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2020年 第50卷 第10期
2020, 50(10): 1-10.
doi: 10.13204/j.gyjzG20062707
摘要:
为探究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压性能和受力机理，建立了轴压下635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱有限元分析模型，通过轴压试验结果验证了分析模型的准确性。分析了纵筋配筋率、箍筋强度、体积配箍率等诸多参数对其轴压性能的影响规律，揭示了其轴压下全过程受力特征以及混凝土与高强钢筋的强度匹配问题。基于分析结果，综合考虑了箍筋强度、体积配箍率以及高强钢筋与混凝土匹配性问题，提出了635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算方法。研究结果表明：635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土轴压短柱的破坏模式主要表现为柱中部混凝土压溃，钢筋笼呈灯笼状鼓曲；极限轴压承载力随混凝土强度、纵筋配筋率、纵筋强度、体积配箍率、箍筋强度的提高而增大。为了充分发挥635 MPa级热轧带肋高强钢筋的强度，宜匹配C50以上强度等级的混凝土；所提极限承载力计算式可以用于实际工程。
为探究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压性能和受力机理，建立了轴压下635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱有限元分析模型，通过轴压试验结果验证了分析模型的准确性。分析了纵筋配筋率、箍筋强度、体积配箍率等诸多参数对其轴压性能的影响规律，揭示了其轴压下全过程受力特征以及混凝土与高强钢筋的强度匹配问题。基于分析结果，综合考虑了箍筋强度、体积配箍率以及高强钢筋与混凝土匹配性问题，提出了635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土短柱的轴压承载力计算方法。研究结果表明：635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土轴压短柱的破坏模式主要表现为柱中部混凝土压溃，钢筋笼呈灯笼状鼓曲；极限轴压承载力随混凝土强度、纵筋配筋率、纵筋强度、体积配箍率、箍筋强度的提高而增大。为了充分发挥635 MPa级热轧带肋高强钢筋的强度，宜匹配C50以上强度等级的混凝土；所提极限承载力计算式可以用于实际工程。
2020, 50(10): 11-19.
doi: 10.13204/j.gyjzG20021905
摘要:
635 MPa级热轧带肋高强钢筋是一种采用热轧工艺微合金化的新型高强金属材料，与热处理或冷加工高强钢筋相比具有强度高、延性好、成本低等显著优势。为研究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱的偏压受力性能，对20根635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱展开偏压试验，试验参数为偏心率、纵筋配筋率、箍筋强度和高宽比，揭示其典型破坏模式和受力机理和荷载-挠度曲线以及应变分布规律。研究结果表明：635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏心受压的破坏模式主要包括大偏心和小偏心受压破坏，其偏压承载力随着偏心距和高宽比的减小而增大，随纵筋配筋率和箍筋强度的增大而增大；其延性随着箍筋强度和纵筋配筋率的提高而明显改善。对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015版）的承载力计算值与试验值进行比较，结果显示采用GB 50010—2010（2015版）可以较准确地评估635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压承载力。
635 MPa级热轧带肋高强钢筋是一种采用热轧工艺微合金化的新型高强金属材料，与热处理或冷加工高强钢筋相比具有强度高、延性好、成本低等显著优势。为研究635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱的偏压受力性能，对20根635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱展开偏压试验，试验参数为偏心率、纵筋配筋率、箍筋强度和高宽比，揭示其典型破坏模式和受力机理和荷载-挠度曲线以及应变分布规律。研究结果表明：635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏心受压的破坏模式主要包括大偏心和小偏心受压破坏，其偏压承载力随着偏心距和高宽比的减小而增大，随纵筋配筋率和箍筋强度的增大而增大；其延性随着箍筋强度和纵筋配筋率的提高而明显改善。对GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》（2015版）的承载力计算值与试验值进行比较，结果显示采用GB 50010—2010（2015版）可以较准确地评估635 MPa级热轧带肋高强钢筋混凝土柱偏压承载力。
2020, 50(10): 20-25.
doi: 10.13204/j.gyjz201904280010
摘要:
为探究600 MPa级钢筋用于混凝土受弯构件在正常使用状态下的适用性，设计制作了5根具有不同配筋率、钢筋直径及布筋方式的600 MPa级钢筋混凝土梁。采用三分点加载方式对上述试件进行受弯性能试验，结果表明：600 MPa级钢筋混凝土梁的整体受弯性能（裂缝分布、破坏形态和延性）与配置普通钢筋的混凝土梁基本相同；按准永久值组合并考虑长期荷载作用影响的构件挠度满足GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》限值要求；但按上述荷载取值时所对应的构件裂缝宽度不满足GB 50010—2010限值要求。分析了裂缝宽度超限的原因，重点研究了减小受弯构件裂缝宽度的方法。
为探究600 MPa级钢筋用于混凝土受弯构件在正常使用状态下的适用性，设计制作了5根具有不同配筋率、钢筋直径及布筋方式的600 MPa级钢筋混凝土梁。采用三分点加载方式对上述试件进行受弯性能试验，结果表明：600 MPa级钢筋混凝土梁的整体受弯性能（裂缝分布、破坏形态和延性）与配置普通钢筋的混凝土梁基本相同；按准永久值组合并考虑长期荷载作用影响的构件挠度满足GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》限值要求；但按上述荷载取值时所对应的构件裂缝宽度不满足GB 50010—2010限值要求。分析了裂缝宽度超限的原因，重点研究了减小受弯构件裂缝宽度的方法。
2020, 50(10): 26-31,68.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011902
摘要:
钢筋锈蚀对钢筋与混凝土黏结性能有较大的影响。为了探究稳定锈蚀率下HRB600级高强钢筋混凝土的黏结性能，对36个稳定锈蚀率下的HRB600与高强混凝土的黏结锚固试件进行中心拉拔试验，分析稳定锈蚀率下HRB600级钢筋与高强混凝土黏结锚固特点以及黏结强度影响因素的变化规律。最后由试验数据推算出相对稳定锈蚀率下黏结性能各个因素的影响规律并拟合出极限黏结强度计算式。
钢筋锈蚀对钢筋与混凝土黏结性能有较大的影响。为了探究稳定锈蚀率下HRB600级高强钢筋混凝土的黏结性能，对36个稳定锈蚀率下的HRB600与高强混凝土的黏结锚固试件进行中心拉拔试验，分析稳定锈蚀率下HRB600级钢筋与高强混凝土黏结锚固特点以及黏结强度影响因素的变化规律。最后由试验数据推算出相对稳定锈蚀率下黏结性能各个因素的影响规律并拟合出极限黏结强度计算式。
2020, 50(10): 32-38.
doi: 10.13204/j.gyjzG20070703
摘要:
城市基础设施重要组成部分的城市公共加油站的合理布局，是城市社会经济正常运行的基础和城市现代化发展的标志。对加油站现状服务能力、服务范围的准确定量分析，是实现加油站合理布局的重要保证。基于距离衰减理论建立了加油站成品油供应能力与空间距离函数的关联模型，并通过对距离衰减系数的深入修正分析，构建适用于城市加油站的距离衰减网格定量分析法。以南京市江宁区汤山城区为例，开展加油站现状服务能力定量分析，并结合分析结论、城乡土地利用规划、远期成品油需求预测进行加油站优化布局。结果表明：相较于传统核密度法，城市加油站距离衰减理论定量分析结果更为准确，既可反映距离衰减对城市加油站服务能力及范围的影响，又能精确还原区域内加油站服务能力和服务范围，有助于加油设施的合理规划和能源资源的优化配置，实现城市节能减排和可持续发展，并为城市土地利用规划和城乡总体规划的优化和修编提供切实的依据。
城市基础设施重要组成部分的城市公共加油站的合理布局，是城市社会经济正常运行的基础和城市现代化发展的标志。对加油站现状服务能力、服务范围的准确定量分析，是实现加油站合理布局的重要保证。基于距离衰减理论建立了加油站成品油供应能力与空间距离函数的关联模型，并通过对距离衰减系数的深入修正分析，构建适用于城市加油站的距离衰减网格定量分析法。以南京市江宁区汤山城区为例，开展加油站现状服务能力定量分析，并结合分析结论、城乡土地利用规划、远期成品油需求预测进行加油站优化布局。结果表明：相较于传统核密度法，城市加油站距离衰减理论定量分析结果更为准确，既可反映距离衰减对城市加油站服务能力及范围的影响，又能精确还原区域内加油站服务能力和服务范围，有助于加油设施的合理规划和能源资源的优化配置，实现城市节能减排和可持续发展，并为城市土地利用规划和城乡总体规划的优化和修编提供切实的依据。
2020, 50(10): 39-42,48.
doi: 10.13204/j.gyjzG20051704
摘要:
城市高密度开发不等同于单纯的高容积率开发，超高层建筑综合体也非简单的功能空间叠加。在小街区、密路网的规划理念指引下，超高层建筑在总体布局、交通组织和功能布局等方面受到不同程度的制约和影响，需通过建筑设计层面的策略和措施，以实现超高层建筑与城市高密度街区的深度融合。为此，着重从多维交通组织、空间立体整合两方面入手，提出步行系统与商业动线相结合、地块间机动车出入口共享、营造开放的城市公共空间、整合地下空间边界高度等设计策略。通过超高层建筑综合体内部与外部、地上与地下系统的设计整合，以高密度促进高效率，构建"根植"于高密度街区上的"垂直城市"。
城市高密度开发不等同于单纯的高容积率开发，超高层建筑综合体也非简单的功能空间叠加。在小街区、密路网的规划理念指引下，超高层建筑在总体布局、交通组织和功能布局等方面受到不同程度的制约和影响，需通过建筑设计层面的策略和措施，以实现超高层建筑与城市高密度街区的深度融合。为此，着重从多维交通组织、空间立体整合两方面入手，提出步行系统与商业动线相结合、地块间机动车出入口共享、营造开放的城市公共空间、整合地下空间边界高度等设计策略。通过超高层建筑综合体内部与外部、地上与地下系统的设计整合，以高密度促进高效率，构建"根植"于高密度街区上的"垂直城市"。
2020, 50(10): 43-48.
doi: 10.13204/j.gyjzG20021906
摘要:
随着可持续发展战略和城市生态文明建设理念的不断深入，对于旧厂区再生重构项目的要求不断提升。通过实地考察、深入调研和文献查阅，建立了旧厂区再生重构价值评定模型。从可持续发展的视角，以陕西风雷仪表厂再生重构项目为例，通过数理统计和定性分析，从空间安全、投资价值、文化价值、社会价值、生态价值五方面进行剖析，最终确定项目的重构价值，在对项目重构方案进行调整的基础上，对既有项目再生重构的价值策略进行研究。
随着可持续发展战略和城市生态文明建设理念的不断深入，对于旧厂区再生重构项目的要求不断提升。通过实地考察、深入调研和文献查阅，建立了旧厂区再生重构价值评定模型。从可持续发展的视角，以陕西风雷仪表厂再生重构项目为例，通过数理统计和定性分析，从空间安全、投资价值、文化价值、社会价值、生态价值五方面进行剖析，最终确定项目的重构价值，在对项目重构方案进行调整的基础上，对既有项目再生重构的价值策略进行研究。
2020, 50(10): 49-56.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042403
摘要:
提出一种新型装配式木结构墙板——燕尾榫接板式木结构墙板，对其热工性能进行试验和数值模拟研究。为探究木结构墙板的热工性能，制作出5种墙板试件，并利用控温箱-热流计法对其平均传热系数进行测定。此外以5种夹心保温材料为参数，对墙板热工性能进行理论计算，并在ANSYS中建立了5种有限元模型，模拟分析复合墙板热工性能，将试验结果与节能标准限值以及理论计算值、模拟计算值进行对比，发现：此种墙板内部填充绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板时可满足严寒、寒冷地区农村或城镇住宅节能标准；试验值与两种计算值一致性较高，互相验证了该墙板热工性能研究结果的可靠性。最后利用ANSYS模拟了15组填充不同厚度XPS板的墙板热工性能，并提出推荐热阻计算式。
提出一种新型装配式木结构墙板——燕尾榫接板式木结构墙板，对其热工性能进行试验和数值模拟研究。为探究木结构墙板的热工性能，制作出5种墙板试件，并利用控温箱-热流计法对其平均传热系数进行测定。此外以5种夹心保温材料为参数，对墙板热工性能进行理论计算，并在ANSYS中建立了5种有限元模型，模拟分析复合墙板热工性能，将试验结果与节能标准限值以及理论计算值、模拟计算值进行对比，发现：此种墙板内部填充绝热用挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板时可满足严寒、寒冷地区农村或城镇住宅节能标准；试验值与两种计算值一致性较高，互相验证了该墙板热工性能研究结果的可靠性。最后利用ANSYS模拟了15组填充不同厚度XPS板的墙板热工性能，并提出推荐热阻计算式。
2020, 50(10): 57-62.
doi: 10.13204/j.gyjz201908060008
摘要:
通过对8根足尺钢筋混凝土梁进行恒载-升温条件下的火灾试验，分析不同边界条件、剪跨比及箍筋间距对梁高温下抗剪性能的影响，研究梁受火过程中截面混凝土的温度场、箍筋及纵筋的温度变化，梁的竖向位移、梁端水平位移及梁的最终裂缝开展形式，对比了不同参数影响下各梁的耐火极限。结果表明：剪跨比对钢筋混凝土梁高温下的抗剪性能影响显著，剪跨比越小，梁发生剪切破坏时的耐火极限越高，但破坏时的脆性特征更加明显；火灾下，随着箍筋间距的增加，梁的耐火极限降低；与常温下不同，高温下约束梁由于发生了内力重分布，其抗剪性能优于简支梁。
通过对8根足尺钢筋混凝土梁进行恒载-升温条件下的火灾试验，分析不同边界条件、剪跨比及箍筋间距对梁高温下抗剪性能的影响，研究梁受火过程中截面混凝土的温度场、箍筋及纵筋的温度变化，梁的竖向位移、梁端水平位移及梁的最终裂缝开展形式，对比了不同参数影响下各梁的耐火极限。结果表明：剪跨比对钢筋混凝土梁高温下的抗剪性能影响显著，剪跨比越小，梁发生剪切破坏时的耐火极限越高，但破坏时的脆性特征更加明显；火灾下，随着箍筋间距的增加，梁的耐火极限降低；与常温下不同，高温下约束梁由于发生了内力重分布，其抗剪性能优于简支梁。
2020, 50(10): 63-68.
doi: 10.13204/j.gyjzG20061211
摘要:
预应力密拼叠合楼盖的拼缝连接性能是当前研究的热点。通过斜交叉伸出预制底板的钢筋，并在预制板的拼缝位置紧贴预制板顶配置附加钢筋，构造了一种新型拼缝形式。通过试验研究表明：采用斜交叉预制底板钢筋能较好地将两侧的预应力板结合在一起受力，拼缝连接处强于现浇板，试件在拼缝两侧破坏；采用箍筋代替桁架钢筋，试件破坏时拼缝处叠合板的预制层与叠合层混凝土均未脱开，表明箍筋能有效地限制预制层与叠合层混凝土裂缝发展。通过不同厚度的叠合板试验进一步表明采用该新型拼缝构造的板承载力和变形能力可满足设计要求，为大跨度预应力双向叠合楼盖设计提供新思路。
预应力密拼叠合楼盖的拼缝连接性能是当前研究的热点。通过斜交叉伸出预制底板的钢筋，并在预制板的拼缝位置紧贴预制板顶配置附加钢筋，构造了一种新型拼缝形式。通过试验研究表明：采用斜交叉预制底板钢筋能较好地将两侧的预应力板结合在一起受力，拼缝连接处强于现浇板，试件在拼缝两侧破坏；采用箍筋代替桁架钢筋，试件破坏时拼缝处叠合板的预制层与叠合层混凝土均未脱开，表明箍筋能有效地限制预制层与叠合层混凝土裂缝发展。通过不同厚度的叠合板试验进一步表明采用该新型拼缝构造的板承载力和变形能力可满足设计要求，为大跨度预应力双向叠合楼盖设计提供新思路。
2020, 50(10): 69-75.
doi: 10.13204/j.gyjz201906280002
摘要:
为探究高架桥在车行冲击动力响应下的疲劳累积损伤演化规律，以京津城际高铁32 m预应力混凝土箱型梁为原型，设计制作了3根缩尺模型梁，并对模型梁进行多级变幅疲劳加载试验。详细介绍缩尺模型梁的设计、制作以及多级变幅疲劳试验的加载和采集过程，探究疲劳荷载下箱型梁的裂缝分布和破坏敏感位置，以及挠度、钢筋应变、混凝土应变的疲劳演变规律及产生机理。得出箱梁疲劳应多关注腹板部位；疲劳幅值越大，挠度、钢筋和混凝土应变等力学指标就越大，梁体累积损伤越严重。
为探究高架桥在车行冲击动力响应下的疲劳累积损伤演化规律，以京津城际高铁32 m预应力混凝土箱型梁为原型，设计制作了3根缩尺模型梁，并对模型梁进行多级变幅疲劳加载试验。详细介绍缩尺模型梁的设计、制作以及多级变幅疲劳试验的加载和采集过程，探究疲劳荷载下箱型梁的裂缝分布和破坏敏感位置，以及挠度、钢筋应变、混凝土应变的疲劳演变规律及产生机理。得出箱梁疲劳应多关注腹板部位；疲劳幅值越大，挠度、钢筋和混凝土应变等力学指标就越大，梁体累积损伤越严重。
2020, 50(10): 76-86,93.
doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ201805160003
摘要:
考虑索梁结构应急桥结构质量轻、刚度小的特点，车桥耦合振动问题值得研究。采用空间三轴车辆模型，基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程，应用Newmark-β法求解动力微分方程。采用APDL语言编写车桥耦合振动程序，分析连接、车速、车辆质量、路面等级等参数对桥梁结构振动响应的影响。结果表明：主梁铰接连接对于索梁结构应急桥结构车桥耦合振动响应有很大的影响，尤其对竖向位移及吊杆轴向应力影响显著；随车速的增大，桥跨不同位置动力响应峰值变化趋势不同，但均值响应基本呈增加趋势；路面等级对桥梁各项动力响应均有较大影响，对竖向加速度影响尤为显著；随着车辆质量的增加，桥梁结构各项动力响应均增大；桥梁结构阻尼的增加会对结构动力响应有一定程度的减小，但降低幅值不大，作用不显著。通过分析可知，为保障安全，该桥车辆通行时车辆质量不可超过30 t，车速不超过30 km/h，若需提高保障能力，需进一步改进桥梁结构方案。
考虑索梁结构应急桥结构质量轻、刚度小的特点，车桥耦合振动问题值得研究。采用空间三轴车辆模型，基于动力平衡理论和有限元法建立车辆和桥梁的动力微分方程，应用Newmark-β法求解动力微分方程。采用APDL语言编写车桥耦合振动程序，分析连接、车速、车辆质量、路面等级等参数对桥梁结构振动响应的影响。结果表明：主梁铰接连接对于索梁结构应急桥结构车桥耦合振动响应有很大的影响，尤其对竖向位移及吊杆轴向应力影响显著；随车速的增大，桥跨不同位置动力响应峰值变化趋势不同，但均值响应基本呈增加趋势；路面等级对桥梁各项动力响应均有较大影响，对竖向加速度影响尤为显著；随着车辆质量的增加，桥梁结构各项动力响应均增大；桥梁结构阻尼的增加会对结构动力响应有一定程度的减小，但降低幅值不大，作用不显著。通过分析可知，为保障安全，该桥车辆通行时车辆质量不可超过30 t，车速不超过30 km/h，若需提高保障能力，需进一步改进桥梁结构方案。
2020, 50(10): 87-93.
doi: 10.13204/j.gyjzG20062004
摘要:
针对深基坑坑底隆起及高陡边坡下地基承载力的验算问题，在分析现行有关技术标准所建议方法不足的基础上，参照Terzaghi最早提出的思路进一步研究，提出改进的验算方法。改进方法考虑了坡体内竖直破裂面上的剪应力作用，明确了对此类问题应按单侧滑移破坏计算其地基承载力，并建议采用安全系数的第二种定义，给出了完整的计算式。通过与极限分析有限元计算结果的对比，对所建议改进方法的合理正确性及计算精度进行了检验。
针对深基坑坑底隆起及高陡边坡下地基承载力的验算问题，在分析现行有关技术标准所建议方法不足的基础上，参照Terzaghi最早提出的思路进一步研究，提出改进的验算方法。改进方法考虑了坡体内竖直破裂面上的剪应力作用，明确了对此类问题应按单侧滑移破坏计算其地基承载力，并建议采用安全系数的第二种定义，给出了完整的计算式。通过与极限分析有限元计算结果的对比，对所建议改进方法的合理正确性及计算精度进行了检验。
2020, 50(10): 94-100,10.
doi: 10.13204/j.gyjzG20031005
摘要:
在地震荷载下，软土地区的刚性桩复合地基支承路堤更易发生弯曲破坏，导致整体失稳破坏等严重后果。通过采用非连续布局优化（DLO）上限分析方法模拟地震作用下桩土的相互作用和路基破坏，研究不同桩数、桩端嵌固情况、加强桩数目及加强桩位置等条件下刚性桩复合地基支承路堤在地震作用下的极限受力性状、破坏模式以及路堤的失稳破坏机理。数值模拟结果表明：数值分析结果与模型试验结果相似；在同一地震加速度作用下，桩身弯矩随着距路堤中心距离的减小而逐渐减小；路堤下复合地基的刚性桩体更容易发生弯曲破坏，且桩体之间存在连续破坏现象。
在地震荷载下，软土地区的刚性桩复合地基支承路堤更易发生弯曲破坏，导致整体失稳破坏等严重后果。通过采用非连续布局优化（DLO）上限分析方法模拟地震作用下桩土的相互作用和路基破坏，研究不同桩数、桩端嵌固情况、加强桩数目及加强桩位置等条件下刚性桩复合地基支承路堤在地震作用下的极限受力性状、破坏模式以及路堤的失稳破坏机理。数值模拟结果表明：数值分析结果与模型试验结果相似；在同一地震加速度作用下，桩身弯矩随着距路堤中心距离的减小而逐渐减小；路堤下复合地基的刚性桩体更容易发生弯曲破坏，且桩体之间存在连续破坏现象。
2020, 50(10): 101-105.
doi: 10.13204/j.gyjzG19121607
摘要:
岩石结构面是工程岩体的重要特性，而其渗流特性往往是影响其稳定性的重要因素。为进一步研究岩体结构面的渗流特性，将天然结构面试样的表面形态简化为规则齿形，利用石膏浇筑了人工岩石结构面，并对其开展一系列的结构面剪切-渗流耦合试验，研究结构面剪切过程中水力特性及力学性质的变化规律。试验结果表明：规则齿形结构面的抗剪强度与齿形的角度、法向荷载和渗透压力密切相关；渗透压力对结构面起到软化作用，在较高渗透压力下抗剪强度明显减小，水力开度明显增大；结构面在剪切过程中的切齿效应也随渗透压力的增大而更加显著。
岩石结构面是工程岩体的重要特性，而其渗流特性往往是影响其稳定性的重要因素。为进一步研究岩体结构面的渗流特性，将天然结构面试样的表面形态简化为规则齿形，利用石膏浇筑了人工岩石结构面，并对其开展一系列的结构面剪切-渗流耦合试验，研究结构面剪切过程中水力特性及力学性质的变化规律。试验结果表明：规则齿形结构面的抗剪强度与齿形的角度、法向荷载和渗透压力密切相关；渗透压力对结构面起到软化作用，在较高渗透压力下抗剪强度明显减小，水力开度明显增大；结构面在剪切过程中的切齿效应也随渗透压力的增大而更加显著。
2020, 50(10): 106-110,62.
doi: 10.13204/j.gyjzG20010110
摘要:
以西部寒区隧道中的页岩为代表，建立描述冻融循环作用下类岩石材料的蠕变模型；采用水泥、河沙、粉煤灰制成类岩石材料，进行不同冻融循环次数的冻融循环试验和单轴蠕变试验；通过ABAQUS软件模拟寒区隧道围岩冻融下的蠕变特性，得到"拱顶-侧墙-拱底"三者之间的应力破坏规律。结果表明：1）选用西原模型+温度阻尼器+非线性流变参量模拟的蠕变模型能够描述冻融时岩石材料的蠕变特性；2）应变随着荷载及时间的增加而发生较大程度的递增，且随着冻融次数的增加，损伤程度加剧，抗变形能力减弱；3）寒区隧道围岩冻融下最大应力主要集中在拱顶与侧墙以及拱底与侧墙的交汇处。
以西部寒区隧道中的页岩为代表，建立描述冻融循环作用下类岩石材料的蠕变模型；采用水泥、河沙、粉煤灰制成类岩石材料，进行不同冻融循环次数的冻融循环试验和单轴蠕变试验；通过ABAQUS软件模拟寒区隧道围岩冻融下的蠕变特性，得到"拱顶-侧墙-拱底"三者之间的应力破坏规律。结果表明：1）选用西原模型+温度阻尼器+非线性流变参量模拟的蠕变模型能够描述冻融时岩石材料的蠕变特性；2）应变随着荷载及时间的增加而发生较大程度的递增，且随着冻融次数的增加，损伤程度加剧，抗变形能力减弱；3）寒区隧道围岩冻融下最大应力主要集中在拱顶与侧墙以及拱底与侧墙的交汇处。
2020, 50(10): 111-116,121.
doi: 10.13204/j.gyjzG19102507
摘要:
为研究冻融劣化混凝土冰冻状态下的动态力学性能，利用10 MN动静三轴仪对经历不同冻融循环次数（0次、10次、20次、30次、40次）的冰冻混凝土进行不同应变速率（1.0×10-5，1.0×10-4，5.0×10-4，1.0×10-3，5.0×10-3 s-1）下的单轴抗压加载试验；研究冰冻状态下混凝土的峰值应力随应变速率与冻融劣化程度的变化规律，分析应变速率及冻融劣化程度对峰值应力的敏感性特征。结果表明：相同冻融劣化程度时，随着应变速率增大，冰冻状态混凝土峰值应力增大；相同应变速率下，随着冻融程度的加深，冰冻状态混凝土峰值应力先增加后减小，其单轴抗压破坏形态无明显差异。在应变速率较小时，混凝土表面砂浆脱落严重，暴露出较多粗骨料，而应变速率较大时，其表面的主裂缝很清晰。冰冻状态下混凝土单轴抗压强度仍具有速率效应，孔隙冰晶对混凝土各组分的黏结作用随其含量的增大而逐渐转变为分离隔绝作用。冻融劣化程度对峰值应力的敏感性高于应变速率对峰值应力的敏感性。
为研究冻融劣化混凝土冰冻状态下的动态力学性能，利用10 MN动静三轴仪对经历不同冻融循环次数（0次、10次、20次、30次、40次）的冰冻混凝土进行不同应变速率（1.0×10-5，1.0×10-4，5.0×10-4，1.0×10-3，5.0×10-3 s-1）下的单轴抗压加载试验；研究冰冻状态下混凝土的峰值应力随应变速率与冻融劣化程度的变化规律，分析应变速率及冻融劣化程度对峰值应力的敏感性特征。结果表明：相同冻融劣化程度时，随着应变速率增大，冰冻状态混凝土峰值应力增大；相同应变速率下，随着冻融程度的加深，冰冻状态混凝土峰值应力先增加后减小，其单轴抗压破坏形态无明显差异。在应变速率较小时，混凝土表面砂浆脱落严重，暴露出较多粗骨料，而应变速率较大时，其表面的主裂缝很清晰。冰冻状态下混凝土单轴抗压强度仍具有速率效应，孔隙冰晶对混凝土各组分的黏结作用随其含量的增大而逐渐转变为分离隔绝作用。冻融劣化程度对峰值应力的敏感性高于应变速率对峰值应力的敏感性。
2020, 50(10): 117-121.
doi: 10.13204/j.gyjzG19113018
摘要:
用Raman光谱、X射线衍射、背散射电子照相和Mott-Schottky曲线研究饱和Ca（OH）2溶液中钢筋热轧皮的氧化还原行为和电荷传输特性。结果表明：钢筋热轧皮在阳极极化时可发生由外及里的氧化，轧皮表层的Fe3O4转变为α-Fe2O3；阴极极化时发生还原，轧皮表层的α-Fe2O3消失；在钢筋基底与热轧皮界面处却未见任何新相产生；带轧皮钢筋在饱和Ca（OH）2溶液中呈n型半导体传输特性，主要载流子为间隙铁离子。
用Raman光谱、X射线衍射、背散射电子照相和Mott-Schottky曲线研究饱和Ca（OH）2溶液中钢筋热轧皮的氧化还原行为和电荷传输特性。结果表明：钢筋热轧皮在阳极极化时可发生由外及里的氧化，轧皮表层的Fe3O4转变为α-Fe2O3；阴极极化时发生还原，轧皮表层的α-Fe2O3消失；在钢筋基底与热轧皮界面处却未见任何新相产生；带轧皮钢筋在饱和Ca（OH）2溶液中呈n型半导体传输特性，主要载流子为间隙铁离子。
2020, 50(10): 122-128.
doi: 10.13204/j.gyjzG19110401
摘要:
为探究钢纤维与聚丙烯纤维在冻融及荷载作用下混凝土的抗冻耐久性，以冻融介质、纤维种类及掺量和荷载为变量，通过快速冻融法对纤维混凝土的相对弹性模量、质量损失、抗压强度、抗折强度和弯曲韧性进行测定。结果表明：损伤程度由大到小排序为：荷载+氯盐+冻融耦合作用、氯盐+冻融耦合作用、单一冻融循环作用；掺加纤维能减轻混凝土的损伤，聚丙烯纤维较钢纤维更能减缓混凝土在不同因素冻融循环后的质量损失和相对弹性模量的下降，钢纤维能有效改善不同因素作用下混凝土强度的损失；钢纤维掺量为40 kg/m3时，可显著改善水冻融循环作用后混凝土的抗压和抗折强度损失，并能显著提高混凝土在荷载+氯盐+冻融多重因素耦合作用下的弯曲韧性；钢纤维在强度方面起到的改善作用优于聚丙烯纤维。
为探究钢纤维与聚丙烯纤维在冻融及荷载作用下混凝土的抗冻耐久性，以冻融介质、纤维种类及掺量和荷载为变量，通过快速冻融法对纤维混凝土的相对弹性模量、质量损失、抗压强度、抗折强度和弯曲韧性进行测定。结果表明：损伤程度由大到小排序为：荷载+氯盐+冻融耦合作用、氯盐+冻融耦合作用、单一冻融循环作用；掺加纤维能减轻混凝土的损伤，聚丙烯纤维较钢纤维更能减缓混凝土在不同因素冻融循环后的质量损失和相对弹性模量的下降，钢纤维能有效改善不同因素作用下混凝土强度的损失；钢纤维掺量为40 kg/m3时，可显著改善水冻融循环作用后混凝土的抗压和抗折强度损失，并能显著提高混凝土在荷载+氯盐+冻融多重因素耦合作用下的弯曲韧性；钢纤维在强度方面起到的改善作用优于聚丙烯纤维。
2020, 50(10): 129-132,169.
doi: 10.13204/j.gyjzG19111504
摘要:
通过对3D型单端钩钢纤维以及4D、5D型多端钩钢纤维增强混凝土的劈裂抗拉强度试验，对比研究混凝土基体强度、钢纤维体积率和钢纤维类型对劈拉强度的影响。结果表明：钢纤维改善了混凝土破坏时的完整性；对于混凝土强度等级为C40、C60的基体，钢纤维的作用均得以发挥，提高了钢纤维混凝土的劈拉强度；钢纤维体积率从0%提高到1.4%时，钢纤维混凝土的劈拉强度随之提高，且4D、5D型钢纤维增强混凝土的劈拉强度高于3D型钢纤维。最后，基于JG/T 472—2015《钢纤维混凝土》提出多端钩型钢纤维增强混凝土的劈拉强度计算方法，计算结果与试验结果较为吻合。
通过对3D型单端钩钢纤维以及4D、5D型多端钩钢纤维增强混凝土的劈裂抗拉强度试验，对比研究混凝土基体强度、钢纤维体积率和钢纤维类型对劈拉强度的影响。结果表明：钢纤维改善了混凝土破坏时的完整性；对于混凝土强度等级为C40、C60的基体，钢纤维的作用均得以发挥，提高了钢纤维混凝土的劈拉强度；钢纤维体积率从0%提高到1.4%时，钢纤维混凝土的劈拉强度随之提高，且4D、5D型钢纤维增强混凝土的劈拉强度高于3D型钢纤维。最后，基于JG/T 472—2015《钢纤维混凝土》提出多端钩型钢纤维增强混凝土的劈拉强度计算方法，计算结果与试验结果较为吻合。
2020, 50(10): 133-137.
doi: 10.13204/j.gyjzG20042207
摘要:
顶推施工技术因其具有对桥下基础和空间要求较低、施工效率高等特点，被广泛应用于桥梁建设之中。目前国内对于钢箱梁步履式顶推施工技术一般采用有限元模拟研究，或根据监测数据进行实际工程研究，较少有将两者结合的研究。基于下部龙大桥钢箱梁步履式顶推施工，采用MIDAS/Civil软件建立桥梁各典型工况下顶推施工有限元模型，对各工况钢箱梁顶推至最不利位置时钢箱梁关键截面应力状态及导梁前端位移进行计算，通过与现场监测数据进行对比，发现通过该模型计算所得的钢箱梁关键截面应力状态及导梁前端位移与实际施工中所得数据吻合良好，误差均不超过15%。
顶推施工技术因其具有对桥下基础和空间要求较低、施工效率高等特点，被广泛应用于桥梁建设之中。目前国内对于钢箱梁步履式顶推施工技术一般采用有限元模拟研究，或根据监测数据进行实际工程研究，较少有将两者结合的研究。基于下部龙大桥钢箱梁步履式顶推施工，采用MIDAS/Civil软件建立桥梁各典型工况下顶推施工有限元模型，对各工况钢箱梁顶推至最不利位置时钢箱梁关键截面应力状态及导梁前端位移进行计算，通过与现场监测数据进行对比，发现通过该模型计算所得的钢箱梁关键截面应力状态及导梁前端位移与实际施工中所得数据吻合良好，误差均不超过15%。
2020, 50(10): 138-144.
doi: 10.13204/j.gyjz201907310011
摘要:
对一种两端直线形张弦桁架结构进行研究，建立了单榀圆弧形张弦桁架结构和不同端部倾角的两端直线形张弦桁架结构的有限元模型，利用实腹式截面等效法对比分析两种结构内力的差异，通过在典型荷载下的计算分析对比了两种结构的用钢量和力学性能，结果表明：端部倾角最优（60°）的两端直线形张弦桁架结构较圆弧形张弦桁架结构用钢量可以节省7%~18%；两端直线形张弦桁架结构的合位移更大，但小于JGJ 252—2012《索结构设计规程》限值；其水平支座最大反力较圆弧形张弦桁架结构最大可减小15％；两种结构屈曲形态接近，两端直线形张弦桁架结构具有更高的稳定承载力。
对一种两端直线形张弦桁架结构进行研究，建立了单榀圆弧形张弦桁架结构和不同端部倾角的两端直线形张弦桁架结构的有限元模型，利用实腹式截面等效法对比分析两种结构内力的差异，通过在典型荷载下的计算分析对比了两种结构的用钢量和力学性能，结果表明：端部倾角最优（60°）的两端直线形张弦桁架结构较圆弧形张弦桁架结构用钢量可以节省7%~18%；两端直线形张弦桁架结构的合位移更大，但小于JGJ 252—2012《索结构设计规程》限值；其水平支座最大反力较圆弧形张弦桁架结构最大可减小15％；两种结构屈曲形态接近，两端直线形张弦桁架结构具有更高的稳定承载力。
2020, 50(10): 145-151.
doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ201907150004
摘要:
为研究输电塔-线体系的耦合效应，探索塔-线体系极限状态的失效模式和破坏机理，以广东省某220 kV输电塔-线体系为研究对象，研制考虑结构极限状态的输电塔气动弹性试验模型，通过风动试验，再现了输电塔-线体系极限风荷载下的倒塌现象，并与有限元法分析结果进行了对比分析。研究表明：1）基于稳定应力等效设计的输电塔极限状态气动弹性模型能够较好地在风洞试验中模拟出结构的破坏情况；2）强风作用时，塔-线体系的耦合振动使塔-线体系的振动比相同环境中单塔的振动更为复杂，破坏可能与发生强非线性振动、局部响应扩大有关，结构杆件发生失稳破坏；3）在输电塔结构设计时，应加强塔身中部沿垂直于导线走向方向的稳定承载力，不可忽视横风向风振响应的贡献。
为研究输电塔-线体系的耦合效应，探索塔-线体系极限状态的失效模式和破坏机理，以广东省某220 kV输电塔-线体系为研究对象，研制考虑结构极限状态的输电塔气动弹性试验模型，通过风动试验，再现了输电塔-线体系极限风荷载下的倒塌现象，并与有限元法分析结果进行了对比分析。研究表明：1）基于稳定应力等效设计的输电塔极限状态气动弹性模型能够较好地在风洞试验中模拟出结构的破坏情况；2）强风作用时，塔-线体系的耦合振动使塔-线体系的振动比相同环境中单塔的振动更为复杂，破坏可能与发生强非线性振动、局部响应扩大有关，结构杆件发生失稳破坏；3）在输电塔结构设计时，应加强塔身中部沿垂直于导线走向方向的稳定承载力，不可忽视横风向风振响应的贡献。
2020, 50(10): 152-159,193.
doi: 10.13204/j.gyjzG19111310
摘要:
对6根高强方钢管高强混凝土双向压弯构件进行了试验研究，研究构件在不同偏心率（0.27~0.80）和钢材屈服强度（554~896 MPa）下的力学性能。采用有限元分析软件ABAQUS建立了高强方钢管高强混凝土双向偏压短柱有限元分析模型，模拟结果与试验结果吻合较好，并进行了典型构件的受力全过程分析和影响参数分析。研究结果表明：混凝土抗压强度、钢材屈服强度和含钢率对荷载-挠度曲线初始刚度影响较小，而偏心率对构件初始刚度影响相对较大；构件的极限承载力随着混凝土抗压强度、钢材屈服强度、含钢率的增加而增加，随着偏心率的增加而减小；构件的延性随着偏心率和含钢率的增加而增加，随着混凝土抗压强度的增加而减小。
对6根高强方钢管高强混凝土双向压弯构件进行了试验研究，研究构件在不同偏心率（0.27~0.80）和钢材屈服强度（554~896 MPa）下的力学性能。采用有限元分析软件ABAQUS建立了高强方钢管高强混凝土双向偏压短柱有限元分析模型，模拟结果与试验结果吻合较好，并进行了典型构件的受力全过程分析和影响参数分析。研究结果表明：混凝土抗压强度、钢材屈服强度和含钢率对荷载-挠度曲线初始刚度影响较小，而偏心率对构件初始刚度影响相对较大；构件的极限承载力随着混凝土抗压强度、钢材屈服强度、含钢率的增加而增加，随着偏心率的增加而减小；构件的延性随着偏心率和含钢率的增加而增加，随着混凝土抗压强度的增加而减小。
2020, 50(10): 160-169.
doi: 10.13204/j.gyjzG20020406
摘要:
对不同冷弯薄壁型钢框架与泡沫混凝土构成的组合墙体PX-1、PX-2、PX-3、PX-4、PX-5、PX-6进行拟静力试验和有限元模拟，探讨不同型钢竖肢间距和泡沫混凝土密度下墙体的承载性能。试验与模拟结果表明：加载初期，墙体无明显的裂缝迹象，加载后期，墙体裂缝数量逐渐增加、裂缝宽度变大，此时墙体内部型钢骨架虽然仍具有较大的承载能力，但墙体整体抗剪和抗压性能有所降低；在型钢骨架竖肢间距及布置均相同的条件下，泡沫混凝土密度对墙体的轴向承载性能有较大的影响，且随着泡沫混凝土密度的增大，墙体的整体承载力也在提高，此种组合墙体具有良好的承载性能。
对不同冷弯薄壁型钢框架与泡沫混凝土构成的组合墙体PX-1、PX-2、PX-3、PX-4、PX-5、PX-6进行拟静力试验和有限元模拟，探讨不同型钢竖肢间距和泡沫混凝土密度下墙体的承载性能。试验与模拟结果表明：加载初期，墙体无明显的裂缝迹象，加载后期，墙体裂缝数量逐渐增加、裂缝宽度变大，此时墙体内部型钢骨架虽然仍具有较大的承载能力，但墙体整体抗剪和抗压性能有所降低；在型钢骨架竖肢间距及布置均相同的条件下，泡沫混凝土密度对墙体的轴向承载性能有较大的影响，且随着泡沫混凝土密度的增大，墙体的整体承载力也在提高，此种组合墙体具有良好的承载性能。
2020, 50(10): 170-179,198.
doi: 10.13204/j.gyjzG20020408
摘要:
对密度均为1 600 kg/m3的泡沫混凝土SXB-1、SXB-2、SXB-3三个组合双向板试件进行加载试验和模拟对比研究，通过试验得到了三个组合双向板试件的破坏现象和对组合板上的冷成型方钢管和泡沫混凝土的荷载-应变曲线，探究冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的双向受力性能，以等间距加筋型钢间距为变量，进一步分析了对冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的承载性能影响。有限元模拟通过以型钢壁厚、型钢强度、型钢间距为控制变量，来综合分析对冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的力学性能影响。试验和模拟结果表明：冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板在型钢加筋方向均具有良好的承载性能和受力状态，且最终破坏时的板底裂缝扩展，均呈现出相互交错的蝶形或者X形分布；型钢间距越小，组合双向板的刚度与承载能力就会越高，挠度与应变增长就会越小；随着型钢壁厚的增加、型钢强度的提高、型钢间距的减小，不仅提高了型钢骨架自身的强度、刚度，还增加了冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的整体承载性能。
对密度均为1 600 kg/m3的泡沫混凝土SXB-1、SXB-2、SXB-3三个组合双向板试件进行加载试验和模拟对比研究，通过试验得到了三个组合双向板试件的破坏现象和对组合板上的冷成型方钢管和泡沫混凝土的荷载-应变曲线，探究冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的双向受力性能，以等间距加筋型钢间距为变量，进一步分析了对冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的承载性能影响。有限元模拟通过以型钢壁厚、型钢强度、型钢间距为控制变量，来综合分析对冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的力学性能影响。试验和模拟结果表明：冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板在型钢加筋方向均具有良好的承载性能和受力状态，且最终破坏时的板底裂缝扩展，均呈现出相互交错的蝶形或者X形分布；型钢间距越小，组合双向板的刚度与承载能力就会越高，挠度与应变增长就会越小；随着型钢壁厚的增加、型钢强度的提高、型钢间距的减小，不仅提高了型钢骨架自身的强度、刚度，还增加了冷弯成型方钢管-泡沫混凝土组合双向板的整体承载性能。
2020, 50(10): 180-186,75.
doi: 10.13204/j.gyjz201904140005
摘要:
剪力墙是高层和超高层建筑物的主要抗侧力构件，对建筑结构的抗震性能至关重要。采用ABAQUS有限元分析软件对7个轴压比分别为0.2、0.3和0.4的纤维增强复材（FRP）筋-钢筋混凝土剪力墙进行反复荷载作用下的拟静力分析，研究轴压比和FRP筋力学性能对剪力墙的滞回性能、骨架曲线、抗震性能和残余变形等的影响，对剪力墙的损伤分布特征进行了对比分析。结果表明：剪力墙边缘构件配置FRP纵筋能够有效控制混凝土剪力墙的残余变形，改善剪力墙的延性，促进筋材与混凝土的共同工作，采用的FRP筋强度和弹性模量越高，效果越明显，但墙体的耗能能力有所降低；随着轴压比的增加，配有FRP筋的剪力墙的极限承载力逐渐增大，极限承载力对应的位移减小，墙体延性降低，墙体残余变形逐渐增大，且当轴压比小于0.3时，轴压比对墙体残余变形的不利影响较小，轴压比大于0.3时，轴压比对墙体残余变形的不利影响急剧增加。
剪力墙是高层和超高层建筑物的主要抗侧力构件，对建筑结构的抗震性能至关重要。采用ABAQUS有限元分析软件对7个轴压比分别为0.2、0.3和0.4的纤维增强复材（FRP）筋-钢筋混凝土剪力墙进行反复荷载作用下的拟静力分析，研究轴压比和FRP筋力学性能对剪力墙的滞回性能、骨架曲线、抗震性能和残余变形等的影响，对剪力墙的损伤分布特征进行了对比分析。结果表明：剪力墙边缘构件配置FRP纵筋能够有效控制混凝土剪力墙的残余变形，改善剪力墙的延性，促进筋材与混凝土的共同工作，采用的FRP筋强度和弹性模量越高，效果越明显，但墙体的耗能能力有所降低；随着轴压比的增加，配有FRP筋的剪力墙的极限承载力逐渐增大，极限承载力对应的位移减小，墙体延性降低，墙体残余变形逐渐增大，且当轴压比小于0.3时，轴压比对墙体残余变形的不利影响较小，轴压比大于0.3时，轴压比对墙体残余变形的不利影响急剧增加。
2020, 50(10): 187-193.
doi: 10.13204/j.gyjzG20011609
摘要:
在利用相关试验成果与有限元分析相印证的基础上，对常温下火灾后及外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱进行轴压性能研究，分析受火时间、缀板间距、外包钢厚度对试件承载力及刚度的影响。研究结果表明：外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱承载力及刚度提升幅度较大，甚至超过常温试件；随着受火时间的增加，试件承载力下降幅度经历了先增大后减小的过程，且外包钢对试件修复效果逐渐减弱；增大缀板间距，承载力逐渐降低，但降低幅度较小，而对试件刚度影响较大；增加外包钢厚度，承载力大幅度提高，刚度提高更显著。
在利用相关试验成果与有限元分析相印证的基础上，对常温下火灾后及外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱进行轴压性能研究，分析受火时间、缀板间距、外包钢厚度对试件承载力及刚度的影响。研究结果表明：外包钢加固火灾后钢管混凝土叠合短柱承载力及刚度提升幅度较大，甚至超过常温试件；随着受火时间的增加，试件承载力下降幅度经历了先增大后减小的过程，且外包钢对试件修复效果逐渐减弱；增大缀板间距，承载力逐渐降低，但降低幅度较小，而对试件刚度影响较大；增加外包钢厚度，承载力大幅度提高，刚度提高更显著。
2020, 50(10): 194-198.
doi: 10.13204/j.gyjzG20032905
摘要:
乡村红色建筑所表达出的在地性，能够有效烘托红色文化的象征意义和内涵特征。通过对乡村红色建筑在地设计观的分析阐述，结合沂蒙红嫂纪念馆建筑设计的详细介绍，对该项目在地特性的三个方面——地形地貌的在地诠释、人文历史的在地转译、建造技术的在地利用进行了解读，以期为新时代乡村红色展陈建筑的创作提供参考。
乡村红色建筑所表达出的在地性，能够有效烘托红色文化的象征意义和内涵特征。通过对乡村红色建筑在地设计观的分析阐述，结合沂蒙红嫂纪念馆建筑设计的详细介绍，对该项目在地特性的三个方面——地形地貌的在地诠释、人文历史的在地转译、建造技术的在地利用进行了解读，以期为新时代乡村红色展陈建筑的创作提供参考。
