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2021年 第51卷 第3期
2021, 51(3): 1-7.
doi: 10.13204/j.gyjzG20050501
摘要:
从工业遗产景观的审美弹性和功能弹性二元向度的角度，论证了其弹性再生的内涵与方法。通过基于工业遗产景观的连结分析生成二维矩阵分析框架，得出审美和功能二元向度的设计策略。从审美向度上，有留白之美、废墟之美、混搭之美三种特质；从功能向度上，形成的生态修正可适应和提高生态弹性，形成业态连锁衍生群，改善经济弹性，激活文化创意，提高文化弹性。
从工业遗产景观的审美弹性和功能弹性二元向度的角度，论证了其弹性再生的内涵与方法。通过基于工业遗产景观的连结分析生成二维矩阵分析框架，得出审美和功能二元向度的设计策略。从审美向度上，有留白之美、废墟之美、混搭之美三种特质；从功能向度上，形成的生态修正可适应和提高生态弹性，形成业态连锁衍生群，改善经济弹性，激活文化创意，提高文化弹性。
2021, 51(3): 8-14.
doi: 10.13204/j.gyjzG20041714
摘要:
以工业遗产改造的文化建筑为例，研究共享策略对工业遗产改造的影响。通过分析上海黄浦江两岸的3个案例，总结共享理念从设计和运营两个层面对项目改造产生的作用。研究发现，共享策略积极地影响了室外环境的通道、边界和场所的设计，提升了工业遗产的文化服务效率。为此，梳理与室外环境相关的设计指标，并利用层次分析法归纳其从环境、社会、经济3方面对城市可持续更新绩效的提升路径。
以工业遗产改造的文化建筑为例，研究共享策略对工业遗产改造的影响。通过分析上海黄浦江两岸的3个案例，总结共享理念从设计和运营两个层面对项目改造产生的作用。研究发现，共享策略积极地影响了室外环境的通道、边界和场所的设计，提升了工业遗产的文化服务效率。为此，梳理与室外环境相关的设计指标，并利用层次分析法归纳其从环境、社会、经济3方面对城市可持续更新绩效的提升路径。
2021, 51(3): 22-29,109.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052806
摘要:
在古墓冢遗址保护、空间建构的背景下，探索城市公共空间、公共建筑景观的设计路径，优化古代墓冢遗址的保护模式；依据智慧城市的理念，通过开放空间导向、光伏发电系、发光二极管夜景照明、立体绿化的应用，营造人性化的园区景观。从理念创新上，围绕对古代墓冢独有历史价值的保护、场地适应性改造以及与科技手段融合的理念，建立墓冢遗址建筑景观设计中遗址保护、景观更新、空间营造的设计路径。从实际效果上，达到古墓冢遗址保护满足城市生态化、提升空间使用率，并通过植入现代保护手段，"节点干预"的体系化和多样化，构建一个基于地域独有文化价值的遗址保护多层次设计体系。
在古墓冢遗址保护、空间建构的背景下，探索城市公共空间、公共建筑景观的设计路径，优化古代墓冢遗址的保护模式；依据智慧城市的理念，通过开放空间导向、光伏发电系、发光二极管夜景照明、立体绿化的应用，营造人性化的园区景观。从理念创新上，围绕对古代墓冢独有历史价值的保护、场地适应性改造以及与科技手段融合的理念，建立墓冢遗址建筑景观设计中遗址保护、景观更新、空间营造的设计路径。从实际效果上，达到古墓冢遗址保护满足城市生态化、提升空间使用率，并通过植入现代保护手段，"节点干预"的体系化和多样化，构建一个基于地域独有文化价值的遗址保护多层次设计体系。
2021, 51(3): 30-34,90.
doi: 10.13204/j.gyjzG201905170006
摘要:
装配式剪力墙高层住宅结构的抗震可靠性是我国建筑工业化顺利实现的重要要求，为掌握装配式叠合连梁在装配式剪力墙高层结构中的力学性能，对装配式剪力墙空间子结构模型进行了低周反复试验。通过试验测试掌握了装配式叠合连梁的裂缝分布规律和破坏模式，并分析了装配式叠合连梁构件对装配式剪力墙空间子结构抗震性能的影响规律。最后根据试验实测和分析结果，对装配式叠合连梁的合理设计给出了建议。
装配式剪力墙高层住宅结构的抗震可靠性是我国建筑工业化顺利实现的重要要求，为掌握装配式叠合连梁在装配式剪力墙高层结构中的力学性能，对装配式剪力墙空间子结构模型进行了低周反复试验。通过试验测试掌握了装配式叠合连梁的裂缝分布规律和破坏模式，并分析了装配式叠合连梁构件对装配式剪力墙空间子结构抗震性能的影响规律。最后根据试验实测和分析结果，对装配式叠合连梁的合理设计给出了建议。
2021, 51(3): 35-41.
doi: 10.13204/j.gyjzG20032209
摘要:
为研究带水平连接节点的装配式钢-混凝土组合管（SRCT）剪力墙抗震性能，对2个足尺SRCT剪力墙试件和1个足尺现浇钢筋混凝土（RC）剪力墙试件进行了低周往复荷载下的模型试验。结果表明：无论是在剪力墙中部还是底部设置连接的装配式SRCT剪力墙均具有较高的承载力、刚度、延性和耗能能力，水平连接节点安全可靠；带中部水平连接节点的试件承载力、刚度、耗能能力等性能与SRCT剪力墙试件基本一致，中部水平接缝对试件整体抗震性能影响较小；配置拉结筋的方钢管可以有效抑制钢管内混凝土的开裂和裂缝发展，使得墙肢根部的破坏程度远小于RC剪力墙，同时钢管内外混凝土可有效约束薄壁钢管的屈曲；SRCT剪力墙存在两种破坏形态，一种破坏形态能充分发挥钢材和混凝土的材料性能，是理想的破坏形态，另一种破坏形态具有脆性特征，应加以规避。
为研究带水平连接节点的装配式钢-混凝土组合管（SRCT）剪力墙抗震性能，对2个足尺SRCT剪力墙试件和1个足尺现浇钢筋混凝土（RC）剪力墙试件进行了低周往复荷载下的模型试验。结果表明：无论是在剪力墙中部还是底部设置连接的装配式SRCT剪力墙均具有较高的承载力、刚度、延性和耗能能力，水平连接节点安全可靠；带中部水平连接节点的试件承载力、刚度、耗能能力等性能与SRCT剪力墙试件基本一致，中部水平接缝对试件整体抗震性能影响较小；配置拉结筋的方钢管可以有效抑制钢管内混凝土的开裂和裂缝发展，使得墙肢根部的破坏程度远小于RC剪力墙，同时钢管内外混凝土可有效约束薄壁钢管的屈曲；SRCT剪力墙存在两种破坏形态，一种破坏形态能充分发挥钢材和混凝土的材料性能，是理想的破坏形态，另一种破坏形态具有脆性特征，应加以规避。
2021, 51(3): 42-49,21.
doi: 10.13204/j.gyjzGYJZ201908190005
摘要:
基于数值分析方法，利用LS-DYNA软件建立承重砌体墙抗爆分析计算模型。通过相关的抗爆试验文献验证了数值分析方法与爆炸荷载施加方法的正确性。为研究不同比例距离爆炸荷载下墙体的破坏形态和设置不同间距构造柱墙体的抗爆效果，以反映洞口尺寸影响的洞宽比θ为参数，分析不同洞宽比墙体在爆炸荷载下的动力响应和设置构造柱对墙体抗爆方案的影响。结果表明：设置构造柱可以有效地提高承重砌体墙的抗爆性能，构造柱间距不宜过大或过小，以3 m最为合理。随着洞宽比θ的增加，墙体破坏程度增加，当洞宽比θ较大时，设置2个小洞口墙体比设置1个大洞口墙体破坏程度更为严重。对于洞宽比θ较大的墙体，在两侧及洞口处增加构造柱后，墙体抗爆性能明显增强，但洞口下部的窗台墙仍会发生严重的破坏。在开洞处增设过梁，对抑制小开洞墙体的开裂效果很好，墙体未见明显破坏；而仅设置1个大洞口墙体的窗台墙仍然破坏严重，尚需进一步采取抗爆措施。
基于数值分析方法，利用LS-DYNA软件建立承重砌体墙抗爆分析计算模型。通过相关的抗爆试验文献验证了数值分析方法与爆炸荷载施加方法的正确性。为研究不同比例距离爆炸荷载下墙体的破坏形态和设置不同间距构造柱墙体的抗爆效果，以反映洞口尺寸影响的洞宽比θ为参数，分析不同洞宽比墙体在爆炸荷载下的动力响应和设置构造柱对墙体抗爆方案的影响。结果表明：设置构造柱可以有效地提高承重砌体墙的抗爆性能，构造柱间距不宜过大或过小，以3 m最为合理。随着洞宽比θ的增加，墙体破坏程度增加，当洞宽比θ较大时，设置2个小洞口墙体比设置1个大洞口墙体破坏程度更为严重。对于洞宽比θ较大的墙体，在两侧及洞口处增加构造柱后，墙体抗爆性能明显增强，但洞口下部的窗台墙仍会发生严重的破坏。在开洞处增设过梁，对抑制小开洞墙体的开裂效果很好，墙体未见明显破坏；而仅设置1个大洞口墙体的窗台墙仍然破坏严重，尚需进一步采取抗爆措施。
2021, 51(3): 50-57.
doi: 10.13204/j.gyjzG20022204
摘要:
新型预制轻钢复合混凝土外挂墙板是一种结构保温一体化预制外挂墙体系统，以轻钢龙骨为骨架，以高性能混凝土板作为外面板与龙骨通过剪力钉连接，内填保温材料并辅以水泥纤维板为内面板形成一体化墙板，工厂预制，现场吊装，起到建筑外围护作用。通过对该组合墙板四点弯曲试验结果与有限元模拟结果的对比，得出了不同构造对组合墙板抗弯性能的影响规律。试验结果表明：该墙板具有良好的整体受力性能，墙体中的轻钢龙骨对整体的抗弯承载力贡献较大，可明显提高组合墙板的刚度。有限元模拟结果表明：增加混凝土厚度可以提高墙板整体受力性能，但提升幅度不大；为提高墙板保温性能而设置的保温层的厚度对墙板承载力有较大影响。
新型预制轻钢复合混凝土外挂墙板是一种结构保温一体化预制外挂墙体系统，以轻钢龙骨为骨架，以高性能混凝土板作为外面板与龙骨通过剪力钉连接，内填保温材料并辅以水泥纤维板为内面板形成一体化墙板，工厂预制，现场吊装，起到建筑外围护作用。通过对该组合墙板四点弯曲试验结果与有限元模拟结果的对比，得出了不同构造对组合墙板抗弯性能的影响规律。试验结果表明：该墙板具有良好的整体受力性能，墙体中的轻钢龙骨对整体的抗弯承载力贡献较大，可明显提高组合墙板的刚度。有限元模拟结果表明：增加混凝土厚度可以提高墙板整体受力性能，但提升幅度不大；为提高墙板保温性能而设置的保温层的厚度对墙板承载力有较大影响。
2021, 51(3): 58-64.
doi: 10.13204/j.gyjz201909130001
摘要:
作为安全等级一级的构筑物，吸热塔结构具有质心高、荷载大、低阻尼的特点，设备本身易产生较大附加弯矩，在地震作用下易产生鞭梢效应，因此对该结构抗震性能的研究十分重要。以某242.7 m高，下部为混凝土、上部为钢构件的混合型吸热塔为研究对象，根据SAP 2000有限元软件的模拟结果，确定缩尺模型的简化设计方案，按缩尺比1∶20设计并加工制作了等效缩尺模型，并进行三向地震动输入的振动台试验。测试了模型的动力特性及在不同水准地震波作用下结构的加速度、位移及应变响应，结合有限元分析验证了模型设计和加工的合理性，并分析了模型的破坏情况和地震响应规律。试验结果表明：在多遇、设防、罕遇地震作用下结构最大位移角分别为1/516、1/281、1/145，说明该类型结构抗震性能满足其性能设计要求。混凝土底部和中部变截面位置为相对薄弱环节，钢结构部分鞭梢效应明显，需要予以注意。
作为安全等级一级的构筑物，吸热塔结构具有质心高、荷载大、低阻尼的特点，设备本身易产生较大附加弯矩，在地震作用下易产生鞭梢效应，因此对该结构抗震性能的研究十分重要。以某242.7 m高，下部为混凝土、上部为钢构件的混合型吸热塔为研究对象，根据SAP 2000有限元软件的模拟结果，确定缩尺模型的简化设计方案，按缩尺比1∶20设计并加工制作了等效缩尺模型，并进行三向地震动输入的振动台试验。测试了模型的动力特性及在不同水准地震波作用下结构的加速度、位移及应变响应，结合有限元分析验证了模型设计和加工的合理性，并分析了模型的破坏情况和地震响应规律。试验结果表明：在多遇、设防、罕遇地震作用下结构最大位移角分别为1/516、1/281、1/145，说明该类型结构抗震性能满足其性能设计要求。混凝土底部和中部变截面位置为相对薄弱环节，钢结构部分鞭梢效应明显，需要予以注意。
2021, 51(3): 65-70,84.
doi: 10.13204/j.gyjzG20041317
摘要:
乏燃料运输容器的坠落会对乏燃料接收和贮存设施产生较大冲击损伤。为研究不同减振设施的抗冲击性能，利用落锤冲击试验机对10种不同的减振设施进行冲击试验，得到以材料强度、减振层厚度、材料组合类型为变量的减振设施在不同锤头截面面积作用下的锤头冲击深度和冲击力时程曲线。试验结果表明：冲击荷载作用下，随着材料强度、锤头截面面积的增加，冲击反力上升，减振层变形减小，冲击接触时间变短；在减振砌块材料上、下铺设挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板，可有效消减冲击反力峰值，且XPS板铺设在砌块下方，底部冲击反力峰值更小，减振效果更好；冲击动强度的动力放大系数γ取值在0.83~1.19之间，落锤冲击深度修正系数α取值在0.61~0.98之间。为满足工程设计需要，基于数据分析结果提出了一套减振设施的简化设计算式。
乏燃料运输容器的坠落会对乏燃料接收和贮存设施产生较大冲击损伤。为研究不同减振设施的抗冲击性能，利用落锤冲击试验机对10种不同的减振设施进行冲击试验，得到以材料强度、减振层厚度、材料组合类型为变量的减振设施在不同锤头截面面积作用下的锤头冲击深度和冲击力时程曲线。试验结果表明：冲击荷载作用下，随着材料强度、锤头截面面积的增加，冲击反力上升，减振层变形减小，冲击接触时间变短；在减振砌块材料上、下铺设挤塑聚苯乙烯泡沫塑料（XPS）板，可有效消减冲击反力峰值，且XPS板铺设在砌块下方，底部冲击反力峰值更小，减振效果更好；冲击动强度的动力放大系数γ取值在0.83~1.19之间，落锤冲击深度修正系数α取值在0.61~0.98之间。为满足工程设计需要，基于数据分析结果提出了一套减振设施的简化设计算式。
2021, 51(3): 71-76.
doi: 10.13204/j.gyjzG19120303
摘要:
方钢管-C型钢焊接内填混凝土组合剪力墙是一种新型的双钢板混凝土组合剪力墙。为分析焊接残余应力对墙体抗震性能的影响，首先基于ABAQUS有限元软件，采用间接耦合法对该新型组合剪力墙进行三维数值模拟分析，得到了焊接温度场和残余应力场的分布规律及特点。结果表明：墙体横向和沿厚度方向的残余应力都很小，分析时可以忽略。在此基础上，对比了有纵向残余应力、无残余应力的剪力墙的抗震性能，如滞回曲线、最大承载力、弹性刚度等，发现由于应力重分布原因，焊接残余应力对方钢管-C型钢焊接填内混凝土组合剪力墙抗震性能影响很小。
方钢管-C型钢焊接内填混凝土组合剪力墙是一种新型的双钢板混凝土组合剪力墙。为分析焊接残余应力对墙体抗震性能的影响，首先基于ABAQUS有限元软件，采用间接耦合法对该新型组合剪力墙进行三维数值模拟分析，得到了焊接温度场和残余应力场的分布规律及特点。结果表明：墙体横向和沿厚度方向的残余应力都很小，分析时可以忽略。在此基础上，对比了有纵向残余应力、无残余应力的剪力墙的抗震性能，如滞回曲线、最大承载力、弹性刚度等，发现由于应力重分布原因，焊接残余应力对方钢管-C型钢焊接填内混凝土组合剪力墙抗震性能影响很小。
2021, 51(3): 77-84.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052008
摘要:
大跨越输电杆塔工程中钢管混凝土结构设计对其界面黏结性能提出了更高的要求。为研究直缝焊接钢管与混凝土界面黏结性能，采用正交试验方法设计了9个钢管混凝土试件的推出试验。研究了直缝焊接钢管与混凝土界面黏结机理和黏结应力分布规律，分析了各因素影响黏结强度的主次关系及变化规律，并基于正交试验分析结果提出了优化的黏结强度经验计算式。试验结果表明：黏结应力-滑移曲线包括胶结段、非线性初滑移段和滑移段，在胶结段、非线性初滑移段曲线呈相似上升趋势，在滑移段曲线出现3种发展趋势，即Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ类；Ⅰ-1类曲线下降后保持水平，Ⅰ-2类曲线下降后呈二次上升，Ⅱ类曲线形成拐点后缓慢上升，其3种发展趋势主要由直缝焊接钢管的制作"宏观偏差"所导致；影响胶结强度和极限黏结强度的因素主次关系均为钢管径厚比、混凝土强度、界面黏结长度，胶结强度和极限黏结强度随钢管径厚比增大而显著降低，随混凝土强度提高而增大；试件两端处黏结应力存在随荷载增大而减小的现象，揭示了黏结界面剥离从两端向中部发展的破坏机制；与其他学者实测数据对比证明本文黏结强度计算式有一定的可参考性。
大跨越输电杆塔工程中钢管混凝土结构设计对其界面黏结性能提出了更高的要求。为研究直缝焊接钢管与混凝土界面黏结性能，采用正交试验方法设计了9个钢管混凝土试件的推出试验。研究了直缝焊接钢管与混凝土界面黏结机理和黏结应力分布规律，分析了各因素影响黏结强度的主次关系及变化规律，并基于正交试验分析结果提出了优化的黏结强度经验计算式。试验结果表明：黏结应力-滑移曲线包括胶结段、非线性初滑移段和滑移段，在胶结段、非线性初滑移段曲线呈相似上升趋势，在滑移段曲线出现3种发展趋势，即Ⅰ-1、Ⅰ-2和Ⅱ类；Ⅰ-1类曲线下降后保持水平，Ⅰ-2类曲线下降后呈二次上升，Ⅱ类曲线形成拐点后缓慢上升，其3种发展趋势主要由直缝焊接钢管的制作"宏观偏差"所导致；影响胶结强度和极限黏结强度的因素主次关系均为钢管径厚比、混凝土强度、界面黏结长度，胶结强度和极限黏结强度随钢管径厚比增大而显著降低，随混凝土强度提高而增大；试件两端处黏结应力存在随荷载增大而减小的现象，揭示了黏结界面剥离从两端向中部发展的破坏机制；与其他学者实测数据对比证明本文黏结强度计算式有一定的可参考性。
2021, 51(3): 85-90.
doi: 10.13204/j.gyjzG20071204
摘要:
构件参与结构抗震的贡献不同，传统结构地震易损性评价指标不能反映此特点，亦不能准确合理评价结构在地震作用下的抗倒塌能力。地震作用下，防屈曲支撑钢框架结构各构件参与抗震方式不同，防屈曲支撑通过轴向变形耗散地震能量，梁端通过弯曲变形耗散地震能量，框架柱通过适当变形保证结构不失稳倒塌。为此，针对防屈曲支撑钢框架整体结构提出基于构件损伤的易损性分析评价指标和方法。通过定义结构极限状态，对比基于不同评价指标的防屈曲支撑框架结构地震易损性分析结果。结果显示：基于单一评价指标的评价方法不能准确评价结构抗倒塌能力，防屈曲支撑钢框架结构虽然由于防屈曲支撑的优越变形能力使得结构耗能能力提升，但梁端仍可能发生破坏。
构件参与结构抗震的贡献不同，传统结构地震易损性评价指标不能反映此特点，亦不能准确合理评价结构在地震作用下的抗倒塌能力。地震作用下，防屈曲支撑钢框架结构各构件参与抗震方式不同，防屈曲支撑通过轴向变形耗散地震能量，梁端通过弯曲变形耗散地震能量，框架柱通过适当变形保证结构不失稳倒塌。为此，针对防屈曲支撑钢框架整体结构提出基于构件损伤的易损性分析评价指标和方法。通过定义结构极限状态，对比基于不同评价指标的防屈曲支撑框架结构地震易损性分析结果。结果显示：基于单一评价指标的评价方法不能准确评价结构抗倒塌能力，防屈曲支撑钢框架结构虽然由于防屈曲支撑的优越变形能力使得结构耗能能力提升，但梁端仍可能发生破坏。
2021, 51(3): 91-97.
doi: 10.13204/j.gyjzG20071608
摘要:
针对大角钢轴压杆失稳形态这一问题，对90根大角钢构件进行轴压试验，并考虑试验中支座的弯曲转动刚度和扭转转动刚度的影响，对大角钢构件绕非对称轴的弯曲长细比和绕对称轴的扭转长细比进行了修正。研究结果表明：大角钢轴压杆的失稳形态以弯曲失稳为主，对于长细比小于40的大角钢轴压杆可不用验算其弯扭屈曲承载力，仅按弱轴弯曲屈曲计算其承载力便可保障设计安全，对工程设计具有指导意义。
针对大角钢轴压杆失稳形态这一问题，对90根大角钢构件进行轴压试验，并考虑试验中支座的弯曲转动刚度和扭转转动刚度的影响，对大角钢构件绕非对称轴的弯曲长细比和绕对称轴的扭转长细比进行了修正。研究结果表明：大角钢轴压杆的失稳形态以弯曲失稳为主，对于长细比小于40的大角钢轴压杆可不用验算其弯扭屈曲承载力，仅按弱轴弯曲屈曲计算其承载力便可保障设计安全，对工程设计具有指导意义。
2021, 51(3): 98-103.
doi: 10.13204/j.gyjzG20102707
摘要:
为研究锈蚀对H型钢梁受弯承载性能的影响，从大气环境锈蚀3年的H型钢构件上分别截取了标准拉伸试件和钢梁试件，开展了锈蚀钢材单调拉伸和锈蚀钢梁受弯性能试验，研究了锈蚀钢材屈服强度、极限强度、延伸率与截面面积损失率之间的关系，揭示了锈蚀钢梁屈服荷载、极限荷载随强轴惯性矩损失率的变化规律，提出了锈蚀H钢梁抗弯承载力计算方法。研究结果表明，随着锈蚀程度不断增大，锈蚀钢材屈服强度、极限强度、钢梁屈服荷载和极限荷载逐渐下降。
为研究锈蚀对H型钢梁受弯承载性能的影响，从大气环境锈蚀3年的H型钢构件上分别截取了标准拉伸试件和钢梁试件，开展了锈蚀钢材单调拉伸和锈蚀钢梁受弯性能试验，研究了锈蚀钢材屈服强度、极限强度、延伸率与截面面积损失率之间的关系，揭示了锈蚀钢梁屈服荷载、极限荷载随强轴惯性矩损失率的变化规律，提出了锈蚀H钢梁抗弯承载力计算方法。研究结果表明，随着锈蚀程度不断增大，锈蚀钢材屈服强度、极限强度、钢梁屈服荷载和极限荷载逐渐下降。
2021, 51(3): 104-109.
doi: 10.13204/j.gyjzG20032501
摘要:
对带或不带环形加劲肋的特高压输电塔横担与塔身连接节点缩尺模型进行承载力试验研究，分析环形加劲肋对该类节点屈服承载力和极限承载力的影响；通过有限元建模分析，研究环形加劲肋对大直径相贯钢管节点承载力的贡献和作用机理，及其对节点失效模式的影响规律。研究结果表明：环形加劲肋将横担与塔身连接节点的受压屈服承载力提升30%以上，有效改善了主管管壁和节点板的受力状态，关键区域应力分布及失效模式有限元结果与试验结果吻合良好，可有益于钢管输电塔的设计分析。
对带或不带环形加劲肋的特高压输电塔横担与塔身连接节点缩尺模型进行承载力试验研究，分析环形加劲肋对该类节点屈服承载力和极限承载力的影响；通过有限元建模分析，研究环形加劲肋对大直径相贯钢管节点承载力的贡献和作用机理，及其对节点失效模式的影响规律。研究结果表明：环形加劲肋将横担与塔身连接节点的受压屈服承载力提升30%以上，有效改善了主管管壁和节点板的受力状态，关键区域应力分布及失效模式有限元结果与试验结果吻合良好，可有益于钢管输电塔的设计分析。
2021, 51(3): 110-114.
doi: 10.13204/j.gyjzG19112010
摘要:
近年来，轻便、大跨、强度高、防水性能好的直立锁边金属屋面系统越来越多地应用于机场、火车站和体育馆，但由于缺乏相应设计和施工标准，其抗风承载力不足的弊端也逐渐体现出来。以昌北机场T2航站楼金属屋面修复加固工程为研究背景，通过足尺试验对直立锁边金属屋面板进行抗风揭性能试验和评价。通过分析不同加固模式下的金属屋面板抗风揭破坏形态和承载力变化规律，确定直立锁边金属屋面系统的合理加固措施。试验结果表明，采用夹具进行加固可以有效地提高HXY-400型直立锁边金属屋面板的抗风揭承载力，其抗风揭承载力较未设夹具的屋面板抗风揭承载力提升4.18倍；檩条间距、檩条连接件抗剪承载力及檩条自身抗弯能力对于直立锁边金属屋面板的抗风揭承载力有着直接影响。
近年来，轻便、大跨、强度高、防水性能好的直立锁边金属屋面系统越来越多地应用于机场、火车站和体育馆，但由于缺乏相应设计和施工标准，其抗风承载力不足的弊端也逐渐体现出来。以昌北机场T2航站楼金属屋面修复加固工程为研究背景，通过足尺试验对直立锁边金属屋面板进行抗风揭性能试验和评价。通过分析不同加固模式下的金属屋面板抗风揭破坏形态和承载力变化规律，确定直立锁边金属屋面系统的合理加固措施。试验结果表明，采用夹具进行加固可以有效地提高HXY-400型直立锁边金属屋面板的抗风揭承载力，其抗风揭承载力较未设夹具的屋面板抗风揭承载力提升4.18倍；檩条间距、檩条连接件抗剪承载力及檩条自身抗弯能力对于直立锁边金属屋面板的抗风揭承载力有着直接影响。
2021, 51(3): 115-120.
doi: 10.13204/j.gyjzG20051508
摘要:
为研究钢结构温室大棚中常用的夹箍T形节点的力学性能，在分析夹箍T形节点的受力机理的基础上，设计制作了专用夹具，对2种规格的6个夹箍T形节点试件进行抗拉、压性能试验，获得了其破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力；同时采用ABAQUS软件，考虑界面接触与滑移，建立了夹箍T形节点有限元模型，分别模拟其抗拉、压受力过程，并与试验结果进行对比分析。结果表明：在受压的情况下，2种规格节点的破坏模式相同，均为横向钢管弯曲变形引起承载力的下降；在受拉的情况下，两种规格节点的破坏模式不同，ϕ32规格的节点承载力下降为横向钢管弯曲变形所致，而ϕ25规格节点承载力下降则是连接件撕裂所致，为保证强节点弱构件的要求，建议对ϕ25规格连接件进行强化，保证其厚度大于1.48 mm。
为研究钢结构温室大棚中常用的夹箍T形节点的力学性能，在分析夹箍T形节点的受力机理的基础上，设计制作了专用夹具，对2种规格的6个夹箍T形节点试件进行抗拉、压性能试验，获得了其破坏模式、荷载-位移曲线和极限承载力；同时采用ABAQUS软件，考虑界面接触与滑移，建立了夹箍T形节点有限元模型，分别模拟其抗拉、压受力过程，并与试验结果进行对比分析。结果表明：在受压的情况下，2种规格节点的破坏模式相同，均为横向钢管弯曲变形引起承载力的下降；在受拉的情况下，两种规格节点的破坏模式不同，ϕ32规格的节点承载力下降为横向钢管弯曲变形所致，而ϕ25规格节点承载力下降则是连接件撕裂所致，为保证强节点弱构件的要求，建议对ϕ25规格连接件进行强化，保证其厚度大于1.48 mm。
2021, 51(3): 121-127.
doi: 10.13204/j.gyjzG20050604
摘要:
风荷载作用下屋顶绿植的乔木与结构之间存在极为复杂的相互作用。以广州新白云国际机场交通中心屋顶工程为背景，测试乔木的动力特性，建立乔木-结构模型，探究乔木在风荷载激励下对结构产生的动力响应，而后进行了乔木-结构模型的参数分析，并对乔木底部与树池接触的边界进行优化。分析结果表明：树干直径对结构顶层风致加速度响应敏感，较大直径的乔木在风荷载作用下可能会对结构产生大于人体舒适度限值的加速度，在屋顶设计阶段应考虑到多年后乔木增长可能带来的舒适度超限问题；在考虑土与结构作用效应时，将树池土体等效成弹簧阻尼体系可以简化树池中乔木与土壤的复杂相互作用，并验证了这种优化方法的合理性和可行性。
风荷载作用下屋顶绿植的乔木与结构之间存在极为复杂的相互作用。以广州新白云国际机场交通中心屋顶工程为背景，测试乔木的动力特性，建立乔木-结构模型，探究乔木在风荷载激励下对结构产生的动力响应，而后进行了乔木-结构模型的参数分析，并对乔木底部与树池接触的边界进行优化。分析结果表明：树干直径对结构顶层风致加速度响应敏感，较大直径的乔木在风荷载作用下可能会对结构产生大于人体舒适度限值的加速度，在屋顶设计阶段应考虑到多年后乔木增长可能带来的舒适度超限问题；在考虑土与结构作用效应时，将树池土体等效成弹簧阻尼体系可以简化树池中乔木与土壤的复杂相互作用，并验证了这种优化方法的合理性和可行性。
2021, 51(3): 128-135.
doi: 10.13204/j.gyjz201906030005
摘要:
为了满足大型建筑结构对不同地震动特别是长周期地震动的隔震需求，提出一种新型的双向变曲率摩擦摆隔震支座（BDVCFPB），根据摩擦摆支座基本原理详细设计了该BDVCFPB，深入研究了BDVCFPB的摩擦系数、曲率影响系数、隔震周期以及聚四氟乙烯（PTFE）板应力状态对支座性能的影响，最后采用有限元软件ABAQUS对BDVCFPB进行数值仿真分析。研究结果表明：滑块底面长度2r较小时，PTFE板与滑动面不发生分离；仅滑块底面长度2r较大时，PTFE板与滑动面才发生分离。设计位移处BDVCFPB的滞回曲线与理论模型相差略大；在滑块由设计位移处向平衡位置滑动过程中，凸弧段上BDVCFPB的滞回曲线与理论模型略有差异，而且2r越大，差异越大。但总体上来说，BDVCFPB的水平力与位移滞回曲线和理论模型吻合较好。
为了满足大型建筑结构对不同地震动特别是长周期地震动的隔震需求，提出一种新型的双向变曲率摩擦摆隔震支座（BDVCFPB），根据摩擦摆支座基本原理详细设计了该BDVCFPB，深入研究了BDVCFPB的摩擦系数、曲率影响系数、隔震周期以及聚四氟乙烯（PTFE）板应力状态对支座性能的影响，最后采用有限元软件ABAQUS对BDVCFPB进行数值仿真分析。研究结果表明：滑块底面长度2r较小时，PTFE板与滑动面不发生分离；仅滑块底面长度2r较大时，PTFE板与滑动面才发生分离。设计位移处BDVCFPB的滞回曲线与理论模型相差略大；在滑块由设计位移处向平衡位置滑动过程中，凸弧段上BDVCFPB的滞回曲线与理论模型略有差异，而且2r越大，差异越大。但总体上来说，BDVCFPB的水平力与位移滞回曲线和理论模型吻合较好。
2021, 51(3): 136-141.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052107
摘要:
通过开展不同截面、不同间距预应力锚杆格构梁与黄土滑坡相互作用的模型试验，测量格构梁梁底土压力、格构梁主筋应变及锚杆拉力等数据，分析格构梁刚度及梁间距对格构梁梁底反力、格构梁内力及锚杆拉力分布的影响规律。结果表明：格构梁刚度越大，梁底反力分布、各锚杆拉力、格构梁变形越均匀，格构梁应变越小，但弯矩越大；格构梁刚度相同时，梁间距越大，锚杆拉力差异越大，梁底反力越小，但分布均匀性差，梁弯矩大；格构梁跨数多，梁弯矩小。
通过开展不同截面、不同间距预应力锚杆格构梁与黄土滑坡相互作用的模型试验，测量格构梁梁底土压力、格构梁主筋应变及锚杆拉力等数据，分析格构梁刚度及梁间距对格构梁梁底反力、格构梁内力及锚杆拉力分布的影响规律。结果表明：格构梁刚度越大，梁底反力分布、各锚杆拉力、格构梁变形越均匀，格构梁应变越小，但弯矩越大；格构梁刚度相同时，梁间距越大，锚杆拉力差异越大，梁底反力越小，但分布均匀性差，梁弯矩大；格构梁跨数多，梁弯矩小。
2021, 51(3): 142-146,152.
doi: 10.13204/j.gyjzG20040811
摘要:
软土复合式沉井基础是适合软弱地基上输电线路工程的基础形式。由于目前尚欠乏对软土上地基复合式沉井基础承载特性的研究，使该类基础在软土地区的应用受到了制约。为研究软土地基复合式沉井水平承载特性，开展了不同水平力作用高度和沉井长度基础的原位试验，分析基础泥面位移、转角、旋转中心位置、地基土压力等基础水平承载响应特征。试验表明：增加沉井长度可减小基础底板最大附加土压力，但对提高基础水平承载力作用不显著；承台底板土压力呈双折线分布，其压力零点在基础几何轴心附近；底板土压力合力并非为零，会对沉井基础产生附加轴向上拔荷载。
软土复合式沉井基础是适合软弱地基上输电线路工程的基础形式。由于目前尚欠乏对软土上地基复合式沉井基础承载特性的研究，使该类基础在软土地区的应用受到了制约。为研究软土地基复合式沉井水平承载特性，开展了不同水平力作用高度和沉井长度基础的原位试验，分析基础泥面位移、转角、旋转中心位置、地基土压力等基础水平承载响应特征。试验表明：增加沉井长度可减小基础底板最大附加土压力，但对提高基础水平承载力作用不显著；承台底板土压力呈双折线分布，其压力零点在基础几何轴心附近；底板土压力合力并非为零，会对沉井基础产生附加轴向上拔荷载。
2021, 51(3): 147-152.
doi: 10.13204/j.gyjzG20040901
摘要:
基于FLAC3D有限差分软件，对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟分析，对比研究两种抗拔桩的荷载-位移曲线、桩身轴力传递特性及桩侧摩阻力分布等特性。结果表明：普通抗拔桩的极限承载力小于托底抗拔桩的极限承载力，荷载相同时普通抗拔桩的位移更大；两种桩型的荷载-位移曲线均主要由线性段构成，普通抗拔桩和托底抗拔桩在极限状态时均发生"突变型破坏"；托底抗拔桩桩身轴力由下向上传递，普通抗拔桩桩身轴力由上向下传递，两者的轴力沿深度分布形式相反：普通抗拔桩轴力随深度增加而减小，托底抗拔桩随深度增加而增大；两种桩的摩阻力分布曲线相似，上部小，中下部大；荷载水平较低时，托底抗拔桩上部摩阻力大于普通抗拔桩，荷载水平较高时，除了桩端附近，托底抗拔桩全桩摩阻力均大于普通抗拔桩；桩侧摩阻力与桩土相对位移关系呈双曲线型分布。
基于FLAC3D有限差分软件，对普通抗拔桩和托底抗拔桩进行数值模拟分析，对比研究两种抗拔桩的荷载-位移曲线、桩身轴力传递特性及桩侧摩阻力分布等特性。结果表明：普通抗拔桩的极限承载力小于托底抗拔桩的极限承载力，荷载相同时普通抗拔桩的位移更大；两种桩型的荷载-位移曲线均主要由线性段构成，普通抗拔桩和托底抗拔桩在极限状态时均发生"突变型破坏"；托底抗拔桩桩身轴力由下向上传递，普通抗拔桩桩身轴力由上向下传递，两者的轴力沿深度分布形式相反：普通抗拔桩轴力随深度增加而减小，托底抗拔桩随深度增加而增大；两种桩的摩阻力分布曲线相似，上部小，中下部大；荷载水平较低时，托底抗拔桩上部摩阻力大于普通抗拔桩，荷载水平较高时，除了桩端附近，托底抗拔桩全桩摩阻力均大于普通抗拔桩；桩侧摩阻力与桩土相对位移关系呈双曲线型分布。
2021, 51(3): 153-157,97.
doi: 10.13204/j.gyjzG20040904
摘要:
通过对大庆市季节性冻土区冻结粉质黏土不同含水率下抗剪和抗压力学性能的试验，得到低温度下黏聚力c、内摩擦角φ、抗剪强度及抗压强度与含水率的变化规律，以及最优含水率对其抗剪强度和抗压强度的影响；并对其初始弹性模量进行分析。研究结果表明：冻结粉质黏土的黏聚力c、内摩擦角φ随着含水率的增大呈现出先增后减趋势；其抗剪强度随着含水率的增加呈先增后减最后趋于稳定，且在最优含水率处达到最大值；抗压强度随着含水率的增大呈现先增后减的趋势，在含水率为25%左右时达到最大值，且抗压强度大小与最优含水率无关；其初始弹性模量随着含水率的增加呈现出先增后减的趋势。
通过对大庆市季节性冻土区冻结粉质黏土不同含水率下抗剪和抗压力学性能的试验，得到低温度下黏聚力c、内摩擦角φ、抗剪强度及抗压强度与含水率的变化规律，以及最优含水率对其抗剪强度和抗压强度的影响；并对其初始弹性模量进行分析。研究结果表明：冻结粉质黏土的黏聚力c、内摩擦角φ随着含水率的增大呈现出先增后减趋势；其抗剪强度随着含水率的增加呈先增后减最后趋于稳定，且在最优含水率处达到最大值；抗压强度随着含水率的增大呈现先增后减的趋势，在含水率为25%左右时达到最大值，且抗压强度大小与最优含水率无关；其初始弹性模量随着含水率的增加呈现出先增后减的趋势。
2021, 51(3): 158-164.
doi: 10.13204/j.gyjzS20052504
摘要:
旋压扩大头钢管桩是近年来开发出的一种新型旋压钢管桩，其继承了传统旋压钢管桩的优点，改进了传统桩的桩端，提出具有掘削刃和相应螺旋纹构造的桩端，成为目前应用最广泛的旋压钢管桩之一。在总结介绍日本旋压扩大头钢管桩发展历程的基础上，对广西盛虎金属制品有限公司开发的旋压扩大头钢管桩特点、构造、设计方法、施工工艺和施工保障措施进行了系统的介绍，最后介绍了其在工程中的应用。
旋压扩大头钢管桩是近年来开发出的一种新型旋压钢管桩，其继承了传统旋压钢管桩的优点，改进了传统桩的桩端，提出具有掘削刃和相应螺旋纹构造的桩端，成为目前应用最广泛的旋压钢管桩之一。在总结介绍日本旋压扩大头钢管桩发展历程的基础上，对广西盛虎金属制品有限公司开发的旋压扩大头钢管桩特点、构造、设计方法、施工工艺和施工保障措施进行了系统的介绍，最后介绍了其在工程中的应用。
2021, 51(3): 165-169,179.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052522
摘要:
从生成物晶态或非晶态含量的角度出发，讨论粉煤灰基地质聚合物强度的影响因素。首先通过对碱性激发剂配比优化制备出高强粉煤灰基地质聚物，并在不同养护温度和养护龄期下获得不同的强度水平；然后利用扫描电子显微镜对地质聚合物的微观形貌进行分析，基于X射线衍射全谱拟合法对地质聚合物的矿相成分做定量分析，确定晶态或无定型态成分含量；最后分析地质聚合物无定型态成分含量与强度的相关性。结果表明：非晶态生成物含量与粉煤灰基地质聚合物强度正向相关。
从生成物晶态或非晶态含量的角度出发，讨论粉煤灰基地质聚合物强度的影响因素。首先通过对碱性激发剂配比优化制备出高强粉煤灰基地质聚物，并在不同养护温度和养护龄期下获得不同的强度水平；然后利用扫描电子显微镜对地质聚合物的微观形貌进行分析，基于X射线衍射全谱拟合法对地质聚合物的矿相成分做定量分析，确定晶态或无定型态成分含量；最后分析地质聚合物无定型态成分含量与强度的相关性。结果表明：非晶态生成物含量与粉煤灰基地质聚合物强度正向相关。
2021, 51(3): 170-175.
doi: 10.13204/j.gyjzG19090505
摘要:
煤矸石烧结复合保温砌块是集围护和保温于一体的一种新型墙体材料。为了掌握这种材料的力学性能，开展了煤矸石烧结复合保温砌块的力学性能进行试验研究，分析三种不同受压状态下砌体的抗压强度和抗折强度。研究表明：复合保温砌块的不同受压面的抗压强度存在较大差异，表现为承载面受压时最大，榫受压时面最小；复合保温砌块的抗折强度受自身裂缝的影响，折压比分散性较大；复合保温砌块的抗压性能符合GB/T 29060—2012《复合保温砖和复合保温砌块》和GB 50574—2010《墙体材料应用统一技术规范》中对砌块强度等级的要求。
煤矸石烧结复合保温砌块是集围护和保温于一体的一种新型墙体材料。为了掌握这种材料的力学性能，开展了煤矸石烧结复合保温砌块的力学性能进行试验研究，分析三种不同受压状态下砌体的抗压强度和抗折强度。研究表明：复合保温砌块的不同受压面的抗压强度存在较大差异，表现为承载面受压时最大，榫受压时面最小；复合保温砌块的抗折强度受自身裂缝的影响，折压比分散性较大；复合保温砌块的抗压性能符合GB/T 29060—2012《复合保温砖和复合保温砌块》和GB 50574—2010《墙体材料应用统一技术规范》中对砌块强度等级的要求。
2021, 51(3): 176-179.
doi: 10.13204/j.gyjzG20072607
摘要:
为测量460 MPa耐火钢的高温泊松比，在MTS809材料试验机上，完成460 MPa耐火钢室温、高温100~600℃拉伸与扭转试验，利用高温拉扭引伸计测定材料在不同温度下的弹性模量与剪切模量，根据泊松比、弹性模量与剪切模量的关系式，计算得到材料的高温泊松比。利用室温径向与轴向引伸计，通过拉伸试验测量得到460 MPa耐火钢室温泊松比为0.322，而拉扭试验测量计算材料室温的泊松比为0.335，误差仅为4%，验证了通过高温拉扭试验测量高温泊松比的可行性。
为测量460 MPa耐火钢的高温泊松比，在MTS809材料试验机上，完成460 MPa耐火钢室温、高温100~600℃拉伸与扭转试验，利用高温拉扭引伸计测定材料在不同温度下的弹性模量与剪切模量，根据泊松比、弹性模量与剪切模量的关系式，计算得到材料的高温泊松比。利用室温径向与轴向引伸计，通过拉伸试验测量得到460 MPa耐火钢室温泊松比为0.322，而拉扭试验测量计算材料室温的泊松比为0.335，误差仅为4%，验证了通过高温拉扭试验测量高温泊松比的可行性。
2021, 51(3): 180-183,141.
doi: 10.13204/j.gyjzG20052604
摘要:
为推进耐蚀钢筋的应用，揭示焊接耐蚀钢筋的力学性能，采用工程实践中常用的单面帮条焊的焊接方法，在优化焊接工艺参数的基础上，分别对耐蚀钢筋HRB500a和HRB500c的ϕ16、ϕ25和ϕ32三种典型规格的钢筋进行焊接，分析接头的微观组织及力学性能等，研究其可焊性及接头焊接性能。试验结果表明：选用合适的焊接材料和焊接工艺，耐蚀钢筋HRB500a和HRB500c采用单面帮条焊均能够得到焊接性能良好的焊接接头。
为推进耐蚀钢筋的应用，揭示焊接耐蚀钢筋的力学性能，采用工程实践中常用的单面帮条焊的焊接方法，在优化焊接工艺参数的基础上，分别对耐蚀钢筋HRB500a和HRB500c的ϕ16、ϕ25和ϕ32三种典型规格的钢筋进行焊接，分析接头的微观组织及力学性能等，研究其可焊性及接头焊接性能。试验结果表明：选用合适的焊接材料和焊接工艺，耐蚀钢筋HRB500a和HRB500c采用单面帮条焊均能够得到焊接性能良好的焊接接头。
2021, 51(3): 184-192.
doi: 10.13204/j.gyjzG20081017
摘要:
为促进建筑行业的转型升级，引进和推广数字孪生技术在智能建造中的应用十分重要。首先介绍数字孪生技术的相关内涵特点、发展历程及主要应用，总结出数字孪生技术的五大特点和发展趋势。通过阐述智能建造的相关内涵，分析数字孪生和智能建造的特点，总结了两者的关系。在此基础上，分析了数字孪生技术应用于智能建造过程中亟需解决的四个关键问题，针对这四个问题，搭建了数字孪生应用于智能建造施工阶段的框架，并总结了数字孪生在智能建造各阶段中的应用内容及价值，为今后的相关研究和应用提供理论依据。
为促进建筑行业的转型升级，引进和推广数字孪生技术在智能建造中的应用十分重要。首先介绍数字孪生技术的相关内涵特点、发展历程及主要应用，总结出数字孪生技术的五大特点和发展趋势。通过阐述智能建造的相关内涵，分析数字孪生和智能建造的特点，总结了两者的关系。在此基础上，分析了数字孪生技术应用于智能建造过程中亟需解决的四个关键问题，针对这四个问题，搭建了数字孪生应用于智能建造施工阶段的框架，并总结了数字孪生在智能建造各阶段中的应用内容及价值，为今后的相关研究和应用提供理论依据。
2021, 51(3): 193-197,164.
doi: 10.13204/j.gyjzG19120107
摘要:
针对武汉新建新河大桥哑铃形大体积承台混凝土的抗裂性问题，采用混凝土浇筑温度控制、水化温升控制、收缩补偿的综合应用，结果表明：拌和水和粗骨料的冷却控温是降低混凝土浇筑温度的关键，通过冷却水管循环水化热调控材料能够显著降低混凝土的水化温升，镁质膨胀剂能够显著补偿大体积混凝土在温降阶段的收缩，但应采用更加严格的保温措施，以免结构里表应变差过大而增加开裂风险。工程实施效果表明，良好且精密的温控措施和有效的补偿收缩是大体积混凝土抗裂的关键。
针对武汉新建新河大桥哑铃形大体积承台混凝土的抗裂性问题，采用混凝土浇筑温度控制、水化温升控制、收缩补偿的综合应用，结果表明：拌和水和粗骨料的冷却控温是降低混凝土浇筑温度的关键，通过冷却水管循环水化热调控材料能够显著降低混凝土的水化温升，镁质膨胀剂能够显著补偿大体积混凝土在温降阶段的收缩，但应采用更加严格的保温措施，以免结构里表应变差过大而增加开裂风险。工程实施效果表明，良好且精密的温控措施和有效的补偿收缩是大体积混凝土抗裂的关键。
