2003年, 第24卷, 第04期　刊出日期：2003-08-05

  

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学术论文
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  高层建筑混合结构钢梁与混凝土墙节点低周反复加载试验研究

  李国强,曲冰,孙飞飞,何伟民,郭家耀

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 1-7.

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  为研究高层建筑混合结构钢梁与混凝土墙连接节点的性能,本文进行了3个足尺钢梁-混凝土墙节点试件试验研究。通过对钢梁施加恒定剪力与反复轴力,模拟重力与地震作用的影响,研究了解高层建筑混合结构钢梁与混凝土墙节点在地震作用下的破坏机理、破坏形态和极限承载力等特性。试验表明,按现行规范规定的锚固长度,可使节点的锚筋强度充分发挥,但反复荷载作用会使锚筋强度降低,而节点的承载力可按强度理论同时考虑重力引起的剪力和弯矩及地震引起的轴力确定。
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  中国建筑科学研究院建院50周年

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 1-1.

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  不同断面宽度群体高层建筑的动力干扰效应(第1部分 顺风向响应)

  谢壮宁,顾明,倪振华

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 8-16.

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  基于高频底座力天平技术,研究了不同宽度比的两个和三个建筑物间的顺风向动力干扰效应。文中采用了神经网络、统计和谱分析等方法对干扰特性和机理进行了分析。结果显示,当受扰建筑位于上游施扰建筑物的尾流边界时,会产生较大的动力响应;并且两个施扰建筑物的联合干扰作用会比单个施扰建筑物的干扰作用强,在B类地貌下两个施扰建筑物测出的干扰因子(IF)会比单个施扰建筑的增加79%。位于上游的施扰建筑所脱落的旋涡会使受扰建筑产生涡激共振响应并且产生数倍于非共振情况的IF值,尤其对于小宽度的施扰建筑,在较小的折算风速时就会产生涡激共振问题。粗糙化地貌的高湍流度会对上游施扰建筑尾流的旋涡形成产生一定的抑制作用,在D类地貌下的IF值要远小于B类地貌情况,但在D类地貌下观察到IF值仍有2.2。
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  相邻结构间控制器位置及控制律的降阶优化方法研究

  滕军

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 17-24.

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  相邻结构以控制器联系的控制体系结构间控制器设计包括两项内容,即控制器数量和位置确定及控制器参数确定。本文应用LQG问题的有关结论,建立了在系统最优反馈控制增益不变情况下系统最优控制性能指标随控制作用分布矩阵变化的增量解析式。在这个结论的基础上,建立了系统控制器优化分布的设计方法,并应用分级降阶的迭代方法,克服了反馈控制增益不变的缺陷,使大型结构中安装少量控制器时,求解出控制器最优布置的精确解。本文的研究结果建立了同时优化控制器的数量、位置和反馈增益的设计方法。
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  联肢剪力墙抗震性能研究——试验和理论分析

  陈云涛,吕西林

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 25-34.

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  为考察规范中有关联肢剪力墙设计条款的适用性和验证一种可以考虑墙肢中性轴的移动和连梁中弯曲、剪切和粘结滑移等各类变形的联肢剪力墙模型的可靠性,本文进行了据规范设计的三片联肢剪力墙的低周反复荷载试验,讨论了恢复力模型的形式,并提出一种可以反映墙肢中性轴的移动和连梁的包含弯曲、剪切和滑移各种变形在内的计算模型用于理论分析。试验结果表明,三个试件均不具备其应有的连梁破坏模式和耗能机制。恢复力模型的骨架曲线可采用带有下降段的三线型或四线型,滞回规律至少应由反映刚度退化、滑移和强度退化的三个参数来决定。计算结果与试验结果的相符证明了模型的有效性。
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  矿渣高性能混凝土剪力墙高温后抗震性能试验研究

  肖建庄,李杰,姜峰,王平

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 35-40+46.

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  本文完成了3榀受高温作用后与1榀未受高温作用的矿渣高性能混凝土剪力墙在低周反复荷载作用下的抗震性能对比试验。在对试验现象与侧向变形图分析的基础上,对比研究了试件荷载-水平位移滞回曲线,荷载-水平位移骨架曲线,耗能曲线与刚度退化曲线,并对刚度退化规律进行了函数拟合,讨论了高温后矿渣高性能混凝土剪力墙的破坏机理,研究了高温作用以及掺加聚丙烯纤维对剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明,高温作用会降低矿渣高性能混凝土剪力墙的抗震能力,而掺加聚丙烯纤维可以显著提高矿渣高性能混凝土剪力墙高温后的抗震性能。
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  混凝土受压力学性能统一计算方法

  余志武,丁发兴

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 41-46.

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  目前国内对普通混凝土(C60以下)、高强混凝土(C60～C100)和超高强混凝土(C100以上)的力学性能指标采用分区描述,导致不同计算公式在分区边界处计算结果误差较大,且适用性较差。本文通过对国内大量的普通混凝土、高强混凝土和超高强混凝土轴心受压试验研究资料的重分析发现混凝土强度等级在C10～C140范围时其各力学性能指标均具有连续变化规律。本文基于统计分析方法,提出了适用于各种混凝土强度等级的尺寸换算系数、轴心抗压强度、弹性模量、轴心受压峰值应变和混凝土轴心受压应力-应变全曲线等统一计算公式,其计算结果与实测结果吻合较好。本文研究成果对进一步开展混凝土结构的非线性有限元分析和设计具有参考价值。
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  增强纤维约束混凝土轴压应力-应变关系试验研究

  金熙男,潘景龙,刘广义,来文汇

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 47-53.

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  本文通过不同增强纤维包裹的混凝土圆截面短柱的轴压试验,并结合国内外同类试验结果分析,认为纤维约束混凝土根据约束刚度比βj或约束比ξ的不同,可分为强、弱约束两种不同情况,分别讨论了它们在弹性、弹塑性及强化或退化不同阶段核心混凝土所处的状态和应力-应变曲线的特点,认为约束刚度比决定了强化或退化段的直线斜率,约束比决定了强约束混凝土的强度。文章给出了适用于纤维强、弱约束混凝土统一函数形式的应力-应变曲线方程及特征点和相应系数的确定方法,其结果与试验值吻合较好。
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  带悬臂梁段拼接的梁柱连接循环荷载试验研究

  李启才,苏明周,顾强,陈爱国

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 54-59.

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  为了检验带悬臂梁段拼接的梁柱连接抗震性能,对4个试件进行了循环加载试验。试验侧重于对拼接节点的研究,采用10.9级高强螺栓摩擦型连接,翼缘和腹板全部拼接。试验结果表明:螺栓拼接节点的延性远好于梁柱焊缝连接;较弱的拼接节点产生较大的塑性变形;接触面的滑移摩擦、螺栓与孔壁的挤压和翼缘拼接板的屈曲都使连接具有良好的耗能能力;但滑移伴随有剧烈的响声,会使人产生心理恐慌。根据试验结果提出了设计建议:尽量将拼接设计得弱些,可以提高梁柱连接的转动能力,减少地震作用向梁柱连接焊缝的输入,延缓焊缝的脆性破坏。
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  大跨越输电塔线体系风振控制研究

  邓洪洲,朱松晔,陈亦,王肇民

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 60-64+75.

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  本文通过模型风洞试验和对江阴大跨越输电塔线体系风振控制设计计算,研究了大跨越输电塔线体系动力特性和风振控制。通过悬挂水箱、粘弹性阻尼摆和悬挂水箱加粘弹性阻尼摆组合控制三种制振方案的气弹模型风洞试验研究,验证了设置振动控制装置可有效地减小大跨越输电塔的风振响应,为江阴大跨越工程风振控制设计及应用提供了依据。最后,对正在建设中高346.5m的江阴大跨越输电塔线体系进行风振控制设计,提出用调频质量阻尼器(TMD)和粘弹性阻尼器(VED)的控制方案,理论计算表明具有较好控制效果。
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  弯矩作用下不等宽T形方管节点的塑性铰线分析

  武振宇,张耀春

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 65-69.

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  本文在Murray模型的基础上,采用VonMises屈服准则,推导了在轴向压力影响下的倾斜塑性铰线承载力公式。建立了在弦杆轴向压力影响下,直接焊接不等宽T形方管节点抗弯的塑性铰线模型。得出的节点承载力公式与CIDECT、Kon-ing建议的公式、非线性有限元计算结果及实验结果吻合较好,从而在理论上完善了不等宽T形方管节点的抗弯塑性铰线模型。
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  铝网架结构的研究与工程应用

  郝成新,钱基宏,宋涛,赵鹏飞,赵基达

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 70-75.

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  本文对铝网架结构的设计与制作技术作了介绍,给出了一种采用非焊接技术,压力成型的铝网架杆件制作专利技术,文中对中国建筑科学研究院承建的典型铝网架结构工程作了介绍。
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  中国钢协空间结构分会2003年年会在成都召开

  薛素铎

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 75-75.

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  超载软土地基主动加固控制邻近桩基侧向变形分析

  杨敏,朱碧堂

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 76-84.

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  本文以上海某工业厂房为例采用有限元方法讨论了深层搅拌法加固宽度、加固深度等对邻近堆载桩基侧向变位的影响,结果表明:(1)加固存在特征加固深度(临界加固深度和极限加固深度),当加固深度位于临界加固深度和极限加固深度范围内时,可显著降低桩基的侧向变形。当加固深度小于临界加固深度时,不但不能降低邻近桩基的变形,反而会增大桩侧土压力和侧向变形;当加固深度大于极限加固深度后,再增加加固深度效果不明显。加固宽度也有类似现象。(2)加固搅拌桩对邻近堆载桩基侧向位移有三种作用模式,即短桩挤压模式、中长桩遮拦模式和长桩嵌固模式,分别与特征加固深度相对应。(3)在其它条件相同的情况下,提高加固深度比增大加固宽度,能更有效地控制受邻近堆载作用桩基的侧向变形。
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  挤土桩对砂土地基挤密效应及液化状态变化的机理研究

  李月健

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 85-90+96.

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  为研究打桩对砂土地基挤密效应及液化状态的变化,根据土塑性力学的基本原理,本文用空穴球形扩张和源-源影射的方法,推得了挤土桩打桩结束后土体内产生各点应力的理论计算公式,取得了打桩后离桩越近,土体被挤密的程度越大,砂土比粘土更容易挤密,并且挤密的范围更大以及桩径越大,土体挤密程度越大,影响范围也越大等基本规律,并由此预估砂土地基标贯锤击数及液化状态的变化。文章用工程实测结果与其进行了对比。
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  长短桩复合地基有限元分析及设计计算方法探讨

  葛忻声,龚晓南,张先明

  建筑结构学报. 2003, 24(04): 91-96.

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  本文对软土中由钢筋混凝土桩与水泥搅拌桩组合而成的长短桩复合地基具体工程进行了研究。利用有限元方法,对同等地质条件下的长短桩、全长桩、全短桩和天然地基的情况进行了应力、变形的对比分析。从中看出,长短桩复合地基在有效减小建筑物沉降量的同时,可降低基础沉降差,使基础受力更均匀;另外,由于长桩的存在,可使浅层土应力减少、较深层土的沉降值降低。提出了这种新型复合地基承载力计算、沉降计算的设计计算方法,并用实测数据与理论计算值对比,验证了这种设计计算的可行性。