新刊导览 | 《工业建筑》2023年第8期

2023年 第8期导览

张一平 ¹   刘一丹 ^2,3

摘要： 20世纪50年代以工业住区和工人住宅为代表的单位住房体系是中国现代城市住区和单元式公寓的起点,其住居空间生产和日常规范塑造模式仍在很大程度上影响着今日的城市建设与社会生活。另一方面,工业住区作为新中国工业生产的配套设施,不仅是社会主义建设的重要物证,其中所蕴含的集体记忆与场所精神也有极高的社会价值,并且共同构成了新中国工业遗产的完整性。通过文献阅读和案例分析的方法还原我国工业住区这一时期建设与演变的过程,及影响变化的机制和驱动因素。根据对住区规划和住宅设计两个方面的考察,结合政治-经济的历史背景和代表该阶段发展水平的标志性案例,梳理出50年代中国工业住区发展的四个阶段:沿袭过渡、标准化、本土化、厉行节约。在归纳总结各阶段特点的基础上将视野延伸至苏联原型,更全面掌握中国工业住区在20世纪50年代发展的外部影响因素。

关键词:  邻里单位; 苏联模式; 标准化; 本土化; 厉行节约

宋一鸣 丁雪儿 华宇翔 陈薏宁 戎筱

摘要： 随着城市化进程日益加速,城市更新由“增量” 转变为“存量” ,旧工业建筑改造,因其特有的历史文化价值、使用价值以及景观价值,逐渐得到重视。而在各类工业建筑中,筒仓空间具有鲜明而独特的工业特征。本文聚焦于工业建筑中不同筒仓空间的改造设计研究,将各类筒仓空间归纳为单筒式和多筒式,结合国内外相关案例,分析不同筒仓原型的设计手法,并从空间、功能、结构、流线和立面角度,提炼筒仓空间改造设计策略。

关键词:  工业建筑; 筒仓空间; 改造设计; 设计策略

薛碧怡 范霄鹏 高超

摘要： 老城街巷的建造对应着生活于其中人们的行为方式,其建造规则及演进所凝结出的空间尺度,构成了老城建成环境的感知对象,如北京胡同的空间尺度构成了感知老城历史文化的核心对象。在北京老城街巷保护更新的提质工作中,凸显并延续老城独特的历史文化,已由实体形态的静态维护转向街巷空间的动态更新,空间尺度的管控由此成为持续动态更新的依托基础。不同于可直接量化的空间尺寸,蕴含着建造规则的空间尺度体现在人们的主观感受上,且与感知主体行为速度之间有着紧密关系,但空间尺度亦有其构成的要素和规则。聚焦空间尺度建构规则研究的前导部分,即针对空间尺度这一主观感受的测度研究,并将感知的尺度对等限定在街巷建造时的步行环境中。基于此,在研究样本上选取了老城中具有代表性的两条居住型胡同,通过空间数据扫描和要素萃取的方法,在量化建模的平台上开展结合心理认知的 VR 实验,以期获得步行速度下空间尺度构成规则的测度方法。

关键词:  老城街巷; 空间尺度; 测度; 北京居住型胡同; 步行速度

姚青石 崔鸣轩

摘要： 针对山地酒店的自然环境优势和景观特点,以跨学科的视角,从视觉感知的相关理论出发,通过视觉感知的有效管理和引导来提升山地酒店景观空间品质,已逐渐成为我国当代山地酒店设计的一个新内容。石阡佛顶山温泉酒店即是视觉艺术、景观设计学与建筑学三者间的一次跨界合作,也是基于视觉感知构筑山地酒店景观空间特色的一次探索。结合项目实践,从视觉感知的类别与特性分析入手,探索视觉感知与山地景观空间的关联,并从视线引导、视域控制、景观序列组织等方面入手,力图拓展山地酒店景观空间设计的研究视角,深入探讨基于视觉感知下的山地酒店景观空间的设计方法与策略,从而为当前山地酒店的景观创作提供参考。

关键词:  视觉感知; 山地景观; 建筑空间; 设计

叶茂盛 李早 邵玮 汪强

摘要： 随着传统村落旅游转型与游客增加,村落空间形态与功能面临着保护、调整与演变。选取徽州地区传统村落展开实地调研,把握村落空间中因素组织情况,同时分析空间中游客行为反馈特征。进而归纳游客行为需求导向下村落空间的组织模式与设计策略。分析表明,适应不同活动的空间因素及组织模式存在差异,不同的行为需求导向下,空间组织方式可以归纳为:1)空间因素直接关联的组织模式,2) 围绕必要条件的组织模式,3)复合功能导向的组织模式。基于当地既有空间因素的组织模式,有助于需求导向的空间调整,空间形态的维持,以及村落空间设计营造相关理论与实践策略的完善。

关键词:  传统村落; 空间因素; 需求导向; 行为密度; 组织模式

张国伟 ¹ 安佳宁 ¹ 高海智 ¹ 张文利 ² 秦昌安 ^1∗ 薛红京 ³ 张 猛 ² 汪浩强 ¹ 王雅贤 ¹

摘要： 为研究修复加固后受损带预制外挂墙板 RC 框架结构的抗震性能,将 2 榀分别装有轻钢龙骨墙板和凝土墙板的受损两层足尺框架使用碳纤维(CFRP) 布和钢板等材料加固,并对其进行拟静力加载试验,对比研究加固前后 2 个试件的承载能力、刚度退化和耗能能力等抗震性能以及其破坏形态。试验中受损修复结构在层间位移角 2.0%时的水平承载力相较于初始结构分别提升 21.8%和 11.2%,峰值位移角分别提升至 3.3%和 2.5%。结果表明:修复加固后,预制外挂墙板为结构的第二道防线,在大震时可作为受损 RC 框架的附加支撑,结构抗震性能得到改善。围护墙体在大震时提供的附加刚度能够减缓受损结构的刚度退化,使结构具有更大的抗倒塌冗余度。与混凝土墙板相比,轻钢龙骨墙板与 RC 框架连接节点破坏较少,整体结构变形能力更强,更易于震后修复。研究结果可为受损带外挂墙板 RC 框架结构修复后的抗震性能提供科学依据。

关键词:  预制外挂墙板; 受损框架; 修复加固; 拟静力试验; 抗震性能

张玉敏 ^1,2   徐振华 ^1,2   李京慧 ^1,2   冯宣铭 ^1,2   王宇亮 ^1,2

摘要： 针对预制夹芯保温墙不锈钢连接件的抗拔性能,设计了 4 种不同端部锚固构造的连接件,对其抗拔承载力、破坏形态、荷载-位移曲线等进行了拉拔试验研究。结果表明:试件的破坏模式以混凝土锥形体锚固破坏为主,试件的抗拔承载力均达到 20 kN 以上。参考已有的理论计算模型对预制夹芯保温墙体不锈钢连接件的抗拔承载力理论值进行了计算,并与试验结果进行对比。抗拔承载力试验值为理论值的 1.46 倍以上,4 种不锈钢连接件均具有很好的安全储备。

关键词: 预制夹心保温墙; 不锈钢连接件; 抗拔承载力; 力学性能

张书航 ¹ 赵领志 ¹ 金明昌 ¹ 芦 燕 ^2,3 郭浩宇 ²

摘要： 提出了一种钢梁与预制混凝土柱连接节点,该节点通过方钢管与内部肋板组成的节点环,实现钢梁与预制混凝土柱的连接。该节点内部肋板可以采用贯通式或分隔式。对箱形肋板贯通式和分隔式节点足尺试件分别开展了单调和循环加载试验,并采用 ABAQUS 有限元软件进行数值模拟,研究钢梁与预制混凝土柱连接节点的静力性能及抗震性能。研究结果表明,在单调荷载作用下,箱形肋板贯通式节点钢梁受拉翼缘与节点域方钢管焊缝撕裂,箱形肋板分隔式节点钢梁受压翼缘屈曲形成塑性铰;与箱形肋板贯通式节点相比,箱形肋板分隔式节点的位移延性系数和承载力分别提高了 38.24% 和 22.33%,延性和承载力更高;在循环荷载作用下,两类节点破坏模式均为节点域混凝土承压破坏;加载过程中刚度退化性能稳定;箱形肋板分隔式节点的位移延性系数和能量耗散系数分别提高了 21.76%和 35.05%,延性和耗能能力更好;建立的有限元模型可以较准确地模拟节点的在单调荷载下的静力性能和循环荷载下的抗震性能。

关键词: 梁柱节点; 单调加载; 循环加载; 静力性能; 抗震性能

孙志刚 ¹ 郑永峰 ² 唐书峰 ¹ 张珊珊 ²

摘要： 为验证预埋波纹管成孔钢筋约束浆锚搭接连接的可靠性,设计制作了 60 组,共 180 个接头试件并进行了单向拉伸试验,试件参数包括纵筋直径、混凝土强度、螺旋箍筋直径和螺距。结果表明,所有试件的抗拉强度与钢筋屈服强度标准值的比值均大于 1.5,与钢筋抗拉强度标准值的比值大于 1.1。对于直径10 mm 和 12 mm 的接头试件,螺旋箍筋构造对接头抗拉强度的影响不明显。对于直径 14 mm 的试件,螺旋箍筋体积配箍率越大,箍筋螺距越小,混凝土损伤越小。在配箍率相差不大的情况下建议选择较小的箍筋直径和螺距。当螺旋箍筋配置为 d4@ 50,纵筋公称直径≤14 mm 时,搭接长度可取钢筋基本锚固长度。

关键词: 钢筋浆锚搭接连接; 螺旋箍筋; 钢筋接头; 搭接长度; 预制混凝土

叶重阳 ¹ 王新武 ^2∗ 时强 ^2,3 孙海粟 ²

摘要： 为研究装配式偏心支撑钢框架在地震作用下的抗震性能与破坏机理,对两个一榀一层单跨的装配式偏心支撑钢框架进行拟静力试验,研究耗能梁段连接构造对装配式偏心支撑钢框架抗震性能的影响,观察钢框架在低周往复荷载作用下的破坏特征,结合试验结果深入分析此类结构的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能性能、延性系数等抗震性能指标。试验结果表明:此类装配式偏心支撑钢框架抗震性能良好,耗能梁段连接构造对装配式偏心支撑钢框架有重要影响,在主体框架连接形式不变的情况下,框架耗能梁段采用外伸端板连接的试件,其承载能力和耗能能力均高于耗能梁段采用平齐端板连接的试件;两框架的破坏现象均出现在耗能梁段,主体框架未见明显变形,满足建筑抗震设防要求。

关键词: 装配式; 偏心支撑; 抗震性能; 拟静力试验; 耗能梁段

孙海粟 ¹ 邢永辉 ² 王新武 ¹ 陈易飞 ³ 布欣 ¹

摘要： 为了研究冷弯薄壁型钢房屋结构在地震下的整体响应及破坏模式,对一栋高 3 m 的足尺模型进行不同地震波下的拟动力试验,分析地震作用下房屋的位移响应,滞回性能,刚度退化和墙体骨架破坏模式等,且引入了对骨架破坏程度评估方法,为冷弯型钢房屋破坏程度评估提供了参考。 研究表明:加载方向平面内墙体节点破坏模式多为弯扭破坏,且斜撑布置方式对结构内力分布具有较大影响,设计时应给予考虑。房屋加载方向平面内各墙体中间一排节点与门窗洞口处为最薄弱位置,建议利用加固件提升节点开孔处横杆翼缘的整体性或者改变斜撑布置形式等方法提高节点的承载能力。在 EL-Centro 波和 Northridge 波作用下,按照现行《建筑抗震设计规范》 (GB 50011—2010)给出的最大层间位移角参考控制值对结构竖向构件破坏状态的划分方法同样适用于冷弯薄壁型钢结构体系。结构在各地震波作用下,最大层间位移角未超过抗震规范规定的限值,满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计目标。

关键词: 冷弯薄壁型钢; 拟动力; 破坏模式; 抗震性能; 开洞墙体

刘晖 ¹ 周飘 ¹ 陈世超 ¹ 郭佳凡 ² 瞿伟廉 ¹

摘要： 焊接球节点风致疲劳是引起空间网架结构破坏的重要原因,在风荷载作用下焊接球节点的疲劳为多轴高周疲劳,为保证结构风致安全,需对其进行风致多轴高周疲劳分析。首先进行焊接件单、多轴高周疲劳试验,获得焊材的基于双参数临界面法的多轴高周疲劳损伤寿命模型;再基于风洞试验数据,对网架结构进行风致响应分析,并采用子结构分析法,建立要分析焊接节点的精细化有限元模型,获得各焊接节点危险点的应力时程和等效应力时程;然后对各节点危险点等效应力时程进行雨流计数,获得各个循环的起点和终点,在每个循环中确定原始应力时程并采用搜索方法确定临界面;最后基于焊材多轴高周疲劳损伤寿命模型,分析每个循环的疲劳损伤值,根据 Miner 线性损伤累积准则得到所有循环的累积疲劳损伤值,在此基础上预测出节点发生疲劳损伤的起始寿命。以武汉游泳馆屋顶网架结构为工程背景,对其不同位置节点进行了风致疲劳分析。结果表明:迎风面、背风面和中间节点的疲劳损伤起始寿命都远小于结构的使用寿命。说明焊接节点在结构使用年限内会发生风致疲劳损伤,应当引起工程界的关注和重视。

关键词: 焊接球节点; 风致疲劳; 多轴高周疲劳; 临界面; 空间网架结构

王芳 ¹ 王思怡 ¹ 谢敬凯 ² 朱旭辉 ² 廖科 ¹

摘要： 为研究建筑装饰条带对大跨屋盖风荷载特性的影响,基于大跨屋盖表面有无建筑装饰条带的刚性风洞测压试验结果,分别对比了两种工况下的平均风压、脉动风压、风压非高斯特性和极值风压的差异。结果表明:建筑装饰条带对风荷载的影响与风向角有关,在垂直于建筑装饰条带的方向会增大屋盖发生流动分离处的平均风压与脉动风压系数,并且会改变部分测点的高斯特性,让 10%左右的高斯测点转化为非高斯测点;在平行与建筑装饰条带的方向会增大侧屋盖边缘以及屋盖中部的极值负压,但对另外垂直两侧屋盖边缘影响不大。总的来说,建筑装饰条带整体上不改变屋盖以负压为主的风荷载作用机理,但会增大最不利的极值负压,尤其是在部分边缘处可增大 42%,对围护结构抗风设计极为不利。

关键词: 大跨屋盖; 建筑装饰条带; 风荷载; 非高斯特性; 极值风压

李成华 郭帅 杨凯元

摘要： 为研究 6061-T6 铝合金箱形柱-H 形梁节点焊接残余应力的水平及分布规律,通过有限元软件建立盖板加强型梁柱节点、有柱横隔板普通梁柱节点以及无柱横隔板普通梁柱节点模型,采用间接热力耦合的方式对节点进行 T 形全熔透焊缝焊接数值模拟,并进行了有限元模型验证。结果表明,各节点梁翼缘对接焊缝与腹板对接焊缝的纵向焊接残余应力中间部位达 250 MPa 左右,而焊缝两端焊接残余应力趋于 0 MPa;各节点焊缝横向残余应力均为中间受拉,两端受压,其中加强型节点沿梁柱翼缘对接焊缝两端的横向残余应力趋于 0 MPa,然而普通节点峰值为 240 MPa 左右的压应力;加强型节点盖板角焊缝处的残余应力皆为拉应力,且整体焊接残余应力水平较低。整体结果表明,焊缝处产生的焊接残余应力值较大,腹板对接焊缝与梁柱翼缘对接焊缝处的焊接残余应力已经达到 6061-T6 铝合金的屈服强度,与此同时各节点均出现梁上下翼缘向梁腹板方向内凹的残余变形。

关键词: 铝合金; 梁柱节点; 焊接; 数值模拟; 焊接残余应力

王金荣 ¹ 王秀丽 ^2,3∗ 苟宝龙 ^2,3 王雁欣 ¹

摘要： 为了研究高温环境对复杂大跨空间结构吊装施工过程的影响,以民勤县体育中心连体钢结构屋盖为工程背景,针对双层网壳吊装施工全过程进行数值模拟与监测。探讨了温度对结构在起吊阶段以及胎架支承阶段应力及变形的影响规律。数值模拟计算值与监测值的对比分析,验证了所考虑温度影响的数值模拟方法的合理性,同时基于增大荷载效应的方法考虑局部杆件实测应力增大的影响,提出了不考虑温度与考虑温度两种情况下的数值模拟荷载效应增大系数的取值,研究结果为同类工程提供参考。

关键词:  大跨度空间结构; 吊装施工; 温度影响; 数值模拟; 施工监测

王宇航 ¹ 王镜深 ¹ 谭继可 ² 帅富文 ¹ 任为 ¹

摘要： 钢-混凝土组合结构具有刚度大、稳定性好、施工相对快捷和维护费用低等优点,常被应用于风力发电机组的塔筒支撑结构中。钢-混凝土塔筒常采用垂直分段生产、运输,施工时通过二次浇筑高强灌浆料形成竖向灌浆接缝,接缝的抗剪性能直接影响塔筒的整体性能。通过对 4 个混凝土塔筒竖向灌浆接缝试件进行直剪荷载下的静力试验,分析破坏模式和荷载-滑移曲线,通过有限元软件 ABAQUS 建立了纯剪荷载下竖向灌浆接缝的精细化有限元模型,并与试验结果进行对比,验证了模型的准确性和适用性。提出了 U 型抗剪钢筋配筋率和是否配置纵向钢筋对承载力的影响,为参数分析和承载力计算公式推导打下基础。

关键词:  钢-混凝土组合塔筒; 竖向灌浆接缝; 抗剪性能; 有限元

张雨晨 ¹ 郭现钊 ² 张晨明 ² 张磊 ² 陈广锐 ¹ 张素梅 ¹

摘要： 对 18 个圆钢管混凝土试件进行了锈蚀试验和锈蚀后构件的偏心受压试验。采用通电加速金属锈蚀的方式,得到具有不同锈蚀程度的圆钢管混凝土试件。对锈蚀后构件进行了偏压性能试验,探究了局部锈蚀对圆钢管混凝土柱力学性能的影响。通过 ABAQUS 有限元程序建立了局部均匀锈蚀、宏观不均匀锈蚀和微观不均匀锈蚀的圆钢管混凝土偏心受压柱的理论分析模型,提出了考虑钢管局部锈蚀的圆钢管混凝土柱有限元建模方法建议。研究结果表明:局部锈蚀的圆钢管混凝土长柱试件在偏压试验中均发生截面压溃破坏。试件的极限承载力会随着锈蚀率、环向锈蚀率、偏心率以及长细比的增大而降低;相较于未锈蚀试件,当试件几何参数和锈蚀区域相同,锈蚀率增大到 20.00%时,试件极限承载力降低 11.70%。建立局部锈蚀的圆钢管混凝土有限元模型时,建议根据钢管表面锈蚀形貌选择不同锈蚀模型。

关键词: 局部锈蚀; 钢管混凝土; 偏心受压; 极限承载力; 有限元分析

郑莲琼 ^1,2 周子程 ¹ 陈敏 ¹ 郑永乾 ^1,2

摘要： 制作了 3 个曲线形不锈钢管混凝土构件、1 个不锈钢管混凝土直构件和 1 个曲线形空不锈钢管构件,对构件进行受弯力学性能试验,试验的主要参数是初始弯曲度( u ₀ =0~120 mm) 和是否填充混凝土,试验结果表明:随着构件初始弯曲度的增大,构件的抗弯刚度和抗弯承载力有所提高;曲线形不锈钢管混凝土构件与相应的空心不锈钢管构件相比,管内填充混凝土可显著提高构件的抗弯承载力和抗弯刚度。通过 ABAQUS 软件建立有限元模型,对曲线形不锈钢管混凝土构件荷载-跨中挠度关系曲线及受弯全过程进行了分析,并与对应的普通碳素钢构件进行了对比。基于弹性刚度模型推导了初始弯曲度对曲线形不锈钢管混凝土受弯构件弹性抗弯刚度影响公式,公式计算结果与试验结果吻合良好。参数分析结果表明:曲线形不锈钢管混凝土构件较相应的普通碳素钢管混凝土构件的承载力提高和抗弯刚度降低分别在 10% 和 15% 以内。采用现有规范计算普通钢管混凝土直构件极限抗弯承载力和采用修正后的抗弯刚度公式可较为准确的应用于曲线形不锈钢管混凝土构件抗弯设计。

关键词: 曲线形不锈钢管混凝土; 受弯试验; 有限元分析; 抗弯承载力; 抗弯刚度

李智 ^1,2 李百鹏 ³ 彭洋 ³ 王睿 ⁴

摘要： 研究了工程竹结构中螺栓及空芯铆钉连接件的力学性能,为其在工程竹结构中的应用提供理论与技术支撑。采用三点弯曲试验测试了不同直径的 4.8 级与 8.8 级螺栓和空芯铆钉的名义屈服强度和塑性弯矩。采用半孔法测试了不同类型竹材在主纤维方向和次纤维方向的销槽承压强度。采用单调拉伸和滞回试验测试了钢填板螺栓和空芯铆钉连接件的承载力、刚度和延性指标。并将试验测得的承载力值与基于延性和脆性破坏模型下的钢-竹节点的承载力估算值进行比较,确定了合适的承载力估算公式。研究结果表明:竹材是一种各向异性表征明显的脆性工程材料。钢材的屈服破坏和竹材的剪切破坏是钢-竹连接的主要破坏模式。通过合理的连接件设计与双向布篾,可使竹连接件形成以钢材屈服为主的延性破坏模式。并且可通过相应的屈服模型,估算竹-钢填板连接件承载能力。

关键词: 工程竹材; 钢填板; 连接件; 力学性能; 屈服模型

龙卫国 ¹ 李秋稷 ¹ 刘宜丰 ^{1, 2∗} 鲁纹帆 ¹ 欧加加 ^{1, 3} 潘鹏 ²

摘要： 小截面木框架剪力墙是由小截面框架柱(端柱) 、间柱和覆面板组成。剪力墙梁柱连接方式、覆面板剪切模量对墙体抗侧性能影响的相关研究较少。本文通过覆面板剪切模量测试试验得到了不同类型覆面板的剪切模量特征值,在此基础上,对 3 种不同连接方式的墙体,2 种不同厚度的针叶材胶合木板墙体以及 OSB 板墙体进行低周往复试验研究和数值模拟分析,得到墙体的破坏模式、平均刚度、平均强度、延性系数和刚度退化规律。结果表明:采用金属榫连接的墙体正负双方向性能更稳定;针叶材胶合板和 OSB 板的剪切模量特征值分别为 291.67 MPa 和 389.17 MPa;12 mm 厚胶合板墙体的刚度和承载力分别高于同厚度 OSB 板墙体 2.95%和 39.5%,24 mm 厚胶合板墙体刚度和承载力分别高于同厚度 OSB 板墙体 16.39%和 25.1%。研究成果进一步明确了影响小截面木框架剪力墙抗侧性能的主要因素,对该体系的应用和推广有重要的指导意义。

关键词: 小截面木框架剪力墙; 低周反复荷载; 受力性能; 刚度

姜冠宇 ¹ 许卫晓 ¹ 邱玲玲 ² 邱玉胜 ³ 陈阵隆 ⁴ 刁玺 ⁵

摘要： 石造像类文物历时弥久,有极高的文化价值,但目前对于这类文物在施工扰动下的损伤特征、振动阈值等研究相对较少。依托于某博物馆改扩建工程,对现场多种机械施工扰动进行了振动测试,并对馆内石造像建立有限元模型,以实测施工扰动作为振动激励,进行逐步增量动力时程分析,研究石造像在施工扰动作用下的动力反应特征,并分析其损伤程度、判断易损部位。研究结果表明:石造像自振频率与施工扰动的高频特征相近,易受施工扰动影响;激励强度与石造像应变、最大拉应力、最大剪应力均为正相关关系,其中石造像足部、颈部所受激励影响远大于其余部位,为易损部位;将《爆破安全规程》 中针对古建筑与古迹的安全允许质点振动速度 1 mm/s 作为强度上限对石造像进行时程分析,其应变、剪应力和拉应力虽均未超过岩石材质的力学性能,但仍有石造像常用修复材料水硬性石灰开裂的风险。

关键词: 施工振动; 石造像; 振动测试; 损伤

常海林 ¹ 李洁 ¹ 潘常春 ² 张菁 ¹

摘要： 以框架结构地震作用下的结构响应为约束条件,采用计算机辅助集成技术对布置摩擦阻尼器的框架结构抗震性能进行优化设计研究。使用 ABAQUS 软件分别对有无摩擦阻尼器的框架结构进行有限元分析,得到结构的各层位移及加速度响应。通过 ISIGHT 软件集成 ABAQUS 对摩擦阻尼器力学参数进行优化设计,以在布置同样数量的阻尼器情况下,得到最优的减震设计方案。研究结果表明:基于优化算法的摩擦阻尼器参数设计方法能有效地优化结构抗震设计,应用此流程可大大提高阻尼器参数自动优化设计在工程上应用的可操作性;分别采用单变量优化和多变量优化方法,优化计算结果显示,结构顶层位移及加速度响应相比优化前得到显著降低。

关键词: 框架结构; 地震响应; 摩擦阻尼器; 参数优化

胡文哲 崔闯 ^∗ 王昊 张清华

摘要： 确定大跨桥梁当前状态,明确各关键部位的受力特性,是评估其性能退化及剩余寿命前提。采用 Kriging 元模型建立了大跨度桥梁多尺度的代理模型,并使用多目标进化算法和演化控制算法,建立了大跨桥梁模型更新方法。以典型的某大跨度斜拉桥为例,建立大跨度斜拉桥多尺度有限元模型,全局模型整体结构采用梁单元、局部采用板壳单元,通过使用多点约束方法(MPC)满足边界条件。以健康监测系统实测数据为基础,对模型自振频率、位移响应和应力响应进行修正。结果表明:采用多目标进化算法得出的全局和局部指标修正结果与实测数据均吻合较好,相较于初始有限元计算值,自振频率平均相对误差降低了 3.38%,位移响应平均相对误差降低了 10%,应力响应平均相对误差降低了 5%。总体而言,采用 Kriging 元模型和多目标进化算法可实现大跨桥梁多尺度模型的修正和更新。

关键词:  大跨度桥梁; 多尺度有限元模型修正; Kriging 元模型; R2-MOEA 多目标优化; 演化控制

沈吴钦 ¹ 吴昌将 ^1,2 曹小建 ¹ 韦盛阳 ¹

摘要： 以赣江公路大桥重力式锚碇基础工程为依托,在弱微风化泥质粉砂岩的地质条件下,针对混凝土与基岩之间胶结面不同粗糙度的实际情况,开展现场大型剪切试验研究,分析锚碇基础混凝土与基岩之间胶结面的剪切作用机理、破坏模式、变形特性以及抗剪强度参数。同时,为能有效评估胶结面粗糙度对抗剪强度的影响,引入随机分布特征参数,对胶结面的粗糙度进行定量指标化,并采用蒙特卡洛模拟方法模拟胶结面的起伏形态。随后,借助剪切试验数值模拟分析的手段,对不同粗糙形态胶结面的抗剪强度进行了研究,进而提出了一种基于随机接触面数值计算的胶结面抗剪强度评估的新方法。此外,为验证该抗剪强度计算方法的准确性,将现场直剪试验结果与其进行对比,取得了较一致的结果。

关键词:  胶结面; 现场剪切试验; 破坏模式; 抗剪强度; 随机接触面

潘燕秋 ¹ 罗许林 ¹ 王国柱 ²

摘要： 为研究充填物对双孔洞岩石试样力学性能和破裂特征的影响,采用离散元软件 PFC ^2D 对不同倾角下包含不同强度双圆形充填物试样进行单轴压缩数值模拟研究。结果表明:充填物强度和倾角对岩石强度和变形特性有不同程度的影响,随着充填物强度的增加,倾角的影响逐渐减弱。当充填系数 λ =0.6 时,表现出最优的孔洞岩石加固效果,当充填系数大于 0.6 时,所有倾角试样的强度几乎保持恒定,并且所有倾角试样在充填孔洞之间均未表现出裂纹聚集行为。岩石试样的破坏过程可以用声发射计数、累计声发射计数和定位图进行表征。不同强度充填物试样的最终破坏模式可分为拉伸剪切混合破坏和剪切破坏。缺陷之间的裂纹聚集模式可分为未聚集、剪切聚集和拉伸剪切混合聚集。

关键词:  圆形充填物; 充填物强度; 单轴压缩; 力学性能; 破裂特征; 声发射

陈权川 ¹ 萧诗礼 ² 朱爱军 ^3,4 李兰 ⁵

摘要： 针对新型抗滑支挡结构——三排阶梯型抗滑桩,以某填方边坡为例,采用 FLAC3D 探讨了三排阶梯型抗滑桩的受力特征、支护效果以及岩土参数对抗滑桩受力特性的影响,研究表明:三排阶梯型抗滑桩具有各组成构件共同作用、协调变形,具有侧向刚度大、抵抗侧向变形能力强的特点,具有便于施工,能很好地抑制坡体变形;三排阶梯型抗滑桩工作时,在桩梁搭接处易产生拉应力集中,且后桩桩后的受拉最强,中桩次之,前桩最弱,下部横梁易产生剪应力集中,且下梁受剪高于上梁;随着回填土内摩擦角的递减,抗滑桩各构件内力逐渐增大,且增加幅度越来越大;随着填土内摩擦角的增加,抗滑桩变形逐渐减小,且幅度越来越小。

关键词:  填方边坡; h 型抗滑桩; 三排阶梯型抗滑桩; 受力特性; 数值模拟

丁士君 ¹ 杨文智 ¹ 朱照清 ¹ 袁驰 ²

摘要： 为研究岩石锚杆基础的抗拔承载机制及破坏模式,考虑锚杆埋深、孔径及混凝土养护龄期的影响,选用硬质花岗岩场地进行了 24 个原位锚杆载荷试验,采用分布式光纤传感技术对其中 7 个试验应变进行了测试,分析了锚杆上拔荷载传递机理、承载性能影响因素及破坏模式与特征,得到以下结论:孔径大、埋置深的锚杆岩石锚杆上拔荷载与位移曲线表现为硬化型,破坏形式主要为锚筋屈服,而软化型加载曲线的锚杆试验主要发生锚筋与混凝土界面、锚杆与岩体界面及基岩剪切复合破坏形式;试验场地锚杆有效锚固深度小于 1.6 m,锚筋与细石混凝土间粘结强度均值为 2.82 MPa,混凝土与坚硬花岗岩界面抗剪强度不小于 1.89 MPa;极限抗拔承载力受临界深径比影响显著,而混凝土不小于 5 d 的龄期的影响不明显。

关键词:  坚硬岩; 岩石锚杆; 抗拔承载特性; 破坏模式

林立华 ¹ 傅彦青 ^2,3,4 常海林 ^2,3 张菁 ^2,3 李洁 ^2,3

摘要： 结合厦门市翔安大桥装配式墩台节段预应力系统连接设计,对预应力连接系统中冷滚压螺纹预应力钢筋的力学性能开展研究。进行了 75 mm 直径冷滚压螺纹预应力钢筋横截面组织分析、单轴拉伸试验及疲劳性能试验研究,研究表明:75 mm 直径冷滚压螺纹预应力钢筋横截面组织存在一定不均匀性,调质热处理工艺具有改进空间;冷滚压螺纹预应力钢筋的单轴拉伸应力-应变曲线无屈服平台;兼顾计算效率和计算精度,建议设计阶段结构计算模型中冷滚压螺纹预应力钢筋采用多折现模型进行计算,并且正常使用阶段,钢筋设计要求的上界低于屈服点 σ _0.2 ;改善调质热处理参数可有效提高冷滚压螺纹预应力钢筋的疲劳性能。

关键词:  装配式桥墩; 预应力钢筋; 大直径; 冷滚压; 微观组织; 力学性能

宋涛文 ^1,2 林辉 ³

摘要： 再生混凝土粉作为一种硅铝质废料在碱激发作用下具有一定的胶凝活性,因此本文以矿渣和再生混凝土粉为碱激发胶凝材料的前驱体,以氢氧化钠和水玻璃为碱性复合激发剂制备碱激发地聚物,研究了再生混凝土粉掺量和细度对碱激发矿渣地聚物流动性、凝结时间、抗压强度和抗折强度的影响。测试结果表明:再生混凝土粉有利于改善碱激发矿渣地聚物的流动性和延长凝结时间,其中粒度小于 75 μm 的再生混凝土粉对碱激发地聚物浆体的流动度略有削减,而对凝结时间的延长作用明显降低。再生混凝土粉有利于改善碱激发矿渣地聚物的抗压强度和抗折强度,其中混合再生混凝土粉掺量的增加有助于碱激发矿渣地聚物早期抗压抗折强度的提升,而不利于后期强度的发展。当粒度小于 75 μm 的再生混凝土细粉掺量为 50%时,碱激发矿渣地聚物 3 d、14 d 和 28 d 抗压强度分别提升 45.3%、28.3%和 29.4%,其 3 d、14 d 和 28 d 抗折强度分别提升 28.5%、50.9%和 39.7%,其流动度为 210 mm,初凝凝结时间为 80 min。

关键词:  再生混凝土粉; 碱激发; 矿渣; 地聚物

王贤强 ^1,2 杨羿 ¹ 刘朵 ¹ 张建东 ¹ 陈春霖 ³

摘要： 钢结构桥梁涂层对疲劳裂纹的检测产生显著影响和干扰,为提高疲劳裂纹的检测效率和评估准确性,实现无需去除涂层的疲劳裂纹快速扫查与定量评估,基于交流电磁场(ACFM) 技术开展了疲劳裂纹检测与评估试验研究。针对涂层对疲劳裂纹检测的干扰,探究了钢结构桥梁典型涂层体系对疲劳裂纹识别与评估的影响;考虑既有涂层对疲劳裂纹的遮蔽作用,验证了 ACFM 对钢结构桥梁涂层下隐蔽疲劳裂纹检测的敏感性;通过对比试件和涂装试件的试验测试,分析了疲劳裂纹 ACFM 检测的检出精度和定量评估准确性。试验结果表明:ACFM 能够对涂层下疲劳裂纹进行准确识别和长度定量评估,裂纹检出率达到 100%,裂纹长度定量评估精度达到 95%以上,涂层体系类型和涂层遮蔽效应的影响不明显;ACFM 技术对不同长度的疲劳裂纹均表现出良好的检测能力,可实现疲劳裂纹扩展过程中不同状态裂纹的有效检测和准确评估。

关键词: 钢结构桥梁; 疲劳裂纹; 涂层; 交流电磁场; 损伤识别; 量化评估

区彤 ¹ 蒋方新 ² 兰春光 ³ 白石 ⁴ 丘友威 ¹ 刘雪兵 ¹

摘要： 为掌握广东佛山德胜体育中心大跨缓黏结预应力混凝土梁预应力筋的应力变化,采用光纤光栅智慧钢绞线缓黏结预应力智慧筋,开展了试验性的监测应用。结果表明:缓黏结智慧筋可在保证施工便利性的同时,随时获取筋体内预应力大小,准确掌握预应力张拉施工中的预应力损失程度;其监测精度高,能精确反映结构中筋体应力状态伴随施工进程、外界环境、缓凝剂固化作用下的变化,能为缓黏结预应力混凝土工程的设计和施工质量提供可靠的数据支撑。

关键词: 光纤光栅; 传感技术; 缓黏结预应力; 智慧筋; 预应力混凝土; 应力监测