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2019年  第49卷  第12期

高压输电塔线体系的防灾与加固
高压输电线路脱冰跳跃及脱冰准则的研究现状
王凌旭, 姚瑶, 张有佳, 赵鑫磊
2019, 49(12): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz201912001
摘要:
严重的覆冰会给输电线路带来威胁,在覆冰脱落过程中会给塔线体系产生严重的不平衡张力,导致输电导线断开、输电塔主要受力构件局部屈曲或整体倒塌等灾害。在阐述输电线路覆冰、脱冰危害的基础上,对当前输电线路覆冰模型以及脱冰研究状况予以总结,并对比分析不同覆冰准则研究思路。介绍导线脱冰跳跃控制方法,总结出输电线路覆冰、脱冰存在的问题,对今后输电塔线体系的覆冰、脱冰相关研究提出了建议。
不同覆冰状态下输电塔线体系脱冰及断线受力分析
王凌旭, 姚瑶, 张有佳, 黄军凯
2019, 49(12): 7-12. doi: 10.13204/j.gyjz201912002
摘要:
输电线路脱冰及断线对输电塔线体系所造成的影响一直受到人们的关注。利用ANSYS建立四塔三线的输电塔线体系有限元模型,计算不同工况下的输电塔线体系脱冰、断线过程,分析脱冰和断线的受力规律。结果表明:线路中上、下两排导线间距低于两排导线脱冰振动幅度的总和,可导致线路接触闪络;导线脱冰后导线张力振荡减小,并且振荡部分峰值会超过初始状态值;单根导线断线产生的冲击荷载大于两根导线断线产生的冲击荷载。
输电线路非线性脱冰耦合振动数学模型及振动响应参数优化
杨继业, 李健, 马强, 陈曦, 刘涛, 毕岩, 李秋澎, 刘雨菲
2019, 49(12): 13-18. doi: 10.13204/j.gyjz201912003
摘要:
为研究输电线路脱冰振动响应,基于能量法的拉格朗日动力方程,考虑输电线竖向、顺线路方向位移与绝缘子旋转角耦合,建立连续档输电线路非线性脱冰耦合振动数学模型用于描述输电线路脱冰振动。在不同档距、覆冰厚度、脱冰率作用的脱冰工况下,利用四阶Runge-Kutta方法求解非线性振动数学模型的数值解,得到输电线路脱冰振动动态位移和动态应力。对比数学模型和抛物线方程及状态方程求解的位移、应力,初步验证了数学模型的准确性。根据数学模型求解结果对输电线路脱冰振动响应参数进行优化,得出档距越小、覆冰厚度越大、脱冰率越大,输电导线脱冰振动响应中位移振幅越大。
空间相关性的不确定性对输电塔动力风荷载的影响
裴慧坤, 樊银平, 杨兴
2019, 49(12): 19-24. doi: 10.13204/j.gyjz201912004
摘要:
以沿海某省110 kV输电塔型为原型,选定两组不同的相干函数和三组不同指数衰减系数C作为不确定性参数。在考虑良态风速谱和台风风速谱而拟合出不同的风荷载时程,并将不同的风荷载输入到模型中,得到不同高度处输电塔的位移值、横担水平位移值以及输电塔杆件的最大内力值。结果表明:台风谱拟合的风荷载所对应的输电塔响应值要大于良态风谱拟合所对应的输电塔响应值。水平方向衰减系数对横担端点的水平位移影响较大。输电塔的空间相关性主要受竖向指数衰减系数控制。因此,空间相关性参数对输电塔风荷载响应影响较大。
强风荷载作用下500 kV输电塔线体系动力分析
裴慧坤, 陈城, 林国安, 张有佳
2019, 49(12): 25-30. doi: 10.13204/j.gyjz201912005
摘要:
高压输电线路在强风荷载用下出现倒塔的情况时有发生,静力风荷载的设计方法已表现出一定的局限性。通过利用Davenport风速功率谱模拟形成输电塔不同高度处风荷载时程,并施加相应位置,得出输电塔最大位移时程曲线、输电塔最大应力单元曲线、导线弧垂最低点位移时程曲线和导线最大应力时程曲线;结果表明:动力响应情况下的上述指标均大于静力风荷载下的相应指标。导线轴向拉力时程曲线存在一定的不同步位移情况,增加了输电塔的不平衡受力情况,使得输电塔线体系受力更加复杂。
气动阻尼效应对500 kV输电线路风偏响应的影响
黄军凯, 马晓红, 王凌旭, 张有佳
2019, 49(12): 31-35. doi: 10.13204/j.gyjz201912006
摘要:
风偏是引起电网故障的重要原因之一,以贵州地区某输电线路为背景,利用ANSYS建立输电线路有限元模型,采用考虑湍流度的修正脉动风速功率谱Davenport谱,利用谐波叠加法拟合出脉动风速时程曲线。根据输电线路气动阻尼动力学公式,推导出输电线路在考虑和不考虑气动阻尼两种情况下的计算式并输入到有限元模型中,同时与现场监测的风偏数据和ASCE 74-2015中计算气动阻尼的算式进行对比。结果表明:考虑气动阻尼的动态风偏与现场采集的数据较为吻合,ASCE 74-2015中的计算结果与前两者吻合也较好。
500 kV输电塔线体系强风荷载倒塌分析
陈城, 许海源, 王晨, 张有佳
2019, 49(12): 36-41. doi: 10.13204/j.gyjz201912007
摘要:
高压输电线路在强风荷载作用下的倒塔情况是影响输电线路安全运行的重要因素之一,选用Tian-Ma-Qu作为输电塔的角钢本构模型,利用脉动风脉动风中一维单变量下的随机平稳高斯过程,求解多变量的高斯随机过程,并拟合风速时程。建立三塔四线体系,将不同风攻角和不同风速下的风时程荷载输入。结果表明:0°风攻角下,前两个塔架(Z1、Z2)倒塌,风速为50 m/s;45°和90°风攻角下,中间塔架(Z2)塔倒塌,风速分别为38,34 m/s;随着风向角的由小变大,导致输电塔线体系破坏的风速逐渐变小;不同的风攻角会导致不同的输电塔倒塌。
输电铁塔结构构件夹具式加固性能的试验研究
连继业, 王绪湘, 汪大海, 张裕锦
2019, 49(12): 42-46. doi: 10.13204/j.gyjz201912008
摘要:
随着我国电网的迅速发展,既有的输电线路和铁塔体系已不能满足生产发展的要求,需要进行输电线路体系的升级和改造。因此,铁塔工程加固补强的有关研究受到越来越多的重视。为此,系统开展了不打孔夹具式加固方法的结构构件轴心受压承载力试验,得到了加固后角钢的荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、极限承载力和破坏形态;并通过与未加固构件承载力的对比,研究夹具部位、夹具数量对加固效果的影响。试验结果表明:夹具式方法改变了构件失稳形态,有效地提高了结构构件稳定性承载力。
500 kV鼓型高压输电塔的稳定性分析和加固
周伟才, 刘丙财, 林华盛, 张有佳
2019, 49(12): 47-51. doi: 10.13204/j.gyjz201912009
摘要:
输电塔的局部失稳是导致输电铁塔倒塌的重要原因。通过将风速转换为风压并施加于按实际等比例建立的ANSYS有限元模型中,并考虑二次应力影响和角钢朝向问题。根据屈曲系数分析输电铁塔的稳定性。研究结果表明:随着输电塔结构构件加固程度的增加,屈曲荷载因子逐渐增大,屈曲位置也逐步上移;当干字型输电塔下横担塔身部位加固完成后,屈曲位置上移至横担部位腹杆处。T字型比十字型和Z字型加固方式屈曲荷载因子分别提升了约39%和25%,可有效提升线路安全运行能力。
机场旧航站楼再利用模式研究
欧阳杰, 吕鸿
2019, 49(12): 52-58. doi: 10.13204/j.gyjz201912020
摘要:
近年来随着我国机场新建、改扩建的持续不断,致使近现代时期修建的大量历史悠久的旧航站楼建筑普遍遭受闲置、废弃甚至被拆毁的困境。通过梳理我国航站楼建筑发展演进的四个阶段,同时分析总结了我国旧航站楼建筑再利用原则及重、难点问题,最后结合国内外旧航站楼建筑再利用的典型案例,提出适合我国机场旧航站楼建筑再利用的开发模式。
模块化宿舍空间设计策略的探索
罗宇, 程东伟
2019, 49(12): 59-62. doi: 10.13204/j.gyjz201912021
摘要:
模块化建筑在学生宿舍类型建筑中具有应用前景,但存在空间层级单一、建筑形式单调的潜在问题。通过从阿尔多·凡·艾克的构型原则理论中汲取灵感,探索出一种围绕公共生活空间设计个人居室的"五环"空间组织模式。该模式空间层级丰富,所用模块种类数量亦得到相应控制,对模块化宿舍实际建设项目有参考价值。
北方地区高大空间公共建筑绿色设计研究
张龙巍, 张伶伶, 王超, 夏柏树
2019, 49(12): 63-68. doi: 10.13204/j.gyjz201912022
摘要:
以北方地区高大空间公共建筑为研究对象,建立典型高大空间公共建筑数据库,形成全过程量化导控的绿色设计指标体系;构建不同设计条件下的策略矩阵,为绿色设计提供广泛的样本参照、量化的指标导控和系统的方法指引,提升建筑师在高大空间公共建筑绿色设计中的实践效能。
基于城市文化的巩义市老城区街景改造研究
刘晨宇, 孙颖, 孙璐, 韩星
2019, 49(12): 69-74. doi: 10.13204/j.gyjz201912023
摘要:
城市街道景观作为城市窗户,反映了城市特色,是城市文化的外在表征。通过对城市文化的解读,讨论城市文化与街道景观两者之间的关系。以巩义市老城区为例,针对其街道景观建设中存在的问题,以具有巩义地域特色的宋文化、杜诗文化、河洛文化以及巩义窑白瓷文化等城市文化要素为基础,提出"畅游、细品、忆想"的街景改造理念,并分别从沿街立面、街道环境设施、街头游园及夜景照明等方面提出具体的改造措施。在探讨凸显城市文化的街道景观改造方法的基础上,寻求城市文化与街景的结合,以延续城市历史文脉,凸显地域特色。
纤维掺量和截面尺寸对钢筋混凝土矩形梁及T型梁抗剪性能的影响
周云龙, 耿连恒, 杨志年, 尤志国
2019, 49(12): 75-83. doi: 10.13204/j.gyjz201912025
摘要:
通过对四组不同纤维掺量及不同尺寸的钢筋混凝土矩形梁、T型梁在对称集中荷载作用下的抗剪性能试验,对比矩形梁与T型梁、不同纤维掺量时不同翼缘尺寸的钢筋混凝土梁的抗剪性能,包括破坏形态、裂缝分布、承载力、变形、跨中纵筋应变、剪跨区斜裂缝最大宽度等,同时研究剪跨区矩形梁腹板及T型梁翼缘中的混凝土应变特性。研究表明:翼缘的存在改变了斜裂缝的发展趋势,梁的破坏形态可从剪切破坏转变为弯曲破坏;T型梁的刚度、极限剪力优于矩形梁;随着翼缘宽度或高度的增加,混杂纤维混凝土T型梁的刚度、极限抗剪承载力和对应的加载点挠度、剪力-加载点曲线下的面积呈现出增大的趋势,跨中纵筋应变、斜截面最大裂缝宽度呈现出减小的趋势;在剪跨区T型梁翼缘横截面混凝土应变符合平截面假定,T型梁翼缘混凝土应变沿宽度存在剪力滞后效应。
承重保温一体化外挂墙板结构性能研究
王冬雁, 王淋, 刘康, 张燕刚, 胡凤琴, 张宗军
2019, 49(12): 84-87. doi: 10.13204/j.gyjz201912024
摘要:
承重保温一体化外挂墙板采用轻质微孔混凝土与普通混凝土叠合而成。墙板具有承重、保温一体化功能,可依据设计需求,制成与房屋开间尺寸相匹配的大型墙板体系。针对墙板的连接方式和生产工艺,通过对3块不同层高、足尺窗间墙板的单调加载试验,研究不同浇筑方式和与主体结构新型连接构造方式对墙板性能的影响。试验结果表明:轻质陶粒泡沫混凝土与普通混凝土叠合较好,能够共同工作,墙板的浇筑方式对其结构性能没有影响,在墙板受荷阶段未出现叠合面的滑移现象。墙板与主体结构的连接方式简洁、有效,可保证荷载的传递,且施工简单。该墙板具有良好的物理力学性能。
弹性边界与未知输入下斜拉索-磁流变阻尼器减振控制研究
段玉贺, 张刚, 韩祥兰, 冯志敏, 陈跃华, 闫伟
2019, 49(12): 88-95. doi: 10.13204/j.gyjz201912026
摘要:
在弹性边界条件下,针对斜拉索-磁流变阻尼器系统,进行未知输入作用下的减振控制方法研究。基于Hamilton原理及未知输入观测器原理建立斜拉索-磁流变阻尼器状态空间方程和未知输入估计器。基于未知输入观测器对斜拉索-磁流变阻尼器系统的未知输入实时观测估算,并对未知输入进行重构。在未知输入观测器基础上设计具有新型趋近律的滑移模型控制器。最后,以宁波招宝山斜拉索桥C20号斜拉索为例,进行仿真验证。结果表明:具有新型趋近律的滑移模型减振控制算法能保证斜拉索-磁流变阻尼器系统在未知输入作用下发挥的快速性和稳定性,有效抑制拉索的振幅和振速,且能在突发情况下依旧保持良好的减振效果。
体外预应力加固结构的二次效应分析
曾滨, 尚仁杰, 许庆
2019, 49(12): 96-99. doi: 10.13204/j.gyjz201912027
摘要:
二次效应是体外预应力加固混凝土受弯构件时产生的重要特征,通过分析体外预应力加固后的受弯构件在承载力极限状态时的弯曲变形,揭示了承载力极限状态时预应力筋有效高度随转向块间距变化而变化的规律,研究了体外预应力筋极限应力与高跨比或转向块间距的关系,分析了二次效应对计算承载力的影响,并与相关试验结果进行了对比。结合JGJ/T 279—2012《建筑结构体外预应力加固技术规程》,给出了体外预应力加固混凝土受弯构件的设计方法和构造要求。
不同剪切速率下重塑西安黄土与混凝土接触面剪切性状的试验研究
张磊, 刘慧, 王铁行
2019, 49(12): 100-104. doi: 10.13204/j.gyjz201912028
摘要:
为深入研究黄土与结构物接触面剪切性状,通过控制土样含水率和剪切速率,对重塑西安黄土与混凝土接触面进行大型直剪试验。试验结果表明:随着法向应力的增加,接触面剪应力-剪切位移关系逐渐由弱软化型转变为弱硬化型进而发展成强硬化型,但其类型不受剪切速率影响。随着土样含水率的增大,接触面抗剪强度在低法向应力下先增大后减小、高法向应力下单调减小,接触面黏聚力先增大后减小,接触面内摩擦角及其变化速率逐渐减小。随着剪切速率的增大,剪应力逐渐减小,接触面黏聚力在低含水率下先增大后减小、中含水率下先减小后增大、高含水率下单调增大,接触面内摩擦角在低含水率下相差不大、高含水率下逐渐减小。剪切速率对重塑西安黄土与混凝土接触面剪切性状的影响随法向应力和土样含水率的增大而增大。
承台约束和竖向荷载对双桩水平承载力影响的研究
梁振宁, 陈忠清, 高彦斌
2019, 49(12): 105-110. doi: 10.13204/j.gyjz201912029
摘要:
实际工程中桩基不仅承受竖向荷载,而且桩顶受到承台的约束,因此采用桩顶自由条件下的单桩水平承载力作为设计依据难以充分反映桩基在水平荷载下的实际工作状态。目前关于承台和竖向荷载对双桩及群桩水平承载性能影响的研究还比较少。为探讨承台约束和竖向荷载等因素对双桩水平承载力的影响,进行了10组现场水平静载荷试验。试验结果表明:桩顶约束对双桩承台短边方向水平承载力的影响不明显,而对长边方向的水平承载力有明显影响;水平受荷方向对双桩水平承载力有明显影响,其中承台长边方向的水平承载力明显大于短边方向的水平承载力;承台长边和短边方向的双桩水平承载力对桩顶竖向荷载的响应不同,当竖向荷载在3倍单桩竖向极限荷载范围内时,两个方向的双桩水平承载力均明显提高。
均匀外压作用下隧道双气囊体系的变形特性和失效机制
陈静, 闫澍旺, 钟晓凯
2019, 49(12): 111-118. doi: 10.13204/j.gyjz201912030
摘要:
在隧道的建设和运营过程中,地下水渗漏、突水及有害气体等灾害的发生会对隧道及其周围环境造成不利的影响,应采取快捷高效的临时性封堵措施将危险源隔离。充气囊利用其与隧道壁之间的摩阻力来抵抗外部压力,将有害气、流体阻隔在气囊一端,避免灾害进一步扩大。在单个气囊变形规律和失效模式的研究基础上,提出双气囊体系共同抵抗外力的模式,对其受力变形特性进行分析,得到双气囊体系在外压增长过程中各点形状、内压的变化规律以及失效模式,解决了气囊摩阻力不足、体量大、抢险施工困难大、效率低等问题。研究表明:双气囊体系与单气囊封堵的变形特性有一定的差异,其施工更加高效方便,可以大幅度提高气囊封堵能力,具有更好的封堵效果。
含尖端相交裂隙岩石的破裂特征
孙浩程, 陈有亮, 王苏然, 李玉成, 房媛, 朱丛薇
2019, 49(12): 119-125. doi: 10.13204/j.gyjz201912031
摘要:
依据相似理论选取与白砂岩性质相似的模拟材料,制作含尖端相交裂隙试样并进行单轴压缩试验,分析2条相交裂隙夹角α和α角的角平分线与水平方向的夹角β对白砂岩破坏模式、力学特性的影响。采用离散元软件PFC~(3D)对试样进行建模,模拟试样在单轴压缩下裂纹的扩展,得到了单轴压缩作用下试样的裂纹扩展特征和起裂应力变化规律。结果表明:1)随着α角的增大,试样峰值强度逐渐降低,预制裂隙内尖端裂纹发育水平逐渐提高;2)随着β角的增大,试样峰值强度逐渐提高,预制裂隙内尖端的裂纹发育水平逐渐降低;3)物理试验与数值模拟结果吻合较好,α角对起裂应力影响较大,随着α角的增大,起裂应力逐渐减小,起裂应力的大小几乎不受β角影响。
核电厂硫酸盐侵蚀环境下带裂缝混凝土损伤性能分析模型
曾滨, 荣华, 张璇, 徐锋, 张清清
2019, 49(12): 126-132. doi: 10.13204/j.gyjz201912032
摘要:
混凝土在硫酸盐侵蚀下将发生化学-力学耦合作用,并导致其力学性能和耐久性的降低。基于混凝土在硫酸盐腐蚀下的细观损伤时变模型,建立带裂缝混凝土三点弯曲梁试件的断裂性能分析方法,获得了宏观力学参数解析解及其性能演化规律。试验对比验证了该计算分析方法能较好预测带裂缝混凝土断裂性能演化规律,分析结果还表明硫酸盐腐蚀将降低开裂混凝土的极限承载力和断裂韧度。
铅锌尾矿砂混凝土对伽马射线屏蔽性能影响的研究
陈振富, 肖莉芳, 陶秋旺, 谢利平
2019, 49(12): 133-137. doi: 10.13204/j.gyjz201912033
摘要:
按0%、20%、40%、60%、80%、100%的比例以铅锌尾矿砂替代普通河砂,制备铅锌尾矿砂混凝土。对铅锌尾矿砂混凝土进行伽马射线屏蔽性能测试以及坍落度、抗压强度等试验,并与普通混凝土进行比较。试验结果表明:随着尾矿砂掺量的增加,伽马射线吸收系数μ逐渐增大,屏蔽性能更好,而坍落度有所下降,掺量增加到80%、100%时,坍落度的变化较大;同普通混凝土相比,用铅锌尾矿砂制备的混凝土强度会随着尾矿砂掺量的增加而降低,且幅度较大。
钢套筒约束下玄武岩复材筋的拉拔试验研究
刘祥, 贾彬, 黄辉, 廉杰, 李佳静
2019, 49(12): 138-144. doi: 10.13204/j.gyjz201912034
摘要:
考虑黏结长度、筋材直径、胶层厚度对黏结性能的影响,对11根钢套筒约束下粘砂变形的玄武岩纤维(BFRP)筋进行了拉拔试验;研究黏结应力沿黏结长度的分布情况以及宏观黏结-滑移曲线的特点。试验结果表明:试件的破坏多发生于BFRP筋与结构胶的界面;黏结应力沿黏结长度分布不均匀,黏结应力峰值出现的位置会随着荷载增加逐步远离加载端;BFRP筋与结构胶界面的黏结应力-滑移曲线可大致分为三个阶段:黏结段、滑移段、下降段。运用厚壁圆筒理论,计算了钢套筒筒壁应力,计算值与实测值吻合较好。
建筑用彩色压型钢板的使用寿命探讨
文双玲, 任玉苓, 柴昶
2019, 49(12): 145-148. doi: 10.13204/j.gyjz201912035
摘要:
彩色压型钢板在我国已历经了四十年应用历程,广泛应用于工业建筑和公共建筑的围护结构。当前,国产彩色压型钢板已逐渐进入了稳定发展阶段。根据调研结果:符合GB/T 12754—2006《彩色涂层钢板及钢带》的热镀锌基板聚酯彩色压型钢板工程实际使用时间远大于GB 50896—2013《压型金属板工程应用技术规范》中相对使用寿命的年限。通过对彩色压型钢板使用寿命有关问题的探讨,建议用GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》维护年限作为彩色压型钢板使用寿命的衡量标准。
施工电梯与外爬架一体化工作系统的研究和设计
林力勋, 令狐延, 董艺, 夏翔, 江楚杰, 杨锐, 赵伟程, 张延欣, 钱之平, 袁烽, 张洪波, 何卫东, 范永晶
2019, 49(12): 149-153. doi: 10.13204/j.gyjz201912036
摘要:
施工电梯和附着式升降脚手架(简称"外爬架")是施工现场常用的两种施工设备,通常在主体结构施工时,外爬架覆盖了主体结构顶部4~5层,施工电梯在"外爬架"下面2~4层,两种设备是分离的,施工人员无法通过施工电梯达到"外爬架"覆盖层,更不能到达"外爬架"顶部作业层,施工效率很低。在分析了施工现场施工电梯和"外爬架"工作关系的基础上,通过节点设计、部件改造、施工工艺等研究,将施工电梯与外爬架进行整合联动,使施工电梯可以运行到外爬架覆盖的楼层,最高可达施工作业层,有效提高了施工电梯的使用效率和整个施工管理的工作效率。
综述
3D打印技术在工程建设中的应用及前景
冯鹏, 张汉青, 孟鑫淼, 张涛, 林红威
2019, 49(12): 154-165. doi: 10.13204/j.gyjz201912010
摘要:
近年来,3D打印技术受到国内外技术人员的格外重视,在各行业中发展迅速,并逐步得到应用。通过惯3D打印技术在建筑工程中的应用的基础上,简要阐述3D打印技术的概念及其在建筑工程中应用的可行性,介绍了现有3D打印建筑的应用实例和设想,通过对3D打印结构力学性能的分析,对3D打印技术应用于建筑工程的前景进行展望。综述表明:将3D打印技术应用在工程建设领域既面临机遇也面临挑战。面临的挑战包括价格昂贵、需要建立对3D打印技术的性能评价体系等。提出未来的进一步发展需要政府、企业、研究单位的合作,共同推进3D打印技术在建筑工程的应用与普及。
工程建设技术标准动态
基于试验的轻质围护墙板承载力设计值确定方法
尚仁杰, 杨潇, 寅志强, 赵奕程
2019, 49(12): 166-170. doi: 10.13204/j.gyjz201912011
摘要:
轻质混凝土围护墙板具有质轻、热工性能好等优点,被广泛应用于装配式建筑的围护体系,但是,我国现行标准GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》不适合轻质混凝土墙板设计。在介绍欧洲标准、国际标准组织(ISO)和我国标准中基于试验设计方法的基础上,参照ISO 2394∶2015《结构可靠性一般原则》和我国GB 50153—2008《工程结构可靠性设计统一标准》相关内容,结合GB 50204—2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》中预制混凝土构件承载力检验系数,提出针对轻质混凝土围护墙板的基于试验的承载力设计值确定方法。该方法通过对同一规格样本试件进行试验,测得每个试件的承载力值,利用承载力检验系数和概率统计理论合理估计该规格墙板承载力设计值,避免了GB 50010—2010不适合轻质墙板设计的问题,为轻质混凝土围护墙板的设计计算和推广应用提供参考,并写入中国工程建设标准化协会标准《装配式轻质混凝土围护结构技术规程》(报批稿)中。
现代钢结构
冷弯薄壁型钢结构住宅拟静力抗震试验研究
陈易飞, 布欣, 王新武, 杨小林, 邢永辉, 孙海粟
2019, 49(12): 171-176. doi: 10.13204/j.gyjz201912012
摘要:
为研究冷弯薄壁型钢结构体系的抗震性能,设计制作了一栋两层冷弯薄壁型钢结构住宅骨架足尺模型,并对其进行拟静力抗震试验,分析模型的受力特性和破坏形态,并对模型的滞回特性、延性、刚度退化以及耗能能力等抗震性能指标进行了研究。试验结果表明:破坏主要发生在横撑节点处构件削弱部位,其他部位变形不大;模型顶层两侧的延性系数均大于4.0,说明模型具有良好的变形能力;模型中的墙体开洞会降低结构的刚度,但延性得到提高;结构耗能能力较强,且破坏为塑性破坏,有利于结构抗震。
地震波特性对形状记忆合金自复位支撑框架响应影响
张会, 何斌, 王春林
2019, 49(12): 177-182. doi: 10.13204/j.gyjz201912013
摘要:
地震作用下屈曲约束支撑框架具有较好的消能减震效果,但是支撑进入塑性后残余变形较大,影响了框架震后可修复。将形状记忆合金(SMA)与屈曲约束支撑(BRB)组合,形成了SMA自复位屈曲约束支撑(SMA-SCBRB)。为了对比普通屈曲约束支撑(BRB框架)和SMA自复位屈曲约束支撑框架(SMA-SCBRB框架)的动力特性,基于已开展的足尺振动台试验模型,选用了6条近场地震波和4条远场地震波作为地震动输入,对比两类框架的动力反应。结果表明:BRB框架结构具有较好的消能减震效果,近场地震波作用下,BRB框架的顶点位移、顶点残余位移、层间位移角和层间残余位移角均大于远场地震波作用下的结构反应;将框架中的BRB按照"等屈服力原则"替换为SMA-SCBRB,近场和远场地震波作用下BRB框架和SMA-SCBRB框架有着相近的顶点位移和层间位移角,能够保证SMA-SCBRB通过轴向变形充分耗能;BRB框架具有较大的顶点残余位移和层间残余位移角,近场地震波作用下残余变形更大;而相应的SMA-SCBRB框架的残余变形降低,特别是下部楼层降低得更为显著,且SMA-SCBRB框架各层的层间残余位移角相近,对结构震后修复更为有利。
掺纳米二氧化硅不锈钢圆管混凝土短柱高温后轴压力学性能试验研究
陈希湘, 沈小盛, 张晓勇, 陈誉
2019, 49(12): 183-187. doi: 10.13204/j.gyjz201912014
摘要:
通过对在混凝土中掺加不同掺量纳米SiO_2的不锈钢圆管混凝土短柱在不同高温后的轴压试验,分析纳米SiO_2掺量和高温对试件轴压承载力和破坏模式的影响,得到了荷载-位移曲线及荷载-应变曲线。研究结果表明:温度和纳米SiO_2掺量对不锈钢圆管混凝土短柱的破坏模式影响较小。纳米SiO_2不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力、初始刚度及延性系数随温度的升高而降低,纳米SiO_2掺量对不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力影响呈现出离散性。当纳米SiO_2掺量为1%时,不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力最高,且随着纳米SiO_2掺量的增加,试件的轴压承载力降低。温度对不锈钢圆管混凝土短柱的轴压承载力的影响随着纳米掺量的增加而增大。
方钢管超高性能混凝土短柱抗震性能试验研究
吴诚, 徐慎春, 赵秋山, 杨烨凯
2019, 49(12): 188-194. doi: 10.13204/j.gyjz201912015
摘要:
为研究方钢管超高性能混凝土短柱的抗震性能,以混凝土强度等级,轴压比,含钢率为参数,设计制作了四根不同的构件,进行低周反复荷载作用下的试验,研究分析其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力、刚度退化等力学性能指标。试验结果表明:方钢管超高性能混凝土短柱的破坏形态与方钢管普通混凝土短柱相似,但是超高性能钢纤维混凝土填充方钢管柱表现出了更好的延性、耗能能力和滞回性能。
复材结构
矩形纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验研究
张冰, 魏威, 冯贵森, 张千标, 张宁远, 胡夏闽
2019, 49(12): 195-200. doi: 10.13204/j.gyjz201912016
摘要:
纤维增强复材-混凝土-钢组合空心柱是一种由纤维增强复材(FRP)外管,钢内管以及两者之间填充的混凝土组成的新型空心构件。现有研究表明:该组合空心柱具有优越的延性和抗震性能,特别适用于恶劣腐蚀环境下的受压构件,如空心桥墩等。鉴于目前关于矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的研究极少,通过对8个大尺寸矩形FRP-混凝土-钢组合空心柱的轴压试验,研究矩形截面长、短边比,矩形空心柱的空心面积率和FRP管厚度的影响。作为对比,同时进行了4个大尺寸矩形FRP约束混凝土柱的轴压试验。结果表明:对于矩形组合空心柱,较大的截面长、短边比并不会降低对混凝土的约束作用;恰恰相反,较大的截面长、短边比提高了约束混凝土的极限应力和延性;矩形组合空心柱的混凝土受到钢管和FRP管的共同约束,表现出了很好的延性;相比矩形FRP约束实心混凝土柱,内部空心的存在并没有降低约束混凝土的极限应力和极限应变。
历史建筑的修复与保护
紫禁城太和殿的建筑艺术
周乾
2019, 49(12): 201-210. doi: 10.13204/j.gyjz201912017
摘要:
紫禁城古建筑不仅具有良好的抵御自然灾害的性能,而且还具有艺术特色。通过对太和殿建筑布局、建筑造型、建筑装饰、建筑色彩、建筑陈设等的论述,探讨其蕴含的艺术理念。结果表明:太和殿平面布局体现"皇权至上"的思想,立面造型雄伟,建筑装饰豪华,建筑色彩绚丽,建筑陈设能衬托出其庄重、威严的意境,反映了紫禁城丰富的建筑艺术成就。
工程实录
中国电科华南电子信息绿色工业园区的规划设计
吴大江, 徐经纬
2019, 49(12): 211-217. doi: 10.13204/j.gyjz201912018
摘要:
针对目前产业园区规划设计中存在的突出问题,结合中国电科华南电子信息产业园的规划设计,提出绿色生态园区的规划理念及开发原则。按照(减排、再利用、可回收和可重组)4R原则、食物链原则、生态优先原则,因地制宜地进行产业园规划、空间形态、功能体系、交通组织、景观体系、绿色园区和智慧园区的构建,突显地域特色,打造生态自然、宜居宜业、智慧高效的绿色生态产业园区,充分体现了产业园发展方式的转变。