2013, 35(4):1-6. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.001 CSTR:
摘要:为了解高强混凝土柱小偏心受压性能的尺寸效应,进行了3组不同几何尺寸的高强混凝土柱小偏心受压破坏试验,其截面几何尺寸分别为200 mm×200 mm、400 mm×400 mm、800 mm×800 mm,对比分析了其破坏形态、承载力、变形能力及截面应变分布规律,揭示了其尺寸效应规律。研究结果表明,高强混凝土柱的小偏心受压破坏形态和横截面应变分布规律基本相同,其尺寸效应不明显;高强混凝土柱的小偏心受压承载力和变形能力存在明显尺寸效应,随着截面尺寸的增大,其极限承载力的安全储备量减小,变形能力减弱。
2013, 35(4):7-12. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.002 CSTR:
摘要:依据桁架拱模型理论分析了钢筋混凝土梁的受剪机理并给出了受剪承载力公式,该公式考虑了混凝土的软化效应、拱体作用等因素对钢筋混凝土梁的受剪承载力影响,并结合试验数据对公式中系数进行了修正。当结构材料与原建立规范计算公式时的材料性能差异较大时,规范公式不再适用。而经计算,采用桁架拱理论公式的计算结果与试验结果比值的均值更接近于1,标准偏差和变异系数均较规范公式计算结果小,与试验结果吻合较好。采用美国规范ACI 318-08中构件受剪承载力公式对所收集试验数据进行计算,计算结果表明,美国规范较中国规范保守。研究结果表明:桁架拱理论公式可以用于钢筋混凝土梁的受剪承载力计算。
2013, 35(4):13-19. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.003 CSTR:
摘要:采用纤维模型梁柱单元和与之串联的零长度单元,模拟柱的弯曲机制和剪切机制。利用OpenSees提供的Limit State Material和Shear Limit Curve材料模型,定义钢筋混凝土柱的非线性剪切效应及其与弯曲效应的耦合。通过与不同学者的试验结果比较,验证了该方法的可靠性。最后,对笔者完成的原位推覆试验的一榀平面框架进行了Pushover分析。结果表明,考虑非线性剪切效应的模型化方法能较好地模拟钢筋混凝土柱抗剪承载力和刚度的退化现象,传统的纤维模型梁柱单元难以反映配箍不足的钢筋混凝土柱的弯剪破坏机制。该方法可用于存在抗剪能力缺陷的框架结构的非线性分析。
2013, 35(4):20-26. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.004 CSTR:
摘要:基于基础隔震体系的动力特性提出将阻尼器安装在框架结构底部楼层的优化布置策略。首先通过计算场地特征频率ω与减震结构底部隔震层固有频率ωn的比值初步确定结构底部安装阻尼器的楼层数;随后针对减震结构层间位移容许值,通过几次简单的试算即可最终确定所需的阻尼器数量及其安装位置。采用Etabs和Perform-3D两种分析软件,选取2条实际强震纪录和1条人工模拟的加速度时程曲线对一栋10层的减震结构进行了弹性和弹塑性时程分析,表明在底部楼层安装阻尼器的减震结构具备与基础隔震体系类似的动力特性。
2013, 35(4):27-31. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.005 CSTR:
摘要:为验证FRP螺栓加固新技术的合理性,结合现役钢筋混凝土桥梁带裂缝工作的特点,采用表面粘贴FRP(EB-FRP)加固技术和FRP螺栓混合加固技术(HB-FRP),分别对不同预裂度的钢筋混凝土简支梁进行抗弯加固,通过两点对称加载抗弯试验研究加固预裂梁的受力特性和破坏模式,分析裂缝分布对加固预裂梁的剥离荷载及FRP材料利用率的影响。试验结果表明,与表面粘贴FRP加固技术相比较,采用FRP螺栓混合加固的预裂梁,抗弯极限承载能力提高30%~44%,加固后结构的破坏表现为明显的延性,改善了FRP脆性剥离破坏模式;另外,钢筋混凝土梁裂缝对FRP的剥离荷载、FRP材料的利用率及梁的破坏模式影响显著。
2013, 35(4):32-37. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.006 CSTR:
摘要:针对箍筋约束与碳纤维约束混凝土轴心受压力学性能,基于大量的轴心受压试验数据,分析了约束混凝土轴心受压力学性能的主要影响因素,分别建立了箍筋约束与碳纤维约束混凝土轴心受压时的峰值应力、峰值应变和极限应变的计算公式;对比分析结果表明,箍筋约束混凝土优势在于低特征值段,碳纤维约束混凝土的性能在高特征值时将超过箍筋约束混凝土。
2013, 35(4):38-46. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.007 CSTR:
摘要:以某电网某路段超过服役期的钢筋混凝土电杆为研究对象,选取电杆杆身与跨中带钢圈接头的杆身试件各6根,其中各取3根试件采用碳纤维布(CFRP)沿杆件纵向进行加固,并对其进行抗弯承载力试验,对比研究在不同的碳纤维布黏贴层数下加固电杆的受力性能和破坏机理。基于试验实测数据,对强度及刚度计算方法进行了研究,并提出了刚度退化的数学表达式。研究结果表明:采用碳纤维布加固电杆后,其破坏表现为混凝土与碳纤维布的表面粘脱失效所致,纵向碳纤维布被拉断作为最终破坏形态,破坏过程迅速,脆性明显;试件的截面应变分布符合平截面假定。加固前杆身试件的承载力退化严重,加固后混凝土电杆的承载能力和刚度均有显著提高,但加固电杆的损伤发展较加固前提早,且快而集中,综合多方面考虑,建议在混凝土电杆接头附近的一定距离内采取双层、杆身其余部位采用单层的碳纤维布加固方法。
2013, 35(4):47-54. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.008 CSTR:
摘要:波纹腹板H型钢能以较薄的钢板获得较高的抗剪屈曲能力,从而可以大量节约钢材。但传统的H型钢梁柱刚接节点的构造形式不适用于波纹腹板H型钢梁,为此提出了2种构造形式的波纹腹板H型钢梁柱刚接节点的构造形式。通过静力试验考察这2种节点的承载力以及各截面的内力分布,并对比了试验结果与有限元分析结果及实用设计公式的计算结果,验证了有限元分析的合理性以及实用设计公式的可靠性。使用有限元分析软件ABAQUS对节点进行了参数分析,研究了端板厚度、连接板厚度与波纹断点对节点承载力的影响。
2013, 35(4):55-59. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.009 CSTR:
摘要:为研究网架结构杆件安装应力的分布特征,对跨度为4、5、6 m各3个,共9个网架模型进行了安装应力试验测量。为说明安装应力对网架极限承载力的影响,对跨度6 m的试验模型进行了极限承载力试验,并将结果与基于理想弹塑性、马歇尔压杆模型的Abaqus非线性分析结果进行了对比。安装应力测量结果表明:少数杆件安装应力接近甚至超过稳定应力。承载力对比表明:试验承载力比理论承载力下降了17.9%,结构安全储备仅为1.25。安装应力通过破坏结构原有对称性、产生杆件初弯曲、促使压杆提前失稳等方式影响网架结构性能,危害网架结构的安全。网架设计特别是满应力设计应当充分考虑安装应力的不利影响。
2013, 35(4):60-67. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.010 CSTR:
摘要:基于向量式有限元基本原理,首先推导了4节点膜单元的基本公式,详细阐述了通过逆向运动获得单元节点纯变形位移的过程,以及进一步通过变形坐标系获得单元节点内力的求解方法;同时对4节点膜单元的位置模式和内力计算的数值积分等问题提出了合理可行的处理方法。在此基础上编制了4节点膜单元的计算分析程序,通过算例分析验证了理论公式和所编制程序的正确性和有效性,进而将本文方法应用于气枕充气和布料悬垂等膜结构大变形大转动问题的计算分析。
2013, 35(4):68-78. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.011 CSTR:
摘要:提出适用于非线性材料的广义梁理论屈曲荷载计算方法,并对不锈钢薄壁受压构件屈曲荷载进行计算验证。通过定义材料非线性应力应变关系和瞬时弹性模量,对传统线弹性广义梁理论进行修正,建立非线性材料薄壁构件受压屈曲荷载计算方法,推导不锈钢薄板受压局部屈曲、冷弯薄壁不锈钢卷边槽形柱畸变屈曲及箱形不锈钢长柱弯曲屈曲荷载计算公式,并与既有试验数据对比。经验证,线弹性分析方法不适用于不锈钢材料;提出的修正GBT法具有较高精度,且本构关系采用变形法则结果偏于安全,可用于不锈钢等非线性金属材料薄壁构件受压屈曲荷载的确定,为研究和设计提供理论指导。
2013, 35(4):79-83. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.012 CSTR:
摘要:混凝土管桩在海工环境中广泛使用,管桩内表面为封闭面,外壁常常暴露于氯盐环境中。根据菲克第二定律和管桩的边界条件,采用分离变量法,得到氯离子扩散方程的解析解。该解析解包含稳态解和瞬态解2部分,而稳态解由贝塞尔函数构成,与基于半无限体边界条件的传统解不同。采用该解答计算PHC管桩氯离子扩散,探讨内外半径之比、扩散系数以及钢筋保护层厚度对氯离子扩散的影响。当内外半径之比a/b为1.5时,瞬态解的次?糠炙ゼ跛俾时戎饕-糠衷即螵?倍。
2013, 35(4):84-88. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.013 CSTR:
摘要:为了弥补大直径深嵌岩桩(嵌岩比hr/b≥5)承载特性研究领域的不足,利用青岛海湾大桥试桩zh12的自平衡测试结果,对大直径深嵌岩桩的承载特性进行了分析。研究了深嵌岩桩嵌岩段实测的桩侧摩阻力与位移关系以及桩端阻力与位移关系,并与采用双曲线分布模式的荷载传递法进行了比较。研究结果表明:在软岩地区,大直径深嵌岩桩基桩顶处的荷载位移曲线为缓变型,近似为直线分布形态。从实测曲线的拟合结果来看,岩层处的侧摩阻力与位移关系采用双曲线拟合是可行的,参数1/b也能反映出桩侧极限摩阻力的数值;桩端岩层实测的荷载位移曲线也与双曲线形态比较相似;利用拟合曲线所得到的参数a、b反演计算所得到桩顶荷载位移曲线也与自平衡测试方法的实测结果接近。最后,根据实测结果分析了在不同单轴抗压强度状态下,桩侧极限摩阻力经验公式中参数α的取值范围。
2013, 35(4):89-93. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.014 CSTR:
摘要:在以砂卵石地层为主的成都平原地区,近年来圆形深基坑工程逐渐出现,但一直无适宜的支护结构土压力的确定方法,对土压力分布特征尚不清楚。运用弹塑性数值模拟方法,充分考虑桩土变形协调关系,确定了成都地区砂卵石地层的圆形深基坑支护结构上土压力的分布规律,呈现出在围护桩中下部偏大的近似三角形分布模式,平均值小于Rankine主动土压力。开展了模型试验研究,针对试验模型,数值计算值与试验值分布规律整体上具有相似性,二者较为接近,说明了数值计算结果具有一定的合理性。
2013, 35(4):94-100. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.015 CSTR:
摘要:准确测定不同含水率不同密实度下的碎石土抗剪强度参数是碎石土路基稳定分析的重要前提,选取受库水影响的公路路基碎石土土样,进行了不同试验条件下的碎石土室内直剪试验。结果表明:碎石土粘聚力随碎石土中细粒土含水量的增加呈先增加后减小的现象,而内摩擦角则随细粒土含水量的增大呈现初始缓慢降低,而后急剧减小的趋势。若制备土样时的预压力值不同,特别是该预压力值小于直剪试验时对土样施加的正应力值时,试验拟合所得的抗剪强度参数值会受到其影响,表现有所差异。
2013, 35(4):101-108. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.016 CSTR:
摘要:用解析法研究了加筋路堤上轨道系统在移动荷载作用下的三维动力响应问题。基于Biot多孔弹性介质的波动理论,建立了加筋路堤轨道系统分析模型。将钢轨简化为无限长弹性Euler梁,将枕木简化为连续质量块,将加筋路堤作为一横观各向同性层来考虑,将下卧土体考虑为由Biot?ǘ匠堂枋龅谋ズ桶肟占洹A⒐斓老低场⒓咏盥返毯拖挛酝撂宓亩Ψ匠蹋贔ourier变换域内求解荷载作用下钢轨位移和土体位移的表达式,将求得的表达式进行Fourier逆变换得到其在时域里的表达式。研究了列车移动速度、加筋路堤层的厚度、荷载幅值大小和加筋率等对路堤及轨道系统动力响应的影响。计算结果表明,钢轨竖向变形随着速度的增大呈现先增大后减小的趋势;加筋路堤上的钢轨竖向变形显著小于同厚度下未加筋路堤上的钢轨竖向变形;钢轨竖向变形随着荷载幅值的增大而增大;随着加筋率的增大而减小。
2013, 35(4):109-113. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.017 CSTR:
摘要:水泥基材料经瞬时高温作用后,随受火温度不同,表现出不同的爆裂与力学性能。研究了掺加不同矿物掺和料的水泥基材料在不同的瞬时高温作用后爆裂与力学性能的影响。结果表明:在100 ℃和300 ℃瞬时高温作用下,所有试样外观完整,未发生爆裂;600 ℃时,所有试件发生粉碎性爆裂。与室温下水泥基材料的物理力学性能相比,在经历瞬时100 ℃作用后,试样的抗压、抗折强度损失率分别达到15%和30%以上;经受300 ℃作用后,强度恢复至室温时强度水平;温度高于300 ℃时,随温度的升高,强度逐渐降低;当温度高于600 ℃时,强度急剧衰减。其中,复掺20%矿粉和10%硅灰的试样经历的低温(≤300 ℃)作用后,抗压、抗折强度均随温度的增加而提高。SEM分析表明,经600 ℃高温作用2 h后,硬化水泥浆体C-S-H整体结构疏松,水化产物连续相被分割为非连续相。
2013, 35(4):114-120. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.018 CSTR:
摘要:高透水性是透水性混凝土的重要特征,现有的透水性混凝土渗透系数测试装置存在试件侧壁渗漏问题,为此提出了一种试件侧面防水涂抹+柔性夹层+套筒刚性壁的防侧漏复合结构,提高了渗透系数测试精度。透水性混凝土的透水性和强度是一对矛盾体,此消彼长,但目前对它们之间关系缺乏系统的研究。通过室内渗透性和强度试验研究了多种因素(如:水灰比、集灰比、孔隙率)对透水性混凝土的强度和透水性的影响,建立了强度孔隙率模型、渗透性孔隙率模型和强度渗透性模型。研究结果表明:透水性混凝土与普通混凝土不同,存在一个最佳水灰比,最佳水灰比对应的强度最大;强度和水灰比成开口向下的二次抛物线关系,而孔隙率和集灰比均与渗透系数成正相关关系;透水性混凝土强度和渗透性关系服从Lorentzian函数,强度随渗透性的增大而逐渐降低,降低速度先快后慢。在工程设计中应根据具体要求,确定最佳的强度和渗透性组合。
2013, 35(4):121-127. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.019 CSTR:
摘要:采用循环伏安法和交流阻抗法系统研究了粉煤灰、矿渣粉和石灰石粉水泥浆体的电学特性,通过等效电路对电学测试结果进行拟合,并将拟合所得浆体电学参数与浆体化学结合水和压汞所测孔结构之间的相关性进行比较。结果表明:浆体的化学结合水与其电阻率具有较好的正相关性,即化学结合水越多,水化程度越大,浆体电阻率越高;粉煤灰和矿渣粉可以提高浆体电阻率,而石灰石粉在5%掺量下对浆体电阻率无影响;随着水化龄期的延长,浆体孔溶液电阻增大,其变化规律与浆体电阻率一致;浆体凝胶电容和凝胶电阻与C-S-H凝胶含量有关,二者有很好的负相关性;随着水化龄期的延长,浆体孔结构曲折程度提高,交流阻抗法所测得常相角指数减小,压汞测得的分形维数增大。
戴银所 , 谭跃虎 , 杨庆恒 , 王在晖 , 丁建党 , 谢江南
2013, 35(4):128-132. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.020 CSTR:
摘要:为了解决传统锚固材料早期强度低、体积收缩等问题,开发具有快硬、微膨胀、高强的锚固材料对满足锚杆支护快速施工具有重要的价值。以铝酸盐和硫酸盐生成钙矾石的反应具有快速和膨胀的特点为理论依据,选用明矾石、石膏对注浆材料进行改性研究。结果表明:注浆材料具有早期膨胀迅速、后期膨胀稳定的特点,硬化时间能控制在0.5~1.5 h时之间,1、3 d强度分别达到20、40 MPa;微观测试发现随养护时间的增加硬化浆体中生成了大量钙矾石,孔隙率逐渐降低。通过锚杆拉拔试验发现其1 m长砂浆锚固体14 d极限抗拔力达到93 kN,超过1.5~2 m砂浆锚固体极限抗拔力的平均水平。
2013, 35(4):133-138. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.021 CSTR:
摘要:针对地铁列车引起的建筑物二次辐射噪声进行了现场试验研究和评价量的探讨分析。从多个角度对试验数据进行了分析,总结了运行列车引起的室内二次辐射噪声特性。从分析频谱宽度、分析时间长度和背景噪声等几个方面研究了影响建筑物室内二次辐射噪声评价量的若干因素,并探讨了不同评价量之间的相关性以及中国现行标准中使用的评价量存在的不足。
2013, 35(4):139-144. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.022 CSTR:
摘要:导电混凝土作为一种新型建筑材料,将其应用于建筑采暖工程中,可有效节约资源、保护环境。室内空气温度是建筑采暖的主要关注点,针对导电混凝土作为建筑采暖地面的问题,在考虑电热效应、辐射换热与对流换热等的基础上,给出了混凝土温度场、室内空气平均温度的计算方法,无需对空气建模,简化了前处理工作量。与室内试验结果对比分析表明,计算结果与试验结果相对偏差在1.34%左右,验证了所提出计算方法的正确性与可用性。针对室内采暖效率,进行了不同组合工况的数值模拟分析,说明了通电电压、混凝土厚度的可挖潜能力较弱,导电混凝土的电阻率敏感性较强,是可挖潜的重要影响因素。
2013, 35(4):145-150. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.023 CSTR:
摘要:设计了一种数据中心自然冷却用泵驱动回路热管换热机组,并介绍该机组的构成和工作原理,针对研制的样机搭建实验系统并较全面地进行实验研究。结果表明:当室内外温差为10 ℃时,机组能效比COP为5.88;当室内外温差为18 ℃时,机组COP可达10.41;当系统质量流量在一定范围变化时,即工质气化率在2%~50%范围内,机组换热量没有显著变化,且换热量与室内外温差近似呈线性关系;同时系统阻力越大,蒸发器进出口温差越大,显热换热量所占比例也越大。
2013, 35(4):151-160. DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2013.04.024 CSTR:
摘要:STEVE(Screening Tool for Estate Environment Evaluation)是一种经过回归分析得出的统计模型,通过获得气候变量和城市形态变量,能够对新加坡当地的气温指标进行快速预测,但该模型的普适性并没有得到检验,不能直接应用于新加坡以外的地区。通过3组检验过程,即对介绍STEVE的原文献中的数据进行易地验证,以及在广州地区进行2组实测实验验证,证明STEVE能够较好地满足工程上的精度要求,可以作为一种简易预测气温的工具模型应用于广州地区以及具有相似气候背景城市的规划与设计阶段。STEVE还具有优化完善的空间,在未来的研究工作中将继续扩展其适用范围。
您是本站第 4754718 访问者
通信地址:重庆市沙坪坝区沙正街174号,重庆大学A区 邮编:400044
电话:023-65111322;023-65111863 E-mail:xuebao@cqu.edu.cn
版权所有:土木与环境工程学报(中英文) ® 2024 版权所有