建筑科学与工程学报 /oa 矩形钢管和矩形钢管混凝土T形不等宽受拉节点 轴向刚度 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001001 为获得T形节点轴向刚度简化计算公式,根据节点受力特点,提出了适用于矩形钢管节点的平面框架模型和适用于矩形钢管混凝土节点的固端梁模型,并推导得到了2类节点的节点轴向刚度理论公式; 运用有限元方法对节点轴向刚度理论公式中的节点域有效长度<i>l</i><sub>eff</sub>进行参数分析,拟合得到<i>l</i><sub>eff</sub>简化计算公式; 将节点轴向刚度理论公式与试验及有限元结果进行了对比,并分析了主管内填混凝土对节点轴向刚度的影响。结果表明:主管高宽比和主管宽厚比对<i>l</i><sub>eff</sub>的影响较小,不予考虑; <i>l</i><sub>eff</sub>与主管宽度和支管高宽比均呈线性关系,且随之增大而增大; <i>l</i><sub>eff</sub>与支主管宽度比<i>β</i>呈非线性关系,且随之增大而减小; 2类节点的轴向刚度理论公式计算结果与试验结果及有限元结果均吻合较好; 主管内填混凝土可以提高节点轴向刚度,提高系数<i>k</i><sub>c/h</sub>随着主管高宽比的增大而增大<i>,</i>随着<i>β</i>的增大呈现先增大后减小的规律,且当<i>β</i>=0.6~0.7时提高最大。 2020年01月13 00:00 2020年01期 1 13 2265282 刘永健,王文帅,马印平,姜 磊,龙 辛 箍筋约束超高性能混凝土柱受压性能研究进展 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001002 为研究箍筋约束超高性能混凝土(UHPC)柱的受压性能和结构设计方法,对约束混凝土柱的研究与发展进行总结分析,讨论了6种简化的约束混凝土本构模型; 重点介绍了国内外关于箍筋约束UHPC短柱、长柱的轴心受压、偏心受压力学特性最新研究成果,并对影响柱受压特性的主要因素等进行分析总结; 对目前研究中存在的问题进行了探讨,并对箍筋约束UHPC柱的未来研究方向进行展望。结果表明:目前研究主要集中于普通箍筋约束UHPC短柱的轴压性能; 箍筋约束UHPC柱需要较高的约束应力才能充分利用UHPC的高性能,并能显著改善构件延性; 钢纤维能延缓保护层开裂,抑制保护层脱落,提高构件的抗损稳定性,与箍筋具有协同组合效应并能共同发挥约束效果; 建议在UHPC构件设计时考虑纤维特性而适当减少配筋,箍筋约束UHPC短柱的轴压承载力计算可偏保守地参考普通混凝土轴压短柱承载力计算模型; 箍筋约束普通、高强混凝土本构模型不能准确评估箍筋约束UHPC柱的轴压特性,建议开发预测精度较高的箍筋约束UHPC柱的本构模型。 2020年01月13 00:00 2020年01期 14 25 1180632 邓宗才,姚军锁 纳米SiO<sub>2</sub>和粉煤灰复掺对再生混凝土性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001003 使用质量取代法研究粉煤灰和纳米SiO<sub>2</sub>单掺及复掺对再生混凝土(RAC)工作性能、抗压强度(7,28,90 d)、抗折强度(28 d)和劈裂抗拉强度(28 d)的影响。浇筑试样时,基于现有的搅拌方式,提出了新的两阶段搅拌法,先将再生粗骨料和纳米SiO<sub>2</sub>、附加水进行搅拌,使得部分纳米SiO<sub>2</sub>颗粒能够被再生粗骨料吸收,用于填补老砂浆孔隙和微裂缝。结果表明:随着纳米SiO<sub>2</sub>掺量增加,再生混凝土的坍落度逐渐减小,复掺粉煤灰能够减少纳米SiO<sub>2</sub>引起的坍落度损失; 粉煤灰掺量不变的情况下,再生混凝土抗压、抗折和劈裂抗拉强度随着纳米SiO<sub>2</sub>掺量的增加而增加; 复掺纳米SiO<sub>2</sub>和粉煤灰不但能够补偿再生混凝土由粉煤灰引起的早期强度降低,而且90 d龄期抗压强度明显高于2种材料单掺的再生混凝土; 纳米SiO<sub>2</sub>掺量(质量分数)为1%时,再生混凝土在90 d龄期的抗压强度相对再生混凝土提高了3.0 MPa; 复掺纳米SiO<sub>2</sub>和粉煤灰对再生混凝土的抗折强度、劈裂抗拉强度也有显著提升,S2F30的抗折强度相对于F30增加了24.17%,且劈裂抗拉强度高于2种材料单掺的再生混凝土,相对于F30提高了12.68%。 2020年01月13 00:00 2020年01期 26 32 1034303 肖建庄,陈祥磊,李 标,薛松涛,段珍华 新型叠合板力学性能试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001004 为了分析叠合板在使用阶段的性能,如挠度、钢筋应力-应变曲线等,进行了1块现浇板与1块新型叠合板的静力加载试验。试验采用大型反力架、液压千斤顶与两级分配梁作为加载工具,对带可拆桁架叠合简支板与现浇简支板进行四点加载,以模拟均布荷载作用下板的受力状态,并对试验数据进行对比。结果表明:叠合板挠度满足使用阶段的要求,延性性能良好; 叠合板在最终加载结束时产生了与现浇双向板相似的裂缝; 板底裂缝首先出现在4个加载点的下方,并随着后续加载由4个加载点向叠合板的4个角延伸,裂缝出现的形态表明叠合板在破坏时钢筋的受拉性能得到了充分利用; 在最后一级加载完成后叠合板顶面混凝土没有被压溃,说明叠合板依然具有继续承载的能力; 预埋件与混凝土的黏结性能良好,预埋件周边混凝土未出现大面积的破坏; 在构件的侧面发现了若干条竖向裂缝,叠合面上未发现横向裂缝,说明表面刮毛可以满足叠合面的抗剪要求。 2020年01月13 00:00 2020年01期 33 40 1406406 吴方伯<sup>1</sup>,秦 浩<sup>1</sup>,文 俊<sup>1</sup>,李 博<sup>1</sup>,周绪红<sup>1,2</sup> 考虑轴向约束的钢筋混凝土梁高温下 竖向推覆试验 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001005 为研究轴向约束对钢筋混凝土梁高温下大变形力学性能的影响,进行了1根常温和2根高温下约束梁的竖向推覆试验。比较分析了不同升温时间对轴向约束钢筋混凝土梁测点温度、升温反应及延性和耗能等的影响; 重点研究了轴向约束钢筋混凝土梁的高温反应、破坏形态、承载能力和受力机制。结果表明:升温过程中,随着温度的升高,轴向约束钢筋混凝土梁不断向下挠曲,但炉温超过800 ℃之后,挠度有所恢复; 由于受热膨胀引起的轴压力影响,高温下约束梁塑性铰区域明显缩小,其延性和耗能能力随着温度的升高而降低; 高温作用产生的初始轴压力提高了梁的峰值承载力,但随着升温时间的延长,其提高幅度低于材料劣化对梁峰值承载力的降低幅度; 初始轴压力使得高温梁在破坏前始终处于压弯机制; 研究结果可为验证和校正火灾下约束混凝土梁力学行为的数值模拟以及理论分析提供可靠的试验数据,并为进一步探讨高温下钢筋混凝土约束梁大变形时的破坏准则提供依据。 2020年01月13 00:00 2020年01期 41 48 1513982 霍静思<sup>1,2</sup>,郝柏青<sup>1</sup>,李 智<sup>1,3</sup> 整体顶升钢屋盖网壳结构卸载过程模拟分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001006 针对大跨度钢屋盖网壳结构杆系众多、受力复杂,采用整体顶升施工方法时主体结构下方必须设置临时支撑,结构成型后拆除支撑会使结构体系发生重大转变及杆件内力重分布的问题,以天水市体育中心体育馆钢屋盖结构为例,建立精细化有限元模型,对所有节点和杆件按照不同规格分类分别赋予实际质量。利用ANSYS中的生死单元法跟踪模拟顶升施工全过程,以结构完全成型且未拆撑时的状态作为卸载过程的初始状态。采用约束方程法对整体分级同步和分区分步2种卸载方式进行模拟,对比不同卸载方式下所有千斤顶的内力值及应力值较大杆件的应力随卸载步的变化趋势。结果表明:受力复杂的大跨度网壳结构需制定合理的卸载方案并进行模拟分析,确保结构卸载过程的安全; 卸载时支撑处的部分拉杆变为压杆,应引起足够重视; 此类刚性大跨度结构的杆件应力在分区分步卸载过程中对位移变化较敏感,所以要严格控制每一步的卸载位移量; 约束方程法能实现对主体结构和临时支撑脱离再接触过程的真实模拟,为类似工程提供了可靠的卸载分析方法。 2020年01月13 00:00 2020年01期 49 57 2018036 王秀丽<sup>1</sup>,陶志山<sup>1</sup>,赵海燕<sup>2</sup> 配置多重复合箍筋的钢筋混凝土框架结构 抗震性能 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001007 设计并制作了3根配置多重复合箍筋的钢筋混凝土柱,进行了低周反复荷载试验,基于Mander模型和修正Kent-Park模型建立了框架柱在不同约束条件下混凝土的本构模型,采用OpenSees对混凝土柱试件进行了有限元分析; 通过与混凝土框架柱的试验结果对比,验证了多重复合箍筋约束的混凝土本构关系和框架柱建模的合理性,进一步建立了配置多重复合箍筋的钢筋混凝土复杂框架结构的有限元分析模型,并进行了时程反应分析。结果表明:3根多重复合箍筋约束混凝土柱的滞回曲线均呈较为饱满的弓形,表现出良好的塑性变形性能和耗能能力; 有限元模拟结果中的峰值荷载与试验结果较为接近,滞回曲线形状与试验结果基本吻合,建立的有限元模型能较准确地分析该类复合配筋柱的受力性能; 复杂框架结构的顶点位移在天津波作用下最大,在<i>X,Y</i>方向分别为341 mm和500 mm,结构整体位移角分别为1/120和1/82; 最大层间位移角出现在框架结构第3层,在<i>X</i>方向和<i>Y</i>方向分别为1/66和1/57,均能够满足现行抗震设计规范要求; 该钢筋混凝土框架结构的屈服顺序为梁端先于柱端发生屈服,实现了预期的“强柱弱梁”地震破坏机制。 2020年01月13 00:00 2020年01期 58 66 2005437 邢国华<sup>1</sup>,杨成雨<sup>1</sup>,高志宏<sup>2</sup>,黄永安<sup>2</sup>,常召群<sup>1</sup>,张贵海<sup>2</sup>,吴 涛<sup>1</sup> 灰缝厚度及水泥砂浆抹面对历史建筑砌体 结构性能的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001008 在保证最小干预原则的前提下,对由于砂浆性能退化引起的历史建筑砌体结构安全性不足问题,提出了置换砂浆加固砌体结构的方法。以鼓浪屿历史建筑砌体结构为工程背景,模拟其结构力学性能,考虑不同灰缝厚度和单双面水泥砂浆抹面对历史建筑砌体结构性能的影响,共设计6个砌体试件,并进行了剪压复合试验。结果表明:在置换砂浆深度都是40 mm的情况下,灰缝厚度对砌体结构抗剪性能的影响十分显著,5 mm灰缝厚的试件比10 mm灰缝厚的试件承载力下降幅度为68.6%,而20 mm灰缝厚的试件比10 mm灰缝厚的试件承载力下降了8.7%; 在都未置换砂浆的情况下,单面水泥砂浆抹面的试件比未抹面的试件承载力提高了13.4%,双面水泥砂浆抹面的试件比未抹面的试件承载力提高了19.6%; 灰缝厚度和单双面水泥砂浆抹面对砌体结构的影响较为显著,在采用置换砂浆加固砌体结构时需要考虑这些影响; 试验结果可以为历史建筑砌体结构的加固提供一定的参考依据。 2020年01月13 00:00 2020年01期 67 74 2292427 石建光<sup>1</sup>,郑雪锋<sup>1</sup>,林树枝<sup>1,2</sup>,谢益人<sup>3</sup> 软钢阻尼器对建筑楼层反应谱的影响 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001009 鉴于控制地震响应的软钢阻尼器可能显著改变结构系统的自振周期,结构抗震设计中有必要明确阻尼器对楼层非结构构件反应谱的影响。以已有的弹性结构楼层反应谱评估方法为基础,考虑主体结构与非结构构件周期比和主体结构黏滞阻尼比的影响,提出了黏滞阻尼减震结构的楼层反应谱预测公式。建立了非线性减震结构系统平均等价刚度和平均等价阻尼比的计算方法,基于等价线性系统提出了软钢阻尼器减震结构的楼层反应谱预测方法,并得到了楼层反应谱的性能曲线,用以描述阻尼器参数对非结构构件加速度响应的影响规律。研究结果表明:将等价线性化方法应用于软钢阻尼器减震结构能较好地进行非线性系统的楼层反应谱预测,修正的楼层反应谱预测公式可直接基于地震动弹性反应谱和减震结构等价参数估计楼层反应谱,可用于周期比为0.5~2、阻尼比为0.05~0.2的结构系统,该方法将为考虑非结构构件地震响应的减震结构优化设计提供有益参考。 2020年01月13 00:00 2020年01期 75 84 1941373 蒲武川,徐 熙,张华珺 施工初应力作用下内配十字形型钢的圆钢管混凝土 轴压短柱力学性能分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001010 利用ABAQUS有限元软件分别建立考虑外钢管施工初应力和同时考虑钢管与型钢施工初应力的内配十字形型钢圆钢管混凝土轴压短柱数值模型,并对建模方法进行验证。计算施工初应力存在时内配型钢钢管混凝土轴压短柱的荷载-位移全过程曲线及其各部件的承载力分配曲线,并分析混凝土与钢管、混凝土与型钢的接触应力及应力发展状态。最后对初应力系数、构件长细比、钢管和型钢的含钢率、钢管和型钢的屈服强度以及混凝土的抗压强度等因素进行了参数分析。结果表明:考虑外钢管施工初应力对内配型钢钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律与其对钢管混凝土轴压构件力学性能的影响规律基本一致; 外钢管和型钢施工初应力的同时存在使混凝土与钢管、型钢的相互作用时间延迟,减弱钢管对混凝土的套箍作用和混凝土对型钢的局部约束,使组合构件提前进入弹塑性阶段并扩大此阶段的范围,导致组合柱极限承载力随着初应力值的增大逐渐减小; 构件长细比对轴压短柱的承载力影响系数有显著影响。 2020年01月13 00:00 2020年01期 85 93 1190988 段绍臻,马 钰,史艳莉,王文达 钢管混凝土墩柱截面选型 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001011 为了获得一种易于操作的钢管混凝土墩柱单肢截面优选方法,对工程中常见的3种截面形式(圆形、矩形与矩形中空夹层截面)进行了截面优选研究。基于统一理论和等效截面思想,提出了表征截面压弯承载力的经济性指标界限偏心率,研究了套箍系数、矩形截面高宽比、矩形中空夹层截面挖空率对界限偏心率以及3种钢管混凝土截面经济性的作用规律。结果表明:套箍系数、矩形截面高宽比、矩形中空夹层截面挖空率越大,矩形和矩形中空夹层截面的经济性越好; 当套箍系数大于0.8,矩形截面高宽比大于2.0,矩形中空夹层截面挖空率大于0.3时,这3个参数对界限偏心率的影响较小; 界限偏心率能够很好地表征钢管混凝土单肢截面的经济性; 在截面内力和材料给定的条件下,通过查界限偏心率表能够快速确定钢管混凝土墩柱最优截面形式,对工程实际具有一定的参考价值。 2020年01月13 00:00 2020年01期 94 101 987151 张国靖,刘永健,姜 磊 基于多性能指标的轻木-混凝土混合结构层间隔震 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001012 鉴于上木下混结构在地震作用下具有明显的鞭梢效应,为了减轻震害并传承斗拱的构造特征,提出了一种新型木制隔震装置,将其应用于上木下混结构,形成层间隔震体系。通过该隔震装置的静载及拟静力试验,确定其性能参数及耗能能力; 将木制隔震装置应用于上木下混结构进行层间隔震,并采用多质点动力模型进行地震响应分析,验证其隔震效果; 基于上部结构相对侧移、底部结构加速度及底部剪重比3个性能指标,建立三质点模型,并进行参数优化设计,确定木制隔震层的关键参数区间。结果表明:该隔震装置具有足够的竖向承载力和耗能能力,应用于上木下混结构具有潜在的工程应用价值; 该装置应用于木混结构中,在多遇地震作用下,减震效果不明显; 在罕遇地震作用下,隔震支座产生了充分的滑移,并进入二次变形阶段,滞回曲线饱满,耗能充分; 基于多性能指标的参数优化设计可有效控制上下部结构的地震反应,当隔震层最优频率比在0.2~0.4区间,最优阻尼比根据频率比的不同在0.15~0.4之间确定,可以达到良好的隔震效果。 2020年01月13 00:00 2020年01期 102 110 1443491 王雪亮<sup>1,2</sup>,王秀鑫<sup>1,2</sup>,魏凯睿<sup>1,2</sup>,徐乾罡<sup>1,2</sup> 橡胶气囊在地基强夯加固中的隔振效果及 隔振参数优化 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001013 通过强夯室内模型试验研究橡胶气囊的隔振效果并对其隔振参数进行优化; 采用单因素分析方法,依次开展不同隔振宽度、隔振距离、隔振长度、隔振深度的橡胶气囊室内模型试验; 通过检测隔振板两侧质点振动最大加速度分析橡胶气囊隔振板的隔振效率,研究不同隔振参数对橡胶气囊隔振效率的影响规律。结果表明:1 500 kN·m夯击能下橡胶气囊具有良好的隔振效果; 隔振宽度对橡胶气囊的隔振效果基本没有影响; 当振源与两传感器测点的距离相同时,隔振距离对橡胶气囊的隔振效果也基本没有影响; 隔振长度在12 m范围内和隔振深度在6 m范围内对橡胶气囊的隔振效果影响较大,且二者超出各自范围后隔振效果增加不显著; 隔振深度对橡胶气囊隔振效率的影响程度要高于隔振长度对橡胶气囊隔振效率的影响程度; 1 500 kN·m夯击能下橡胶气囊隔振的最佳隔振参数为隔振长度12 m,隔振深度6 m,隔振宽度和隔振距离根据现场条件确定; 通过强夯现场试验验证了1 500 kN·m夯击能下橡胶气囊的隔振效果优于碎石填充沟的隔振效果,且橡胶气囊的隔振效率约为空沟隔振效率的95%左右; 相关成果可为地基强夯加固振动控制技术的应用提供参考。 2020年01月13 00:00 2020年01期 111 119 1082285 姚占勇<sup>1</sup>,孙梦林<sup>1</sup>,孔 军<sup>2</sup>,彭俊强<sup>2</sup>,蒋红光<sup>1</sup>,李 慧<sup>1</sup> 基于强度折减法的高陡边坡滑坡治理稳定性分析 /oa/darticle.aspx?type=view&id=202001014 针对三道庄露天矿观礼台下方发生的高陡边坡滑坡进行了稳定性分析,并论证了滑坡治理工程的效果。在实地勘探、实验室测试的基础上得到岩土体强度参数等数据,建立原始边坡有限元模型,再加入预应力锚索、锚杆、抗滑桩、挡土墙、灌浆浇筑等支护措施,基于强度折减法建立治理后边坡有限元模型,得出数值模拟结果。对比分析了边坡滑坡处理前后安全系数、塑性应变、位移、构件内力。结果表明:原始边坡安全系数为1.175,应变主要集中于边坡外部碎石、块石松散堆积体与内部中风化片岩交界处,滑移带位置浅; 边坡较易发生局部破坏,整体性及稳定性差; 经治理加固后,预应力锚索、抗滑桩等支护结构充分发挥加固作用,将外部松散堆积体与内部中风化片岩有效固定在一起; 边坡整体性提升,安全系数上升至1.452,边坡滑移带整体位置由浅入深,主要位于中风化片岩内,破坏类型转变为不易发生的整体破坏; 三道庄露天矿边坡下方高陡边坡治理工程效果良好,边坡稳定性得到显著改善。 2020年01月13 00:00 2020年01期 120 126 1139992 李庶林<sup>1</sup>,赵睿鸣<sup>1</sup>,彭府华<sup>2</sup>,陈东霞<sup>1</sup>