2011年第33卷第5期文章目次
2011, 33(5):1-6.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.002
摘要:
提出用零长度截面单元模拟施工缝,并基于纤维模型推导了单元刚度矩阵,给出完整的单元描述。在此基础上,进一步提出用以模拟带缝柱的纤维杆元模型,即由一个非线性梁柱子单元端部附加零长截面子单元组成。通过OPENSEES非线性分析软件平台,建模分析了钢筋混凝土带缝柱在拟静力试验下的非线性反应行为,计算结果与试验结果吻合较好,验证了该模型的有效性,为以后在混凝土结构或构件的非线性分析中考虑施工缝的影响提供依据。
提出用零长度截面单元模拟施工缝,并基于纤维模型推导了单元刚度矩阵,给出完整的单元描述。在此基础上,进一步提出用以模拟带缝柱的纤维杆元模型,即由一个非线性梁柱子单元端部附加零长截面子单元组成。通过OPENSEES非线性分析软件平台,建模分析了钢筋混凝土带缝柱在拟静力试验下的非线性反应行为,计算结果与试验结果吻合较好,验证了该模型的有效性,为以后在混凝土结构或构件的非线性分析中考虑施工缝的影响提供依据。
2011, 33(5):7-12.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.003
摘要:
厚板钢材在高层建筑和大跨结构中得到了广泛应用,然而厚度的增加会引起钢板力学性能的变化,特别是厚度方向的性能。采用圆棒拉伸试样,对厚度为60~150 mm的建筑结构用厚板Q345B进行了低温力学性能试验,试样分为垂直轧制方向的横向试样和贯穿厚度方向的Z向试样。试验获得了4种厚度钢板的屈服强度fy、抗拉强度fu和断面收缩率ψ等指标及其随温度和取样位置的变化关系,并测得4种厚度钢板Z向性能的相应指标。试验结果表明,随温度的降低,厚板的屈服强度和抗拉强度增大而断面收缩率减小;由钢板表面至中心,横向试样的断面收缩率呈下降趋势;随钢板厚度的增加,Z向试样的断面收缩率逐渐减小,且小于横向试样的断面收缩率。
厚板钢材在高层建筑和大跨结构中得到了广泛应用,然而厚度的增加会引起钢板力学性能的变化,特别是厚度方向的性能。采用圆棒拉伸试样,对厚度为60~150 mm的建筑结构用厚板Q345B进行了低温力学性能试验,试样分为垂直轧制方向的横向试样和贯穿厚度方向的Z向试样。试验获得了4种厚度钢板的屈服强度fy、抗拉强度fu和断面收缩率ψ等指标及其随温度和取样位置的变化关系,并测得4种厚度钢板Z向性能的相应指标。试验结果表明,随温度的降低,厚板的屈服强度和抗拉强度增大而断面收缩率减小;由钢板表面至中心,横向试样的断面收缩率呈下降趋势;随钢板厚度的增加,Z向试样的断面收缩率逐渐减小,且小于横向试样的断面收缩率。
2011, 33(5):13-22.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.004
摘要:
对2个完全相同的串列方形高层建筑模型进行了受扰建筑风压测量的风洞试验。根据试验结果,分析了施扰模型相对位置和高度变化对受扰模型局部风压的影响。结果显示,高度比固定,迎风面平均风压在间距比小于3时为负压,大于3时为正压,侧风和背风面平均负风压及各个面脉动风压均在间距比等于3时取得最大值。高度比变化,间距比小于3时,迎风面平均负风压随高度比的增大而增大,侧风和背风面则均在等高时取得最小值,和平均风压不同,迎风、侧风面脉动风压均在等高时取得最大值,背风面在等高时取得最小值;当间距比大于3时,平均风压在各个面上均随高度比的增大而减小,脉动风压在迎风和侧风面随高度比的增大而增大,背风面则在等高时取得最小值。
对2个完全相同的串列方形高层建筑模型进行了受扰建筑风压测量的风洞试验。根据试验结果,分析了施扰模型相对位置和高度变化对受扰模型局部风压的影响。结果显示,高度比固定,迎风面平均风压在间距比小于3时为负压,大于3时为正压,侧风和背风面平均负风压及各个面脉动风压均在间距比等于3时取得最大值。高度比变化,间距比小于3时,迎风面平均负风压随高度比的增大而增大,侧风和背风面则均在等高时取得最小值,和平均风压不同,迎风、侧风面脉动风压均在等高时取得最大值,背风面在等高时取得最小值;当间距比大于3时,平均风压在各个面上均随高度比的增大而减小,脉动风压在迎风和侧风面随高度比的增大而增大,背风面则在等高时取得最小值。
2011, 33(5):23-27.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.005
摘要:
为了解决高饱和度土的连续性条件表述的复杂性并由此建立相应的固结方程,从质量守恒的角度,避免了非饱和土中气相体积难以确定的困难,建立了土体的一维连续方程。假设Terzaghi有效应力原理依然适用于高饱和度土,推导了一维固结方程。在Terzaghi一维固结的假设基础上,再假设固结过程中饱和度为常数,求解了解析解。然后分析了高饱和度土的固结特性。结果表明：1）高饱和度固结方程与Terzaghi的一维固结方程形式完全一致,但是固结系数不同;2）因初始瞬时变形,初期固结度与饱和土的差别较大,随后差值减小;当时间因子等于1时,高饱和度土的固结度与饱和土基本相同;3）高饱和度土的固结完成时间与相应饱和土相比较,要延长;饱和度越小,土体的压缩性越小,其固结完成时间比越大。
为了解决高饱和度土的连续性条件表述的复杂性并由此建立相应的固结方程,从质量守恒的角度,避免了非饱和土中气相体积难以确定的困难,建立了土体的一维连续方程。假设Terzaghi有效应力原理依然适用于高饱和度土,推导了一维固结方程。在Terzaghi一维固结的假设基础上,再假设固结过程中饱和度为常数,求解了解析解。然后分析了高饱和度土的固结特性。结果表明：1）高饱和度固结方程与Terzaghi的一维固结方程形式完全一致,但是固结系数不同;2）因初始瞬时变形,初期固结度与饱和土的差别较大,随后差值减小;当时间因子等于1时,高饱和度土的固结度与饱和土基本相同;3）高饱和度土的固结完成时间与相应饱和土相比较,要延长;饱和度越小,土体的压缩性越小,其固结完成时间比越大。
2011, 33(5):28-33.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.006
摘要:
隧道洞口大都会面临围岩破碎、浅埋和偏压等不良地质地形情况,现行规范只给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法。对于破碎围岩浅埋偏压隧道,根据现场情况及实测的衬砌受力和变形特征表明其与规范假定不同,不宜直接利用规范方法。通过工程实例分析及隧道三维数值分析结果提出了浅埋偏压隧道破碎围岩的破坏模式,即隧道开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压支护结构使其向外侧变形,从而外侧支护受到被动土压力。根据提出的破坏模式,将隧道开挖后围岩主要分为滑塌区和被动区,在此基础上利用极限平衡法推导出了衬砌荷载的计算公式。将计算得到的结果与现场实测值对比发现,对于围岩极其破碎且存在较严重偏压的浅埋隧道工程,提出的计算方法比采用规范方法更接近实际情况。
隧道洞口大都会面临围岩破碎、浅埋和偏压等不良地质地形情况,现行规范只给出了偏压隧道衬砌荷载的计算方法。对于破碎围岩浅埋偏压隧道,根据现场情况及实测的衬砌受力和变形特征表明其与规范假定不同,不宜直接利用规范方法。通过工程实例分析及隧道三维数值分析结果提出了浅埋偏压隧道破碎围岩的破坏模式,即隧道开挖后深埋侧岩体滑塌下落挤压支护结构使其向外侧变形,从而外侧支护受到被动土压力。根据提出的破坏模式,将隧道开挖后围岩主要分为滑塌区和被动区,在此基础上利用极限平衡法推导出了衬砌荷载的计算公式。将计算得到的结果与现场实测值对比发现,对于围岩极其破碎且存在较严重偏压的浅埋隧道工程,提出的计算方法比采用规范方法更接近实际情况。
2011, 33(5):34-40.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.007
摘要:
为适应复杂荷载条件及不同的楼盖跨度,对预制带肋底板的结构体系进行了拓展。基于塑性绞线理论,推导了均布荷载作用下常见边界条件预制带肋底板混凝土双向叠合板(双向叠合板)的极限承载力与塑性绞线形成位置,提出了双向叠合板正交2个方向单位宽度极限弯矩的简化计算公式,进行了均布荷载作用下四边简支与四边固支双向叠合板2个算例的塑性极限分析,结果表明：基于该文给出的极限承载力公式的计算结果与试验结果吻合较好。
为适应复杂荷载条件及不同的楼盖跨度,对预制带肋底板的结构体系进行了拓展。基于塑性绞线理论,推导了均布荷载作用下常见边界条件预制带肋底板混凝土双向叠合板(双向叠合板)的极限承载力与塑性绞线形成位置,提出了双向叠合板正交2个方向单位宽度极限弯矩的简化计算公式,进行了均布荷载作用下四边简支与四边固支双向叠合板2个算例的塑性极限分析,结果表明：基于该文给出的极限承载力公式的计算结果与试验结果吻合较好。
2011, 33(5):41-50.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.008
摘要:
目前人们对岩石损伤后渗透性变化定性、定量方面的认识都存在不足,通过分析中国大量岩石全应力应变过程渗透性试验的成果,总结出目前岩石破损过程渗透性变化的4种类型。分析了岩石孔隙、裂隙、岩性等因素对于形成4种不同渗透性变化类型的影响,以及围压对渗透性发展演化的作用。峰值前一般渗透性随围压增加而减小,但峰后比较复杂,值得继续研究。统计分析了目前试验中岩石渗透性的变化范围,结果表明：一般软岩渗透性变化较小,脆性岩石渗透性变化较大。从目前围压1 MPa-40 MPa的全应力应变渗透性试验结果来看,97%渗透性变化不超过1000倍,其中859%渗透性变化不超过100倍。提出岩石破坏后是否出现高速非达西流需要从有效应力考虑,提出了渗流失稳与渗流作用下结构失稳的区别。
目前人们对岩石损伤后渗透性变化定性、定量方面的认识都存在不足,通过分析中国大量岩石全应力应变过程渗透性试验的成果,总结出目前岩石破损过程渗透性变化的4种类型。分析了岩石孔隙、裂隙、岩性等因素对于形成4种不同渗透性变化类型的影响,以及围压对渗透性发展演化的作用。峰值前一般渗透性随围压增加而减小,但峰后比较复杂,值得继续研究。统计分析了目前试验中岩石渗透性的变化范围,结果表明：一般软岩渗透性变化较小,脆性岩石渗透性变化较大。从目前围压1 MPa-40 MPa的全应力应变渗透性试验结果来看,97%渗透性变化不超过1000倍,其中859%渗透性变化不超过100倍。提出岩石破坏后是否出现高速非达西流需要从有效应力考虑,提出了渗流失稳与渗流作用下结构失稳的区别。
2011, 33(5):51-56.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.009
摘要:
以钢框架短肢组合钢板剪力墙结构该结构形式为研究对象,基于薄板理论及经典结构力学原理,建立了整体力学模型。理论模型中考虑了梁、柱抗侧刚度,梁柱节点、组合钢板剪力墙抗剪刚度及钢板与边缘框架间的等效摩擦阻尼。根据结构变形特点及计算假定建立了结构抗侧刚度、弹性极限抗剪承载力、结构体系极限抗剪承载力及结构体系能量耗散4个理论计算模型。通过与实际结构模型试验结果比较,该整体力学模型计算精度能够满足理论分析要求。文章最后对理论计算值与试验结果的差异进行了分析。
以钢框架短肢组合钢板剪力墙结构该结构形式为研究对象,基于薄板理论及经典结构力学原理,建立了整体力学模型。理论模型中考虑了梁、柱抗侧刚度,梁柱节点、组合钢板剪力墙抗剪刚度及钢板与边缘框架间的等效摩擦阻尼。根据结构变形特点及计算假定建立了结构抗侧刚度、弹性极限抗剪承载力、结构体系极限抗剪承载力及结构体系能量耗散4个理论计算模型。通过与实际结构模型试验结果比较,该整体力学模型计算精度能够满足理论分析要求。文章最后对理论计算值与试验结果的差异进行了分析。
2011, 33(5):57-62.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.010
摘要:
为分析堆石的蠕变规律和研究颗粒破碎与蠕变的关系,对某堆石料进行了不同应力水平和围压下的大型三轴排水蠕变试验。蠕变试验后通过筛分试验测量了堆石的颗粒破碎程度。结果表明堆石的蠕变变形与应力水平和围压有关;轴向蠕变和体积蠕变随应力水平的增大而增大,应力水平相同时则随围压增大而增大。堆石的应变-时间关系可用幂函数表示,轴向应变-应力关系和体积应变-应力关系分别满足双曲线函数和线性比例函数。随应力水平和围压的增大,堆石颗粒破碎增多。堆石颗粒破碎可用相对颗粒破碎指数度量,其与轴向蠕变和体积蠕变近似呈线性比例关系。
为分析堆石的蠕变规律和研究颗粒破碎与蠕变的关系,对某堆石料进行了不同应力水平和围压下的大型三轴排水蠕变试验。蠕变试验后通过筛分试验测量了堆石的颗粒破碎程度。结果表明堆石的蠕变变形与应力水平和围压有关;轴向蠕变和体积蠕变随应力水平的增大而增大,应力水平相同时则随围压增大而增大。堆石的应变-时间关系可用幂函数表示,轴向应变-应力关系和体积应变-应力关系分别满足双曲线函数和线性比例函数。随应力水平和围压的增大,堆石颗粒破碎增多。堆石颗粒破碎可用相对颗粒破碎指数度量,其与轴向蠕变和体积蠕变近似呈线性比例关系。
2011, 33(5):63-68.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.011
摘要:
进行了2种典型拱形壳体结构刚性模型内外表面同步测压风洞试验,分析了拱形壳体结构体型系数与脉动风压系数的分布规律,比较了底部开口/闭口和两端封闭/开放不同状态对风压分布的影响。结果表明：底部开口与端部条件对结构风压分布影响很大,采用弧面封闭两端可以有效的降低结构端部的风压同时使得结构表面风压分布更加均匀,当底部开口较小时,结构内部的稳定负压可以抵消外表面负压,从而降低了结构承受的风吸力,同时也扩大了结构的正压区并增加了结构表面的风压力。最后给出了该类结构的风荷载建议。
进行了2种典型拱形壳体结构刚性模型内外表面同步测压风洞试验,分析了拱形壳体结构体型系数与脉动风压系数的分布规律,比较了底部开口/闭口和两端封闭/开放不同状态对风压分布的影响。结果表明：底部开口与端部条件对结构风压分布影响很大,采用弧面封闭两端可以有效的降低结构端部的风压同时使得结构表面风压分布更加均匀,当底部开口较小时,结构内部的稳定负压可以抵消外表面负压,从而降低了结构承受的风吸力,同时也扩大了结构的正压区并增加了结构表面的风压力。最后给出了该类结构的风荷载建议。
2011, 33(5):69-74.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.012
摘要:
为了研究软质岩中压力型锚索锚固段应力分布和传递规律,进行了足尺现场试验。制作了与实际工程条件相似的试验锚索,在试验锚索的锚固段砂浆体中按一定间距设置了应变砖,记录了在不同张拉荷载下各测点的应变情况,测得压力型锚索锚固段的轴向应变和径向应变分布曲线。通过对试验结果进行分析处理,得到了锚固段与围岩界面剪应力分布曲线。测试结果与已有理论计算结果比较吻合。分析结果表明,在软质岩条件下,承载板附近的锚固体出现了明显的三向应力状态;锚固体中应力传递长度较短;注岩界面剪应力峰值可以达到较高的水平;随着荷载增大,剪应力有向前转移扩张的趋势。
为了研究软质岩中压力型锚索锚固段应力分布和传递规律,进行了足尺现场试验。制作了与实际工程条件相似的试验锚索,在试验锚索的锚固段砂浆体中按一定间距设置了应变砖,记录了在不同张拉荷载下各测点的应变情况,测得压力型锚索锚固段的轴向应变和径向应变分布曲线。通过对试验结果进行分析处理,得到了锚固段与围岩界面剪应力分布曲线。测试结果与已有理论计算结果比较吻合。分析结果表明,在软质岩条件下,承载板附近的锚固体出现了明显的三向应力状态;锚固体中应力传递长度较短;注岩界面剪应力峰值可以达到较高的水平;随着荷载增大,剪应力有向前转移扩张的趋势。
2011, 33(5):75-82.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.013
摘要:
为了探究不同形式的桩网复合地基加固软土的效果,设计了3组复合地基进行室内模型试验。第1组为PVC管材加固软土地基,第2组为桩承式复合地基,第3组为PVC管材与砂桩复合地基。在模型箱钢板内侧壁涂上黄油,并覆以塑料薄膜来减小边界效应;在PVC管材和土工编织网（格栅）上粘贴应变片,来测试PVC桩体应力及加筋拉力;在桩间土、砂桩顶部安装土压力盒,在路面的中心、路肩处安装百分表来测定相应的变形。试验结果表明：1）对于路面、路肩的沉降及二者的差异沉降,第3组沉降值最大,第2组沉降值最小;2）PVC桩与土应力比中,第2组应力比与其它2组比较则大得多;3）格栅应变变化规律较紊乱,在相应测点的格栅应变则是第2组最大。3组试验的结果说明在软土路段,在条件允许时,宜采用桩承式路堤来加固,加固效果更好。
为了探究不同形式的桩网复合地基加固软土的效果,设计了3组复合地基进行室内模型试验。第1组为PVC管材加固软土地基,第2组为桩承式复合地基,第3组为PVC管材与砂桩复合地基。在模型箱钢板内侧壁涂上黄油,并覆以塑料薄膜来减小边界效应;在PVC管材和土工编织网（格栅）上粘贴应变片,来测试PVC桩体应力及加筋拉力;在桩间土、砂桩顶部安装土压力盒,在路面的中心、路肩处安装百分表来测定相应的变形。试验结果表明：1）对于路面、路肩的沉降及二者的差异沉降,第3组沉降值最大,第2组沉降值最小;2）PVC桩与土应力比中,第2组应力比与其它2组比较则大得多;3）格栅应变变化规律较紊乱,在相应测点的格栅应变则是第2组最大。3组试验的结果说明在软土路段,在条件允许时,宜采用桩承式路堤来加固,加固效果更好。
2011, 33(5):83-89.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.014
摘要:
多点激励地震响应分析过程中,相对运动法和绝对位移直接求解法分别假定阻尼与内部节点相对速度、绝对速度成比例,由于阻尼假定的不一致,计算结果可能存在误差。采用随机振动分析方法对瑞利阻尼模型下2种求解方法计算结果之间的误差进行了理论分析,得出了2种算法下结构动态响应功率谱密度误差主要受激励频率与结构基频的比值、结构阻尼比影响的结论,然后从概率统计意义上得出了2种算法下结构动态响应方差误差与结构阻尼比的关系,并进行了相关算例数值论证。最后得出如下结论：2种算法计算结果误差随阻尼比的减小而减小,当结构阻尼比不大于5%时,2种算法计算结果误差基本可忽略。
多点激励地震响应分析过程中,相对运动法和绝对位移直接求解法分别假定阻尼与内部节点相对速度、绝对速度成比例,由于阻尼假定的不一致,计算结果可能存在误差。采用随机振动分析方法对瑞利阻尼模型下2种求解方法计算结果之间的误差进行了理论分析,得出了2种算法下结构动态响应功率谱密度误差主要受激励频率与结构基频的比值、结构阻尼比影响的结论,然后从概率统计意义上得出了2种算法下结构动态响应方差误差与结构阻尼比的关系,并进行了相关算例数值论证。最后得出如下结论：2种算法计算结果误差随阻尼比的减小而减小,当结构阻尼比不大于5%时,2种算法计算结果误差基本可忽略。
2011, 33(5):90-94.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.015
摘要:
采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟。将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性。在此基础上,考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导。
采用了地埋管换热器三维非稳态耦合传热的物理数学模型,针对实际的地埋管结构和热响应测试工况进行了相应的数值模拟。将模拟计算结果与TRT热响应测试结果进行了比较,验证了所建模型的正确性。在此基础上,考察了地埋管换热器回填料导热系数及比热等物性参数对地埋管换热器性能的影响关系,为热响应测试以及工程设计提供有益的理论指导。
2011, 33(5):95-101.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.016
摘要:
在考虑地铁区间内空气与周围土壤耦合换热的基础上建立地铁土壤温度预测模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并将针对特定问题的求解结果与解析解进行了对比验证。将由列车运营带来的高频热扰简化成3种不同形式,利用土壤温度预测模型求出相应的土壤温度响应。模拟的结果发现高频热扰对区间空气以及壁面会带来明显的温度波动,但是对土壤内部的温度分布影响有限。
在考虑地铁区间内空气与周围土壤耦合换热的基础上建立地铁土壤温度预测模型。利用有限差分法对该模型进行数值求解,并将针对特定问题的求解结果与解析解进行了对比验证。将由列车运营带来的高频热扰简化成3种不同形式,利用土壤温度预测模型求出相应的土壤温度响应。模拟的结果发现高频热扰对区间空气以及壁面会带来明显的温度波动,但是对土壤内部的温度分布影响有限。
2011, 33(5):102-107.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.017
摘要:
太阳能烟囱是一种利用太阳能加热来强化自然通风的技术。在前人简化模型的基础上,考虑了玻璃盖板和集热墙的导热热阻的影响,建立了一个修正的太阳能烟囱自然通风的一维稳态数学模型。并利用此模型,对太阳能烟囱内的空气平均温度、集热墙温度、空气流量以及集热效率等进行了模拟计算和讨论。模型计算结果与相关实验数据及前人的简化模型进行了对比,验证了修正模型的可靠性,并表明修正模型能够提高模型预测结果的准确度。
太阳能烟囱是一种利用太阳能加热来强化自然通风的技术。在前人简化模型的基础上,考虑了玻璃盖板和集热墙的导热热阻的影响,建立了一个修正的太阳能烟囱自然通风的一维稳态数学模型。并利用此模型,对太阳能烟囱内的空气平均温度、集热墙温度、空气流量以及集热效率等进行了模拟计算和讨论。模型计算结果与相关实验数据及前人的简化模型进行了对比,验证了修正模型的可靠性,并表明修正模型能够提高模型预测结果的准确度。
2011, 33(5):108-113.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.018
摘要:
内遮阳对室内环境同时具有遮阳和遮光的影响,同时内遮阳在遮阳的同时又吸收了热量,形成了室内热源。因此对于内遮阳的整体能效性能的评价始终处于定性的感性评价。研究针对内遮阳对室内光热环境影响的量化,开展了内遮阳作用下的室内围护结构内表面温度测试和自然采光照度测试。研究表明,设置内遮阳的房间的各内墙表面温度比未设置内遮阳的房间低06~1℃;内遮阳表面温度高于其他内墙表面温度3~5℃,可见内遮阳在太阳辐射的作用下同时也形成了1个室内热源;同时设置内遮阳的房间的空调能耗比未设置内遮阳的房间下降了1724%,说明内遮阳对于降低室内空调负荷具有一定的作用;但设置内遮阳房间的自然采光照度却下降了81%,由此产生的人工照明电耗是未设置内遮阳测试房间的188倍。
内遮阳对室内环境同时具有遮阳和遮光的影响,同时内遮阳在遮阳的同时又吸收了热量,形成了室内热源。因此对于内遮阳的整体能效性能的评价始终处于定性的感性评价。研究针对内遮阳对室内光热环境影响的量化,开展了内遮阳作用下的室内围护结构内表面温度测试和自然采光照度测试。研究表明,设置内遮阳的房间的各内墙表面温度比未设置内遮阳的房间低06~1℃;内遮阳表面温度高于其他内墙表面温度3~5℃,可见内遮阳在太阳辐射的作用下同时也形成了1个室内热源;同时设置内遮阳的房间的空调能耗比未设置内遮阳的房间下降了1724%,说明内遮阳对于降低室内空调负荷具有一定的作用;但设置内遮阳房间的自然采光照度却下降了81%,由此产生的人工照明电耗是未设置内遮阳测试房间的188倍。
2011, 33(5):114-120.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.019
摘要:
以住宅建筑为研究对象,针对低、中、高负荷3种不同住宅负荷工况,对不同冷负荷条件下不同负荷分担率下的室内热环境进行了数值模拟,分别分析比较不同冷负荷分担率匹配时室内热舒适性水平及室内空气品质情况,从舒适和健康的角度,分析适宜的冷负荷分担率范围。研究结果表明辐射供冷末端承担的显热负荷分担率ωc<07时,可将工作区人体热舒适性指标控制在舒适性标准允许范围内。从避免局部不舒适度方面讲,ωc宜取04～1。从室内空气品质角度讲,定风量模式低中负荷工况,ωc宜取05～09,高负荷工况,ωc宜取035~06;变风量模式,ωc值越小,室内空气品质越好。
以住宅建筑为研究对象,针对低、中、高负荷3种不同住宅负荷工况,对不同冷负荷条件下不同负荷分担率下的室内热环境进行了数值模拟,分别分析比较不同冷负荷分担率匹配时室内热舒适性水平及室内空气品质情况,从舒适和健康的角度,分析适宜的冷负荷分担率范围。研究结果表明辐射供冷末端承担的显热负荷分担率ωc<07时,可将工作区人体热舒适性指标控制在舒适性标准允许范围内。从避免局部不舒适度方面讲,ωc宜取04～1。从室内空气品质角度讲,定风量模式低中负荷工况,ωc宜取05～09,高负荷工况,ωc宜取035~06;变风量模式,ωc值越小,室内空气品质越好。
2011, 33(5):121-124.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.020
摘要:
根据Motakef和El-Masri的研究,将墙体分为“干-湿-干”3个区域。以多孔介质传热传质学为基础,将水蒸气冷凝看成是湿源、热源、蒸汽汇,建立起墙体湿区域内、热湿耦合传递方程。通过分析解得到了墙体内冷凝率和液态含湿量的分布曲线以及达到临界含湿量所需的时间。分析结果表明墙体内的冷凝率跟湿区域两侧的温差成正比,最大冷凝率出现在低温侧的湿区域边界处。
根据Motakef和El-Masri的研究,将墙体分为“干-湿-干”3个区域。以多孔介质传热传质学为基础,将水蒸气冷凝看成是湿源、热源、蒸汽汇,建立起墙体湿区域内、热湿耦合传递方程。通过分析解得到了墙体内冷凝率和液态含湿量的分布曲线以及达到临界含湿量所需的时间。分析结果表明墙体内的冷凝率跟湿区域两侧的温差成正比,最大冷凝率出现在低温侧的湿区域边界处。
2011, 33(5):125-131.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.021
摘要:
以磷矿粉为原料,用超声波分散、酸浸,碱法制备复合聚磷氯化铝,并研究其优化制备条件和水处理混凝性能。研究内容包括：盐酸投加量、温度、加热时间、磷铝摩尔比对产物中氧化铝含量的影响,对产物进行红外分析、电镜分析,并将产物用于生活污水处理试验。研究结果显示：加盐酸量为48 mL,温度为100℃,加热时间为180 min,磷铝摩尔比为020时,产物中氧化铝含量最高,红外分析证明了产物的结构,电镜分析表明产物表面积较大,且凝聚态强,将试验制备的聚磷氯化铝用于处理生活污水时,当混凝剂投加量为032 mL/L,pH值范围处于75～100,快速搅拌时间为40 min时,COD去除率可达到731%,浊度去除率可达到990%。
以磷矿粉为原料,用超声波分散、酸浸,碱法制备复合聚磷氯化铝,并研究其优化制备条件和水处理混凝性能。研究内容包括：盐酸投加量、温度、加热时间、磷铝摩尔比对产物中氧化铝含量的影响,对产物进行红外分析、电镜分析,并将产物用于生活污水处理试验。研究结果显示：加盐酸量为48 mL,温度为100℃,加热时间为180 min,磷铝摩尔比为020时,产物中氧化铝含量最高,红外分析证明了产物的结构,电镜分析表明产物表面积较大,且凝聚态强,将试验制备的聚磷氯化铝用于处理生活污水时,当混凝剂投加量为032 mL/L,pH值范围处于75～100,快速搅拌时间为40 min时,COD去除率可达到731%,浊度去除率可达到990%。
2011, 33(5):132-136.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.022
摘要:
考察了模拟常规工艺对水中氯苯的去除效能,测定了粉末炭（PAC）对原水中氯苯的吸附等温线和吸附动力学曲线,并采用Freundlich吸附等温式和假二级动力学模型进行拟合。结果表明,常规工艺难以有效去除水中氯苯;PAC可快速地吸附水中氯苯,5 min吸附量可达平衡吸附量的80%以上,30 min吸附量可达98%以上。建立了PAC投量与氯苯初始浓度和吸附时间的关系式,并通过小试进行了验证,得出了吸附时间为30 min时,不同PAC投量所能处理的原水中氯苯最大浓度。
考察了模拟常规工艺对水中氯苯的去除效能,测定了粉末炭（PAC）对原水中氯苯的吸附等温线和吸附动力学曲线,并采用Freundlich吸附等温式和假二级动力学模型进行拟合。结果表明,常规工艺难以有效去除水中氯苯;PAC可快速地吸附水中氯苯,5 min吸附量可达平衡吸附量的80%以上,30 min吸附量可达98%以上。建立了PAC投量与氯苯初始浓度和吸附时间的关系式,并通过小试进行了验证,得出了吸附时间为30 min时,不同PAC投量所能处理的原水中氯苯最大浓度。
2011, 33(5):137-142.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.023
摘要:
采用DTA-TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程。结果表明,粉煤灰-脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰-脱硫石膏水泥石中2次水化效应明显;SEM、XRD表明水泥石早期有明显的钙矾石生成,同时粉煤灰颗粒的表面侵蚀现象明显,进一步说明复合胶凝体系的早期活性得到有效激发,硬化后综合性能得到有效保证。且宏观收缩及强度试验也从侧面印证了微观试验结果。粉煤灰-脱硫石膏水泥基复合胶凝材料体系的研发可大量消耗燃煤电厂的工业废渣,具有显著的“绿色”效应。
采用DTA-TG、XRD、SEM以及宏观水化收缩和强度试验等手段研究了粉煤灰-脱硫石膏-水泥三元复合胶凝体系的水化过程、活性效应及微观结构等,根据试验结果总结了复合胶凝材料的水化动力学过程。结果表明,粉煤灰-脱硫石膏水泥石的钙矾石吸热峰强于基准样;在各组分相互活性激发和外掺激发剂作用下,粉煤灰-脱硫石膏水泥石中2次水化效应明显;SEM、XRD表明水泥石早期有明显的钙矾石生成,同时粉煤灰颗粒的表面侵蚀现象明显,进一步说明复合胶凝体系的早期活性得到有效激发,硬化后综合性能得到有效保证。且宏观收缩及强度试验也从侧面印证了微观试验结果。粉煤灰-脱硫石膏水泥基复合胶凝材料体系的研发可大量消耗燃煤电厂的工业废渣,具有显著的“绿色”效应。
2011, 33(5):143-149.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.024
摘要:
糯米灰浆是中国古代建筑史上的一项重要科技发明,为了使该传统工艺科学化地为现代文化遗产保护服务,采用SEM和XRD等技术手段,探讨了纸筋、硫酸铝和二水石膏3种添加剂对糯米灰浆性能的影响及其机理。结果表明：纸筋对糯米灰浆抗压强度和耐冻融性的改进最为明显;硫酸铝对改善糯米灰浆的干燥收缩性效果最佳;二水石膏的加入,对样品的耐冻融性并无改进,而且,随着其含量的增加,样品的抗压强度和表面硬度增幅降低。在文化遗产保护实践中,建议采用6%的硫酸铝或3%的纸筋作为糯米灰浆的添加剂。
糯米灰浆是中国古代建筑史上的一项重要科技发明,为了使该传统工艺科学化地为现代文化遗产保护服务,采用SEM和XRD等技术手段,探讨了纸筋、硫酸铝和二水石膏3种添加剂对糯米灰浆性能的影响及其机理。结果表明：纸筋对糯米灰浆抗压强度和耐冻融性的改进最为明显;硫酸铝对改善糯米灰浆的干燥收缩性效果最佳;二水石膏的加入,对样品的耐冻融性并无改进,而且,随着其含量的增加,样品的抗压强度和表面硬度增幅降低。在文化遗产保护实践中,建议采用6%的硫酸铝或3%的纸筋作为糯米灰浆的添加剂。
2011, 33(5):150-156.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.025
摘要:
研究了激发剂对氟石膏的激发效果和机理,复合氟石膏胶结材的强度、软化系数和浸出毒性。通过NaOH、Na2SO4和NaF对氟石膏激发试验,确定最优掺量均为1%。在此基础上,采用矿渣、粉煤灰、熟料对用量80%以上氟石膏进一步改性,发现Na2SO41%、矿渣25%、粉煤灰5%和氟石膏89%复合胶结材性能最好,28 d抗压强度可达1225 MPa,软化系数可达070,浸出氟离子浓度降低到0748 5 mg/L。SEM和XRD分析发现水化形成的二水石膏晶体与少量水化硅酸钙、钙矾石及氟化钙互相填充包裹,阻碍了水分进入,改善了复合胶结材耐水性能和降低了浸出毒性。
研究了激发剂对氟石膏的激发效果和机理,复合氟石膏胶结材的强度、软化系数和浸出毒性。通过NaOH、Na2SO4和NaF对氟石膏激发试验,确定最优掺量均为1%。在此基础上,采用矿渣、粉煤灰、熟料对用量80%以上氟石膏进一步改性,发现Na2SO41%、矿渣25%、粉煤灰5%和氟石膏89%复合胶结材性能最好,28 d抗压强度可达1225 MPa,软化系数可达070,浸出氟离子浓度降低到0748 5 mg/L。SEM和XRD分析发现水化形成的二水石膏晶体与少量水化硅酸钙、钙矾石及氟化钙互相填充包裹,阻碍了水分进入,改善了复合胶结材耐水性能和降低了浸出毒性。
2011, 33(5):157-162.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.05.026
摘要:
通过分析三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材的特点,针对带保护层EPDM防水卷材因受到热、氧作用,会发生一定程度的老化。以力学性能的下降和增塑剂的迁移表现尤为突出,从而造成此种材料的使用寿命的缩减。对老化前后试样进行SEM及FTIR的微观测试,采用加速热老化及热分析动力学的方法,分别建立EPDM防水卷材性能指标、使用条件和使用寿命关系的模型,对其使用寿命进行预测,为建筑设计、施工及材料的研究,提供一定的技术支持。
通过分析三元乙丙橡胶（EPDM）防水卷材的特点,针对带保护层EPDM防水卷材因受到热、氧作用,会发生一定程度的老化。以力学性能的下降和增塑剂的迁移表现尤为突出,从而造成此种材料的使用寿命的缩减。对老化前后试样进行SEM及FTIR的微观测试,采用加速热老化及热分析动力学的方法,分别建立EPDM防水卷材性能指标、使用条件和使用寿命关系的模型,对其使用寿命进行预测,为建筑设计、施工及材料的研究,提供一定的技术支持。
