2011年第33卷第6期文章目次
2011, 33(6):1-6.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.002
摘要:
在完成了3层足尺底框配筋砌块短肢砌体剪力墙震损房屋损伤程度的评估、加固的基础上,通过对加固后的3层房屋进行拟动力抗震性能试验,研究了震后受损结构构件所用加固方法的适用性和加固对恢复结构抗震性能的效果,为寻求震损结构加固修复的方法提供理论依据,并为汶川地震受损底框房屋的结构修复提供参考。
在完成了3层足尺底框配筋砌块短肢砌体剪力墙震损房屋损伤程度的评估、加固的基础上,通过对加固后的3层房屋进行拟动力抗震性能试验,研究了震后受损结构构件所用加固方法的适用性和加固对恢复结构抗震性能的效果,为寻求震损结构加固修复的方法提供理论依据,并为汶川地震受损底框房屋的结构修复提供参考。
2011, 33(6):7-12.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.003
摘要:
利用有限元软件ANSYS模拟高桩承台-土-上部结构在波浪和地震共同作用下的内力和变形,采用Morison方程计算波浪力,并对结构水平方向输入El-Centro波进行模拟,根据时程曲线分别选取初始状态和正负加速度最大状态对结构进行研究,研究了桩基础在波浪和地震共同作用下的位移、弯矩、剪力以及轴力的变化,并与地震单独作用下的结构动响应进行了对比分析。分析结果表明,在波浪和地震共同作用下,前排桩所受弯矩最大,同时,桩顶的受力最危险;桩顶轴力分布表现出角桩最大、中间桩最小的分布特征。当波浪力和地震力方向一致时,桩顶位移增大,桩身弯矩和桩顶剪力也随之增加;反之,当波浪力和地震力方向相反时,则桩顶位移减小,桩身弯矩和桩顶剪力也随之减小。
利用有限元软件ANSYS模拟高桩承台-土-上部结构在波浪和地震共同作用下的内力和变形,采用Morison方程计算波浪力,并对结构水平方向输入El-Centro波进行模拟,根据时程曲线分别选取初始状态和正负加速度最大状态对结构进行研究,研究了桩基础在波浪和地震共同作用下的位移、弯矩、剪力以及轴力的变化,并与地震单独作用下的结构动响应进行了对比分析。分析结果表明,在波浪和地震共同作用下,前排桩所受弯矩最大,同时,桩顶的受力最危险;桩顶轴力分布表现出角桩最大、中间桩最小的分布特征。当波浪力和地震力方向一致时,桩顶位移增大,桩身弯矩和桩顶剪力也随之增加;反之,当波浪力和地震力方向相反时,则桩顶位移减小,桩身弯矩和桩顶剪力也随之减小。
2011, 33(6):13-18.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.004
摘要:
为了对建筑结构中的高强度钢柱进行抗火设计和验算,研究了高强度钢柱在高温下的极限承载力数值计算方法。考虑温度对高强度钢材力学性能的影响,对常温下钢柱极限承载力计算的逆算单元长度法进行了延伸,编制了高温下高强度钢柱极限承载力计算程序。采用编制的程序对高强度钢柱在高温下的极限承载力进行了计算,将计算结果与有限元分析结果进行了比较,发现吻合较好。分析了高强度钢柱截面上残余应力的分布模式,残余应力大小和柱的初始几何缺陷对极限承载力的影响。研究表明：延伸的逆算单元长度法可以用于高强度钢柱高温下极限承载力计算,残余应力的分布模式和大小对高温下高强度钢柱的极限承载力影响很小,而初始几何缺陷对极限承载力的影响较大。
为了对建筑结构中的高强度钢柱进行抗火设计和验算,研究了高强度钢柱在高温下的极限承载力数值计算方法。考虑温度对高强度钢材力学性能的影响,对常温下钢柱极限承载力计算的逆算单元长度法进行了延伸,编制了高温下高强度钢柱极限承载力计算程序。采用编制的程序对高强度钢柱在高温下的极限承载力进行了计算,将计算结果与有限元分析结果进行了比较,发现吻合较好。分析了高强度钢柱截面上残余应力的分布模式,残余应力大小和柱的初始几何缺陷对极限承载力的影响。研究表明：延伸的逆算单元长度法可以用于高强度钢柱高温下极限承载力计算,残余应力的分布模式和大小对高温下高强度钢柱的极限承载力影响很小,而初始几何缺陷对极限承载力的影响较大。
2011, 33(6):19-24.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.005
摘要:
根据断裂力学理论,建立渗透水压下多裂隙岩体的力学模型,运用叠加原理,推导远场应力和裂隙水压力共同作用下的多裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并在此基础上探讨了近置多裂纹间的相互影响。计算结果表明,如果裂纹之间间距较小,裂纹的相互作用对裂纹尖端处的应力场影响较大,根据裂纹的相对几何位置和裂纹倾角变化,进行不同叠加后的应力场可产生2种效应,应力强度影响加强区与应力强度影响减弱区,当相邻裂纹尖端处于加强区时,该裂纹的应力强度因子将会变大,反之则变小。考虑裂纹间的相互作用与裂纹间的相对距离有关,随着裂纹间距的增大,计算所得出的应力强度因子值都趋于一个定值,该值为不考虑相邻裂纹的影响,计算单一裂纹所得到的应力强度因子值,即当裂纹间距>裂纹长度时,可以忽略邻近裂纹的相互作用对裂纹尖端应力场的影响。同时,裂隙渗透压的存在,显著影响裂纹尖端的应力场,各条裂纹尖端KI随着渗透压的增大而增加(使－KI逐渐减小),这表明渗透压抵消了一部分裂纹表面正应力。
根据断裂力学理论,建立渗透水压下多裂隙岩体的力学模型,运用叠加原理,推导远场应力和裂隙水压力共同作用下的多裂纹尖端应力强度因子的计算公式,并在此基础上探讨了近置多裂纹间的相互影响。计算结果表明,如果裂纹之间间距较小,裂纹的相互作用对裂纹尖端处的应力场影响较大,根据裂纹的相对几何位置和裂纹倾角变化,进行不同叠加后的应力场可产生2种效应,应力强度影响加强区与应力强度影响减弱区,当相邻裂纹尖端处于加强区时,该裂纹的应力强度因子将会变大,反之则变小。考虑裂纹间的相互作用与裂纹间的相对距离有关,随着裂纹间距的增大,计算所得出的应力强度因子值都趋于一个定值,该值为不考虑相邻裂纹的影响,计算单一裂纹所得到的应力强度因子值,即当裂纹间距>裂纹长度时,可以忽略邻近裂纹的相互作用对裂纹尖端应力场的影响。同时,裂隙渗透压的存在,显著影响裂纹尖端的应力场,各条裂纹尖端KI随着渗透压的增大而增加(使－KI逐渐减小),这表明渗透压抵消了一部分裂纹表面正应力。
2011, 33(6):25-30.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.006
摘要:
基于小变形假定,建立受轴向荷载作用的横向受荷桩变形控制方程,针对主要影响因素进行参数分析,研究表明轴向荷载对横向受荷桩承载性状的影响程度与两者的相对大小有关。当轴向荷载相对较大时,应重视轴向荷载对桩身内力和挠曲变形的影响,此时轴向荷载的存在对于柔性桩上部的内力和侧向挠曲影响比较显著,对于其深部的影响相对较小;地基系数呈线性增加时,轴向荷载对横向受荷桩的影响较为显著,而地基系数为常数时,其影响则不明显;除轴向荷载接近于屈曲荷载外,沿桩身的轴向荷载变化对水平桩的挠曲和弯矩影响甚微,轴向力作为常量的假定一般可满足工程设计的要求。
基于小变形假定,建立受轴向荷载作用的横向受荷桩变形控制方程,针对主要影响因素进行参数分析,研究表明轴向荷载对横向受荷桩承载性状的影响程度与两者的相对大小有关。当轴向荷载相对较大时,应重视轴向荷载对桩身内力和挠曲变形的影响,此时轴向荷载的存在对于柔性桩上部的内力和侧向挠曲影响比较显著,对于其深部的影响相对较小;地基系数呈线性增加时,轴向荷载对横向受荷桩的影响较为显著,而地基系数为常数时,其影响则不明显;除轴向荷载接近于屈曲荷载外,沿桩身的轴向荷载变化对水平桩的挠曲和弯矩影响甚微,轴向力作为常量的假定一般可满足工程设计的要求。
2011, 33(6):31-35.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.007
摘要:
鉴于传统显式、隐式模型计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变的不足,在建立饱和软黏土总应力弹塑性模型基础上,考虑软黏土在长期小动应力比循环荷载作用下具有安定性特点,结合过应力模型及安定性理论提出计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变安定性本构模型。安定性模型能合理描述饱和软黏土循环荷载下的变形特性,模型只考虑最大塑性变形包络线故可采用任意积分步长,适用于大数目循环加载的累积变形计算及长期交通荷载下地基的沉降计算。
鉴于传统显式、隐式模型计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变的不足,在建立饱和软黏土总应力弹塑性模型基础上,考虑软黏土在长期小动应力比循环荷载作用下具有安定性特点,结合过应力模型及安定性理论提出计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变安定性本构模型。安定性模型能合理描述饱和软黏土循环荷载下的变形特性,模型只考虑最大塑性变形包络线故可采用任意积分步长,适用于大数目循环加载的累积变形计算及长期交通荷载下地基的沉降计算。
2011, 33(6):36-43.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.008
摘要:
进行了CFRP布抗拉强度单向拉伸试验,对其概率分布进行了统计分析。试验结果表明,CFRP布的单向抗拉强度符合三参数Weibull分布。建立了CFRP布加固钢筋混凝土梁受弯承载力计算公式,应用Monte Carlo方法对CFRP加固钢筋混凝土梁的抗力进行了模拟。在得到抗力的统计参数以后,采用JC法对可靠指标进行了计算。计算结果表明,当CFRP布分项系数为125时,所有设计点的可靠指标在整体上与目标可靠指标最为接近,3种受弯破坏模式的可靠指标均值均大于目标可靠指标,满足可靠度设计的要求。
进行了CFRP布抗拉强度单向拉伸试验,对其概率分布进行了统计分析。试验结果表明,CFRP布的单向抗拉强度符合三参数Weibull分布。建立了CFRP布加固钢筋混凝土梁受弯承载力计算公式,应用Monte Carlo方法对CFRP加固钢筋混凝土梁的抗力进行了模拟。在得到抗力的统计参数以后,采用JC法对可靠指标进行了计算。计算结果表明,当CFRP布分项系数为125时,所有设计点的可靠指标在整体上与目标可靠指标最为接近,3种受弯破坏模式的可靠指标均值均大于目标可靠指标,满足可靠度设计的要求。
2011, 33(6):44-50.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.009
摘要:
开展了3个混凝土单层空间框剪结构模型的拟静力试验,考察了它们在楼板参与作用下的破坏过程,并与弹塑性分析结果进行了对比,探讨了楼板对抗侧力构件剪力分配的影响。试验和分析结果表明：1)框架梁总体上破坏较晚且破坏程度明显小于剪力墙和框架柱;2)水平荷载作用下剪力墙附近楼板损伤较大,该处楼板钢筋承受较大拉应力;3)考虑实际楼板作用和忽略楼板作用相比,前者情况下框剪结构所能承受的最大水平荷载有所增大,同时剪力墙在所有抗侧力构件中的贡献比例也有所提高;4)具有相同横截面积和配筋的不同位置框架柱所承受的剪力总体上相差不大。
开展了3个混凝土单层空间框剪结构模型的拟静力试验,考察了它们在楼板参与作用下的破坏过程,并与弹塑性分析结果进行了对比,探讨了楼板对抗侧力构件剪力分配的影响。试验和分析结果表明：1)框架梁总体上破坏较晚且破坏程度明显小于剪力墙和框架柱;2)水平荷载作用下剪力墙附近楼板损伤较大,该处楼板钢筋承受较大拉应力;3)考虑实际楼板作用和忽略楼板作用相比,前者情况下框剪结构所能承受的最大水平荷载有所增大,同时剪力墙在所有抗侧力构件中的贡献比例也有所提高;4)具有相同横截面积和配筋的不同位置框架柱所承受的剪力总体上相差不大。
2011, 33(6):51-58.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.010
摘要:
准确评估钢筋混凝土柱的抗震性能,对于保证混凝土结构地震作用下的安全性具有重要意义。为采用Pushover方法合理评估钢筋混凝土柱的抗震性能,通过对PEER钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库中数据的分析,提出了1种确定弯剪荷载下柱荷载-变形曲线、卸载刚度和再加载刚度的计算方法,并给出了按滞回环面积等效确定等效阻尼比的公式。柱的荷载-变形曲线是以传统的弯曲截面分析为基础、考虑剪力和柱端钢筋拔出的滑移影响而进行修正得到的;卸载刚度和再加载刚度是分别对其与柱割线刚度的关系进行统计分析确定的。最后以一单自由度体系为例说明了按模型建立柱的“能力曲线”以及对柱进行Pushover分析的方法,并就剪跨比、轴压比以及配筋率等参数对柱抗震性能的影响进行了分析。
准确评估钢筋混凝土柱的抗震性能,对于保证混凝土结构地震作用下的安全性具有重要意义。为采用Pushover方法合理评估钢筋混凝土柱的抗震性能,通过对PEER钢筋混凝土柱抗震性能试验数据库中数据的分析,提出了1种确定弯剪荷载下柱荷载-变形曲线、卸载刚度和再加载刚度的计算方法,并给出了按滞回环面积等效确定等效阻尼比的公式。柱的荷载-变形曲线是以传统的弯曲截面分析为基础、考虑剪力和柱端钢筋拔出的滑移影响而进行修正得到的;卸载刚度和再加载刚度是分别对其与柱割线刚度的关系进行统计分析确定的。最后以一单自由度体系为例说明了按模型建立柱的“能力曲线”以及对柱进行Pushover分析的方法,并就剪跨比、轴压比以及配筋率等参数对柱抗震性能的影响进行了分析。
2011, 33(6):59-63.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.011
摘要:
采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法替代传统的桥梁节段模型风洞试验,改进了大跨度桥梁抖振力计算方法。在香港青马大桥精细有限元模型基础上,模拟周围风场对主梁桥板压力分布,计算节点抖振力,求解局部应力响应,为桥梁抖振疲劳分析和结构健康监测打下了基础。
采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamic,CFD)方法替代传统的桥梁节段模型风洞试验,改进了大跨度桥梁抖振力计算方法。在香港青马大桥精细有限元模型基础上,模拟周围风场对主梁桥板压力分布,计算节点抖振力,求解局部应力响应,为桥梁抖振疲劳分析和结构健康监测打下了基础。
2011, 33(6):64-69.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.012
摘要:
设计了2榀配筋相同的足尺寸单层单跨混凝土框架KJ1、KJ2,对KJ1先进行模拟经历弱震损伤的低周反复荷载试验,接着进行了固定轴压比下的火灾反应试验,包括升温和降温过程;对KJ2直接进行固定轴压比下的火灾反应试验。研究了混凝土框架在火灾中的温度及变形反应,对KJ1、KJ2在试验后的表观现象、温度曲线、承载力变化等方面进行了对比分析,同时根据简化的温度场初步计算了框架柱的高温极限承载力。通过试验和理论分析比较表明,计算结果与最终试验现象从定性上分析是相符的。
设计了2榀配筋相同的足尺寸单层单跨混凝土框架KJ1、KJ2,对KJ1先进行模拟经历弱震损伤的低周反复荷载试验,接着进行了固定轴压比下的火灾反应试验,包括升温和降温过程;对KJ2直接进行固定轴压比下的火灾反应试验。研究了混凝土框架在火灾中的温度及变形反应,对KJ1、KJ2在试验后的表观现象、温度曲线、承载力变化等方面进行了对比分析,同时根据简化的温度场初步计算了框架柱的高温极限承载力。通过试验和理论分析比较表明,计算结果与最终试验现象从定性上分析是相符的。
2011, 33(6):70-78.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.013
摘要:
通过模型节点滞回试验研究和有限元分析,探讨了一种新型钢框架梁柱耗能节点的力学性能和耗能能力。该节点是利用螺杆对角钢节点进行改善的半刚性节点,并基于控制结构损伤仅限于角钢和螺杆进行设计。6个模型节点的对比实验研究表明, 试验节点因角钢塑性损伤、裂缝扩展和螺杆屈曲及疲劳断裂而出现性能退化。 螺杆连接的节点转动能力和破坏模式取决于螺杆的抗疲劳断裂能力,采用良好延性螺杆的节点具有更好的耗能能力。节点有限元模型可以较好地模拟试验节点在出现明显强度退化或螺杆断裂前的滞回性能和变形模式,验证了角钢垂直度偏差引起的预应力刚化效应、角钢塑性区分布和螺杆屈曲引起的节点性能退化。最后,分析了这种新型梁柱耗能节点的优缺点,并提出了进一步改进节点和深入研究的建议。
通过模型节点滞回试验研究和有限元分析,探讨了一种新型钢框架梁柱耗能节点的力学性能和耗能能力。该节点是利用螺杆对角钢节点进行改善的半刚性节点,并基于控制结构损伤仅限于角钢和螺杆进行设计。6个模型节点的对比实验研究表明, 试验节点因角钢塑性损伤、裂缝扩展和螺杆屈曲及疲劳断裂而出现性能退化。 螺杆连接的节点转动能力和破坏模式取决于螺杆的抗疲劳断裂能力,采用良好延性螺杆的节点具有更好的耗能能力。节点有限元模型可以较好地模拟试验节点在出现明显强度退化或螺杆断裂前的滞回性能和变形模式,验证了角钢垂直度偏差引起的预应力刚化效应、角钢塑性区分布和螺杆屈曲引起的节点性能退化。最后,分析了这种新型梁柱耗能节点的优缺点,并提出了进一步改进节点和深入研究的建议。
2011, 33(6):79-83.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.014
摘要:
为了研究箱梁腹板在竖向预应力作用下的应力扩散效应,将箱梁腹板视作狭长矩形薄板,以多对力作用在该薄板模拟腹板在竖向预应力作用下的应力场,导出竖向正应力的解析解,并采用最小二乘法原理得其数值解。引入应力均匀度参数λ和应力水平系数κ,计算得相应截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值对竖向预应力筋间距s较为敏感;在保证λ值和κ值大于095的前提下计算得适合工程精度的腹板竖向预应力扩散角α,并进行多项式拟合。通过实桥测试腹板竖向应力扩散效应,同时采用有限元软件模拟计算,结果表明在竖向预应力筋作用下,腹板应力扩散效应明显,在腹板的上部和下部,两根竖向预应力筋之间存在应力空白区,在腹板中部竖向应力都比较均匀。
为了研究箱梁腹板在竖向预应力作用下的应力扩散效应,将箱梁腹板视作狭长矩形薄板,以多对力作用在该薄板模拟腹板在竖向预应力作用下的应力场,导出竖向正应力的解析解,并采用最小二乘法原理得其数值解。引入应力均匀度参数λ和应力水平系数κ,计算得相应截面的λ值和κ值,表明λ值和κ值对竖向预应力筋间距s较为敏感;在保证λ值和κ值大于095的前提下计算得适合工程精度的腹板竖向预应力扩散角α,并进行多项式拟合。通过实桥测试腹板竖向应力扩散效应,同时采用有限元软件模拟计算,结果表明在竖向预应力筋作用下,腹板应力扩散效应明显,在腹板的上部和下部,两根竖向预应力筋之间存在应力空白区,在腹板中部竖向应力都比较均匀。
15 分阶段结构损伤诊断方法
2011, 33(6):84-89.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.015
摘要:
在现有分步损伤诊断方法的基础上,提出了一种3阶段结构损伤诊断方法。通过对遗传算法的特点进行分析,提出以逐步评定并排除无损单元的思路来处理结构损伤诊断问题。提出的分步方法中,应用了多次灵敏度遗传算法计算来进行无损单元排除,同时结合残余力向量指标对损伤大致位置进行判断。算例证明,在单纯用1种方法难以完成损伤诊断的情况下,用分步处理的方法能得到很好的效果,同时表明了多次灵敏度遗传算法计算是逐步排除无损单元的有效途径。
在现有分步损伤诊断方法的基础上,提出了一种3阶段结构损伤诊断方法。通过对遗传算法的特点进行分析,提出以逐步评定并排除无损单元的思路来处理结构损伤诊断问题。提出的分步方法中,应用了多次灵敏度遗传算法计算来进行无损单元排除,同时结合残余力向量指标对损伤大致位置进行判断。算例证明,在单纯用1种方法难以完成损伤诊断的情况下,用分步处理的方法能得到很好的效果,同时表明了多次灵敏度遗传算法计算是逐步排除无损单元的有效途径。
2011, 33(6):90-95.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.016
摘要:
为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算。运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震损伤时框架的高温试验结果进行了对比,分析结果表明,考虑地震作用后的结构在火灾下的破坏形态可发生改变,结构耐火极限随着地震作用的增加而降低。
为在建筑结构设计时考虑地震引发火灾对建筑结构的作用和影响,提出建筑结构地震火灾效应分析计算方法,此方法结合结构地震反应分析与火灾热力反应分析,通过简化的建筑结构地震损伤模型,考虑地震损伤的同时,连接结构的热传导分析与热力分析,从而实现地震火灾效应计算。运用此方法对一单层和一多层混凝土框架分别进行了分析,并与没有考虑地震损伤时框架的高温试验结果进行了对比,分析结果表明,考虑地震作用后的结构在火灾下的破坏形态可发生改变,结构耐火极限随着地震作用的增加而降低。
2011, 33(6):96-100.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.017
摘要:
为获得细粒土的粒度分布,分别采用Mastersizer 2000激光衍射粒度仪和传统的密度计法测量合肥地区的粘土。根据激光法的测量原理和影响因素,用单因素试验法依次改变仪器的折射率、质量浓度、超声波端位移和时间、泵速,研究这些控制参数对颗粒粒径的影响,并确定了该仪器测量合肥地区粘土的最佳参数。通过比较最佳参数条件下的激光法和传统密度计法的测量结果,发现激光法在粘土颗粒分析中具有测量范围更广、准确度更高、重复性更好等特点。
为获得细粒土的粒度分布,分别采用Mastersizer 2000激光衍射粒度仪和传统的密度计法测量合肥地区的粘土。根据激光法的测量原理和影响因素,用单因素试验法依次改变仪器的折射率、质量浓度、超声波端位移和时间、泵速,研究这些控制参数对颗粒粒径的影响,并确定了该仪器测量合肥地区粘土的最佳参数。通过比较最佳参数条件下的激光法和传统密度计法的测量结果,发现激光法在粘土颗粒分析中具有测量范围更广、准确度更高、重复性更好等特点。
2011, 33(6):101-105.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.018
摘要:
基于自平衡桩基测试技术,根据坝陵河大桥现场的2根桩基(SZ1、SZ2)和北盘江大桥的1根桩基(SZ3)的静载荷试验报告,对泥质岩地区大直径深嵌岩桩(嵌岩比hr/d>30)在万吨级荷载作用下的承载特性进行了研究,包括桩顶荷载和位移的关系、桩侧阻力、桩端阻力等。结果表明：在泥岩地区大直径深嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线主要以缓变型为主;桩端岩石风化程度对端阻力影响较大,微风化的泥质砂岩和白云岩极限承载力要比弱风化的泥质灰岩高;桩侧阻力的发挥与桩土界面相对位移关系比较密切,泥质白云岩桩侧阻力发挥所需桩土位移相对位移较小;最后把桩极限侧阻力与勘探报告预估值进行了分析。
基于自平衡桩基测试技术,根据坝陵河大桥现场的2根桩基(SZ1、SZ2)和北盘江大桥的1根桩基(SZ3)的静载荷试验报告,对泥质岩地区大直径深嵌岩桩(嵌岩比hr/d>30)在万吨级荷载作用下的承载特性进行了研究,包括桩顶荷载和位移的关系、桩侧阻力、桩端阻力等。结果表明：在泥岩地区大直径深嵌岩桩桩顶荷载-位移曲线主要以缓变型为主;桩端岩石风化程度对端阻力影响较大,微风化的泥质砂岩和白云岩极限承载力要比弱风化的泥质灰岩高;桩侧阻力的发挥与桩土界面相对位移关系比较密切,泥质白云岩桩侧阻力发挥所需桩土位移相对位移较小;最后把桩极限侧阻力与勘探报告预估值进行了分析。
2011, 33(6):106-111.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.019
摘要:
为了从雷诺数效应的角度分析斜拉索发生大幅振动的机理,利用不同粗糙度表面无人工水线的斜拉索模型和光滑表面贴有人工水线的斜拉索模型,进行了测力和测振风洞试验,得到了斜拉索模型气动力系数、驰振表达式的数值和气动稳定性的结果。通过分析相关的关系表明：在临界雷诺数区域,力系数及流场的变化特性可能导致斜拉索发生大幅振动,这可能是干索驰振的机理;斜拉索表面粗糙度能改变雷诺数效应的强弱和临界雷诺数的区域;水线的存在能改变雷诺数效应,一些水线位置在特定的雷诺数范围内,由于力系数的特殊变化规律导致dCF/dα为负,斜拉索发生符合驰振判据的振动;在高雷诺数区域,振动还可能与力系数急剧下降和流场的不稳定有关。
为了从雷诺数效应的角度分析斜拉索发生大幅振动的机理,利用不同粗糙度表面无人工水线的斜拉索模型和光滑表面贴有人工水线的斜拉索模型,进行了测力和测振风洞试验,得到了斜拉索模型气动力系数、驰振表达式的数值和气动稳定性的结果。通过分析相关的关系表明：在临界雷诺数区域,力系数及流场的变化特性可能导致斜拉索发生大幅振动,这可能是干索驰振的机理;斜拉索表面粗糙度能改变雷诺数效应的强弱和临界雷诺数的区域;水线的存在能改变雷诺数效应,一些水线位置在特定的雷诺数范围内,由于力系数的特殊变化规律导致dCF/dα为负,斜拉索发生符合驰振判据的振动;在高雷诺数区域,振动还可能与力系数急剧下降和流场的不稳定有关。
2011, 33(6):112-119.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.020
摘要:
为研究藏式古建木构梁柱连接的转动性能,进行了6个试件的静力试验。考虑了弓木长度、暗销位置对于节点初始转动刚度的影响,以及反复荷载作用下节点刚度退化规律。试验结果分析表明：典型藏式古建木构梁柱节点的弯矩-转角曲线可简化为双线性模型;随弓木长度增加,节点初始转动刚度增大;暗销内移后,节点初始转动刚度变小;相同条件下,弓木-梁间暗销内移引起的变化小于垫木-弓木间暗销内移;反复荷载作用下节点刚度退化明显,且存在跃迁现象。
为研究藏式古建木构梁柱连接的转动性能,进行了6个试件的静力试验。考虑了弓木长度、暗销位置对于节点初始转动刚度的影响,以及反复荷载作用下节点刚度退化规律。试验结果分析表明：典型藏式古建木构梁柱节点的弯矩-转角曲线可简化为双线性模型;随弓木长度增加,节点初始转动刚度增大;暗销内移后,节点初始转动刚度变小;相同条件下,弓木-梁间暗销内移引起的变化小于垫木-弓木间暗销内移;反复荷载作用下节点刚度退化明显,且存在跃迁现象。
2011, 33(6):120-123.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.021
摘要:
目前燃气爆炸事故灾后调查中,尚缺乏有关其破坏机理及特点方面的研究。介绍了发生于上海的2起燃气爆炸事故的概况及处理方案。运用理论计算、数值模拟等方法得出了2起事故中破坏较为严重的预制板和现浇板的抗爆能力,估算出2起事故的爆炸超压。分析了2起事故爆炸超压相差不大,但破坏后果却相差较大的原因。进而对燃气爆炸对房屋造成损坏的特点进行了分析,认为：1)双向现浇板的抗爆能力要远优于单向预制板;2)点火源所在房间直接受到超压波的冲击作用而破坏最为严重,周围房间的破坏则是由震动引起的,距离爆炸点越远影响越小。
目前燃气爆炸事故灾后调查中,尚缺乏有关其破坏机理及特点方面的研究。介绍了发生于上海的2起燃气爆炸事故的概况及处理方案。运用理论计算、数值模拟等方法得出了2起事故中破坏较为严重的预制板和现浇板的抗爆能力,估算出2起事故的爆炸超压。分析了2起事故爆炸超压相差不大,但破坏后果却相差较大的原因。进而对燃气爆炸对房屋造成损坏的特点进行了分析,认为：1)双向现浇板的抗爆能力要远优于单向预制板;2)点火源所在房间直接受到超压波的冲击作用而破坏最为严重,周围房间的破坏则是由震动引起的,距离爆炸点越远影响越小。
2011, 33(6):124-128.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.022
摘要:
建筑外墙传热性能现场检测是建筑节能检验的重点与难点,目前的检测方法难以得出较为准确的结果。针对以上问题,提出了采用热箱加热流计的检测方法以及该方法的误差评价方法,并运用计算机模拟的手段分析了热箱尺寸、温度制度、墙体构造、墙体厚度对该方法检测结果误差的影响,指出影响误差的主要因素是热箱尺寸和墙体厚度。根据模拟试验结果进行了现场检测试验,证明热箱加热流计的检测结果有良好的精度。
建筑外墙传热性能现场检测是建筑节能检验的重点与难点,目前的检测方法难以得出较为准确的结果。针对以上问题,提出了采用热箱加热流计的检测方法以及该方法的误差评价方法,并运用计算机模拟的手段分析了热箱尺寸、温度制度、墙体构造、墙体厚度对该方法检测结果误差的影响,指出影响误差的主要因素是热箱尺寸和墙体厚度。根据模拟试验结果进行了现场检测试验,证明热箱加热流计的检测结果有良好的精度。
2011, 33(6):129-134.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.023
摘要:
粉末活性炭(PAC)可显著吸附去除反渗透(RO)浓水中的COD和UV254,使其能够达标排放或进一步资源化。首先通过正交实验选择主要吸附影响因素及其水平范围,再通过单因素实验确定COD和UV254的吸附等温线和吸附动力学方程,最后通过响应曲面法(RSM)实验建立了去除COD和UV254的吸附模型,模型中以PAC投量和吸附时间为自变量。当PAC投量为09 g·L-1、吸附时间为50 min时,COD和UV254的RSM模型预测去除率分别为697%和824%,实测去除率分别为653%和818%。可见,RSM模型在设计范围内较好的预测了COD和UV254的去除率,能为工程实践提供全面可靠的数据基础。
粉末活性炭(PAC)可显著吸附去除反渗透(RO)浓水中的COD和UV254,使其能够达标排放或进一步资源化。首先通过正交实验选择主要吸附影响因素及其水平范围,再通过单因素实验确定COD和UV254的吸附等温线和吸附动力学方程,最后通过响应曲面法(RSM)实验建立了去除COD和UV254的吸附模型,模型中以PAC投量和吸附时间为自变量。当PAC投量为09 g·L-1、吸附时间为50 min时,COD和UV254的RSM模型预测去除率分别为697%和824%,实测去除率分别为653%和818%。可见,RSM模型在设计范围内较好的预测了COD和UV254的去除率,能为工程实践提供全面可靠的数据基础。
2011, 33(6):135-139.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.024
摘要:
为缩短UASB工艺处理低温城市污水的启动周期,开展在原水中添加水厂生产废水强化UASB系统污泥颗粒化可行性研究,并以常规启动方式做为比较,对启动过程中系统运行特性和形成的颗粒污泥特性进行探讨。试验结果表明,在水温为15℃,初始有机负荷为025 kgCOD/(m3·d)的条件下,采用逐步提高负荷的传统启动方式和添加生产废水的强化启动方式都能实现UASB工艺的低温启动,相应的启动周期分别为120 d和95 d左右。在整个启动过程中,添加生产废水启动方式对有机负荷提高适应性较强,达到4 kgCOD/(m3·d)时较常规方式缩短30 d,而且具有较高的COD去除效率和微生物增长速率(分别为0029 g VSS/d 和0043 g VSS/d)。与常规启动方式相比,强化启动方式颗粒粒径较大,在第95 d内可形成2 mm粒径颗粒污泥。采用添加生产废水的启动方式能够缩短UASB工艺的启动周期并强化污泥颗粒化,提高低温城市污水的处理效率和运行稳定性。
为缩短UASB工艺处理低温城市污水的启动周期,开展在原水中添加水厂生产废水强化UASB系统污泥颗粒化可行性研究,并以常规启动方式做为比较,对启动过程中系统运行特性和形成的颗粒污泥特性进行探讨。试验结果表明,在水温为15℃,初始有机负荷为025 kgCOD/(m3·d)的条件下,采用逐步提高负荷的传统启动方式和添加生产废水的强化启动方式都能实现UASB工艺的低温启动,相应的启动周期分别为120 d和95 d左右。在整个启动过程中,添加生产废水启动方式对有机负荷提高适应性较强,达到4 kgCOD/(m3·d)时较常规方式缩短30 d,而且具有较高的COD去除效率和微生物增长速率(分别为0029 g VSS/d 和0043 g VSS/d)。与常规启动方式相比,强化启动方式颗粒粒径较大,在第95 d内可形成2 mm粒径颗粒污泥。采用添加生产废水的启动方式能够缩短UASB工艺的启动周期并强化污泥颗粒化,提高低温城市污水的处理效率和运行稳定性。
25 镁渣硅酸盐水泥的性能
2011, 33(6):140-144.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.025
摘要:
用2种不同来源的镁渣作为水泥混合材配制镁渣硅酸盐水泥。研究了其标准稠度用水量、凝结时间、强度等基本性能,考察了镁渣对水泥干燥收缩的影响,并通过XRD、DSC/TG、SEM等微观手段研究了镁渣在水泥中的作用效应。结果表明：镁渣作为水泥的混合材具有一定的减水缓凝效果;镁渣掺量在10%～30%范围内时,水泥样品符合通用硅酸盐水泥42.5R级的标准,掺量为35%～40%符合32.5R型复合硅酸盐水泥的要求;镁渣掺量为30%～40%时对水泥砂浆的干燥收缩有抑制作用;镁渣与水泥熟料水化产物发生反应,使水泥浆体结构更加致密。
用2种不同来源的镁渣作为水泥混合材配制镁渣硅酸盐水泥。研究了其标准稠度用水量、凝结时间、强度等基本性能,考察了镁渣对水泥干燥收缩的影响,并通过XRD、DSC/TG、SEM等微观手段研究了镁渣在水泥中的作用效应。结果表明：镁渣作为水泥的混合材具有一定的减水缓凝效果;镁渣掺量在10%～30%范围内时,水泥样品符合通用硅酸盐水泥42.5R级的标准,掺量为35%～40%符合32.5R型复合硅酸盐水泥的要求;镁渣掺量为30%～40%时对水泥砂浆的干燥收缩有抑制作用;镁渣与水泥熟料水化产物发生反应,使水泥浆体结构更加致密。
2011, 33(6):145-150.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.026
摘要:
以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以3864%和2913%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为573℃和552℃,相变潜热分别为6871 J/g和5179 J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。
以硬脂酸为相变材料,以甘肃临泽工业级凹凸棒石为载体,采用热熔法和溶液浸渍法制备了2种硬脂酸/凹凸棒石复合相变储热材料,采用FTIR、XRD、DSC和SEM等手段进行了结构表征和性能测试。结构分析结果表明制备方法对材料的结构和形貌不会产生影响,2种材料具有相似的形貌和结构,SA分别以3864%和2913%的比例以物理作用吸附于ATTP表面。性能分析结果表明热熔法和浸渍法制备的复合储热材料其相变温度峰值分别为573℃和552℃,相变潜热分别为6871 J/g和5179 J/g,均具有较好的储热能力和化学稳定性,且储热能力和SA在ATTP表面的吸附率成正比,但热循环实验表明浸渍法制备的复合材料的热稳定性较差。结合储热性能、储热稳定性和化学稳定性的研究,证明熔融法更适合于制备建筑智能调温和建筑节能相变复合材料。
2011, 33(6):151-155.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2011.06.027
摘要:
