建筑科学与工程学报 /oa 自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件受力分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170201 基于薄钢板剪力墙在目标位移下充分屈服并形成拉力带,对绕梁腹板销轴转动的自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件(中梁和顶梁)进行受力分析。分别对水平边缘构件在钢绞线预应力和薄钢板剪力墙拉力带作用下的受力进行分析,推导了钢绞线在目标位移下的拉伸预应力计算公式;基于薄钢板剪力墙极限破坏形态,研究了薄钢板剪力墙拉力带产生的水平边缘构件端部的轴力和剪力;提出了水平边缘构件的弯矩、剪力及轴力计算公式,明确了水平边缘构件的内力分布。结果表明:水平边缘构件内力公式计算值与有限元分析值吻合较好,可为水平边缘构件的设计提供参考。 2017年03月30 00:00 2017年02期 1 9 2113768 王先铁,周绪红,刘立达,林麟珲 基于空腔楼盖的新型耗能减震装置参数优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170202 对一种基于空腔楼板的新型耗能减震装置的参数优化问题进行了探讨;对基于拉格朗日变分原理推导出的装有该装置的受控结构非线性运动方程进行统计线性化处理,以结构的水平位移方差最小化为优化准则,应用定点理论方法对该装置的参数优化问题展开研究;利用蒙特卡洛模拟方法对不同情况下受控结构的减震效果进行对比分析,验证了该方法的有效性。结果表明:采用所提方法能有效进行耗能减震装置的参数优化设计,为该装置的推广应用提供依据。 2017年03月30 00:00 2017年02期 10 17 1506456 李书进,王见祥,孙 磊,孔 凡 空间管桁架结构体育馆施工全过程模拟分析与健康监测 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170203 利用有限元软件ABAQUS中的生死单元法模拟空间管桁架结构施工过程的吊装阶段,把模拟得出的杆件应力与节点位移结果作为模拟施工过程卸载阶段的初始条件。利用支座位移法对卸载阶段进行模拟,同时对比了3种卸载方法,并将分级分步卸载方法的模拟数据与健康监测数据进行对比,验证了模拟方法的可行性。结果表明:以吊装阶段结果为初始条件的卸载过程模拟可以找出临时支撑上部在施工过程中受往复荷载的杆件,施工中应增强这部分杆件的加固措施;分级分步卸载可以防止结构杆件应力与节点位移变化过快,避免整体结构由此产生设计中未考虑到的动力响应;模拟结果与实际健康监测数据较为吻合,分级分步卸载为最佳的卸载方案,在实际工程中更为适用。 2017年03月30 00:00 2017年02期 18 25 3181840 王秀丽,荣子豪,杨本学,罗崇德,周 岩,吴小燕 冻融循环与持载对CFRP加固高强混凝土梁变形性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170204 通过四点弯曲试验,研究了冻融循环与持载对碳纤维增强复合材料(CFRP)加固高强钢筋混凝土梁变形性能的影响。分析了不同环境作用下试验梁的承载力、刚度及破坏形态变化规律。结果表明:在冻融循环单独作用下,试验梁的性能变化很小;冻融与持载耦合作用时,两者均对梁的性能造成不利影响,且随着冻融循环次数的增加,承受持载梁的CFRP-混凝土界面黏结性能有所下降;在冻融循环作用下,CFRP-混凝土界面存在应力时会增大界面的劣化程度,从而引起加固梁性能的下降。 2017年03月30 00:00 2017年02期 26 32 1513664 王苏岩,宋泽林,丁 荔 柔性挡土结构空间土压力性状的三维有限元分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170205 为了研究基坑开挖对柔性挡土结构土压力空间分布规律的影响,进而为基坑的设计与安全防护提供相应依据,用ABAQUS建立基坑开挖的有限元模型,分析基坑开挖对挡土结构“单片墙”空间土压力的影响。考虑了不同刚度、有无支撑、不同开挖深度对挡土墙不同部位的土压力分布和挡土墙位移的影响,并将挡土结构三维土压力分布规律与二维数据进行了对比,验证了三维有限元模拟的必要性,对比了加支撑与否对基坑土压力空间分布的影响。结果表明:“单片墙”主动区土压力呈马鞍状分布,挡土结构后部土体的影响范围和下部土体的影响范围都约为2倍开挖深度;支撑结构极大地限制了墙后土体危险区域的范围,但是对墙下土体的限制作用并不是很明显。 2017年03月30 00:00 2017年02期 33 40 1773740 王成华,王 泽 冲击碾压法快速处置粉土路基的应用研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170206 针对黄河冲积平原区粉土路基填料受含水率影响较大、难以晾晒、普通碾压技术难以压实、生产效率低的特点,选择冲击碾压法对路基分层填筑施工。通过调整路基分层填筑厚度和压实遍数进行现场冲击碾压试验,检测路基表面沉降量、峰谷高差、压实度及路基承载力,并对比分析了3种不同虚铺厚度粉土路基的冲击压实效果。结果表明:表层土体压实度达到或超过93%后,压实度增长曲线出现拐点,继续碾压对提高土体压实效果影响越来越小,较难使层底土体压实度达到96%;路基填料允许的含水率ω范围为ω<sup>opt</sup>-4%≤ω≤ω<sup>opt</sup>+4%(ω<sup>opt</sup>为最佳含水率);推荐的最佳虚铺厚度为0.8 m,最适宜冲击碾压遍数为20,最佳碾压速度为10~12 km·h<sup>-1</sup>;建议把沉降量和峰谷高差作为检测压实效果的辅助指标。 2017年03月30 00:00 2017年02期 41 47 902100 宋修广,李 进,于一凡,李新蔚,张宏博 CFRP-钢复合管约束型钢高强混凝土短柱的轴压力学性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170207 对8根碳纤维增强复合材料(CFRP)-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土(C-C/STCSRC)短柱和4根CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土(C-CTSRC)短柱进行了轴压试验,分析了CFRP约束效应系数、钢管截面形式以及钢管受力性能对CFRP-圆/方钢复合管约束型钢高强混凝土(C-C/STCSRC)轴压短柱力学性能的影响。结果表明:CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土(C-CTCSRC)轴压短柱的极限承载力提高率随着约束效应系数的增加呈指数形式增长;在柱核心混凝土截面面积相同时,CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土(C-CTCSRC)轴压短柱的极限承载力比CFRP-方钢复合管约束型钢高强混凝土(C-STCSRC)轴压短柱的极限承载力高50%以上;在弹性工作阶段,CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土(C-CTSRC)柱的弹性模量高于CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土(C-CTCSRC)柱的弹性模量;CFRP-圆钢复合管约束型钢高强混凝土(C-CTCSRC)柱的极限承载力高于CFRP约束圆钢管型钢高强混凝土柱的极限承载力;CFRP与钢管黏结良好时,CFRP与钢管能够协同工作。 2017年03月30 00:00 2017年02期 48 55 3208232 王吉忠,刘建伟,杨 柳 悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170208 基于1∶10的抗滑桩与土体相互作用模型试验,对悬臂式抗滑桩桩前被动区土体的成拱效应趋势做了初步探讨,利用ANSYS对悬臂式抗滑桩桩前被动土拱效应的形成过程及其影响因素进行数值分析,研究了桩身水平位移、桩间距、土体黏聚力和内摩擦角等因素对被动土拱效应的影响。结果表明:相邻两桩桩前一定范围内土体中会产生被动土拱效应,且随着桩身水平位移的增加和沿桩深度的减小,被动土拱效应增强,土拱范围变大;随着桩间距的增加,被动土拱效应减弱,土拱形态先变陡峭而后逐渐变平缓;土体黏聚力与被动土拱效应呈正相关关系,而土体内摩擦角对被动土拱效应的影响较小。 2017年03月30 00:00 2017年02期 56 63 1547752 罗丽娟,夏香波,王 瑞,陈 悦 冲击波和破片联合作用下RC柱的损伤分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170209 为了研究冲击波和破片联合作用下钢筋混凝土柱的抗爆性能,应用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对近爆作用下钢筋混凝土柱的损伤过程及破坏机理进行数值模拟分析,同时将冲击波单独作用、破片单独作用、二者联合作用下钢筋混凝土柱的动力响应进行了对比。结果表明:近距离爆炸作用下,冲击波先于破片达到柱子,柱子在冲击波作用下产生一定损伤,在此基础上又受到破片群的侵彻而呈现弯曲破坏;柱位移响应达到最大值的时间主要由破片作用控制;破片群对柱的破坏远大于冲击波对柱的破坏,冲击波与破片联合作用效应大于任一个单独作用效应,且大于二者单独作用时的线性叠加,在抗爆设计中应当考虑破片效应及联合作用。 2017年03月30 00:00 2017年02期 64 70 4643061 田 力,朱运华 基于时变可靠度的锈蚀混凝土结构全寿命成本模型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170210 为了分析混凝土结构在氯盐环境下的全寿命周期成本,基于现有氯离子扩散模型和裂缝宽度预测模型,采用MATLAB软件进行Monte-Carlo抽样模拟,建立结构失效概率与可靠度指标的拟合公式。通过研究维护-加固措施对可靠度指标的影响,建立全寿命周期内维护-加固费用计算评估方法,并以混凝土桥梁结构为例计算了全寿命周期维护-加固成本。结果表明:失效概率与可靠度指标可用以失效概率等于0.1为界的分段函数进行描述;维护-加固效果持续时间对结构构件服役年限延长的影响最显著;当保护层厚度取60 mm时,维护-加固阶段费用有明显下降,较保护层厚度取40 mm时减少25%~50%。 2017年03月30 00:00 2017年02期 71 78 943332 陆春华,袁思奇 基于应变测量的桅杆结构拉耳焊缝损伤识别 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170211 基于桅杆结构拉耳表面应变对其焊缝裂纹扩展长度的敏感度分析,提出了桅杆结构拉耳焊缝损伤的两级模糊模式识别方法,并通过试验研究进行验证。采用有限元模拟建立了拉耳索力关键点应变焊缝裂纹扩展长度的模糊模式库;对16个不同裂纹长度的拉耳模型进行试验,以实测拉耳表面关键点应变为待识别样本,采用模糊模式识别方法对索力及焊缝裂纹扩展长度进行分步识别。结果表明:模糊数据库中的模拟数据能够反映拉耳的实际受力状态,识别焊缝裂纹扩展长度与实际裂纹长度具有较好的吻合度;对于不同索力及裂纹长度,识别焊缝裂纹扩展长度的误差在1 mm之内,最大隶属度均大于0.8,识别峰值明显;该识别技术具有可行性,是实现桅杆结构损伤智能识别的一种有效手段。 2017年03月30 00:00 2017年02期 79 85 1711385 王雪亮,谭 柱,王小丽,刘 晖 钢框架延性耗能节点简化模型研究 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170212 为简化延性耗能节点有限元数值计算,给大型延性耗能节点钢框架结构简化计算提供基础研究,对梁翼缘局部热处理型节点、盖板加强型节点和翼缘过渡板加强型节点3种构造形式的延性耗能节点简化理论模型进行了理论和数值研究。在节点试验研究基础上引入弹簧单元设计节点简化理论模型,根据弹簧单元广义力和广义位移关系设定弹簧本构关系,充分反映节点域和节点连接组件变形。采用ANSYS有限元软件对节点简化理论模型进行数值计算,提取节点弯矩转角滞回曲线,将其与试验结果进行对比。结果表明:滞回曲线和试验结果吻合较好,简化理论模型能够体现延性耗能节点的实际力学性能和塑性区发展过程;所得结论可为延性耗能节点钢框架结构数值分析提供新方法。 2017年03月30 00:00 2017年02期 86 94 3459181 韩明岚,王 慧,王 燕, 王 帅,牟 政 PBL加劲型矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170213 为研究开孔钢板连接件(PBL)加劲肋对矩形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能的影响,用能量法推导钢管屈曲系数计算公式,引入PBL和加劲肋相对刚度计算式并分析二者对屈曲模式的相互作用关系,讨论了PBL加劲型钢管的极限屈曲模式及其极限屈曲系数、最大相对宽厚比限值。结果表明:PBL加劲肋可明显改善钢管局部稳定性,钢管屈曲系数k随着PBL加劲肋刚度增加而增大,直至达到极限屈曲系数42.68;PBL连接件可减小板件纵向屈曲的波长,而加劲肋的影响作用与之相反;设置PBL加劲肋后,钢管的最大相对宽厚比限值可达184,并且板件屈曲后强度随宽厚比的变化曲线下降趋势减缓,强度值随着PBL刚度增加而逐渐提高。 2017年03月30 00:00 2017年02期 95 102 1531738 张 宁,刘永健,李 慧 大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受力性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170214 为探讨大直径高强钢绞线预应力混凝土梁的受力性能,进行了6根以直径17.8 mm的1860级钢绞线作为预应力钢筋和HRB400级钢筋作为非预应力钢筋的后张预应力混凝土梁在竖向荷载作用下的受力性能试验。对预应力混凝土梁中钢绞线和非预应力钢筋应力、混凝土应变以及短期最大裂缝宽度和跨中挠度等试验数据进行分析。结果表明:采用大直径高强钢绞线作为预应力钢筋的预应力混凝土梁工作性能良好,大直径高强钢绞线预应力混凝土梁受弯破坏形式和挠曲模式与普通预应力混凝土梁基本相同;试验梁跨中控制截面符合平截面假定,极限承载力可按照现行规范的正截面抗弯理论计算,按照现行规范计算的试验梁裂缝宽度和挠度与实测值吻合较好。 2017年03月30 00:00 2017年02期 103 110 1686675 王 钧,李 婷,任靖豪 生态钢纤维混凝土弯曲韧性和断裂性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170215 为掌握生态钢纤维混凝土的弯曲韧性和断裂性能,分别对掺率(体积分数)为1.0%,1.7%,2.4%的2种异形生态钢纤维混凝土和掺率为0.7%,1.3%的原生高强钢纤维增强混凝土进行了无切口梁四点弯曲韧性试验和切口梁三点弯曲断裂试验。研究结果表明:生态钢纤维掺率为1.0%时,无切口梁四点弯曲荷载挠度曲线和切口梁三点弯曲荷载挠度及荷载切口张开位移曲线在达到峰值后都出现局部陡降,试件残余强度较小,断裂韧度值较低,纤维对改善混凝土弯曲韧性和断裂性能的作用较小;当生态钢纤维掺率为1.7%时,混凝土弯曲韧性和断裂性能均得到显著提高,混凝土在变形达到15δ<sub>ult,p</sub>(δ<sub>ult,p</sub>为素混凝土峰值荷载对应的挠度)或70D<sub>ult,p</sub>(D<sub>ult,p</sub>为素混凝土峰值荷载对应的切口张开位移)水平时,依然具有较高的持荷能力和较好的韧性,波浪型生态钢纤维混凝土断裂能和断裂韧度是素混凝土的27.59倍和8.35倍;生态钢纤维掺率为2.4%时,混凝土弯曲韧性指标、断裂能和断裂韧度进一步增加;掺率为1.7%的生态钢纤维混凝土增韧和抗断裂效果与掺率为0.7%的原生高强钢纤维混凝土相当。 2017年03月30 00:00 2017年02期 111 118 1263269 邓宗才,王 辉,刘 岩 支护桩与地下主体结构相结合的永久支护结构 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20170216 为研究基坑支护桩在永久工况下的使用价值,对济南市某基坑桩锚支护结构进行永久化设计,通过设置支撑构件将支护桩与地下主体结构相连,形成共同抵抗坑外侧向土压力的永久支护结构体系,借助PLAXIS-3D有限元软件对该结构进行全工况模拟。结果表明:永久支护结构可有效减小地下室外墙土压力,基坑外侧土压力主要由支护桩承担,地下室外墙只承担少量回填土体的侧土压力,只需按构造要求设计;换撑之后,桩身弯矩和基坑外地表沉降均有明显增加,对支护桩受力和周边建筑环境均产生不利的影响,对支护桩设计提出更高要求;裂缝计算结果显示支护桩满足现有规范对混凝土结构耐久性的要求,为永久支护结构的推广奠定基础。 2017年03月30 00:00 2017年02期 119 126 1430197 李连祥,刘 兵,李先军