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针对框架-核心筒结构联肢剪力墙的特点,提出根据相邻左、右墙肢变形确定连梁变形的计算方法。分别对高度为180m和300m的框架-核心筒结构进行在多遇地震和罕遇地震作用下的弹塑性动力时程分析,考察连梁在整体结构中的变形情况。在多遇地震作用下,连梁刚度较大,左、右墙肢在倾覆力矩作用下的拉、压变形较大,大部分连梁的变形角明显小于结构的层间位移角。结构加强层对附近楼层变形具有明显的抑制作用,连梁变形很小。在罕遇地震作用下,连梁刚度退化显著,左、右墙肢在倾覆力矩作用下的拉、压变形减小,大部分连梁的变形角大于结构的层间位移角。在不同地震波作用下连梁的变形差异显著,在罕遇地震作用下的最大变形角可达1/40。在进行结构抗震设计时,应保证连梁具有足够的塑性变形能力。
设计软件通常采用抗规方法或力学方法计算框架-剪力墙结构中框架部分承担的倾覆力矩,而采用这两种方法得到的计算结果差别较大,因此对结构设计的使用造成一定困扰。从框架-剪力墙结构在水平荷载作用下的力学简图出发,讨论了两种方法的差别,并采用典型框架-剪力墙结构算例对两种方法的计算结果进行了对比分析。结果表明:抗规方法计算的结果反映了框架-剪力墙结构总框架和总剪力墙的刚度比例关系,力学方法计算的结果除了能反映两者的刚度比例关系外,还与连梁的刚度以及总框架相对于整体结构的位置等因素有关,建议采用抗规方法计算框架-剪力墙结构框架承担的倾覆力矩。
常用设计软件沿用框架-剪力墙结构的计算方法计算部分框支剪力墙结构框支框架承担的倾覆力矩比例。但直接采用抗规方法的计算结果并不符合规范原意,且结果通常明显偏小,对规范提出的框支框架承担的倾覆力矩比例限值起不到控制作用。力学方法的计算假定与抗规方法不同,其计算结果一般偏大,导致结构往往难以满足抗规的限值要求。从框支剪力墙结构在水平荷载作用下的力学简图出发,讨论了两种计算方法的差别,并提出了推荐方法及其在设计软件中的实现方式。通过4个典型算例的计算对比表明,推荐方法更能反映框支框架在结构底部的刚度贡献,符合抗规避免部分框支剪力墙结构底部形成少墙框架的意图。
对某轻型钢楼梯结构进行相关试验测试及有限元计算,并通过峰值加速度、均方根加速度等指标对该钢楼梯进行了舒适度分析。分析结果表明,浇筑混凝土面层的钢楼梯及焊接护栏与涂抹防火涂料的钢楼梯满足舒适度要求;在实际过程中不宜直接使用裸钢楼梯,宜浇筑混凝土面层。
采用有限元分析软件SAP2000分析了淮北矿业办公中心主楼连体结构楼面混凝土浇筑、临时支撑拆除等施工过程中型钢混凝土空腹桁架及其临时支撑体系的应力和变形。计算结果较准确地反映了各施工阶段施工荷载作用下结构的变形和内力分布,表明桁架支撑体系合理,为施工方案及实时监测提供理论依据。
<正>《建筑结构》创刊于1971年,是由住房和城乡建设部主管,亚太建设科技信息研究院(原建设部科技情报所)、中国建筑设计研究院和中国土木工程学会主办的中文核心期刊,是建设部优秀科技期刊,同时也是中国科技论文统计源期刊(中国科技核心期刊)、中国科学引文数据库、《中国学术期
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<正>2014年2月,住房和城乡建设部在全国范围内发布了《关于房屋建筑工程推广应用减隔震技术的若干意见(暂行)》,旨在有序推进房屋建筑工程应用减隔震技术,并确保工程质量。在这一政策背景下,2014年5月,中国土木工程学会防震减
湖南益阳奥林匹克公园体育场结构因年久失修和2008年加固改造不合理,导致结构安全性已不满足现行规范要求,经检测判定不能继续使用。根据现行规范,综合考虑加固效果、施工方便以及节省造价等因素,提出了调整传力路径、增加水平支撑体系、包钢加强截面、修补焊缝等多种加固方法。经过对加固前后结构体系的计算分析对比,加固方案有效改善了结构传力体系,提高了结构承载能力,改善了结构的应力水平和变形。
叠合加固技术重点是叠合面的粘结性能,决定了后浇混凝土与既有结构能否很好地共同工作。结合实际工程,从混凝土材料微观结构和宏观力学性能出发,分析了叠合结构叠合面粘结性能的主要影响因素,探讨了一种既有大跨结构梁顶部叠合加固思路,对工程实际应用具有指导作用。
通过1个火灾后碳纤维加固型钢混凝土梁柱节点试件和1个碳纤维加固常温下未受火型钢混凝土梁柱节点试件的低周反复加载试验及2个常温下及火灾后未加固节点的对比试验,研究碳纤维加固对常温下及火灾后型钢混凝土梁柱节点抗震性能修复的有效性。结果表明:火灾后型钢混凝土梁柱节点的承载力和刚度降低、延性系数减小。所采用的碳纤维加固方法能有效提高常温下及火灾后型钢混凝土梁柱节点的承载力与延性,加固后试件的滞回曲线更加饱满,变形能力增强,极限荷载后的强度和刚度退化减缓,抗震性能的修复效果显著。
采用玄武岩纤维编织网对钢筋混凝土圆柱体进行加固,分别考察了环氧树脂、高延性水泥基复合材料(ECC)两种界面粘结剂复合玄武岩纤维编织网及ECC不同复合工艺对钢筋混凝土圆柱体轴压性能的影响。结果表明:玄武岩纤维编织网通过与上述两种界面粘结剂复合均能有效地提高钢筋混凝土圆柱体的极限承载力,提高幅度为40.2%~62%,对圆柱体表面喷射ECC复合玄武岩编织网对钢筋混凝土圆柱体极限承载力提高更为显著,提高幅度达61.7%。最后,通过对两种粘结剂复合玄武岩编织网加固钢筋混凝土圆体体的极限承载力进行计算,提出"极限强度模型",通过对此模型采用求极值的方式可以有效地对钢筋混凝土圆柱体的极限承载力及其受力过程进行预测。
对于建设年代久远、建设初期工艺低下、结构体系复杂的优秀历史建筑,从技术上对其进行分析、从工艺上对其进行加固一直是个难题。以优秀历史建筑大光明电影院为例,对其进行抗震性能分析,并对其在多遇、罕遇地震作用下进入弹塑性状态时的破坏过程进行模拟,找出结构薄弱部位并对其进行适当的加固。结果表明,该类结构在罕遇地震作用下,一层大空间存在结构薄弱部位,容易进入弹塑性状态,并首先破坏,给房屋安全造成很大影响,可采取增加该部位结构刚度的措施对其进行加固。
以广州白云国际机场扩建工程为背景,对大直径钢管混凝土柱的浇筑质量及对接焊缝的残余应力进行检测,进行了1∶1的钢管混凝土柱施工模拟试验。试验在钢管混凝土柱内设置空洞、脱粘、不密实三种已知缺陷,采用超声波径向对测法进行密实度检测,验证该检测技术的准确性;同时采用豪克能方法对钢管柱对接焊缝残余应力进行消减及并采用盲孔法进行检测,证明该方法在实际工程中应用的可行性。试验研究结果将为实际工程提供理论依据和技术保障,对类似大直径钢管混凝土柱工程施工质量的检测具有重大的参考价值。
模拟火灾情况下高强混凝土(HSC)经过高温处理后的力学性能,有利于分析和改善HSC的使用性能。基于混凝土损伤理论,建立高温处理后混凝土动态损伤的计算公式。对25个HSC棱柱体试件进行不同高温加热处理,并对高温处理后的试件,利用电液伺服压力试验机进行不同应变率下的轴向动态受压试验。试验结果表明,200℃以下的HSC棱柱体外观正常,400~800℃之间的HSC棱柱体开始出现裂缝,并随温度的升高裂缝不断增多,温度越高,裂缝的宽度越大,20℃时HSC棱柱体的损伤平均值为0.287,温度越高,损伤平均值越小,800℃的HSC棱柱体的损伤平均值相比20℃的减小47.4%,温度对HSC的损伤影响较大,温度越高,HSC的损伤越大。
为研究混凝土-砖砌体组合托换梁的受剪性能,制作了2种不同组合形式、3种不同连接筋间距共7根混凝土-砖砌体组合托换梁进行静载试验。试验研究表明,组合托换梁构造可靠,混凝土梁与砖砌体可保持良好的整体性共同工作。根据桁架-拱模型,推导了混凝土-砖砌体组合托换梁的受剪承载能力计算公式。基于现行规范的混凝土梁斜截面受剪承载力计算公式,提出了混凝土-砖砌体组合托换梁受剪承载力简化计算公式。理论公式与简化公式计算得到的结果与试验实测值均吻合较好,且简化公式计算简单、方便,可适用于工程实践。
简述了恢复力模型的主要特征即刚度退化、强度退化以及捏缩效应,分析了相关的影响因素。详细介绍了几种典型的恢复力模型:能够综合考虑结构构件抗震性能且在抗震研究及设计中得到广泛应用的三参数模型和Pivot模型;从耗能角度全面考虑构件从开始受荷至倒塌的过程中所有重要循环退化性能的Ibarra滞回退化模型。分析了模型的主要特点。为研究人员在结构抗震分析中选择合理构件的恢复力模型提供了资料。
针对大型炼厂工程软弱地基处理的复杂性,完成了不同桩径、是否嵌岩条件下水平、抗压及抗拔钻孔灌注桩的现场试验,试验内容包括钻孔灌注桩施工后的低应变动力检测、钻芯试验、桩身内力测试及单桩静载荷试验。基于低应变动力检测和钻芯试验结果,分析了桩身质量及完整性;通过大量桩身内力测试结果,详细分析了抗拔和抗压试桩在各级竖向荷载作用下轴力和侧摩阻力变化及传递特征,详细分析了抗水平桩在各级水平荷载作用下内力和弯矩变化规律;基于载荷试验结果,分析了单桩水平、抗拔及抗压承载能力;此外,利用试桩水平和抗拔静载荷试验结果,通过散点拟合,建立抗拔承载力特征值的平均值与桩径和单桩水平极限承载力的平均值与桩径的估算公式。研究结果表明:弯矩最大位置随推力增大而逐渐下移,在最大水平推力下,Φ600,Φ800和Φ1 000mm桩弯矩最大点位于推力点以下3.6,4和5m左右;单桩抗拔承载力极限值的平均值与桩径和水平承载力特征值的平均值与桩径均成线性关系。
在全截面加筋方案基础上提出了一种局部加强型管桩设计方案,并开展了局部加强型预应力管桩抗弯试验,建立了局部加强型预应力管桩的初始抗弯刚度和刚度折减系数、抗裂弯矩和抗弯承载力计算模型。结果表明:对预应力管桩进行局部加强能够显著提高标准管桩的抗弯性能;建立的局部加强型预应力管桩初始抗弯刚度、抗裂弯矩和抗弯承载力设计公式的计算结果与试验结果符合良好,能够直接用于设计计算;建议局部加强型预应力管桩的刚度折减系数取0.28;鉴于局部加强型预应力管桩抗弯承载力大,可扩大其在深基坑支护工程中的应用范围。
为了解决沉降后浇带浇筑时机与工期的矛盾,结合实际工程的地质条件和施工工况,综合考虑筏板、多桩和地下水等因素,运用数值模拟的方法建立了主、裙楼的桩筏基础-土体三维有限元数值模型,对主楼和裙楼的沉降和差异沉降发展过程进行计算分析,揭示了高层建筑桩筏基础沉降发展规律;将数值计算结果与现场跟踪沉降监测数据对比分析,建立主、裙楼之间的差异沉降发展时间-过程模型;结合主楼和裙楼差异沉降曲线,依据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)差异沉降的控制标准,建议了沉降后浇带最佳浇筑时机的确定方法。经数例工程实例验证,该计算模型具有一定的工程适用性。
分析了岩石单轴抗压强度折减法确定地基承载力特征值时存在的问题,通过对大量的原位平板岩基载荷试验与同条件岩石单轴抗压强度试验工程案例进行对比分析,讨论了围压约束效应对岩基承载力的影响。结果表明,考虑围压约束效应影响时,地基承载力可提高1.5~2.8倍;砂岩的围压约束效应较泥岩高;具有95%保证率时,砂岩的围压效应系数为1.7,泥岩为1.5。根据统计分析结果,提出了重庆地区的基于围压约束效应影响的岩石单轴抗压强度折减法确定的地基承载力特征值计算公式,该公式计算的地基承载力特征值较《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2011)计算式的结果有大幅提高且有足够的安全储备,经济效益明显。
岩溶地区地质环境复杂,基坑支护设计挑战较大。基于岩溶地区的某基坑支护工程实例,一方面通过采用已施做的支护桩揭露的地质情况修正地质剖面中岩面线和溶洞分布情况的方法进行入岩深度的动态确定;另一方面通过注浆率判定锚索穿过的不明溶(土)洞大小和位置,合理调整锚索角度、位置等避开溶(土)洞。结果表明,对岩溶地区基坑支护工程支护桩进行动态设计确保了基坑安全可靠。
基于宁波国际金融服务中心南区工程特点,分别提出了地下室分建及合建时的基坑支护方案。采用MIDAS/GTS软件分析了基坑受力、变形规律,从经济性、安全性及施工便利性等多角度对地下室分建、合建时的基坑支护方案进行对比研究,并将有限元计算结果与现场监测结果进行对比,验证了合建方案的合理性。研究成果可为软土地区相邻地块联合开发时地下室设计及基坑支护选型提供参考和借鉴。