,且均小于伸臂桁架内力设计值,确保施工阶段安全稳定。
建筑设计漫谈
城市建设与城市自然环境及人文环境的关系研究
周庆华, 姜长征
2015, 45(12): 200-202. doi: 10.13204/j.gyjz201512036
摘要:
在城市不断发展和建设的今天,不可避免地影响了人们赖以生存的自然环境和人文环境。如何解决和处理好彼此之间的矛盾问题是广大学者关注的焦点所在。城市建设及发展不仅要尊重自然环境、保持生态平衡,也要尊重人文历史、关注现实,为城市未来的发展奠定良好的基础,这是城市建设健康可持续发展的真谛。