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2019年  第49卷  第6期

既有建筑的功能提升及改造
极端冻融环境混凝土抗冻性能研究
牛荻涛, 张桂涛, 罗大明, 关虓, 刘西光
2019, 49(6): 1-6. doi: 10.13204/j.gyjz201906001
摘要:
寒冷地区冻融损伤是混凝土结构耐久性劣化的重要原因,通过气冻气融试验与水冻水融试验,对极端冻融环境下钢筋混凝土的抗冻性能指标进行测试,包括混凝土的相对动弹性模量变化、质量损失、抗压强度损失、抗折强度损失等,得出了相应的耐久性劣化规律。结果表明:高强度混凝土的抗冻性能优于低强度混凝土,在极端冻融环境下良好的养护条件可以适当提高混凝土的力学性能,钢纤维的掺入也在一定程度上提高混凝土的抗冻性能,相较于气冻气融试验,水冻水融试验机制下混凝土的抗冻性能良好。
硫酸腐蚀钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验研究
林明强, 牛荻涛, 王玲, 刘西光
2019, 49(6): 7-13. doi: 10.13204/j.gyjz201906002
摘要:
化工厂房、污水管道和酸雨等环境中有较高浓度的硫酸,受硫酸腐蚀后,钢筋混凝土梁表层混凝土严重损伤,混凝土强度显著降低,梁受剪性能产生较大变化。考虑混凝土腐蚀层厚度和剪跨比等因素,对硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪性能进行试验,研究混凝土腐蚀层厚度和剪跨比对钢筋混凝土梁截面应变、开裂荷载、破坏形态、承载力以及挠度等影响规律。研究结果表明:腐蚀梁破坏形态主要受剪跨比影响;随着腐蚀层厚度增加,梁截面应变和开裂荷载增大;承载力减小;变形增大。基于硫酸腐蚀对混凝土强度、剪跨比和截面尺寸等影响,提出硫酸腐蚀钢筋混凝土梁受剪承载力计算式,计算值与试验值吻合较好。
碳纤维复材修复损伤钢筋混凝土梁抗弯性能试验研究
何庆锋, 毛佳伟
2019, 49(6): 14-19. doi: 10.13204/j.gyjz201906003
摘要:
通过对碳纤维复材(CFRP)修复钢筋混凝土损伤梁与未加固梁的抗弯性能试验,分析了CFRP修复对损伤梁在裂缝开展、承载能力、最大裂缝宽度以及挠度等方面的影响。试验结果表明:损伤梁在修复后,承载力和刚度都有显著提高,同时挠度和裂缝宽度有明显减小,说明采用CFRP修复损伤梁以提高其抗弯性能的方法是可行的。基于试验结果和理论研究基础对损伤修复梁的承载力进行了分析,计算结果与试验结果吻合较好。
高性能纤维增强水泥基复合材料条带加固砖砌体墙抗震性能试验研究
陈溪, 李向民, 许清风
2019, 49(6): 20-25. doi: 10.13204/j.gyjz201906004
摘要:
高性能纤维增强水泥基复合材料(ECC)具有超高的极限抗拉应变,在土木工程领域具有广泛的应用前景。针对量大面广的无圈梁构造柱砖砌体房屋,研发了高效的ECC加固方法,对2片未加固砖墙和2片加固砖墙开展了拟静力试验研究。试验结果表明:ECC条带加固能显著提高砖砌体墙的抗剪承载力、变形能力和耗能能力,施工工艺可保证ECC条带与砖砌体墙的可靠黏结。加固后无圈梁构造柱墙体的各项力学性能均优于未加固的有圈梁构造柱墙体。
复合材料网格加固砌体墙抗剪试验研究与分析
王珂, 李荣, 李庆伟
2019, 49(6): 26-31. doi: 10.13204/j.gyjz201906005
摘要:
传统砌体结构加固方法在抗剪性能、耐久性、耐腐蚀性等方面存在一定缺陷,对此,提出了纤维增强复合材料网格加固砌体结构的新型加固方法,以期获得更好的砌体结构抗剪加固效果。对6个砌体墙试件进行拟静力试验,研究不同试验条件下复合材料网格加固对砌体墙抗剪性能的影响,提出复合材料网格加固砌体墙抗剪承载力的计算式。
改性活性粉末混凝土面层加固砌体墙抗震性能试验研究
王欣, 卜凡洋, 陈海强, 王菲
2019, 49(6): 32-38. doi: 10.13204/j.gyjz201906006
摘要:
改性活性粉末混凝土(MRPC)具有强度高、延性好、黏结性强、抹面可塑性好等特点,在砌体墙的加固工程中具有广泛的应用价值。通过对6片砌体墙(其中2片未加固墙体,4片墙体采用MRPC材料双面加固)的低周反复荷载试验,并对加固后试件的破坏形态、耗能能力、骨架曲线、延性特征分别与未加固墙体进行对比分析。结果表明:1)加固后的未受损墙体可大幅度提高抗震承载力,加固后的受损墙体不仅能恢复原有承载力,还有一定程度的提高; 2) MRPC面层加固后墙体的整体性明显提高,改变了砖墙的脆性破坏模式; 3) MRPC面层的脱开过程和面层与墙体的摩擦过程显著提高了墙体的抗震耗能能力; 4)加固后墙体在达到极限承载力后会有一个承载力"稳定期",在此阶段承载力基本保持不变,变形可稳定增加,表现出较好的塑性特征。
预应力混凝土大型屋面板受火后力学性能试验研究
辛雷, 冯绍攀, 陈佳宇, 王新泉, 郭小华
2019, 49(6): 39-44. doi: 10.13204/j.gyjz201906007
摘要:
通过对工业厂房常用的预应力混凝土大型屋面板受火后力学性能的试验,对比未受火试件与不同受火时间的试件自然冷却后各自力学性能。结果表明:未受火试件和受火试件均发生弯曲破坏,受火过程中屋面板均出现明显变形现象,自然冷却后变形大部分恢复,受火时间越长,残余变形越大;受火后的试件开裂荷载和弯曲刚度均有所降低,但极限承载力无明显下降。在此基础上,给出了大型屋面板受火时间与开裂荷载之间的计算关系式,另外对比了大型屋面板受火后承载力理论值与试验值,得出采用等效截面法计算的理论承载力是偏于安全的。
三腹板圆弧过渡式支座钢吊车梁疲劳试验研究
赵晓青, 常好诵, 陈佳宇, 杨东磊
2019, 49(6): 45-48. doi: 10.13204/j.gyjz201906008
摘要:
变截面钢吊车梁支座的疲劳问题一直是我国冶金工业建筑的研究热点之一,2013年针对"久治不愈"的变截面钢吊车梁疲劳问题,提出了三腹板圆弧过渡式变截面支座。针对三腹板变截面支座开展了缩尺模型疲劳试验研究,探索了该类变截面钢吊车梁的疲劳裂纹萌生位置及疲劳强度。基于等效峰值应力法,对比分析了三腹板圆弧过渡式变截面支座边腹板焊根、焊趾处的应力水平,应力集中程度等,证明了等效峰值应力法适用于该类变截面支座边腹板单面坡口角焊缝的疲劳性能分析,并结合试验结果得出基于等效峰值应力法的疲劳强度S-N曲线。
冲击荷载作用下引桥悬臂端水平摆动异常原因分析
陈佳宇, 周金旭, 辛雷, 郭小华, 冯绍攀
2019, 49(6): 49-53. doi: 10.13204/j.gyjz201906009
摘要:
某高炉平台引桥悬臂端在车辆通行时,梁体本身有明显的水平摆动,影响引桥的安全和正常使用。针对该问题,对该引桥主体结构进行损伤检查、动静载试验,有限元模拟分析等,得出悬臂端主梁摆动的原因为车载作用下桥墩弯曲变形导致的梁体摆动。通过动载试验测得引桥悬臂端水平振动特性,得到不同车速下测点动位移时程曲线,由此计算出不同车速下的冲击系数,并与JTG H11—2004《公路桥涵养护规范》的控制标准进行比较,找出了桥墩弯曲的原因,据此提出针对性的处理建议。
高温梯度下高炉出铁场混凝土平台的开裂分析研究
刘俊, 丁莎, 刘西光, 范力, 王玲, 罗峥
2019, 49(6): 54-58. doi: 10.13204/j.gyjz201906010
摘要:
高炉出铁场混凝土平台的铁水沟内外壁温度差通常在350℃以上,在高温度梯度下,易出现严重开裂、掉渣,甚至窜铁等恶性事故,从而造成巨大的经济损失和人员伤亡。现场检测某钢铁公司2 280 m3高炉出铁场混凝土平台,发现混凝土有不同程度开裂,通过对铁水沟外侧温度测量以及现场取样,采用X射线衍射和热重分析推定了受损区域内侧混凝土温度,采用ABAQUS软件建立了混凝土平台的温度场有限元模型,并对混凝土平台结构进行了数值分析。结果表明:梯度高温下,混凝土铁水沟内侧钢筋易屈服,从而导致该区域混凝土裂缝开展较为集中。
富锌涂层的耐蚀性能和评价研究
徐善华, 薛倩芝
2019, 49(6): 59-62. doi: 10.13204/j.gyjz201906011
摘要:
以有机富锌涂层为研究对象,采用室内加速腐蚀试验方法模拟带涂层钢结构在湿热大气环境下的腐蚀。利用交流阻抗测试技术的电化学方法研究电化学腐蚀失效过程,测得不同腐蚀时间涂层的交流阻抗图谱,对其阻抗数据进行解析,揭示涂层耐蚀性能的变化规律,并建立电化学参数涂层电阻与腐蚀时间之间的分析模型,利用高频相位角和低频阻抗值对涂层的耐蚀性能进行快速评估。通过对特征参数的分析,更加准确地得到了涂层在湿热环境下腐蚀防护性能的变化过程。
基于KNN算法的工业建筑混凝土结构耐久性环境指标体系
牛荻涛, 陈国鑫, 刘西光, 王玲, 吕瑶
2019, 49(6): 63-68. doi: 10.13204/j.gyjz201906012
摘要:
工业环境具有腐蚀介质种类多、浓度高、腐蚀性强等特点,导致混凝土结构的耐久性问题更为突出。对环境类别和作用等级进行划分,建立合理的环境指标体系是工业建筑混凝土结构耐久性评估亟需解决的问题。以武汉钢铁工业区为背景,调查分析了不同工业建筑环境特点,建立工业建筑混凝土结构耐久性的环境指标体系,并利用KNN算法对典型工业环境腐蚀等级进行划分,准确度较高,分类结果与现场实际检测结果较为一致。
借鉴国外先进经验的旅游特色小镇规划设计方法
高崧, 黄欣, 陈卓
2019, 49(6): 69-75. doi: 10.13204/j.gyjz201906022
摘要:
通过文献综述的方式,总结出旅游特色小镇规划的理论框架,并以一个观察者的角度,通过实地考察和拍摄实景照片,并加以分析来展现两个国外发达国家旅游特色小镇的规划特征。同时将总结出的理论框架和这两个旅游特色小镇的规划特征相关联分析,既从规划的层面探讨了成功旅游特色小镇的设计和运营的实践手法,又理论联系实践的加以分析,并且对于规划设计的方法进行了一定的总结和提炼。
近代上海钢筋混凝土建筑技术的发展(1896—1916)
郑红彬, 武勇, 彭鹏
2019, 49(6): 76-81. doi: 10.13204/j.gyjz201906023
摘要:
在中国建筑的近代化进程中建筑结构技术的发展扮演着极其重要的角色,以钢筋混凝土技术为代表的西方建筑技术的传入及其本土化奠定了中国建筑现代转型的基础。通过对国内外相关史料的挖掘,历时性地分析1916年之前钢筋混凝土技术在近代上海的引入、发展及本土化和规范化历程,梳理其发展脉络,以期贡献于中国近代建筑技术史研究,并为当今钢筋混凝土技术的发展提供史鉴。
农耕文明时期甘肃洮河流域人聚环境营建特点探究
苏聪娜, 侯奕, 侯晓松, 薛芳芳
2019, 49(6): 82-86. doi: 10.13204/j.gyjz201906024
摘要:
传统人聚村落环境的形态和分布受到农耕文化的影响。随着科学技术的发展,工业化、智慧化时代的到来,以及国家政策对新农村建设发展的不断推进,农耕时代一去不复返,农耕文化也在一步步走向没落。因此,农耕文化作为人类历史的见证显得尤为珍贵。通过对农耕文明时期人们的生存方式、生产方式、思维方式、生活方式的分析,探讨农耕文化对人聚村落营建的影响,以洮河流域地区水磨文化为依托进行探究,深入理解农耕文化和人聚环境营建的关系,得出农耕文化在现代聚落建设中传承与发展的方法。
外方内双圆箍筋约束高强混凝土柱抗震性能试验研究
黄永安, 张超凡
2019, 49(6): 87-93. doi: 10.13204/j.gyjz201906025
摘要:
以兰州地铁1号线东岗车辆基地运用库框架柱为原型,制作并完成了4个1/4比例高强混凝土多重复合芯柱的低周反复荷载试验,分析了该类芯柱的破坏形态、刚度退化和滞回耗能等力学性能,研究了轴压比、箍筋间距、配箍形式等参数对该类新型柱抗震性能的影响。研究结果表明:高强混凝土多重复合芯柱主要发生了弯剪破坏,柱脚塑性铰区混凝土由于研磨效应而发生剥落,试件破坏时纵筋被压屈,呈灯笼状;复合芯柱的滞回曲线呈十分饱满的弓形,耗能能力强,表明该类芯柱的抗震性能优异;增加轴压比后芯柱发生剪切破坏,延性和耗能能力降低;增加箍筋间距使得试件后期承载力下降迅速,延性降低;双重复合芯柱比单芯柱的承载力高、耗能好,该类芯柱的抗震性能显著优于单芯柱的抗震性能。
基于修正压力场理论的钢筋混凝土板抗冲切承载力计算
史庆轩, 金渝林
2019, 49(6): 94-98. doi: 10.13204/j.gyjz201906026
摘要:
从修正压力场理论(MCFT)出发,建立钢筋混凝土(RC)板抗冲切承载力的计算模型,提出板的抗冲切承载力计算式。使用该计算式对109个钢筋混凝土板抗冲切试验结果进行验算,所得计算结果与试验结果吻合较好。并根据试验数据,借鉴欧洲混凝土结构设计标准EC 2,考虑配筋率对抗冲切承载力的影响,对该计算式进行改进,改进式的计算结果与试验结果吻合良好。
丘陵地形风场水平非均匀性和导线风荷载
卞荣, 张弘, 吴列阳, 俞恩科, 黄铭枫, 楼文娟, 胡文侃, 章李刚
2019, 49(6): 99-106. doi: 10.13204/j.gyjz201906027
摘要:
对于大跨度输电线而言,风场水平特性对输电塔线体系的结构设计有重要影响。我国现有GB50545—2010《110~750 k V架空送电线路设计规范》采用风压不均匀系数来衡量风速沿空间分布的不均匀性。在浙江舟山某丘陵地形长约500 m的输电线路沿线构建了一套多点同步风速监测系统,采集获得了近1年的风速风向及温度等数据。基于现场实测数据,分析丘陵地形周边的水平风场特性,定量计算不同档距条件下的平均风速不均匀系数和极值风速不均匀系数。讨论了国内外导线风荷载计算方法中风压不均匀系数和档距折减系数的取值依据,并与现场实测数据得出的经验算式进行对比分析。实测得到的极值风速不均匀系数经验式与国内外荷载计算标准档距折减系数取值基本一致,也与DL/T 5551—2018规范报批稿中给出的档距折减系数计算式相符。
基于实体单元与杆单元的防微振结构竖向振动特性对比分析
李泽熙, 吕佐超, 娄宇
2019, 49(6): 107-110. doi: 10.13204/j.gyjz201906028
摘要:
电子工业厂房中精密设备对振动控制要求严格,其防微振结构形式与常规结构不同。目前防微振计算分析以杆单元模型居多,为比较在此类结构中采用杆单元和实体单元计算结果的差异,以某工程中防微振格构梁结构为例,采用ANSYS Workbench软件,得到了两种单元模型在质量、竖向刚度、竖向模态及谐响应的计算结果,分析了两者的差异性,为类似工程的单元模型选取提供参考。
部分排水条件下软黏土的循环三轴变形特性
孙磊
2019, 49(6): 111-116. doi: 10.13204/j.gyjz201906029
摘要:
为研究软黏土路基在长期交通荷载下的变形特性,针对温州地区的路基软黏土开展了一系列部分排水循环动三轴加载试验,研究部分排水条件下正常固结软黏土的孔压及变形随循环加载次数的发展规律,重点分析循环动应力比对软黏土回弹模量以及轴向累积塑性应变的影响。以5%的轴向累积塑性应变作为温州软黏土在部分排水条件下的破坏标准,确定了其临界循环动应力比为0. 275。通过进一步考虑循环动应力比的影响,采用对数型经验模型对轴向累积塑性应变进行预测并建立了拟合参数与循环动应力比之间的关系。
土坡稳定分析Morgenstern-Price法的有效应力形式
杨建民, 张正, 陈凯强
2019, 49(6): 117-123. doi: 10.13204/j.gyjz201906030
摘要:
Morgenstern-Price法是广泛应用的土坡稳定分析严格法,原文采用总应力形式,用孔隙水压力系数计算渗流场内各点水压力,间接计算土体有效应力。因浸润线以下土条内水重力与土条左侧面、右侧面、底面水压力合成为渗流力,土体受力分为两部分:一部分是土体的浮重力及侧面有效土压力,另一部分是水体作用的渗流力。基于此重新分析了土条受力,沿用Morgenstern-Price原文推导方法建立有效应力形式的力平衡和力矩平衡表达式,以及安全系数和比例因子的新求解算式,最后采用朱大勇简便方法求解安全系数和比例因子。应用2个算例的8种计算工况对新建立的Morgenstern-Price法的有效应力形式进行验证,结果与原总应力形式计算结果相近,证明该方法正确。
基于土工聚合物的绿色边坡防护系统
孙涛, 杨宁晔, 徐贞社, 杨俊杰, 刘胜梅, 周飞羽
2019, 49(6): 124-129. doi: 10.13204/j.gyjz201906031
摘要:
采用基于土工聚合物的新材料构建绿色边坡防护系统是解决发展与环保之间矛盾的有效途径之一。通过整合柔性面层边坡防护体系、带横隔板的多层结构生态边坡防护体系和钢塑复合外锚固体系等一系列创新成果构建了分别适用于挖方和填方边坡的新型绿色防护系统。提出的新型绿色防护系统的设计思路和方法,可为解决高陡边坡厚层基质客土的生态防护问题提供参考。
嵌岩桩基础抗震性能试验研究
李成
2019, 49(6): 130-135. doi: 10.13204/j.gyjz201906032
摘要:
基桩按照桩端持力层是否嵌入基岩通常分为嵌岩桩和非嵌岩桩。在地震作用下,上述两种不同约束条件下的桩基础的工作反应性状差异有多大目前尚不明确。为比较地震动作用下该两类基桩的响应,得到其破坏模式以及对于上部结构的影响,开展了大型室内振动台模型试验,分别在大型模型箱内布置带承台的嵌岩或非嵌岩群桩以及自由单桩,采用三条基岩场地地震波进行加载。结果表明:对于嵌岩的带承台群桩基础,在桩顶和桩端——两个嵌固端均会形成较为明显的应力集中现象,桩身内力呈"两头大,中间小"的分布规律,而非嵌岩桩由于只在桩顶形成一定的约束效应,桩端完全自由,因而桩身内力呈现桩顶附近大,而沿桩身自上至下呈内力逐渐减小的规律。在同一地震作用工况下,相比桩顶自由的单桩,桩顶嵌固的基桩桩身应变幅值较大,说明桩顶和桩端的约束作用以及上部结构惯性力对桩身的内力影响显著;通过比较不同地震波下桩身的应变响应规律,表明桩身的动力响应与所输入地震动的频谱特性有关。
纳米压痕表征水泥基材料高温后微观力学性能
华培成, 彭磊, 韩宇栋, 侯东伟
2019, 49(6): 136-140. doi: 10.13204/j.gyjz201906033
摘要:
为了考察水泥基材料经历高温后其微观各相的力学性能变化,采用三种典型水灰比(0. 2,0. 4,0. 6)的P·O 42. 5氢氧化钙水泥制备了水泥净浆试样并开展高温试验,采用纳米压痕试验和解卷积分析获取微观各相的弹模和硬度,对比分析了温度对各组分弹模和硬度的影响规律。结果表明:温度导致多孔复合相和水合硅酸钙(C-S-H)相的弹性模量、硬度降低,而氢氧化钙(CH)及未水化水泥矿物复合相则影响不显著。温度低于200℃时,C-S-H的弹性模量、硬度略微降低,此时水泥基材料中主要失去自由水和毛细孔水; 400℃时弹性模量、硬度显著降低,此时C-S-H中失去层间水和部分化学结合水,并造成C-S-H微观结构破坏;高于400℃后C-S-H的弹性模量、硬度不再显著降低。据此推算C-S-H微观破坏的临界温度在300~400℃。
混杂纤维水泥基复合材料轴心受压应力-应变关系研究
闫维明, 王志超, 钱增志, 何浩祥, 崔涛
2019, 49(6): 141-146. doi: 10.13204/j.gyjz201906034
摘要:
在混杂纤维总体积掺量为2%的条件下,改变钢纤维、聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维的体积掺量,设计制作了两类混杂纤维水泥基试块,通过轴心受压试验,分别研究钢-聚丙烯和聚乙烯醇-聚丙烯混杂纤维水泥基复合材料的轴心受压应力-应变关系,并提出了不同纤维掺量变化对峰值应力、峰值应变影响的计算式。结果表明:钢纤维和聚乙烯醇纤维能提高试块的抗压强度,聚丙烯纤维能显著提高试块的峰值应变,当聚丙烯纤维体积掺量大于0. 5%时,混杂纤维水泥基复合材料的抗压强度会低于基体。
轨道交通预制U型梁混凝土配合比优化研究及其微观结构分析
毕继红, 陈刚, 逯鹏, 孔强, 常小飞
2019, 49(6): 147-152. doi: 10.13204/j.gyjz201906035
摘要:
轨道交通预制U型梁施工对混凝土早期力学性能、耐久性及抗裂性要求严格。通过改变混凝土胶凝材料用量,调整矿物掺料种类及掺量,掺入聚丙烯纤维等方式对混凝土进行配比优化研究,并利用扫描电镜对其微观结构进行观察分析。结果表明:预制U型梁混凝土应采用矿粉、粉煤灰双掺,胶凝材料总量控制在490 kg/m3左右,早期强度及弹性模量满足生产需求,且耐久性良好;聚丙烯纤维的掺入可以在混凝土内形成三维的乱向结构体系,显著提高混凝土的抗裂性。配比优化后混凝土水泥石微观结构致密,水泥石与骨料结合紧密。
爆破荷载下混凝土桥梁结构特性分析
陈善江, 程贵海, 韩进仕, 张勤彬, 王平, 凌宇恒
2019, 49(6): 153-157. doi: 10.13204/j.gyjz201906036
摘要:
为研究爆破荷载下混凝土桥梁结构破坏和坍塌特性,建立了混凝土结构单元应力平衡关系,采用断裂力学基本理论分析混凝土结构高应变率的极限破坏形式,并通过混凝土模型破坏试验,结合贵港航运桥拆除工程实例进行研究。研究发现:混凝土模型在快速加载的条件下,结构的破坏承载能力远大于静载作用下的极限承载能力,借助相似试验的试验结果推断爆破荷载下混凝土结构的破碎断裂情况,以提高爆破拆除的准确率;基于拆除的基本理论,对优化爆破参数、提高爆破效果具有显著的现实意义。通过总结前人的研究成果,采用修正的JWLG状态方程对爆破荷载进行定量分析,实践表明能够较准确地估算炸药的用量。
现代钢结构
梯形截面箱梁横向弯矩研究
王兆南, 张元海
2019, 49(6): 158-162. doi: 10.13204/j.gyjz201906013
摘要:
考虑偏心荷载作用下畸变对箱梁横向弯矩的影响,对梯形截面箱梁横向弯矩的计算进行了研究。畸变翘曲系数表征了顶板、底板面内力矩分布的情况,其大小和箱梁截面尺寸相关。通过对箱梁畸变翘曲系数的推导,分析荷载的分布模式对箱梁横向弯矩值的影响,以及箱梁横向弯矩沿桥梁纵向的分布情况。研究表明:箱梁横向弯矩计算要考虑畸变的影响,所给出的箱梁畸变翘曲系数计算式能够提高横向弯矩计算的精度;横向弯矩采用有限元计算时,宜采用均布荷载,横向弯矩沿桥梁纵向的分布,其值在梁端和跨中差异较大。
双向地震作用下自复位屈曲约束支撑框架性能研究
张会, 曾鹏, 王春林
2019, 49(6): 163-166. doi: 10.13204/j.gyjz201906014
摘要:
为研究双向地震作用下自复位屈曲约束支撑(SCBRB)框架的性能,依据屈曲约束支撑(BRB)框架振动台试验数据建立并验证了BRB框架数值模型,在此基础上依据"等强原则"建立了SCBRB框架的数值模型,并通过输入双向地震作用分析了不同构件参数对SCBRB框架抗震性能的影响。数值结果表明:由于自复位系统的刚度贡献,SCBRB框架的变形能力能够满足变形需求,SCBRB框架相比BRB框架更能减小结构在地震中的最大位移响应,将结构的残余变形控制在很小的范围内;相比BRB框架,SCBRB框架的楼层加速度和剪力均增大,但增加的剪力主要由支撑承担,框架主体承担的水平作用反而减小。
复式钢管混凝土外加强环板节点抗震性能试验研究
张玉芬, 蒋宗昊, 朱戈
2019, 49(6): 167-175. doi: 10.13204/j.gyjz201906015
摘要:
外加强环板节点构造简单、传力路径明确,是目前比较成熟且被广泛应用的钢管混凝土结构节点,针对复式钢管混凝土柱设计了其与H型钢梁连接的外加强环板节点,对9个复式钢管混凝土外环板节点试件和1个单钢管混凝土对比节点试件进行了低周往复荷载试验,以轴压比、外环板宽度、梁柱线刚度比以及锚固腹板是否加肋作为主要变化参数,研究了新型节点破坏形态、破坏机制、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力及强度刚度退化等性能。试验研究结果表明:梁柱线刚度比小的节点试件易形成梁端弯曲破坏形态,而梁柱线刚度比大易形成柱端压弯破坏形态;复式钢管混凝土外环板强度和刚度退化均匀、持续、稳定,表现出了良好的耗能能力和变形能力,抗震性能较好;轴压比增大可提高节点试件初始刚度;环板宽度增加可提高节点的延性;锚固腹板加肋可提高节点的承载力。
全装配下沉式楼板锚栓式连接面内抗剪性能研究
李建峰, 南晓东, 郁有升
2019, 49(6): 176-182. doi: 10.13204/j.gyjz201906016
摘要:
全装配下沉式楼板是一种新型干式楼盖体系,其楼板与钢梁之间、楼板与楼板之间分别以锚栓连接。以应用于楼板与楼板间的锚栓式连接为研究对象,以锚栓式连接的锚栓直径、强度、间距和边距,连接钢板厚度和锚固长度,板缝宽度,连接凹槽深度,以及连接钢板与混凝土间的摩擦系数为参数,通过对其进行平面内剪切荷载作用下的数值模拟分析,研究连接细部构造对其面内抗剪强度和刚度的影响。分析结果表明:连接钢板锚固长度不宜小于12倍的钢板厚,连接凹槽深度宜取板厚的50%,锚栓间距宜取3倍的锚栓直径,锚栓边距宜取2~3倍的锚栓直径,板缝宽度不宜超过20 mm。
新型装配式冷弯薄壁型钢组合楼板模块受弯性能试验研究
谭庆浩, 闫维明, 宋林琳, 谢志强, 雷西洋, 慕婷婷
2019, 49(6): 183-191. doi: 10.13204/j.gyjz201906017
摘要:
为提高现有组合楼板的加工效率和装配化程度,解决组合楼板结构中自攻螺钉连接工序多、效率低等问题,提出了一种基于锁铆连接的新型冷弯薄壁型钢桁架梁-压型钢板-混凝土组合楼板模块。为研究该楼板模块的受弯性能以及次梁间距、混凝土厚度和连接方式对其抗弯承载力、延性和刚度的影响,对6块足尺组合楼板模块试件进行了单调静载试验。试验结果表明:在正常使用阶段,组合楼板模块的变形很小,且远小于GB 50017—2017《钢结构设计标准》要求的限值;组合楼板模块破坏时具有较大塑性变形,说明其延性性能良好,主要表现为桁架梁锁铆连接的破坏、桁架梁弦杆的折曲破坏和楼板模块面板层混凝土的挤压破坏;次梁间距对组合楼板模块的延性和刚度影响较大,对其抗弯承载力影响较小;混凝土厚度和钢构件连接方式对组合楼板模块的抗弯承载力、延性和刚度均有显著影响。
复材结构
碳纤维增强复材环向围束加固柱受低速冲击剩余承载力研究
王步, 毕铁川, 孙振月, 朱慧荣, 张诺亚
2019, 49(6): 192-198. doi: 10.13204/j.gyjz201906018
摘要:
外贴纤维增强复合材料(CFRP)环向围束钢筋混凝土柱受低速撞击时,因各向异性材性而易发生冲击损伤。基于显式有限元分析获得的不同低速冲击工况下CFRP环向围束加固柱的损伤结果,通过显式-隐式连续求解,建立了具有低速冲击损伤特征的CFRP环向围束加固柱的非线性隐式有限元分析模型,对包括冲击初始动能、CFRP厚度和撞击物形状在内的多种因素对加固柱的剩余受压承载力的影响效果进行了系统性的量化分析。
工程实录
小洪河生态景观营造的探索和实践
王雪, 严军, 俞仲春
2019, 49(6): 199-203. doi: 10.13204/j.gyjz201906019
摘要:
小洪河是滕州高铁新区内的重要水系,通过对现状的详细分析,结合自然条件、防洪安全、生态景观、文化底蕴等几个方面的内容进行了具体设计。针对北方河道的水位及防洪的要求,与生态景观结合进行布局。根据周边用地不同使用性质,赋予了小洪河修复、生活、休闲等多重功能,探索了一条城市建设与河道景观相互促进的建设之路,实现了城市河流景观在自然和生态上的可持续发展。
基于SWMM情景模拟的北京市公园绿地集雨型改造探索
霍锐, 卢奕芸, 邓力文
2019, 49(6): 204-209. doi: 10.13204/j.gyjz201906020
摘要:
从集雨型绿地雨水设计模型评估角度出发,以紫竹院公园为研究对象,结合地理信息技术(Arc GIS)中的拓森多边形法则对研究区域进行合理概化,运用SWMM模型模拟在一年一遇设计重现期、降雨历时2 h下,集雨型绿地对雨水径流的调控效果。模拟结果显示,紫竹院公园作为一个传统公园绿地,在雨水径流控制、雨洪峰值流量控制、雨水利用方面均有较好的成效,但雨水及水体污染问题并没有得到良好解决,边界雨水外排现象严重。针对模拟结果,提出改造公园边界,防止雨水外排及增加净化措施、改善公园水质等具体改造策略。
紫禁城古建筑的传统防震方法
周乾
2019, 49(6): 210-217. doi: 10.13204/j.gyjz201906021
摘要:
位于北京市中心的紫禁城(故宫博物院前身)拥有世界上规模最大、保存最完整的木结构古建筑群。在历史上遭遇数百次地震但仍然保持完好,体现了其良好的抗震构造。研究表明,紫禁城古建筑基础为分层叠加的灰土基础,且掺入有利于抗震的黏性材料;柱底平摆浮搁在柱顶石上,可产生滑移隔震效果;梁与柱采取榫卯节点形式连接,可产生摩擦耗能效果;斗拱分层叠加,可耗散部分地震能量;梁架低矮,既可避免大尺寸梁截面的使用,也可避免其在地震作用下产生倾覆。