建筑科学与工程学报 /oa 环境风激励下的深圳平安金融中心模态参数识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170301 对高度600 m的超高层建筑——深圳平安金融中心在外界环境风激励下的风振响应进行了现场实测。通过安装在塔楼118层的2组加速度传感器测得结构的风致加速度响应,采用经验模态分解法(EMD)与随机减量技术(RDT)相结合的方法计算了结构的自振频率和阻尼比。建立了深圳平安金融中心三维有限元模型,通过有限元分析得出结构的自振频率,并与实测结果进行对比。结果表明:由EMD和RDT相结合的方法计算得出结构1阶横弯自振频率约为0.12 Hz,阻尼比为0.3%~0.6%;结构1阶扭转自振频率约为0.28 Hz,阻尼比为0.8%~1.0%;深圳平安金融中心实测结构自振频率和阻尼比与其他结构高度相似的超高层建筑实测结果相近,且实测结果和有限元分析结果吻合较好,验证了EMD和RDT结合方法分析超高层建筑模态参数的有效性;测试结果可以为超高层建筑设计和相关研究提供依据。 2017年05月30 00:00 2017年03期 1 8 7519021 李秋胜,韩旭亮,何运成,贺映候,周 康 软弱夹层对深基坑水平位移影响的数值模拟分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170302 以某深基坑支护工程为背景,研究了软弱夹层对基坑水平位移的影响。利用有限元分析软件PLAXIS 2D和MC土体本构模型对该工程排桩预应力锚杆支护段进行数值模拟。对比分析了软弱夹层的黏聚力、内摩擦角、厚度、埋置深度对基坑水平位移的影响,得到了这些因素对基坑水平位移的影响规律。结果表明:软弱夹层的存在对基坑水平位移有较大影响;内摩擦角对基坑水平位移的影响比黏聚力更加明显;黏聚力和内摩擦角同时变化引起基坑水平位移的变化大于单一参数变化引起的基坑水平位移变化之和;基坑水平位移随软弱夹层厚度的增大而增大;随着埋置深度的增大,基坑水平位移呈现先增大后减小的趋势。 2017年05月30 00:00 2017年03期 9 15 2066321 周 勇,张康康 钢筋混凝土柱动力滞回性能两尺度数值模拟 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170303 为提高钢筋混凝土柱在快速循环加载下的动力滞回性能数值模拟计算效率并反映局部破坏特征,对通用有限元分析程序ABAQUS进行二次开发,编写了适用于三维纤维梁单元的混凝土和钢筋本构模型程序,在实现纤维梁单元和实体单元界面连接变形协调的基础上,建立了由三维实体单元和纤维梁单元组成的两尺度有限元模型。为了比较计算精度和效率,分别建立了试件的三维纤维梁单元模型和三维实体单元模型。分别对3种模型进行往复荷载作用下考虑混凝土材料应变率效应的钢筋混凝土柱动力滞回性能数值模拟,将两尺度模型的计算结果与试验结果进行比较。结果表明:所开发的材料本构模型程序以及两尺度模型能较好地反映钢筋混凝土柱在快速循环加载下的承载能力及滞回性能;所建立的两尺度模型既可节约计算成本,又能实现钢筋混凝土柱试件关键部位的精细化分析。 2017年05月30 00:00 2017年03期 16 23 2255385 许 斌,王治原,陈洪兵 半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170304 为了掌握半整体无缝斜交桥的动力特性和地震响应特点,采用MIDAS/Civil建立了湖州贯边桥的有限元模型,进行了动力特性分析,并运用反应谱法和地震时程法对无缝化斜交桥进行了地震响应分析。结果表明:梁端台后土对桥梁的约束作用随斜交角的增大而逐渐减弱;主梁梁端台后土的作用对桥梁结构是有利的,可以有效约束桥梁纵飘;在进行地震安全性分析时,用反应谱法所得的墩底内力和墩顶位移均大于时程分析法;在进行半整体无缝斜交桥的工程设计时,应以垂直于盖梁方向输入地震动计算固定支座所产生的墩顶位移来控制桥梁的抗震安全性;所得研究成果为半整体式桥台无缝化斜交桥的抗震设计和研究提供了可参考资料,对该桥型的实际工程应用和发展起到了推动作用。 2017年05月30 00:00 2017年03期 24 30 2992987 庄一舟,李增锋,程俊峰,徐 亮 干节点连接装配式混凝土梁静力性能试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170305 为了解决装配式混凝土预制构件连接时节点湿作业带来的施工不便,设计制作了7根混凝土简支梁,其中包括1根现浇混凝土简支梁、1根按《装配式混凝土结构连接节点构造》中湿节点连接而成的预制混凝土简支梁以及5根由构造不同干节点连接而成的预制混凝土简支梁,对梁进行两点加载,完成了简支梁静载作用下力学性能试验,获得承载力、变形及裂缝分布等试验数据。结果表明:采用钢板焊接连接和钢板螺栓连接的干节点混凝土试验梁的承载力不弱于现浇混凝土梁,而采用钢板对焊连接、预应力连接和植筋连接的干节点试验梁承载力稍弱于现浇混凝土梁,且其挠度实测值与最大裂缝宽度实测值均比现浇混凝土梁略大。 2017年05月30 00:00 2017年03期 31 38 1592074 程东辉,田晔环,张亮泉,许鹏程 两跨非规则预应力型钢高强混凝土框架静力性能分析与设计 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170306 为研究基于套建增层的两跨非规则预应力型钢高强混凝土框架(PSRCF)静力受力性能,以高强混凝土强度等级、框架柱轴压比和长细比、框架梁跨高比、框架柱角钢含钢率以及预应力筋的张拉控制应力为主要参数,设计了15组单层两跨PSRCF体系;基于简化力学模型和材料本构关系,利用ABAQUS软件建立PSRCF的有限元模型,开展了单跨非规则预应力和非预应力框架的滞回分析,对通过仿真分析获得的滞回曲线和骨架曲线与拟静力试验结果进行对比,以验证有限元模型的合理性;基于此开展15组单层两跨PSRCF在竖向轴力及水平荷载作用下的静力分析,得到框架的单调荷载位移曲线,考察了荷载位移曲线随主要参数的变化规律,给出结构体系的塑性铰出现顺序和两跨PSRCF在套建增层工程中的设计建议。结果表明:柱的轴压比和长细比是影响框架静力性能的主要因素,塑性铰依然按照强柱弱梁的顺序出现,两跨非规则框架结构体系设计是合理的,可为该类新型结构体系在地震区的推广应用奠定基础。 2017年05月30 00:00 2017年03期 39 46 893604 计 静,陈晓坤,张文福,张云峰,刘迎春,卢召红 H形梁翼缘双肋板加强式弱轴连接的抗震性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170307 提出了一种适用于工字形柱箱形节点域的H形梁翼缘双肋板加强式弱轴连接;应用ABAQUS有限元软件对标准节点、梁翼缘外侧双肋板加强式节点和梁翼缘内侧双肋板加强式节点共7个足尺计算模型进行了力学性能分析,研究了节点破坏模式、滞回特性、骨架曲线、耗能能力、塑性转动能力和延性等问题。结果表明:箱形节点域双肋板加强式弱轴连接能够有效地在梁端形成塑性铰,并且塑性铰远离节点核心区,从而实现强柱弱梁和强节点弱构件的抗震理念;梁翼缘内侧双肋板加强式节点可以达到与梁翼缘外侧双肋板加强式节点相同的抗震性能,并且改善了梁柱翼缘对接焊缝的应力;梁翼缘双肋板加强式节点的耗能能力和延性系数都有显著提高,塑性转动能力达到FEMA267建议的0.03 rad,符合国际上对节点塑性转动能力的要求。 2017年05月30 00:00 2017年03期 47 55 3977865 卢林枫,林建军,胡本峰 交叉预应力竹木框架抗侧力性能研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170308 针对传统竹木框架抗侧性能不足的特点,提出了一种交叉预应力竹木框架,进行了低周反复试验,并通过有限元软件HYPERMESH和ABAQUS进行了弹塑性分析。结果表明:采用实体螺栓建模能够模拟出竹木框架滞回曲线典型的捏拢特征,但滞回曲线面积和试验相比偏小;采用交叉预应力拉索加固后竹木框架极限承载力提高了1.9倍,水平位移降低到了原来的1/2.7;时程分析中交叉预应力竹木框架最大侧移仅为传统竹木框架的1/5.4;随着拉索直径的增加,框架刚度增加程度逐渐减小,耗能能力逐渐下降;增大预应力能够提高框架刚度,但预应力增大到6 kN以后,预应力对框架刚度没有明显的影响,耗能曲线随着预应力提高呈反U形,具有极值。 2017年05月30 00:00 2017年03期 56 65 5600265 苏 毅,孙达庆,宗生京,黄东升 三维新月形变截面覆冰斜拉索气动力特性研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170309 为研究变截面覆冰对斜拉索气动力特性的影响,应用FLUENT中的SST <i>k</i>-<i>ω </i>模型对三维新月形变截面覆冰斜拉索绕流场进行数值模拟;将变截面覆冰斜拉索模型划分为6个节段,分别监测不同覆冰厚度节段的气动力,得到全攻角下各节段以及全索的阻力系数和升力系数;基于Den Hartog机制,获得驰振力系数,进而研究变截面覆冰斜拉索的驰振稳定性。结果表明:变截面覆冰形态对斜拉索的流场分布影响较大,其绕流场具有明显的三维流动特性;由于覆冰厚度的变化,变截面覆冰斜拉索各节段表现出不同的气动力特性和驰振稳定性;经过三维模拟计算,变截面覆冰斜拉索各节段及全索的部分驰振力系数小于0,拉索具有发生覆冰驰振的可能性,变截面覆冰对斜拉索的气动力特性影响较大。 2017年05月30 00:00 2017年03期 66 72 4897210 谭冬梅,王凯丽,瞿伟廉 高强钢丝绳悬吊加固预制空心楼板试验研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170310 提出采用灌芯加固和悬吊加固相结合的方法提高预制空心楼板承载能力,重点讨论了灌浆加固注浆方法、悬吊加固锚固方式、钢丝绳数量不同对加固性能的影响以及钢丝绳的受力状态。进行7块试件在均布荷载作用下的静力试验,其中2块为对比试件,2块为灌浆加固试件,3块为钢丝绳悬吊加固试件。结果表明:钢丝绳悬吊加固使预制空心楼板极限承载力提高45%~74%,极限位移提高175%~195%;从经济性、施工作业量、承载力提高程度以及预应力钢筋的受力情况综合考虑,4根钢丝绳加固效果最佳,越靠近中间的钢丝绳所起作用越大;该方法加固效果显著,可为加固预制空心楼板的实际应用提供一定借鉴。 2017年05月30 00:00 2017年03期 73 81 2603516 王滋军,朱 建,吴运伸,杨 放,傅腾飞 不同衬砌结构缺陷对隧道结构整体安全性的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170311 为研究不同衬砌缺陷对隧道结构整体安全性的影响,以某实体隧道工程为依托,采用荷载结构法建立有限元数值模型,分别对衬砌在正常状态、强度不足、厚度不足及背后脱空4种工况下进行数值计算,对比分析了不同衬砌缺陷对结构安全性的影响。结果表明:当隧道衬砌存在强度不足和厚度不足缺陷时,缺陷部位单元的安全系数减小,而其他部位的安全系数基本不变,随着衬砌厚度不足程度的加深,相应缺陷位置的安全系数也随之降低;当衬砌背后脱空面积较大时,衬砌脱空部位与其相邻位置处的剪力和弯矩均发生正负突变,衬砌结构受力与变形模式发生改变,脱空区域安全系数明显减小,但脱空部位相邻区域衬砌结构的安全系数反而增大,其他部位安全系数没有明显变化,与正常状态下基本保持一致。 2017年05月30 00:00 2017年03期 82 90 5370277 孙铁军,王 伟,罗明睿,王万平,王亚琼 交错布局轻型双坡房屋群表面风压特性 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170312 为了研究交错布局轻型双坡房屋群表面风压特征及周围风环境,基于流体动力学基本原理和大气边界层理论,采用流体动力学分析软件FLUENT,结合风洞试验数据研究计算域大小、网格数量及湍流模型等关键技术与参数,建立了双坡房屋群的数值风洞模型。以横向疏密系数、纵向疏密系数及风向角为参数,运用数值风洞对轻型双坡房屋群进行60种工况的风压分布特性研究,得到风致干扰效应下房屋群表面风压分布规律;引入干扰因子将目标房屋相对单体的受扰程度量化,得到房屋群的风荷载体型系数;计算了90°风向角下房屋间监测点的风速,借助风速比指标对室外风环境进行评估。结果表明:90°风向角下,交错布局群体房屋的纵向无干扰间距为4L(L为房屋长度),横向无干扰间距为5B(B为房屋宽度);房屋群横向间距为0.5B、纵向间距为2L~4L时室外风环境较好。 2017年05月30 00:00 2017年03期 91 102 10919778 颜卫亨,李仁鑫,武艳如,何立勇 EPS颗粒-黄土混合土减震层对黄土地区隧道衬砌结构的减震作用 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170313 为了分析聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)颗粒-黄土混合土减震层在不同条件下对隧道衬砌结构减震效果的影响,采用通用有限元软件ANSYS建立了在隧道支护体系内设置减震层的数值模型,分析了EPS颗粒掺入比、减震层厚度及地震动强度对隧道衬砌结构动力响应规律的影响。结果表明:设置减震层可以减小传递至隧道衬砌结构的地震能量,从而使得隧道衬砌结构各关键点正应力、剪应力、最大主应力、位移及加速度峰值均有所减小,且一定范围内随着EPS颗粒掺入比的增大,减震效果逐渐明显;减震层的厚度控制在30~50 cm区间内时减震效果最佳;减震层在强震作用下的减震效果更好,该混合土减震层更适合高烈度地震区的抗减震;所得结论可为今后在土体环境尤其是黄土地区开挖的隧道衬砌结构抗减震工程建设提供一定参考。 2017年05月30 00:00 2017年03期 103 111 2289083 胡志平,魏雪妮,张 鹏,王 瑞,夏香波 大跨变截面波形钢腹板箱梁横向受力分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170314 为研究大跨变截面波形钢腹板预应力混凝土(PC)组合箱梁顶板在车轮局部荷载作用下的横向受力问题,结合2座桥例,分别建立全桥实体有限元模型;选择纵向3个典型截面,建立与之匹配和考虑有效分布宽度的平面框架模型;依据实体模型中顶板控制截面的横向应力影响线进行空间实体模型和平面框架模型的横向最不利加载,获得控制截面的最大横向拉应力及其沿纵向的变化规律,并对比了2种模型的计算结果。结果表明:对于顶板悬臂根部截面和腹板内侧截面,框架法与实体有限元法计算结果吻合良好;对于顶板跨中截面,腹板间距较大时,框架法的计算值偏于保守,设计中需对框架法的计算值进行适当折减;随着加载位置由跨中向支点移动,顶板跨中截面的横向应力峰值逐渐减小,悬臂根部截面和腹板内侧截面的横向应力峰值有增大趋势;有无横隔板对桥面板的横向受力影响很小,顶板跨中截面的横向应力值随波形钢腹板线刚度的增加线性减小。 2017年05月30 00:00 2017年03期 112 118 853578 李立峰,任虹昌,周 聪,周 延 Taylor摩擦圆法在浸水边坡稳定性计算中的拓展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170315 将Taylor摩擦圆法加以拓展,应用于浸水边坡的稳定性计算;叠加3个适当重度的独立边坡,按照Taylor摩擦圆法的原理,推导出水位下降情况下浸水边坡的稳定系数一般式,简化该式得到边坡在水位突降、水位缓降、不浸水及完全淹没等特定条件下的稳定系数解析式;利用推导的稳定系数计算式编写程序,搜索边坡的临界滑动面和最小稳定系数。结果表明:水位缓降条件下,稳定系数是黏聚力与坡高比值的线性函数,边坡陡时稳定系数随水位下降单调减小;边坡缓时稳定系数随水位下降先减小后增大,使稳定系数最小的水位在坡脚以上1/5~1/3坡高处;水位突降时边坡的稳定系数明显小于相应水位缓降时,并且水位突降幅度越大,稳定系数越小。 2017年05月30 00:00 2017年03期 119 126 825086 高晓雯,李 萍,李同录,李征征