2003年, 第24卷, 第05期　刊出日期：2003-10-05

  

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学术论文
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  FRP约束混凝土圆柱无软化段时的应力-应变关系研究

  吴刚,吕志涛

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 1-9.

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  在国内外大量试验研究的基础上,比较分析了FRP、箍筋及钢管约束混凝土圆柱性能的差异。指出FRP约束混凝土圆柱的极限强度主要与FRP侧向约束强度、未约束混凝土强度及FRP形式等有关,并提出FRP约束圆柱后极限强度计算方法。指出已有的FRP约束混凝土圆柱极限应变计算方法误差均较大,本文提出新的极限应变计算方法:首先,发现FRP约束混凝土圆柱的极限泊松比趋向一恒定值,并建议了极限泊松比的计算公式,然后根据应变相容可确定FRP约束混凝土圆柱的极限应变。最后,建议了确定FRP约束混凝土圆柱无软化段时应力-应变关系的三折线模型,与已有的试验结果比较表明,模型简单且精度高,能适用于AFRP、GFRP、CFRP等不同类型及FRP管和FRP布等不同形式FRP约束的混凝土圆柱。
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  FRP复合材料与混凝土的粘结强度试验研究

  姚谏,滕锦光

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 10-17+23.

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  FRP复合材料与混凝土的粘结强度是混凝土结构外粘FRP板材这一加固新技术的重要研究课题。本文首先采用FRP板-混凝土块搭接接头的单剪试验方法,考虑FRP板的搭接长度、支座高度变化、试件对中偏位、FRP板与混凝土块的宽度比等因素,对FRP与混凝土的粘结强度进行了深入研究。然后利用试验结果与最近提出的陈-滕粘结强度公式作了比较研究。研究结果表明:(1)粘结破坏有FRP剥离破坏和混凝土拉剪破坏两种形式;(2)FRP板的搭接长度、试件对中偏位、FRP板与混凝土块的宽度比等因素对粘结强度有显著影响,支座高度变化也有一定影响;(3)粘结强度不小于“有效粘结长度”时,陈-滕粘结强度公式具有较高精度。
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  碳纤维布和角钢复合加固轴心受压混凝土柱的试验研究

  卢亦焱,史健勇,赵国藩

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 18-23.

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  通过22根加固混凝土方柱(其中12根为素混凝土柱,10根为钢筋混凝土柱)的轴心受压试验,研究了碳纤维布和角钢以及两者复合加固后混凝土柱破坏特征、受力性能和破坏机理。对不同方法加固的混凝土柱的极限承载力、应力-应变关系以及刚度和延性等方面进行了研究与分析。试验结果表明,复合加固混凝土柱充分发挥了碳纤维布和角钢加固混凝土柱的各自优点,使它们能协调工作,共同作用,获得极为优良的力学性能。极限承载力大幅度提高,混凝土柱的延性得到显著的改善,混凝土柱的变形能力大大提高。因此,本文提出的复合加固法具有优良的加固性能,可为工程应用提供参考。
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  预应力碳纤维布材加固混凝土受弯构件的抗弯性能研究

  尚守平,彭晖,童桦,韦东辉,曾令宏

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 24-30.

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  本文对预应力碳纤维布材加固混凝土梁构件的性能做了初步的研究,并提出了应用预应力碳纤维布材加固梁构件的施工工艺。在此基础上,作者进行了9根试件的试验。通过试验结果对比了预应力碳纤维布加固的受弯构件与非预应力碳纤维布加固的受弯构件的开裂荷载、极限荷载、抗弯刚度等工作性能,分析了预应力对构件弯曲性能的影响,讨论了预应力水平变化引起的构件使用荷载以及变形能力的变化。试验发现预应力碳纤维布材加固的试件的开裂荷载较对比试件提高了43%至214%,在对比试件屈服荷载下的变形为对比试件的29.8%至56.3%。试验结果与分析表明预应力碳纤维布材极大地提高了梁构件的工作性能。另外,本文提出了预应力碳纤维布材加固的受弯构件的界限补强率、极限承载力、抗弯刚度以及挠曲变形的计算公式。
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  宝钢二号高炉炉体框架的加固设计

  苏庆田,张其林,但泽义,赵文曦

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 31-35.

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  宝钢二号高炉大修时采用了炉体整体提升的方法,炉体框架在高炉大修时要承受整体提升50000kN的荷载作用,远远超过其现有的承载能力,必须对原框架进行加固处理。仅为满足承受50000kN荷载作用时,框架很容易加固,但在大修过程中由于运输荷载的大小和作用位置的变化,使得炉体框架的局部构件的内力发生变化,又由于高炉框架上连接的附属结构众多,因而使得加固工作变得复杂。本文根据高炉大修时的具体工艺,将高炉大修时的荷载作用情况分为4个工况进行计算,得到结构的加固方案。对加固后的炉体框架进行了内力计算,并按现行的相关规范(规程)进行了强度、稳定和变形验算。
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  碳纤维布加固修复混凝土小型空心砌块开裂墙体的试验研究

  谢剑,赵彤,李浩菊

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 36-41.

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  对混凝土小型空心砌块墙体粘贴碳纤维布在低周反复荷载作用下的受力性能进行了试验研究。研究结果表明,粘贴碳纤维布能够提高开裂墙体的极限荷载,增强其变形能力,是改善混凝土小型空心砌块墙体结构性能,加固修复建筑物墙体裂缝的一项有效措施。研究还发现,碳纤维布在加固墙体中的作用可比拟为桁架模型中的拉杆。基于以上研究,本文提出了碳纤维布加固砌块墙体抗剪承载力的简化计算方法,可供设计人员在实际工程应用中参考。
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  基于温度效应的混凝土砌块建筑抗裂结构设计方法研究

  徐铨彪,余祖国,金伟良,严家熹,裘涛

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 42-49.

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  本文针对以往砌块建筑抗裂设计中存在的缺点与不足,采用调查研究、有限元数值分析、理论研究、砌块墙体试验相结合的综合手段来研究砌块建筑中的温度裂缝,并通过调查研究、有限元数值分析、砌块墙体试验的结果,对砌块建筑进行了整体的抗裂概念设计,把砌块建筑的抗裂设计从感性转变为理性,并通过理论研究与试验分析相结合推导了砌块墙体的初裂荷载计算公式和砌块建筑温度效应计算公式,提出了基于抗裂的砌块建筑层间位移控制方法,并根据上述公式提出了砌块墙体的抗裂截面设计步骤和方法,使砌块建筑的抗裂设计从理性提高到量化设计的水平,并针对杭州市砌块建筑试点工程进行了实例设计研究,为以后砌体规范中抗裂设计方法的改进提供参考。
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  不同断面宽度群体高层建筑的动力干扰效应(第2部分 横风向响应)

  谢壮宁,顾明,倪振华

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 50-57+71.

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  采用本文第1部分所介绍的试验技术和软件分析工具,研究了不同宽度比(Br)的两个和三个建筑物间的横风向动力干扰效应。和顺风向响应分析一样,处于斜列的上游施扰建筑的尾流同样是引起受扰建筑横风向响应增大的主要原因,但试验结果同时也显示,当施扰建筑和受扰建筑处于并列和串列时,也会使受扰结构的横风向响应显著加大。在B、D两类地貌下,和受扰建筑大小一样的两个施扰建筑的干扰因子(IF)会比单个施扰建筑情况分别高出80%和25%。小宽度的上游建筑在低风速时就会产生涡激共振而产生较大的IF值,尤其要指出的是位于(3.1b,0)上的Br=0.5的施扰建筑物在B类地貌下和较低的风速下会产生高达7.09的IF值。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,故在D类地貌下的IF值要远小于B类地貌情况,但在D类地貌下观察到的IF值仍有1.83。
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  约束及无约束泵送高性能与超高性能混凝土力学性能试验研究

  李惠,周文松,王震宇,徐欣,于大忠

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 58-71.

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  本文系统地研究了一系列强度等级的无约束和箍筋约束泵送卵石和碎石高性能及超高性能混凝土的多种基本力学性能,包括立方体强度、轴压强度、弹性模量、峰值应变等。并与国内外大量的相关试验结果进行了比较。试验与分析表明:卵石与碎石高性能混凝土的基本力学性能基本相同,对于无约束高性能混凝土,轴压强度与立方体抗压强度的比值、峰值应变以及弹性模量均高于普通混凝土,峰值应变和弹性模量随着混凝土强度的提高而提高;高性能混凝土的应力-应变关系在峰值应力之前接近于直线,塑性变形很小;峰值应力后,高性能混凝土应力-应变关系的下降段很陡,表现出较大的脆性。对于箍筋约束混凝土,其强度和峰值应变均有较大的提高,分别提高20%～35%和32%～66%;其应力-应变曲线下降平缓,表现了较好的延性。与其他文献结果对比表明,本文高性能混凝土延性较好,弹性模量较低。
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  钢纤维高强混凝土冲切板的试验研究

  林旭健,郑作樵,钱在兹

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 72-77+97.

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  为研究钢纤维高强混凝土板的抗冲切性能,对18个不同混凝土强度、钢纤维体积率、板面纵筋配置以及不同冲跨比的配筋混凝土板柱连接体进行了冲切试验,得到板在柱上荷载作用下,挠度、倾角、板面混凝土应变及板内混凝土应变、沿板面纵向钢筋应变等与荷载的关系曲线。研究结果表明,在高强混凝土板柱体系中掺入钢纤维不仅可减小冲切板在各个受力阶段的变形,增大板的能量吸收能力和冲切时强度,更使板冲切破坏的脆性明显降低,板的抗冲切受力性能得到全面改善。并在试验研究的基础上,建立了包含板抗冲切力和抗弯能力的新的极限承载力计算公式,理论值与实测值吻合良好。
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  钢纤维轻骨料混凝土力学性能的试验研究

  曾志兴,胡云昌

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 78-81.

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  将钢纤维掺入轻骨料(人造膨胀珍珠岩)混凝土成为钢纤维轻骨料混凝土,它集中了钢纤维混凝土和轻骨料混凝土的优点,弥补了普通混凝土存在的抗拉强度低和自重大等不足。本文对这种新型混凝土材料的力学性能开展初步研究,针对试验中得到的钢纤维轻骨料混凝土的立方体抗压强度、劈拉强度、抗折强度、轴心抗压强度和弹性模量等进行讨论,分析钢纤维体积率的变化对钢纤维轻骨料混凝土力学性能的影响,给出相应的计算表达式,以利于其在工程实践中的推广和应用。试验结果表明,采用轻骨料和加入钢纤维后,混凝土的强度和变形等力学性能的改善效果十分明显。
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  砂土中锚板抗拔承载力研究

  丁佩民,肖志斌,张其林,裘涛

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 82-91+97.

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  首先回顾了砂土中锚板抗拔承载力理论与公式,然后进行密实度不同的砂土中的模型锚板上拔试验,结合以往的研究成果,阐明了砂土密实度、锚板埋深率、锚板的几何形状和上拔倾斜角度对锚板承载能力的影响,并对锚板极限承载力的计算公式进行了评价。按照从条形锚板到矩形锚板、从竖直锚板到倾斜锚板的思路,引入形状系数和倾斜系数,提出了方便工程应用的砂土中浅埋锚板统一抗拔极限承载力计算公式,并对模型试验的尺寸效应和计算公式与现场实测的比较作了说明。
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  湿陷性黄土在强夯作用下的非完全弹性碰撞与冲击应力解析

  水伟厚,高广运,吴延炜,王亚凌

  建筑结构学报. 2003, 24(05): 92-97.

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  在考虑夯锤自重的基础上,结合动力基础半空间理论,并基于夯锤与土体的非完全弹性碰撞,导出了强夯夯锤位移、速度、加速度和锤底冲击应力时程关系等一系列解析式。同时利用工程实测数据,对湿陷性黄土地基上夯锤与土体的共同作用进行了研究。研究表明,恢复系数影响夯锤的冲击速度,冲击速度显著影响强夯的冲击应力。