建筑科学与工程学报 /oa 焊接管节点疲劳研究综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170501 为加深对焊接管节点疲劳问题的认识,对焊接管节点名义应力法、热点应力法、切口应力法和断裂力学法4种常用疲劳评估方法应用现状和存在问题进行介绍,从疲劳效应(热点应力集中系数)和抗力(热点应力幅SN曲线)2个方面对首推的热点应力法研究现状进行总结,探讨了管节点结构形式的发展趋势。结果表明:焊接管节点常用四大疲劳评估方法中名义应力法应用最广,但过于保守,热点应力法最被推崇,但仍有待进一步完善,切口应力法实施难度大,尚未在规范中使用,断裂力学法则适用于剩余疲劳寿命评估;对于传统的圆形和矩形钢管节点,已形成了较为系统的热点应力评估方法,对热点应力集中系数最大值可能发生位置、外推区域、热点应力集中系数计算公式、壁厚效应修正系数等方面进行了明确的规定;在传统的圆钢管和矩形钢管节点基础上,创新节点形式,提出了钢管混凝土节点、PBL加劲型钢管混凝土节点、圆管方管节点和鸟嘴式节点,对比传统钢管节点,钢管混凝土节点热点应力集中系数降幅在25%以上,PBL加劲型矩形钢管混凝土节点降幅在50%以上,圆管方管节点和鸟嘴式节点降幅则介于圆形钢管和矩形钢管节点之间。 2017年09月22 00:00 2017年05期 1 20 2870246 刘永健,姜 磊,王康宁 水中重金属离子吸附材料的研究现状与发展趋势 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170502 系统介绍了无机吸附材料(碳质类、矿物类、金属氧化物类)、有机高分子吸附材料(纤维素、壳聚糖、农林废弃物、离子交换树脂等)和复合型吸附材料(有机/有机型、无机/无机型、有机/无机型)等重金属离子吸附材料的物化特性和结构特点,对上述材料去除水体典型重金属离子的吸附容量、吸附机理、工程应用进展等进行了综述。阐述了纳米材料、离子选择性材料和可降解生物质材料等新型重金属离子吸附材料的研究现状及发展趋势。结果表明:开发价格低廉、吸附容量高、选择性高、可再生且环境友好的吸附材料是重金属离子吸附研究的重要方向;结合现代化检测技术和分析手段,探索吸附过程中吸附剂与重金属离子间相互作用的本质,对于拓展吸附机理和开发性能优良的吸附材料具有重要的理论和实际意义。 2017年09月22 00:00 2017年05期 21 30 1505649 施 周,邓 林 桩承式路堤中的静动力土拱效应 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170503 为了从更深层次理解土拱效应的工作性状,在总结桩承式路堤土拱效应中等沉面、桩体荷载分担比等问题的基础上,比较了几种桩体荷载分担比的计算方法,阐述了动荷载在桩承式路堤中的传递机理,分析了土拱效应发挥程度对动应力的影响,最后给出桩承式路堤中动应力的计算方法。研究结果表明:等沉面与土拱高度可用临界填土高度进行归一化描述,临界填土高度与桩间净距呈线性关系;桩体荷载分担比的大小与工况有关,几种计算方法有各自的适用条件;陈云敏的计算方法与实测值拟合度较高;动荷载的传递也受土拱效应的影响,随着动荷载循环次数的增加,土拱效应存在先强化后弱化的现象。 2017年09月22 00:00 2017年05期 31 40 1854412 陈仁朋,刘骐炜,姜正晖 面向未来的高性能桥梁结构研发与应用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170504 为从根本上解决混凝土桥、钢桥及钢混凝土组合桥中的共性技术难题,并提升桥梁结构的性能与品质,笔者团队以超高性能混凝土(UHPC)为基础,研发了面向未来的高性能桥梁结构体系。介绍了笔者团队研发的4类高性能桥梁结构:①钢-超高韧性混凝土(STC)轻型组合桥面结构,其中的STC是钢桥面专用的UHPC;②钢UHPC华夫板轻型组合桥梁结构;③单向预应力UHPC薄壁连续箱梁结构;④全预制快速架设UHPC城市桥梁结构。通过大量静力和疲劳试验,掌握了各类UHPC桥梁结构的基本受力性能,并建立了计算理论和设计方法。列举了钢STC轻型组合桥面结构已推广应用于中国的17座钢桥,涵盖了梁桥、拱桥、斜拉桥和悬索桥等各类基本桥型,典型应用包括湖南岳阳洞庭湖二桥等重大工程。到目前为止,各实桥运营状态良好,钢STC未出现任何病害问题。综合而言,高性能桥梁结构有望突破现有桥梁中的技术瓶颈,具有广阔的应用前景。 2017年09月22 00:00 2017年05期 41 58 2807113 邵旭东,曹君辉 超高性能混凝土结构的设计方法 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170505 鉴于中国有关活性粉末混凝土RPC制品方面的国家标准《活性粉末混凝土》(GB/T 31387—2015)已于2015年颁布执行,但目前尚无活性粉末混凝土结构设计规程,结合湖南省工程建设地方标准《活性粉末混凝土结构技术规程》(简称规程)的编制,对超高性能活性粉末混凝土结构的主要设计方法进行了讨论,并介绍了《规程》主要内容及若干设计考虑,通过分别引入钢纤维影响系数β<sub>v</sub>,β<sub>p</sub>,β<sub>w</sub>,β<sub>B</sub>,并基于可靠度分析得到了RPC构件抗剪承载力、抗冲切承载力、裂缝宽度、刚度计算公式。研究结果表明:RPC轴心抗压强度及轴心抗拉初裂强度标准值分别为对应立方体抗压强度的0.7倍及0.047倍;轴心抗拉强度与纤维体积掺量、纤维形状参数相关,钢纤维对轴心抗拉强度的影响系数为0.15;RPC100~RPC180弹性模量取值在40.0~48.6 GPa之间;《规程》偏安全地不考虑受拉区活性粉末混凝土抗拉作用对抗弯承载能力的贡献。 2017年09月22 00:00 2017年05期 59 67 917321 方 志,郑 辉,杨 剑,苏 捷,黄政宇 大跨梁网预应力分区张拉的影响分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170506 针对长沙百米深矿坑冰雪世界工程中部3×10<sup>4</sup> m<sup>2</sup>预应力平台,为了比较分区施工与设计一次成形的差异,基于有限元软件MIDAS/Gen,对其施工全过程进行有限元模拟。在自重荷载作用下,对比了分区施工与一次成形梁的弯矩图;在自重荷载与预应力荷载的共同作用下,对比了梁的弯矩图和梁底、梁顶的应力云图,从工程施工角度提出了分区施工的技术措施。结果表明:梁跨中与支座的总弯矩是相等的,由此说明分区施工模拟分析是可行的;分区张拉施工取得的效果与设计一次成形预应力张拉的效果基本吻合。 2017年09月22 00:00 2017年05期 68 75 8031740 谭立新,郭朋鑫,何昌,张耀康 拉索预应力巨型网格结构体系 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170507 阐述了拉索预应力巨型网格结构体系发展与研究的必然性和必要性;介绍了针对这一体系提出的各种结构形式中拉索预应力的布置原则、受力机理及具体形式;回顾了拉索预应力巨型网格结构体系的研究现状,包括静力及稳定性能、预应力索张力计算及其优化、张拉全过程分析、结构动力特性等。总结了该结构体系中各参数的合理取值,得到了较优的预应力大小及预应力分布比例,提出了针对静力性能的三级优化方法及预应力索张拉施工过程中索力的计算方法,得到了布索后结构的动力特性变化规律。最后对拉索预应力巨型网格结构体系研究的关键问题及发展方向进行了展望。 2017年09月22 00:00 2017年05期 76 82 875781 贺拥军,周绪红,王继新 免模保温剪力墙施工工艺及抗震性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170508 提出一种由A,B混凝土预制侧模块、现浇混凝土层、保温层以及抗剪连接件构成的免模保温剪力墙,混凝土预制侧模块在工厂制造生产,运输到施工现场,作为现浇混凝土层的模板;通过2片免模保温剪力墙的拟静力试验,考察其施工工艺的可行性,研究A侧预制模块采用不同构造措施时墙体的整体性和协调工作性能,分析了墙体从加载到破坏全过程的破坏形态以及承载能力、滞回特性、骨架曲线、刚度退化现象、延性性能和耗能能力。根据试验结果给出了该剪力墙在工程应用中的建议。结果表明:该免模保温剪力墙施工简单可行,在A侧预制模块2种不同构造措施下,剪力墙具有良好的整体性及相近的抗震性能。 2017年09月22 00:00 2017年05期 83 91 3053647 吴方伯,段芳敏,欧阳靖,李 钧,周绪红 “天使之翼”体育场风压特性试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170509 通过对梅州体育场进行测压试验,得到平均风压系数、脉动风压系数,对其风压特性做了详细分析。结果表明:控制体育场屋面的风压主要为负压,屋盖凸起处气流分离较大,导致其负压较大;当来流由低屋面进入高屋面时,在高屋面区域产生“上吸下顶”的受荷情况,负压增大;通过对屋盖测点风压时程第三、第四阶矩的统计分析发现,非高斯性测点主要分布在屋盖气流分离区和受尾流旋涡影响的区域;高斯分布和三参数伽马分布能较好地描述体育场表面风压概率特性;Sadek-Simiu法考虑了脉动风压非高斯特性,能准确地估计非高斯风压的极值。 2017年09月22 00:00 2017年05期 92 100 5744786 李秋胜,梁晓娟,陈伏彬,王相军 装配式混凝土框架结构防连续倒塌研究中的几个问题 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170510 探讨了装配式混凝土框架结构防连续倒塌研究中几个值得关注的问题;强调了防连续倒塌子结构受力机制的复合与机制转移的全受力过程、楼板和空间受力对受力机制的影响;指出结构防连续倒塌设计相关的国内外规范在设计方法、界定倒塌范围、荷载组合、验收标准等方面均存在一定的差异。结果表明:装配式混凝土框架结构与现浇混凝土结构的以下差异值得注意,主要包括初始缺陷、节点/连接与结构体系的关联性、“等同现浇”的内涵与困惑、现有设计方法的适用性;装配式混凝土框架结构的防连续倒塌研究内容和重点应在整体稳固性分析与量化指标、节点和子结构试验、数值模拟与参数分析、设计方法等方面。这些问题的阐述可为装配式混凝土框架结构研究和设计提供一定参考。 2017年09月22 00:00 2017年05期 101 112 3194354 张望喜,曹亚栋 基于试验数据的高强混凝土梁抗剪承载力计算方法Ⅰ.无腹筋梁 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170511 为了研究高强混凝土无腹筋梁抗剪承载力的计算方法,收集国内外关于高强混凝土无腹筋梁抗剪试验的抗剪承载力、混凝土强度、剪跨比、截面有效高度、受拉纵筋配筋率等试验数据,整理成包含291组数据的数据库。利用数据库中的实测数据对中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)、美国混凝土结构设计规范ACI 31-14和Zsutty提出的混凝土梁抗剪承载力公式用于高强混凝土梁的适用性进行评价,并分情况进一步研究中国规范公式,修正中国规范公式中的参数,得到一个新的公式。结果表明:3个公式用于高强混凝土梁时,Zsutty公式的预测结果最精确,中国规范公式的预测结果准确性次于Zsutty公式但好于美国规范公式;所得出的新公式较原规范公式更加适用于高强混凝土无腹筋梁。 2017年09月22 00:00 2017年05期 113 119 625228 黄 靓,郑钟国,鲁懿虬,李 叶,包堂堂 基于试验数据的高强混凝土梁抗剪承载力计算方法Ⅱ.有腹筋梁 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170512 收集了国内外学者所做的281根高强混凝土有腹筋梁剪切破坏的试验数据,建立了高强混凝土有腹筋梁剪切破坏的数据库。将数据库中所有梁的试验结果与中国《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)、美国混凝土结构设计规范ACI 31814中的公式以及Zsutty公式所预测的结果进行比较,研究各公式对于高强混凝土梁的适用性,再将GB 50010—2010公式中的系数进行修正,得到一个新的公式。结果表明:Zsutty公式的预测结果最精确,美国ACI 31814规范中公式的预测结果最为保守;新公式较原规范公式更加适用于高强混凝土有腹筋梁。 2017年09月22 00:00 2017年05期 120 126 708475 黄 靓,郑钟国,鲁懿虬,李 叶,包堂堂 多尺度纳米材料对再生沥青长期老化性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170513 研究了由不同掺量有机蛭石(OEVMT)和纳米氧化锌(NanoZnO)组成的多尺度纳米材料对再生沥青长期热氧和光氧老化性能的影响。利用薄膜烘箱对普通基质沥青进行老化以制得老化沥青,采用熔融共混方法,先将老化沥青、普通基质沥青以及再生剂按照一定的比例混合以制得再生沥青,再将多尺度纳米材料加入到再生沥青中制得多尺度纳米材料改性再生沥青。采用压力老化箱老化(PAV)和加速紫外光老化(UV)分别模拟再生沥青的长期热氧老化和光氧老化条件。通过传统物理性能试验和动态剪切流变试验评价了再生沥青的老化性能。结果表明:添加多尺度纳米材料提高了再生沥青老化前的高温稳定性、剪切变形抵抗力和弹性行为,但一定程度上削弱了其低温塑性变形能力;多尺度纳米材料有效改善了再生沥青长期热氧和光氧老化抵抗力;综合考虑长期老化性能数据,多尺度纳米材料的推荐掺量(质量分数)为1%OEVMT+3%NanoZnO。 2017年09月22 00:00 2017年05期 127 133 1510457 张恒龙,朱崇政,柯能信 织物增强混凝土的研究与应用进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170514 为了进一步推动织物增强混凝土(TRC)这一具有轻质、高强、良好耐久性及良好增强和控裂等特性材料的研究工作及其在土木结构工程中的实际应用,首先介绍了国内外有关TRC水泥基材料的研究进展和应用领域,逐一阐述了精细混凝土及织物类型、TRC的多尺度界面性能、制备工艺,对TRC代表性试验研究和理论研究方面做了详细分类和归纳,并展望了TRC的发展趋势和应用前景。最后提出了TRC研发和相关应用的一些关键性问题和建议:TRC的相关试验研究应转向大跨空间结构和理论及数值模拟方面,建立相关极端荷载条件下TRC的力学本构模型,从理论上分析纤维织物与混凝土基体间的增韧、增强机理,进而为进一步改善和提高TRC性能提供重要参考,实现新型TRC材料的产业化生产及应用。 2017年09月22 00:00 2017年05期 134 146 4314601 刘 赛,朱德举,李安令 冲击受损RC梁残余力学性能试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170515 为给冲击受损后钢筋混凝土(RC)梁的修复加固和结构安全评估提供参考,开展了3根RC梁落锤冲击受损后的静载试验及1根静载梁的对比试验,通过变化冲击能量使RC梁遭受不同程度的冲击损伤,对冲击受损后RC梁的残余力学性能进行研究。比较分析了不同冲击能量下受损梁的裂缝发展形态以及冲击力、支座反力、跨中挠度和纵筋应变变化规律;重点研究了不同受损程度梁的残余承载力、残余抗弯刚度和残余变形能力。在综合分析相关文献试验数据并对冲击能量进行标准化的基础上,拟合出冲击受损后RC梁残余承载力与残余抗弯刚度的计算公式。结果表明:随着冲击能量增大,冲击损伤梁挠跨比也增大,残余承载力和刚度总体呈下降趋势;相比未损伤梁,冲击损伤梁弹性抗弯刚度和极限抗弯承载力先增大后减小,但加载后期延性明显降低。 2017年09月22 00:00 2017年05期 147 153 1119981 李 智,胡开赢,霍静思,曾 翔 大气环境下轻骨料混凝土耐久性能研究综述 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170516 介绍了国内外学者在大气环境下轻骨料混凝土耐久性能方面的工作及研究成果,揭示了轻骨料混凝土与普通混凝土碳化机理的差异,系统分析了影响碳化的主要因素,阐述了现有碳化深度预测模型的优缺点。结果表明:现有研究广泛采用快速碳化试验,对轻骨料混凝土实际工程碳化规律的探索主要集中在20世纪;基于试验研究的宏观预测模型较多,考虑微结构内CO<sub>2</sub>扩散机制的理论模型较少;大气环境下结构服役寿命预测模型缺乏相关试验验证。建议今后重点从细观、宏观2个层面进一步探索快速碳化及大气环境下轻骨料混凝土劣化规律,基于扩散机制及化学反应动力学建立碳化理论模型,分析复杂环境作用和环境荷载耦合作用下构件的时变性能特点。 2017年09月22 00:00 2017年05期 154 162 1192104 吴 涛,孙艺嘉,刘 喜 FRP筋混凝土梁挠度与裂缝宽度计算模型分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170517 收集国内外218组纤维增强复合材料(FRP)筋混凝土梁受弯性能试验结果,重点研究了正常使用阶段和极限状态下梁挠度和裂缝宽度的发展规律,基于试验数据修正了FRP筋应变不均匀系数ψ与强度配筋影响系数的关系,建立了该类梁受弯挠度计算模型;深入分析了FRP筋混凝土梁受弯截面内力臂系数<i>η</i>、构件受力特征系数<i>α</i><sub>cr</sub>对构件裂缝宽度计算精度的影响,确定<i>η</i>,<i>α</i><sub>cr</sub>的合理取值,优化计算模型,并与规范GB 50608—2010建议模型计算值进行对比分析。结果表明:根据建立的<i>ψ</i>与强度配筋影响系数关系,选取<i>η</i>=0.88,α<sub>cr</sub>=1.5得到的建议模型能够较好预测FRP筋混凝土梁受弯挠度和裂缝宽度,比规范计算结果吻合好,验证了建议模型的准确性和合理性。 2017年09月22 00:00 2017年05期 163 170 833467 刘 喜,王 征,吴 涛 PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架受弯性能试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170518 通过3片开孔钢板(PBL)加劲型矩形钢管混凝土桁架和1片矩形钢管混凝土桁架受弯性能试验,研究主管内设PBL及节点支主管宽度比β对桁架破坏模式、支主管应变变化和极限承载力的影响,对桁架竖向挠度限值进行分析,并探讨节点变形对桁架整体变形的影响。结果表明:矩形钢管混凝土桁架和PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架均发生节点破坏,主管内设PBL改变了管内混凝土的开裂模式,有效限制了混凝土裂缝发展,使钢管与混凝土更好地协同受力;矩形钢管混凝土桁架和β分别为0.5,0.75,0.875的PBL加劲型矩形钢管混凝土桁架的节点变形占桁架整体变形比例分别为33.43%,24.44%,23.69%和21.44%,PBL有效限制受拉支管处主管的外凸变形,使节点变形占桁架整体变形比例减小,提高节点承载力,但对受压支管处主管变形基本无影响;对于矩形钢管混凝土和PBL加劲型矩形钢管混凝土组合桁梁桥竖向挠度限值可参考《公路钢结构桥梁设计规范》(JTG D64—2015)取为桁架全长的1/500。 2017年09月22 00:00 2017年05期 171 180 2705290 高诣民,刘永健,姜 磊,刘君平,刘欣昊 “上”形截面钢梁弯扭联合作用下整体稳定性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170519 为对“上”形截面钢梁弯扭联合作用下的整体稳定性进行分析,采用有限元数值计算方法,通过失稳模态考虑构件<i>L</i>/1 000(<i>L</i>为跨径)的几何初始缺陷,对比已有文献试验结果,验证了模拟方法的正确性,在此基础上,对跨中集中荷载和满跨均布荷载作用下的简支“上”形截面钢梁整体稳定性进行分析,通过曲线拟合给出了“上”形截面钢梁整体稳定系数计算公式,分析了荷载偏心距和跨径对稳定承载力及弯扭效应分配的影响。研究结果表明:通过失稳模态考虑构件<i>L</i>/1 000几何缺陷可以准确地计算稳定承载力;“上”形截面钢梁整体稳定系数的取值较国标规范工字梁小,且均布荷载较集中荷载小;“上”形截面钢梁的稳定承载力随着偏心距和跨径的增加逐渐降低,且影响程度也逐渐变小;偏跨比较大时,失稳破坏主要由扭转效应引起,偏跨比较小时,则主要由弯曲效应引起;集中荷载较均布荷载更容易使“上”形截面钢梁失稳;使用《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018—2002)进行“上”形截面钢梁的整体稳定性验算会偏于不安全。 2017年09月22 00:00 2017年05期 181 189 2847827 刘 江,刘永健,房建宏,彭元诚 煤气化渣对水泥混凝土性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170520 为探讨煤气化渣应用于水泥混凝土的可行性,将2种类型的煤气化渣分别制备混凝土试件并对其性能进行研究。采用扫描电镜和能谱仪分析煤气化渣微观结构与元素组成,并测试其基本物理性能;进一步研磨煤气化渣,制备掺煤气化渣混凝土试件,测试混凝土的抗压强度、干缩性能,并与普通混凝土性能进行比较。结果表明:煤气化渣组分中含有大量非晶态胶凝活性物质,在混凝土中掺入研磨后的粗渣,其抗压强度远高于基准混凝土,且随着龄期延长后期强度持续上升;掺细渣混凝土强度低于基准混凝土,且细渣研磨后对强度增长不大;掺煤气化渣有利于减小混凝土干缩率,煤气化渣研磨后比表面积增大,混凝土干缩率略有增大;综合考虑,推荐在混凝土中使用研磨后的粗渣部分替代天然砂作为混凝土细集料。 2017年09月22 00:00 2017年05期 190 195 3629747 刘开平,赵红艳,李祖仲,关 羽,汤卓群,陈 骞 考虑轴向位移的压弯Π形梁剪力滞分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170521 在截面纵向位移函数中引入截面轴向位移,以描述压弯作用下Π形梁截面的变形状态。基于能量变分法导出轴向位移、竖向位移和剪力滞位移之间相互耦合的控制微分方程组,求得压弯作用下Π形梁的位移解及其相应的边界条件。结合ANSYS软件,利用实体单元和导出的位移解及其边界条件分别对简支梁和悬臂梁进行分析,验证其有效性和可靠性。结果表明:剪力滞效应使得Π形梁中性轴和形心轴相互分离,截面不再绕形心轴转动;在弯曲作用下,剪力滞使简支梁截面弯曲刚度减小,悬臂梁固定端一侧1/4跨度内截面弯曲刚度减小,悬臂梁自由端一侧3/4跨度内截面弯曲刚度增加;在压弯作用下,轴向压力引起的剪力滞使简支梁梁端附近截面弯曲刚度减小,悬臂梁自由端一侧截面弯曲刚度增加。 2017年09月22 00:00 2017年05期 196 202 2245392 周世军,宋 刚