建筑科学与工程学报

钢桥大气腐蚀微环境与长寿基因

2023年09月15 00:00

为探究钢桥不同构件腐蚀速率差异原因,通过文献综述、桥例分析和数值模拟等方法,研究了影响大气腐蚀速率的环境因素。利用构件表面温度、表面湿润时间及表面污染物沉积量表征钢桥微环境,明确了微环境是决定钢桥大气腐蚀速率的关键因素,灰尘、雨、露等通过影响钢桥微环境间接影响大气腐蚀速率; 对比了桥位环境和钢桥微环境的监测方法及监测结果,发现了桥位环境与构件微环境的差异、构件之间微环境的差异,厘清了桥位处建筑物与地形、污染源、结构特征、构件劣化对微环境的影响机制,明晰了微环境在钢桥全生命周期的演化特征,即微环境在设计中赋予、施工中造就、运营中恶化、养护中优化; 设计阶段确保构件可检、可达、可养,并采用疏通构造、阻隔构造、除湿装置,施工阶段减少板件制造的初始缺陷、避免构件之间的拼接误差,均可改善微环境,减缓腐蚀速率,延长构件的服役寿命,为结构注入长寿基因。

缓凝剂对碱激发材料性能影响的研究进展

谢建和,李丽明,黄俊健,冯源,张佰发 — 2023年09月15 00:00

以工程中常见的缓凝剂为研究对象,探讨了缓凝剂在碱激发胶凝材料(AAM)体系中的作用机理; 通过建立国内外现有文献的试验数据库,阐明了缓凝剂对AAM凝结时间、流动性和抗压强度等性能的影响规律; 评价了缓凝剂对环境的影响,并对适用于AAM的缓凝剂进行成本分析,为缓凝剂在AAM工程应用中的有效性及适用性提供了参考依据; 指出了现有研究的不足,给出了AAM缓凝剂进一步研究的方向。结果表明:钡盐、锌盐、BCH、VAE乳液和硼砂缓凝效果良好,其中钡盐和锌盐缓凝效果较为显著,而且凝结时间随着使用掺量的提高而延长; 适量的氯化钡和硼砂能够略微提高AAM的流动性,而葡萄糖酸钠虽然不能高效延长AAM凝结时间,但能够极大地提高流动性; 适量掺入钡盐、锌盐、硼砂和磷酸及磷酸盐不会对强度造成重要影响,但当掺量超过5%时,钡盐和锌盐会造成AAM严重的抗压强度损失; AAM对重金属具有出色的固化效果,所以掺入适量带重金属离子缓凝剂后的AAM不会对环境造成危害; 当采用缓凝剂调节矿渣基地聚物混凝土凝结时间时,为达到同样缓凝效果,氯化钡使用成本分别为硝酸锌和硝酸钡使用成本的0.47倍和0.4倍。

超高性能混凝土保护层厚度取值分析

2023年09月15 00:00

从结构的安全性、适用性、耐久性、耐火性出发,分析了影响超高性能混凝土(UHPC)保护层厚度取值的主要因素,包括黏结强度、裂缝、挠度、碳化、冻融、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀、耐火性。在安全性方面,基于变形钢筋黏结强度的理论计算方法,得到了UHPC构件的最小保护层厚度,并试验检验了计算结果。在适用性方面,考虑了钢纤维对混凝土构件挠度和裂缝的影响,经过验算得到了保护层厚度最低要求。在耐久性方面,分别考虑了碳化、冻融、氯离子侵蚀、硫酸盐侵蚀,借用已有公式计算出各类环境下的最小保护层厚度。在抵抗氯离子侵蚀方面,对不同环境进行了具体分析。此外,还对比分析了普通混凝土与UHPC的耐火性。最后,综合考虑安全性、适用性、耐久性、耐火性的要求,给出了UHPC保护层厚度取值的建议值。结果表明:当保护层不小于纵筋公称直径时,可保证UHPC构件的黏结强度,且最小保护层厚度可减小到普通混凝土的0.824倍以下; UHPC抵抗碳化和冻融作用的性能远优于普通混凝土,5 mm厚的保护层能够满足UHPC构件100年内使用需求; UHPC的导热能力高于普通混凝土,应该增加UHPC构件的构造措施来满足其防火要求。

多级循环加卸载混凝土损伤特征及声学研究

2023年09月15 00:00

为研究多级循环加卸载下混凝土损伤声学前兆响应及失稳破坏机理,构建了多级循环加卸载混凝土损伤声学试验系统,试验全程借助声发射监测技术,测试分析了不同加卸载幅度(2-4-6-8 MPa,3-6-9-12 MPa)下混凝土的力学特性、损伤演化特征及声学前兆响应规律,揭示循环加卸载条件下混凝土试样的损伤破坏机理。结果表明:多级循环加卸载下混凝土变形破坏过程可分为初始压密、弹性变形、扰动损伤、塑性变形和失稳破坏阶段,循环加卸载幅度为2-4-6-8 MPa时造成的累积损伤不会破坏混凝土试样,而幅度为3-6-9-12 MPa时可破坏试样; 多级循环加卸载会加速高应力状态下混凝土试样损伤破坏过程,增大其内部所积聚的能量,致使微破裂事件增多、声发射振铃计数更加活跃,且加卸载幅度越大试样破坏过程越剧烈,最终破裂也越严重; 在多级循环加卸载阶段,声发射时频参数表现出明显的Kaiser效应; 试样破坏前其声发射时频参数会出现突增现象,并与加卸载幅度呈正比关系; 声发射b值在临近应力峰值阶段呈下降趋势,预示着主破裂的来临,在试样发生主破裂后快速下降直至最低值。

氯盐与重复荷载共同作用下海工混凝土梁受弯性能退化分析

2023年09月15 00:00

为研究氯盐与重复荷载共同作用下海工混凝土梁受弯性能的退化规律,选用硅灰、粉煤灰、纳米二氧化硅制备了3组共10根海工混凝土梁。通过两两自锚和在梁受拉侧设置吸水海绵的方式,实现了对试验梁施加重复荷载的同时进行氯盐干湿循环作用,经30次循环后对试验梁的受弯性能进行了评价。结合试验结果,提出了重复荷载作用下海工混凝土梁受弯承载力退化系数,并给出了海工混凝土梁受弯承载力退化计算公式。结果表明:对于仅进行氯盐干湿循环的梁,其荷载-挠度曲线发展与对比梁类似,且极限弯矩略有提高; 对于氯盐和重复荷载共同作用下的梁,随着重复荷载水平的增大,梁的受弯裂缝开展及破坏形态未发生明显的变化,但其极限弯矩却出现了明显退化,同时梁的变形能力及其延性性能均呈现大幅下降; 相同条件下,复掺粉煤灰和硅灰的海工混凝土梁受弯性能更优,且在氯盐与重复荷载共同作用下的受弯性能退化程度较低; 通过试验实测结果与公式预测结果对比分析,验证了受弯承载力退化公式的合理性和有效性。

采用高性能水泥基黏结剂的钢-UHPC组合板界面剪切性能试验研究

2023年09月15 00:00

为探究高性能水泥基黏结剂(HPCA)作为钢-UHPC组合板黏结剂的可能性,以黏结剂种类、龄期、温度和黏结面积作为参数,开展了24个水泥基黏结剂连接的钢-UHPC组合板的界面抗剪试验,分析各参数对黏结界面的破坏模式、抗剪黏结强度的影响规律。结果表明:在常温条件下,采用高性能水泥基黏结剂的试件主要发生黏结层内聚破坏(B类破坏),采用普通水泥基黏结剂(NCA)的试件发生黏结层和UHPC板界面脱粘破坏(C类破坏),NCA的抗剪黏结强度仅为HPCA的47.9%; 在高温条件下,HPCA的抗剪黏结强度降幅为40%～60%,但仍超过1.0 MPa; 龄期对抗剪黏结强度影响较大,当龄期从7 d增加至28 d和90 d时,HPCA的抗剪黏结强度分别提高了29.2%和38.1%,且相应的材料抗折强度分别提高了32.8%和35.2%,二者提高幅度相当,说明抗剪黏结强度与材料抗折强度有较强的相关性; 抗剪黏结强度受黏结面积的影响较小,当黏结面积从100 cm²减小至75 cm²和50 cm²时,抗剪黏结强度分别增高了3.1%和8.4%。

新型部分填充工字钢组合梁受剪性能试验研究

2023年09月15 00:00

为增大钢材利用率,提高组合梁受剪性能,提出了一种新型部分填充工字钢组合梁,并以栓钉排布方式、剪跨比以及混凝土填充量为参变量,采用“力-位移控制”的加载方式,对4根新型组合梁及对比工字钢梁进行了静力荷载作用下的受剪性能试验研究; 对比分析了新型组合梁和对比工字钢梁受力过程中的破坏形态、剪力-转角曲线、剪力-应变曲线以及承载力变化情况。结果表明:剪跨比1.6≤λ≤2.0的组合梁发生剪压破坏,剪跨区有贯通的主斜裂缝; 剪跨比为1.15的组合梁发生斜压破坏,剪跨区形成多个受压短柱,混凝土大面积剥落; 剪跨比从1.6减小至1.15时,极限承载力相应提高了31.8%; 混凝土的存在使新型组合梁的受剪承载力较普通的工字钢梁提高了33.3%; 翼缘栓钉的存在提高了组合梁截面的组合作用,使混凝土能充分发挥其抗压能力,极限受剪承载力相应提高了5.8%～29.1%,组合梁延性和刚度也相应增大; 结合试验实测数据,基于新型部分填充工字钢组合梁的构造特点,采用组合结构设计规范中受剪承载力计算公式,公式计算值与试验值吻合较好,该公式可为实际工程中的结构设计提供一定参考。

内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压力学性能

程展,李俊华,刘子丹,杜国锋 — 2023年09月15 00:00

为研究内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴心受压性能,以径厚比和钢骨面积为参数设计了6个构件,进行了轴压试验和数值模拟计算,得到了构件的破坏形态、极限承载力和荷载-位移曲线等,利用有限元分析方法进行参数拓展,研究了长径比、混凝土强度等变化对构件破坏过程、极限承载力和延性的影响。基于试验与数值模拟结果,提出了内置钢骨的方形不锈钢管超高性能混凝土短柱轴心受压承载力计算公式。结果表明:所有构件破坏特征相似,中部均出现了局部波形鼓曲,但含钢骨构件的端部也产生鼓曲; 构件中不同材料对极限承载力和延性的影响效果不同,极限承载力随着钢骨截面面积和混凝土强度的增加而增大,随着径厚比和长径比的增大而减小,但径厚比和混凝土强度对构件极限承载力的影响更为明显; 钢骨的存在对构件的延性有明显提高,且随着钢骨截面面积增大构件延性也有所提高,而混凝土强度增大会导致构件延性减小; 轴心受压承载力公式计算结果与试验结果吻合良好。

混凝土植筋梁双筋间距对锚固性能的影响

2023年09月15 00:00

为研究双植筋锚固间距对受弯植筋梁锚固性能的影响,对植筋间距2d(d为植筋直径)的双筋植筋梁进行了受弯加载试验,结合单植筋拉拔试验结果,对比了双植筋与单植筋构件的差异; 在试验基础上,利用ABAQUS有限元软件分析了植筋梁在不同植筋间距下力学性能的差异; 通过植筋的平均黏结应力和混凝土的等效塑性应变云图,找到了植筋梁的双筋界限间距; 通过不同植筋间距下黏结应力的关系,提出了与植筋间距系数相关的基本锚固深度计算公式。结果表明:由于2根植筋在混凝土中应力重叠作用的影响,当植筋间距较小时会导致植筋应力发展不充分,削弱植筋的锚固性能; 随着植筋间距增大,两植筋的应力重叠作用减弱,当植筋间距大于6d时可忽略植筋应力重叠作用带来的影响,故工程中梁式受弯构件的植筋间距建议大于6d; 针对实际工程中因原构件尺寸限制,植筋间距无法设计为6d以上的问题,建议适当增加锚固深度。

波纹管通孔柱轴压性能和滞回性能数值模拟

2023年09月15 00:00

为了降低装配式混凝土柱之间装配的施工难度并节约施工成本,提出了一种波纹管通孔钢筋直接连接技术。利用有限元计算软件ABAQUS模拟分析了波纹管通孔柱在单调加载和静力推覆加载工况下的力学性能,研究了波纹管通孔穿插纵筋连接技术对装配柱受压承载能力和滞回性能的影响。结果表明:与现浇混凝土柱相比,波纹管通孔柱的轴压承载力提高了约13%; 当轴压比取0.2和0.6时,波纹管通孔柱的延性系数分别提高了31%和28%,累积滞回耗能分别提高了3%和9%; 随着轴压比增大,波纹管通孔柱的延性出现降低,累积滞回耗能增大,且延性和累积滞回耗能都高于现浇混凝土柱; 从装配柱混凝土的应力云图、损伤曲线、滞后曲线、骨架曲线、刚度退化曲线等指标分析可以发现,波纹管对核心混凝土和柱纵筋具有较大约束作用,可以延迟构件的塑性变形; 提出的波纹管穿插纵筋连接技术可以实现预制混凝土柱之间的有效连接,且该连接方式装配柱的抗震性能要优于现浇混凝土柱。

高应力反复拉压作用下钢板组合单边螺栓钢筋机械连接性能试验研究

2023年09月15 00:00

针对预制混凝土楼板钢筋直径较小,装配时无法直接使用灌浆套筒完成钢筋连接的问题,提出一种高强钢板组合单边螺栓钢筋机械连接件,仅从楼板表面即可实现钢筋等强连接。为研究钢板组合单边螺栓钢筋机械连接接头在地震作用下的连接性能及工作机理,对2组6个试件分别进行高应力反复拉压试验和单向拉伸试验,重点考察破坏形态、连接钢盖板沿长度方向及宽度方向应变、高强螺栓轴向应变和开槽钢筋应变等。结果表明:相同锚固长度条件下,2组试件的最终破坏模式、极限承载能力无明显区别,但接头变形性能有一定差别,高应力反复拉压试验中极限荷载所对应位移增加约32%,钢筋拉断时位移增加约24%; 锚固区钢筋和接头端部钢筋荷载-应变曲线变化趋势无明显区别, 高应力反复拉压作用对钢盖板轴向应变和横向应变特征基本无影响; 高应力循环作用结束时,高强螺栓压应变增加约30×10^-6,循环作用对螺栓预紧力的影响较小; 试件屈服比、强度比及延性比的均值分别为1.07、1.56和7.92,锚固长度为3d(d为连接钢筋公称直径)的试件钢筋拔出,可以对连接齿钉的构造进行优化,减小齿钉间距和增加咬合面以提高锚固性能。

考虑弯曲应力占比的矩形钢管K型节点疲劳评估

2023年09月15 00:00

为提高S-N曲线法与断裂力学法等疲劳评估方法的准确性,探讨了矩形钢管K型节点在支管拉压平衡荷载作用下的弯曲应力占比计算方法。首先建立了矩形钢管K型节点有限元模型并结合试验进行了验证,然后通过大量的参数分析得出了节点几何参数对弯曲应力占比的影响,最后通过多元非线性回归分析推导出弯曲应力占比的计算公式及考虑工程实际应用偏安全的修正公式,给出了基于断裂力学法的矩形钢管K型节点断裂评估算例。结果表明:建立的模型与试验值相比,弯曲应力占比平均值为1.051,均方差为0.167,两者最大差值仅为7.5%,说明建立的有限元模型可靠; 提出的弯曲应力占比计算公式与有限元计算结果相比,其均值为1.073,均方差为0.055,变异系数为0.051,相对差值在10%之内,验证了拟合公式的可靠性; 考虑实际工程偏安全应用,在99.73%的保证率下提出乘以0.93倍的安全系数对弯曲应力占比计算公式进行修正; 当热点应力相近,弯曲应力占比降低39.3%时,疲劳寿命会降低10%,膜应力变大时会导致其裂纹尖端具有更大的应力强度因子而加快了裂纹扩展的速率。

基于模态参数识别的简支梁桥模态挠度预测试验研究

2023年09月15 00:00

以30 m跨径装配式简支T梁桥为研究对象,探究环境激励下预测桥梁模态挠度的准确性和模态测试法评估桥梁承载状况的可行性; 首先建立桥梁有限元模型,设计满足加载效率要求的桥梁静载试验方案,然后基于环境激励对简支T梁桥进行模态测试试验; 采用随机子空间方法识别获取桥梁结构模态参数,应用Kriging插值法对桥梁实测振型进行模态扩展,预测简支梁桥在静载试验车辆荷载作用下跨中截面的模态挠度,并将模态挠度与实测静挠度进行对比分析。结果表明:利用Kriging插值法获得的模态扩展振型可较为精确地预测桥梁的模态挠度,与实测静挠度相比,大效应主梁跨中截面的相对误差不超过10%,基本满足工程精度的要求; 基于环境激励模态参数识别预测的模态挠度可代替静载试验的实测静挠度,结合规范可评估桥梁的实际刚度状态; 仅利用简支梁桥前3阶模态参数即可获得较为精确的跨中截面模态挠度; 结合了静载试验和动载试验的优点,模态测试获得的桥梁模态挠度可用于宽简支梁桥刚度的快速评估,具有较好的准确性和工程可行性。

中空夹层预制装配式圆形桥墩抗震性能参数分析

2023年09月15 00:00

为了降低预制装配式桥墩的吊装质量,实现预制装配式桥墩轻量化,提出了基于灌浆套筒连接的中空夹层预制装配式圆形桥墩,设计并制作了缩尺模型,通过拟静力试验对其抗震性能进行了分析。采用ABAQUS有限元分析软件建立了中空夹层预制装配式桥墩的精细化有限元模型,将拟静力试验结果与有限元计算结果进行对比分析,验证了有限元模型的准确性。通过改变中空夹层预制装配式圆形桥墩试件轴压比和墩身中空率,研究不同轴压比和中空率对其抗震性能的影响。基于实际工程中的圆形桥墩,设计了中空夹层预制装配式圆形实桥桥墩,并进行抗震性能分析。结果表明:在往复荷载作用下,随着轴压比的增大,中空夹层预制装配式圆形桥墩抗侧极限承载力有所提高,水平承载力显著增长,位移延性系数下降较为明显,初始切线刚度增幅较大,提高了加载初期墩身抵抗变形能力; 通过改变中空钢管的高度可以增大中空夹层预制装配式圆形桥墩墩身中空率,随着墩身中空率的增大,中空夹层预制装配式圆形桥墩更好地发挥了中空钢管变形能力强、刚度大等优势,墩身抗弯承载力显著提高,墩身初始切线刚度明显增大,加载初期桥墩抵抗变形能力有所增强,墩身延性有所降低; 中空夹层预制装配式圆形实桥桥墩滞回环较为饱满,具有较高的抗弯承载能力,抗震性能优良; 墩身内预埋中空钢管对预制装配式桥墩抗震性能产生积极影响,轴压比和中空率的增大均可显著提高中空夹层预制装配式圆形桥墩的水平抗弯承载力,提高桥墩墩身加载初期抵抗变形能力。

不同大变形等级层状软岩隧道施工关键技术研究

2023年09月15 00:00

为探究不同大变形等级层状软岩隧道施工方案,依托九绵高速全线大变形隧道,根据现场施工及效果初步设立对比工况; 通过试验确定围岩参数,采用数值模拟对不同工况围岩支护受力变形进行比选验证,确定不同大变形等级工法、超前加固、支护方案,并通过现场施工及结构受力情况进行验证。结果表明:现场大变形等级与变形量表现出聚集性; 轻微大变形在拱顶、拱腰处变形接近,中等、强烈大变形集中于拱顶或拱腰; 轻微大变形宜采用二台阶法,采用加强单层小导管以及长短锚杆结合的方式意义不大; 中等大变形宜采用三台阶法,并采用单层小导管(φ51,长6 m)以及长短锚杆结合的方式; 强烈大变形宜采用三台阶留核心土法,扩大拱顶注浆范围并采用双层初期支护,视工程重要性选用双层小导管以及中管棚的超前加固方式。

隧道穿越不同形态断层破碎带围岩稳定性分析

2023年09月15 00:00

为分析隧道穿越不同形态断层破碎带对围岩稳定性的影响,以绵九高速五里坡隧道工程为依托,采用ANSYS Workbench参数化建模平台及FLAC 3D有限差分软件模拟分析了隧道穿越不同倾角、厚度和倾向断层形态对隧道围岩稳定性的影响。在建模过程中,通过控制变量法分别改变断层倾角、厚度、倾向来研究单一变量的影响。结果表明:隧道穿越不同形态断层时,围岩竖向变形、水平收敛、塑性区分布以及围岩与初期支护间接触压力均会受到影响; 在一定范围内,断层倾角、厚度的变化对围岩稳定性影响较大,断层倾角越大,越有利于围岩稳定,断层厚度影响则正好相反,而断层倾向在0°～45°之间变化时基本无影响; 各因素对拱顶沉降的影响程度由大到小依次为断层厚度、断层倾角、断层倾向,而对于边墙水平位移,断层倾角影响最大,断层厚度次之,断层倾向基本无影响; 在施工中,应尽量让隧道与断层正交或避免隧道穿越层厚度大的断层来提高围岩稳定性,研究结果对类似工程具有一定的借鉴和指导意义。

深基坑开挖与内支撑调节对邻近沉井影响规律试验研究

2023年09月15 00:00

为了探明基坑开挖以及内支撑伸缩调控下基坑与邻近沉井受力特性变化规律,采用室内“基坑-沉井”模型试验,研究了沉井侧壁土压力、内力、周边地表沉降、墙背土压力等变化规律。结果表明:基坑开挖过程中,墙背土压力减小,沉井侧壁水平弯矩由正转负,最大弯矩值位置随开挖深度的增大逐渐下移,周边地表沉降呈三角形分布; 内支撑伸缩调节时,当前支撑深度附近墙背土压力受到的影响最明显,调节第3道支撑时局部土压力变化率最大,调节第4道支撑时局部土压力值达到最大值; 多道支撑同时调节综合影响范围大于单支撑调节; 支撑伸缩可能造成沉井发生一定转动,对靠近基坑侧沉井侧壁土压力影响大于远离基坑一侧; 伸长内支撑可以一定程度减小基坑围护结构和邻近沉井位移,但是会导致沉井局部弯矩和土压力急剧增大,工程中应加强土压力和结构变形监测。

MJS不同加固方式对降低顶管施工影响的效果分析

2023年09月15 00:00

基于西安市某下穿箱涵的管廊工程,建立管廊-土-箱涵有限元模型,探究在该工程中采用的水平旋喷桩(MJS)水平竖向组合加固工法对降低顶管施工过程的影响效果; 建立不同桩距的2种水平桩工况,通过对不同工况下顶管在顶进过程中既有箱涵受力、变形以及相应地表沉降的不同变化进行分析,研究桩密度增加后对加固效果的影响; 将数值模拟中采用组合加固后4个断面的地表沉降与在施工过程中对地表实际监测得到的地表沉降规律进行了比较。结果表明:采用MJS水平竖向桩组合加固方式能有效降低顶管施工过程中既有箱涵因顶管施工而产生的变形、内力以及相应的地表沉降; 增加水平桩的数量并把桩间距减小50%时对加固效果的提升并不明显,故在实际工程中要合理设计桩的数量与间距并对桩的位置进行合理搭配; 地表沉降数值模拟结果和实际监测结果的大小与趋势都十分相似,验证了数值模拟的准确性。

桩底复合式后注浆灌注桩的竖向承载特性研究

2023年09月15 00:00

为减小沉降、固化沉渣、提高灌注桩承载力,提出一种灌注桩桩底复合式后注浆工艺,利用安装在桩底的钢板胶囊通过胶囊内外(开-闭-开式)的复合式注浆方式加固桩端周围土体。基于西凌井公路大桥工程进行灌注桩后注浆及静载试验,研究在后注浆过程中注浆压力、注浆量、桩顶位移的实时响应规律,探究桩底复合式后注浆桩的承载特性。利用ABAQUS软件对该工程桩底复合式后注浆灌注桩的承载特性进行数值模拟,并探讨注浆量及注浆体强度对承载力的影响。结果表明:桩底开-闭-开式交替注浆的3次注浆量均达到设计值,稳定时段的注浆压力平均在4.4 MPa左右,桩顶位移累计抬升1.01 mm; 复合式后注浆桩比常规桩的极限承载力提高1.9倍左右,同时在桩端以上2.5d(d为桩半径)左右的范围内,复合式后注浆桩侧摩阻力明显增大,平均侧阻达到189.7 kPa,侧阻增强系数为3.45,侧摩阻力呈“R”形分布; 随着注浆量及注浆体强度的增大,起初桩基承载力增长较快,在扩大头半径约为2.5倍的桩半径,弹性模量约为50倍的地基土弹性模量之后,承载力增长幅度较小。

阶梯型管廊非一致地震激励下的减震措施研究

2023年09月15 00:00

基于有限元分析方法,建立管廊-土体结构相互作用的三维有限元模型; 通过模态分析,得到了3种不同接头形式阶梯型地下综合管廊的自振频率和变形特征,验证了模型的合理性; 研究了阶梯型地下综合管廊在小震非一致激励条件下,平口、企口和现浇3种不同的管廊接头在设置加腋及加腋和减震层共同作用下的动力响应。结果表明:加腋使管廊廊身和接头的应力水平降低幅度在10%左右,使3种接头形式管廊顶板轴线应力均降低了50%～70%; 加腋高度由300 mm增加到600 mm时,平口式管廊接头处应力降低幅度增加了1倍左右,而对于企口式和现浇式接头的影响较小; 设置加腋和减震层共同作用的阶梯型多仓管廊应力水平降低幅度约为20%,而对顶板轴线的位移和接头处相对位移几乎无任何影响; 设置加腋和减震层共同作用对不同接头形式的管廊第一、第三主应力降低幅度的影响不同,现浇接头的降低幅度约为30%,平口接头降低幅度约为20%,企口式接头降低幅度不足10%。

模块式屋顶绿化热工性能模拟及排布优化

2023年09月15 00:00

以屋顶绿化为削减上海夏季空调高能耗的重要手段,探究其在不同建设布局下的节能效益差异,以期在推广建设中获得更好的节能实效; 首先穷举对应不同屋面绿化率的模块排布单元,然后在FLUENT软件中借助经实测校准的佛甲草屋顶绿化模块传热模型,模拟不同排布单元的热通量,最终比选节能潜力突出的排布单元,考察低建养成本的排布方式并计算其导热系数。结果表明:不同排布单元的热通量存在差异; 随着屋面绿化率的增长,相应排布单元的平均热通量显著下降; 在屋面绿化率相同的情况下,模块相对集中的排布单元热工性能较佳; 屋面绿化率为80%的排布单元较100%绿化单元可降低20%的模块产品价格成本,其导热系数可达0.3 W?m^-1?K^-1,较未绿化单元减少50%; 夏季在上海地区屋面绿化率改变对于模块式屋顶绿化的热工性能影响显著; 通过小尺度抽象场景模拟可推得具有科学实践引导价值的应用场景,即模块式屋顶绿化在屋面覆盖率达到80%且绿化模块相对集中排布时,具有较好的经济节能效益。