建筑结构学报

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杜玉飞;沈蒲生;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 1-4.

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大底盘非对称双塔连体结构是一种复杂的结构体系。运用ETABS对高塔45层矮塔30层的非对称双塔连体结构进行了地震反应分析,通过改变底盘层数,得到了周期、振型及各楼层侧移变化曲线。当底盘由2层逐渐增加至30层时,振型变化明显,周期先减小后增大,高、矮塔楼各楼层x、y方向位移的变化趋势基本一致,且对顶层影响最大。设计时既要避免底盘层数过少,导致楼层位移较大的情况;又要避免底盘层数过多,周期、塔顶侧移增大的现象。

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不同连梁跨高比混凝土核心筒抗震性能试验研究

杜修力;贾鹏;赵均;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 5-9.

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为了进一步研究钢筋混凝土核心筒体的抗震性能,对两个钢筋混凝土核心筒试件进行了水平低周反复荷载试验,重点研究不同连梁跨高比下核心筒的破坏机理、承载能力、耗能能力、延性、剪力滞后等方面的抗震性能。发现核心筒试件最后均为底部发生整体弯曲破坏,随着连梁跨高比从1.7下降到0.9,核心筒试件的刚度和承载能力有明显提高,但同时延性性能和耗能能力显著下降。分析表明,连梁跨高比对钢筋混凝土核心筒的抗震性能有较大影响。

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预应力碳纤维布加固钢筋混凝土梁的抗弯性能试验研究

江胜华;侯建国;何英明;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 10-14.

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通过9根预应力碳纤维布加固的钢筋混凝土梁在不同预应力水平和不同配布率下的抗弯性能试验,研究其开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、曲率延性等受力性能。试验结果表明,梁的破坏形态均为碳纤维布拉断;梁的开裂荷载及屈服荷载随碳纤维布的预应力水平或配布率的提高而提高,但屈服荷载的提高幅度明显小于开裂荷载的提高幅度。另外,配布率较低、预应力水平较高的梁的开裂荷载与屈服荷载高于配布率较高而预应力水平较低的梁的开裂荷载与屈服荷载。梁的极限荷载随配布率的提高而提高。在较高配布率情况下,梁的极限承载力随预应力的提高而略有提高。加固梁的曲率延性系数随预应力和配布率的提高而减小。为保证加固梁破坏时具有一定的延性,建议预应力水平最高控制在40%~50%。

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超高强混凝土短柱受剪强度的试验研究

姜睿;贾金青;郑苗子;闫长旺;孟祥波;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 15-19.

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近年来,随着现代建筑向大跨、高层方向发展,超高强混凝土(高于C100)正得到日益广泛的应用。超高强混凝土的优异性能是具有更高的强度和更好的耐久性,但随着混凝土强度等级的提高,呈现出愈来愈显著的脆性。建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下能否倒塌的关键。现行《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)中规定混凝土强度等级的适用范围为C15~C80,目前对超高强混凝土框架柱受剪强度的研究并不多见。实际工程的需要和现行规范、规程指导的脱节形成的矛盾变得日益尖锐。针对上述现状,本文开展了在低周反复荷载作用下,14根超高强混凝土框架短柱受剪强度的试验研究,其混凝土的强度变化范围为95.6MPa~118.6MPa。通过试验,研究了短柱的破坏形态。根据试验结果,框架短柱受剪强度偏下限,提出了可供实际工程设计参考的超高强混凝土框架短柱的受剪承载力计算公式,计算结果与试验值较为吻合。

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汽轮发电机组框架式基础结构振动特性试验研究及分析

康灵果;李晓文;谢艳丽;白国良;杜燕宁;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 20-26.

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本文对某火力发电厂300MW汽轮发电机组框架式基础进行缩尺比为1/8的模型振动试验,通过模型振动试验,根据相似关系换算得到原型结构的自振频率、振型和振动线位移。在模型试验测试中,分别进行了无机组设备质量工况、有机组设备质量工况和扰力点动刚度测试。对测试结果进行分析得知,机组设备质量的施加使得结构的各阶自振频率降低。使用TGFP、SAP2000和ANSYS软件建立模拟轴系影响的计算模型,进行结构的模态和稳态分析,得到了基础结构的自振频率、振型和振动线位移。计算的扰力点幅频曲线与试验结果有较好的吻合。

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钢筋再生混凝土简支梁的使用性能研究

李平先;宋新伟;夏成;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 27-31.

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通过8根钢筋再生混凝土简支梁正截面性能的试验,分析了再生混凝土梁的正截面受力性能。试验结果表明:在其他条件相同时,钢筋再生混凝土梁的挠度和最大裂缝开展宽度大于普通钢筋混凝土梁的挠度和最大裂缝宽度,且其挠度和裂缝宽度随再生骨料替代率的增加有增大的趋势,《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)关于受弯构件的短期刚度和裂缝宽度计算方法已不适用于再生混凝土梁的挠度和裂缝宽度计算,需对再生混凝土的弹性模量和钢筋应变不均匀系数进行修正,文中给出了近似处理方法,具体计算方法有待进一步研究。

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钢骨外框密肋复合墙体延性的非线性数值分析

廖小锋;姚谦峰;何明胜;黄炜;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 32-35.

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为了提高普通密肋复合墙体的水平承载力和改善其抗震性能,在隐形框架里配置型钢形成钢骨外框密肋复合墙体。本文应用ANSYS有限元软件对钢骨外框密肋复合墙体进行非线性数值分析,根据不同的高宽比、轴压比和配钢率的计算结果,对该结构体系的延性及其破坏形态进行综合分析。分析结果表明,高宽比主要控制钢骨密肋复合墙体的破坏形态,轴压比对其结构的延性的影响最为显著。

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HRB400高强钢筋混凝土柱抗震性能分析

林煌斌;王全凤;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 36-41.

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本文通过对4个HRB400高强混凝土柱在低周反复荷载作用下的抗震性能进行试验研究,获得高强混凝土柱的主要破坏形态、骨架曲线和滞回曲线。考虑混凝土强度、纵向配筋率的影响,分析其对滞回特性、规则化骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性与耗能性能的影响。研究结果表明:构件的破坏形态主要为剪切型;随着混凝土强度的提高,构件开裂后刚度衰减加快,强度退化速度加快,构件总耗能增加,抗震性能变差;由循环中滞回能量与现有的延性系数关系可知数据离散性较大。本文的抗震性能分析可供工程技术人员参考。

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混凝土结构碳化耐久性的分项系数设计法

刘海;姚继涛;牛荻涛;秦于越;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 42-46.

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混凝土结构耐久性设计中的一个重要方法就是概率极限状态设计法,这种方法根据描述耐久性劣化过程的数学模型,首先建立耐久性极限状态方程,再将环境作用与抗力作用的某个特征值与相应的分项系数代入极限状态方程,经验算就可在一定可靠度水准上得到耐久性设计参数的设计值。选用合适的设计参数是混凝土结构耐久性设计的关键问题,设计参数应具有明确的物理意义和容易掌握的统计规律,且易为设计人员所接受。根据理论与经验相结合的碳化深度模型,建立了考虑保护层厚度与混凝土强度两个随机变量的碳化耐久性的分项系数设计方法,提出了碳化寿命准则极限状态的目标可靠指标的建议值,计算确定了保护层厚度与混凝土抗压强度满足目标可靠指标的分项系数,由此给出了碳化寿命准则的耐久性设计表达式。该耐久性分项系数设计法适用于一般大气环境下任意设计使用年限的不允许出现钢筋锈蚀的混凝土结构,根据设计表达式可直接确定满足耐久性要求的保护层厚度与混凝土强度。

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超低温下钢筋力学性能的试验研究

刘爽;顾祥林;黄庆华;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 47-51.

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对三种钢筋(热轧带肋钢筋HRB335、HRB400和热轧细晶粒钢筋HRBF500)在-180~-80℃温度下的力学性能进行了初步试验研究。按照《金属材料室温拉伸试验方法》(GB/T228-2002)的要求制作拉伸试样。采用在专门容器中的混合蒸汽(液氮和空气的混合气体)冷却,同时在配套的万能试验机上拉伸试件的方法进行试验。得到了钢筋强度和塑性指标随温度的变化关系。结果表明,钢筋的屈服强度、极限强度、屈强比均随温度的降低而提高,钢筋的截面收缩率随温度的降低而减小,说明随着温度的降低钢筋强度提高而韧性降低。

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钢纤维自密实高性能混凝土抗剪韧性的试验研究

刘思国;丁一宁;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 52-56.

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钢纤维自密实高性能混凝土是具有高工作度和高韧性的结构材料。抗剪强度和剪切韧性是梁、板、柱等构件受力分析的重要参数。本文参照国际上先进的试验方法,采用改进的单面直接剪切试验的方法,研究了钢纤维自密实高性能混凝土的剪力-剪切滑移全曲线,分析了受剪试件抗剪强度和初裂剪切滑移值以及混凝土受剪状态下的变形能,并以此为基础计算等效抗剪强度。研究结果表明,钢纤维可改善混凝土基体的抗剪强度,显著提高基体的剪切韧性;随着纤维掺量增加,钢纤维对自密实高性能混凝土的增强增韧效果也相应增加;改进的单面直接剪切试验方法和建议的剪切韧性评价方法适合于钢纤维混凝土抗剪强度和剪切韧性研究。

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PC连续梁塑性设计的极限等效荷载平衡法

刘晚成;左宏亮;王钧;王雪莹;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 57-61.

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对于预应力混凝土连续梁的正截面承载力计算及内力重分布设计,探讨一种概念清楚、计算简捷的方法。提出了"极限等效荷载平衡"的概念,将预应力混凝土连续梁简化为承受轴向力和剩余使用荷载的普通钢筋混凝土梁。给出了极限承载力平衡法的极限承载力计算简图和计算公式。讨论了主弯矩、次弯矩、预应力轴力对极限承载力及塑性内力重分布的影响,对预应力混凝土连续梁内力重分布的试验数据进行了分析,并提出了内力重分布的弯矩调幅系数的建议值。

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钢管混凝土柱X形节点试验研究

孟焕陵;方小丹;黄维纲;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 62-67.

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钢管混凝土柱斜向相贯,在节点处的构造和应力较为复杂。针对工程中出现的这种情况,为观察此X形节点试件的破坏形态和承载能力,本文完成了两种不同角度、四个加强板加衬板构造形式的节点模型试验。试验结果表明:小角度(20°)试件最终破坏在节点区以内,而大角度(35°)试件最终破坏在节点区以外的构件上,且主要在支座与节点之间的构件上。小角度试件相对大角度试件,其节点承载能力较低。同时,所有试件均表现为随荷载增加,轴向受压,环向受拉,且轴向应变一直大于环向应变,当钢管进入屈服阶段后,试件仍表现出钢管与混凝土共同受力的特点。

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柔性储罐底环梁基础隔震地震动响应分析

孙建刚;崔利富;王金国;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 68-73.

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基于储罐柔性罐底以及环梁基础结构的特点,提出了一种采用扇环铅芯叠层橡胶水平隔震支座与筒式黏弹性阻尼器碟形弹簧竖向隔震支座串连而成的三维隔震支座,将其与环梁基础联结构成隔震环梁基础。以50000m3储罐为例,忽略储罐罐壁的质量,将采用隔震环梁基础的大型储罐中的液体质量简化成不考虑质点间耦合作用的三质点体系模型,在水平地震动激励下对其进行水平隔震地震动响应分析,给出了简化模型地震动响应变化规律;考虑储罐罐壁与液体耦合作用,将采用隔震环梁基础的大型储罐中的液体质量简化成单质点体系模型,在竖向地震动激励下对其进行竖向隔震地震动响应分析,同样给出了简化模型的地震动响应变化规律。

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普通混凝土在非比例加载双轴压下的力学性能试验研究

覃丽坤;宋玉普;张众;姚家伟;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 74-77.

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实际工程中的大多混凝土结构处于复杂应力状态。应力途径将直接影响混凝土的力学性能,本文利用大型混凝土静、动三轴试验系统,对普通混凝土进行了4种定侧应力等级的非比例加载双轴压试验,测得了混凝土的强度及应变,得到在侧应力作用下混凝土双轴受压强度和变形的变化规律。与文献[1]混凝土在比例加载的双轴压试验数据比较时发现,经过不同的应力途径得到双轴压混凝土的强度和变形的增长规律有所不同,说明双轴压混凝土强度的提高程度不仅与加载比例有关,也与加载途径有关。

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钢骨外框密肋复合墙体抗剪性能试验研究

田鹏;姚谦峰;何明胜;黄炜;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 78-82.

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通过对3片钢骨外框密肋复合墙体的伪静力试验,本文介绍了钢骨外框密肋复合墙体在低周反复荷载作用下的破坏过程,分析了墙体的破坏形式,探讨了墙体的抗剪承载力、开裂荷载等方面的性能。试验结果表明钢骨外框密肋复合墙体较普通密肋复合墙体抗剪承载力和开裂荷载高。根据试验数据结果,分析了剪跨比和钢骨外框对墙体抗剪承载力的影响,最后提出了钢骨外框密肋复合墙体抗剪承载力,通过计算结果与试验实测的对比,提出的公式较好地反映了实际试验结果。

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钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下抗剪性能的试验研究

薛建阳;成果;赵鸿铁;付果;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 83-87.

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通过3根钢-混凝土组合梁在负弯矩作用下的试验,研究了其变形发展及破坏过程,得到了组合梁的跨中剪力-挠度曲线、交界面滑移曲线和沿截面高度分布的应变变化曲线,分析了剪切连接程度、截面尺寸、剪跨比、材料强度、钢筋配置等因素对组合梁承载力和延性的影响。对钢梁进行了塑性分析,得出在负弯矩作用下钢-混凝土组合梁抗剪承载力的提高不是由于钢梁腹板的硬化效应所致,而是由于混凝土翼板的贡献,并提出了考虑混凝土翼板影响的组合梁在负弯矩作用下抗剪承载力计算公式。将计算结果与实测结果进行了比较,二者吻合良好。

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碳纤维布加固混凝土梁的可靠度分析

杨勇新;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 88-91.

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在大量检测验证的基础上,得到了结构加固用碳纤维布力学指标的统计参数,基于结构可靠度理论方法,通过钢筋混凝土梁采用碳纤维布加固前后的可靠指标计算比较分析,研究了碳纤维布加固钢筋混凝土梁的可靠度水平的变化。同时讨论了各随机变量均值及变异系数对碳纤维布加固混凝土梁可靠指标的影响趋势及程度,为碳纤维布加固混凝土受弯构件的应用范围提供了基础判据,按照这个思路,可以对不同类型FRP材料加固不同构件的可靠度进行分析。

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1000MW空冷凝汽器支架结构温度作用分析

姚泽良;白国良;李晓文;赵春莲;李红星;贾金燕;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 92-96.

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空冷凝汽器支架结构属典型的钢-混凝土竖向混合结构,上部为高次超静定钢桁架,温度作用明显。采用有限元分析软件SAP2000对1000MW空冷凝汽器支架结构原型建模,分别计算了日照温差和年温差作用时结构的内力和变形,计算并分析了温度与荷载共同作用下结构的内力和变形。结果表明,日照温差作用下结构的温度自应力较小,年温差对结构的变形和内力影响较大,温度对结构大多数柱子的影响较小,对钢桁架的影响较大。根据有限元分析结果,提出了一些设计建议。

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碳纤维布加固开裂低配筋混凝土梁试验研究与有限元分析

曾严红;林峰;顾祥林;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 97-101.

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为了给受损开裂低配筋混凝土结构加固维修提供依据,按3种低配筋率0.127%、0.189%、0.251%设计了6根钢筋混凝土梁。先将混凝土梁加载至出现宽度为0.3mm的可见裂缝时卸载,再粘贴碳纤维布进行加固,养护后重新加载至破坏。试验结果表明:粘贴碳纤维布能有效提高开裂梁的承载能力,随着加固量的增大加固梁承载力提高,但变形能力降低;在低配筋情况下,配筋率越高,承载力提高比例越大。用有限元方法数值模拟碳纤维布加固受损低配筋梁受力全过程,计算结果与试验结果吻合较好,为进一步参数分析提供了工具。

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混凝土疲劳性能影响因素综合分析

赵东拂;常秋影;杨健辉;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 102-105.

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研究表明循环荷载下的应力水平S、应力比R、应力幅ΔS、温度T等每个因素都影响混凝土的疲劳寿命。但是对于以上各种因素对疲劳寿命产生综合影响的程度,尚缺乏系统研究。本文对此进行系统分析,从而为有关混凝土结构疲劳问题的理论计算及设计提供可靠依据。本文根据大量国内外文献资料中的实验数据,借助方差分析的手段,定量分析了以上四种因素对混凝土疲劳寿命影响的显著性程度。主要结论:应力水平S、应力比R和相对应力幅ΔS′对混凝土疲劳寿命的影响都可以认为是显著的,但应力水平S的影响比后两者大得多,应力比R和相对应力幅ΔS′的影响程度基本相同;环境温度T的影响显著与否不能一概而论,在本文所讨论的T的取值范围内,可以认为T的影响与S一样显著。因此建议规范中关于混凝土常温下的疲劳强度应重点考虑应力水平S,对应力比R和相对应力幅ΔS′在考虑时应予以同样程度的重视;在非常温条件下,对环境温度T应该与S同样加以考虑。

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折线螺旋束型布筋的PC框架边主梁的研究与设计

左宏亮;刘晚成;侯宇新;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 106-110.

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介绍了折线螺旋束型布筋的预应力混凝土框架边主梁及普通钢筋混凝土框架边主梁的对比荷载试验。试验数据分析表明,折线螺旋束型的预应力筋可以有效地提高边主梁的开裂扭矩,在出现斜裂缝后预应力抗扭筋仍然可以有效地工作。给出了折线螺旋束型布筋的预应力梁的抗扭极限承载力的计算公式,并通过工程实例,提出一种在框架边主梁中设置折线螺旋束型的预应力筋以承受次梁传来的协调扭矩的设计方法。

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混凝土斜拉桥施工控制中的优化问题研究

杜蓬娟;张哲;孙建刚;黄才良;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 111-114.

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在混凝土斜拉桥施工控制中,结构体系不断变化,求解规模大,影响因素多,使得计算模型复杂。针对该问题,建立多目标、多约束的优化模型,并在目标函数中,增加了决策者的期望值,构造新的评价函数,利用凝聚函数优化方法求解该问题。传统的优化算法通过降维或者构造评价函数,减少目标函数个数,仍在原有约束条件下进行求解,凝聚函数法通过同时对多个目标和多个约束条件进行凝聚,将多目标、多约束问题转化为单目标、单约束优化问题,减小解题规模,该优化方法是对传统计算方法的补充,最后阐述了该方法在实际工程中的应用。

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密肋复合墙板框格单元破坏模式研究

田英侠;姚谦峰;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 115-119.

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框格单元是密肋复合墙板的基本受力单元,为了详细研究框格单元的破坏过程、破坏模式及填充砌块与框格的相互作用机理,进行了3个框格单元的单调对角加载试验。试验表明:加载过程中首先在填充块对角线附近出现一至二条贯通的主拉裂缝;接着框格上、下节点及框格梁柱上出现垂直裂缝;填充块上下角区出现圆弧状受压裂缝后框格单元达到承载力极限状态,其最终破坏形式与填充块和框格相对刚度有关。基于弹性地基梁理论分析了加载过程中框格和填充材料的受力特点,指出框格单元存在三种破坏形式:砌块对角压碎破坏、砌块角部压碎破坏、肋柱肋梁节点局部受压破坏。其中第二种形式与复合墙板的各阶段破坏形式相对应,且塑性铰转动充分,是一种合理的破坏模式。最后结合试验及理论分析将填充块等效为铰接于框格的对角斜压杆,提出等效斜压杆宽度、强度和刚度的计算方法,建立单元格简化分析模型,为墙板的受力分析提供了理论基础。

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黏滞耗能减震结构能量反应分析的基础研究

熊仲明;孟浩;王丽珍;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 120-124.

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地震对结构的作用是一种能量的传递、转化与消耗过程,而减轻或控制地震反应的基本原则主要是以适当的方式耗散地震输入的能量,因此能量的输入、转化和吸收(耗散)成为地震反应的基本特征。本文采用速度型黏滞阻尼器,利用有限元分析程序,综合考虑地震动三要素(峰值、频谱、持时)、结构自身动力特性(阻尼比、自振周期)和黏滞阻尼器参数(速度指数、阻尼系数)等因素,对钢筋混凝土耗能减震结构进行了地震动总输入能受各种因素影响的变化规律的弹塑性时程分析;探讨了黏滞阻尼器速度指数的取值范围,取得了一些有意义的研究结果,为减震结构地震反应的能量分析方法走向实用化提供了基础性资料。

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碳纤维布加固预应力空心板承载力与延性试验分析

刘曙光;闫长旺;王刚;李俊清;王玉清;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 125-128.

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本文通过7块足尺寸预应力混凝土空心板粘贴碳纤维布后,在均布荷载作用下的试验,进行了抗弯承载力和位移延性的研究。提出了碳纤维布加固预应力混凝土空心板延性的概念和计算方法,分析了碳纤维布不同粘贴方式、不同粘贴量对承载力和延性的影响,可以得出如下结论:碳纤维布加固预应力混凝土空心板可有效提高承载力,提高程度达48%~109%;粘贴碳纤维布后预应力混凝土空心板在预应力钢筋屈服后,其跨中挠度增长显著,显示出较好的延性。

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混凝土斜拉桥与T构协作体系的极限承载力研究

余报楚;邱文亮;李生勇;万其柏;李天飞;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 129-133.

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考虑结构的材料非线性和几何非线性,通过对协作体系金马大桥进行全过程非线性分析,得到了结构的极限承载力。研究了混凝土收缩徐变、加劲梁配筋率、斜拉索的安全系数、加载方式等因素对协作体系桥梁的极限承载力的影响,结果表明斜拉索的设计安全系数是很重要的影响因素,应加以重视;全桥和半桥加载时,弹塑性极限活荷载安全系数分别为21.4和9.67,表明金马大桥这种协作体系具有良好的极限承载能力;其弹塑性极限承载力远小于弹性极限承载力,研究结果可以为同类桥梁工程的设计和计算提供参考。

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钢筋混凝土深梁滞回性能有限元分析

郑宏;高晋栋;郭昊;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 134-137.

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钢筋混凝土剪力墙是高层建筑结构中的关键构件,但从框架到框架内填剪力墙,刚度增幅是突变性质的。本文提出的钢筋混凝土深梁可以满足框架结构和框架剪力墙的两个极端刚度值之间的抗侧移刚度要求,可以宽范围地调幅框架结构的抗侧移刚度,采用不同钢材强度、混凝土强度和配筋率,可以获得不同的承载力、延性和耗能能力。利用有限元软件ANSYS分析了截面高宽比对深梁滞回性能的影响,得出了适用的抗震耗能钢筋混凝土深梁构件的参数范围,研究成果可以广泛应用于新建建筑、结构改造、加固与修复。

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钢筋混凝土梁受弯加固对比试验研究

刘卫东;杨伟波;苏海华;郑小山;谈晓青;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 138-141.

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通过钢筋混凝土矩形截面梁的抗弯测试,对用碳纤维布补强和钢板粘接加固的钢筋混凝土梁进行了抗弯性能对比试验研究,分析了碳纤维和粘钢加固钢筋混凝土梁抗弯性能的主要影响因素。计算结果与试验数值吻合较好,得到了两种加固方法的适用性设计指标。

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碳纤维布加固混凝土框架非线性分析

郑七振;杨峰亮;彭斌;曾爽;刘卫东;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 142-145.

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碳纤维布加固的混凝土框架结构受到较大荷载作用时,尤其在地震荷载作用下,其非线性性能对结构影响很大。然而,通过结构试验的方法,研究CFS加固混凝土框架在各种变化参数、各种荷载作用下的结构性能是十分不现实的。本文根据碳纤维布加固混凝土框架的受力特性,考虑材料非线性、几何非线性等因素的影响,利用数值积分方法,编制了碳纤维布加固混凝土框架结构非线性分析程序,并对两榀CFS加固的混凝土框架受力性能进行了数值模拟。数值计算结果与试验结果吻合较好,表明本文提出的分析程序具有一定的实用性,能够对CFS加固的混凝土框架结构进行类似的非线性模拟分析。

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水下不分散混凝土的发展与应用

仲伟秋;张庆亮;张寿维;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 146-151.

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基于跨江、跨海工程的环境特点,这些工程将大量采用水下不分散混凝土材料。水下不分散混凝土是在混凝土中掺加一种特殊外加剂——水下不分散剂制成的。水下不分散剂是一种具有长链结构和较强吸附能力的水溶性高分子化合物,它能将水泥颗粒、集料等吸附在一起,提高混凝土拌合物颗粒间的凝聚作用,从而大大提高混凝土拌合物的抗水洗能力,使其能直接在水中浇筑,提高水下混凝土的强度和保证水下混凝土的工程质量,从根本上解决新拌混凝土的遇水分离问题,实现了水下施工"陆地化",因而在水下工程施工中具有很大的潜在优势。本文概述了水下不分散混凝土新拌和硬化后的性能、水下不分散剂的作用机理、水下不分散混凝土在国内外的发展和应用概况。

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剪力墙结构小跨高比连梁研究述评

李方圆;梁兴文;张涛;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 152-155.

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分类整理了剪力墙结构小跨高比连梁研究的国内外最新文献,从连梁的材料构成、配筋构造形式、试验研究现状、分析计算模型、施工难度及在实际工程中的应用情况等方面进行了比较分析,提出需要进一步研究的问题。

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节能砌块隐形密框墙板开裂过程分析

李升才;罗烨钶;李立峰;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 156-160.

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节能砌块隐形密框结构是一种轻型、节能、经济、抗震的全新结构。对6片节能砌块隐形密框墙板1/2模型进行了拟静力试验。对模型的墙板开裂过程及裂缝发展规律的试验结果进行了分析并与空间有限元弹塑性分析结果进行了比较。分析和比较表明,有限元分析结果与试验结果吻合较好,空间有限元弹塑性分析可用于该结构的设计;可以考虑通过参数优化以达到该结构墙板合理的构造组合;隐形密框采用钢筋混凝土作材料是合适的;墙板在较小的配筋率情况下可以满足承载力需求。

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500MPa钢筋预应力混凝土梁疲劳受力性能试验研究

刘立新;于秋波;汪小林;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 161-166.

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进行了3根采用HRB500级钢筋作为非预应力筋、钢绞线作为预应力筋的预应力混凝土梁的疲劳受力性能试验。对预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的500MPa级钢筋应力、钢绞线应力、混凝土应变以及疲劳荷载下裂缝和刚度变化的特点进行了较详细分析,并对250万次疲劳作用后的试验梁剩余静载承载力和受力特点进行了分析。试验研究结果表明,采用500MPa级钢筋作为非预应力筋的预应力混凝土梁在疲劳荷载作用下的受力性能良好,500MPa级钢筋的抗拉强度能够充分发挥,试验梁的剩余静载承载力较高,钢绞线和非预应力钢筋都能达到屈服强度,表现出较好的延性。为我国混凝土结构设计规范进一步修订时在预应力结构中采用500MPa级钢筋作为非预应力筋提供了参考依据。

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高强钢筋混凝土复合受扭构件的延性分析

门进杰;周琦;史庆轩;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 167-171.

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对压弯剪扭复合受力下,23根高强钢筋混凝土柱模型进行了试验研究,并结合9根普通强度钢筋混凝土柱的复合受扭试验数据,对压弯剪复合受扭构件的延性性能进行了综合分析。探讨了轴压比、相对偏心距、混凝土强度、加载方式及纵筋与箍筋配筋强度比等参数对复合受扭构件延性的影响。分析了以上各参数对构件的初始刚度、开裂刚度和极限刚度的影响及其变化规律。为钢筋混凝土柱的抗震设计提供了理论依据。

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单轴反复荷载下混凝土动态抗压性能的研究

关萍;吴寅;陈雄;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 172-175.

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采用大型静动态电液伺服试验系统,对混凝土试件在不同应变率下进行单轴反复荷载的动态抗压试验,并与单调荷载破坏相比较。通过试验,研究了随着应变速率的变化,混凝土抗压强度、弹性模量、峰值应变、应力应变曲线的性能。试验表明,在相同的应变速率下,混凝土经历多次重复荷载后,其抗压强度下降幅度较大。随着应变率的增大,荷载历史对混凝土强度影响作用在减小。

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冻融环境下CFRP-高强混凝土抗剪性能试验研究

王苏岩;尹晓明;刘林;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 176-180.

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在我国北方地区,冻融环境成为了限制CFRP(碳纤维)在加固混凝土结构中应用的主要影响因素之一。本文考虑冻融循环次数、CFRP与高强混凝土的粘贴顺序等因素,对CFRP与高强混凝土的粘结性能进行了试验研究。作者通过一种简单易行的双面剪切试验方法测定了不同影响因素作用下碳纤维布与混凝土之间的粘结强度,在碳纤维布上设置多个应变测点,得到应变随其距端部距离的变化关系并作出了平均粘结剪应力曲线,分析了冻融环境作用下碳纤维布与高强混凝土粘结性能的变化规律。

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混凝土损伤自修复仿真分析与试验研究

匡亚川;欧进萍;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 181-185.

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利用修复胶粘剂对裂缝的填充及修复特性,研究了一种内置胶囊自修复混凝土。通过有限元分析软件ANSYS,对内置胶囊混凝土的损伤自修复全过程进行了计算分析,揭示了损伤自修复的机理。通过试验验证了计算分析方法的正确性和合理性。试验结果表明:内置胶囊混凝土具有良好的自修复能力,一旦混凝土中出现损伤或裂缝,修复胶囊及时破裂,其中的修复胶粘剂流出,使其修复;修复后的混凝土试件,其性能有所提高。

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水泥基石墨钢纤维复合材料性能研究

洪雷;张健;孙维才;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 186-191.

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利用钢纤维和石墨为导电相,采用水泥砂浆渗浇方法,成功配制出水泥及导电复合材料,即石墨水泥砂浆渗浇钢纤维混凝土(Graphite Slurry Infiltrated Fiber Concrete,简称GSIFCON)。研究了石墨和钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响规律,以及GSIFCON通电升温规律。试验结果表明,石墨及钢纤维掺量对GSIFCON电阻率的影响均有明显的渗滤阈值存在。当石墨和钢纤维掺量在达渗滤阈值时,可使GSIFCON的电阻率降低约100倍。在66.66V/m电压降的绝热条件下,GSIFCON的温升速度可达10℃/h左右。本文对GSIFCON材料的电阻率变化机理进行了分析,提出了GSIFCON导电原理模型。

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混凝土中氯离子扩散过程的细观数值模拟研究

王立成;王吉忠;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 192-196.

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在细观层次上将混凝土看成由砂浆、粗骨料及二者界面组成的三相复合材料,提出了适用于物质扩散的细观格构网络模型(Truss network model),模型中的不同类型单元能够描述混凝土各相组成材料的扩散性能。考虑混凝土对氯离子的结合能力和氯离子扩散系数的浓度依赖性,建立了基于格构网络模型的一维氯离子非线性扩散方程及其有限元方程的离散差分格式。计算结果表明,混凝土对氯离子的结合能力和扩散系数的浓度依赖性对混凝土中氯离子的扩散速度具有重要影响。可以预见,该方法能够方便地应用到开裂或损伤混凝土的物质扩散性能评价中。

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高层混合结构设计中竖向差异影响

吴锋;殷福新;何转利;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 197-202.

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高层混合结构中竖向构件材料性质差异所导致的竖向变形差异的影响不可避免,因此在设计中需要加以考虑。本文将混合结构的外框架柱和内核心筒墙体均视为单柱,不考虑梁板对其影响,根据单柱构件分时段分步骤加载,考虑每层参考点的竖向位移。结合工程实际,对混合结构的一种典型形式钢框架-钢筋混凝土筒体结构,设计了计算模型。采用FORTRAN语言编制了计算程序,对模型进行了分析。分析表明:施工中内筒的收缩和徐变产生的竖向位移所占总位移的近2/3;相对湿度在50%~80%间变化对竖向差异影响较为明显;配筋率和混凝土强度在减小竖向差异中实用性较小;延长主体的施工工期可以减小结构投入使用后的竖向差异;竖向差异产生的附加内力对结构构件的设计内力存在一定影响。

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不同程度损伤混凝土梁加固后抗弯性能试验研究

郭蓉;赵少伟;邓瑜;窦远明;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 203-207.

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将已受损的9根钢筋混凝土梁按其初荷载的大小划分为三种损伤程度,对每种损伤程度分别用粘钢板法、粘碳纤维布法和钢绞线进行加固,使其提高到相同的承载力水平,研究在每一种损伤程度下,采用不同方法加固的钢筋混凝土梁的抗弯性能提高程度。研究表明:与对比梁相比加固梁的极限承载力提高了34%~68%,其中采用钢板加固效果最明显;粘钢板和粘碳纤维的加固效果随着损伤程度的增加而降低,而钢绞线的加固效果并不明显。

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在役混凝土桥梁结构耐久性随机抽样评估方法

朱平华;金伟良;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 208-211.

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评估费用与精度的关系是评价在役混凝土桥梁结构耐久性评估是否满足要求的关键所在。以在役混凝土桥梁结构耐久性三层次多指标评估模型为基础,研究了分层随机抽样理论在耐久性评估中的应用问题。探讨了评估费用、评估精度与样本量之间的关系,给出了总样本量及其在各层的最优分配计算公式,以及等级评分值的置信区间。同时分析比较了最优分配与比例分配和指定分配法的优劣。实际工程应用表明:基于最优分配的分层随机抽样法,能够在评估费用与评估精度之间取得较满意的结果。对于精度要求不高的工程,可采用比例分配或指定分配。

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实腹式型钢混凝土短柱剪切粘结承载力分析

王玉良;王铁成;姜维山;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 212-216.

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在试验研究的基础上,分析了型钢混凝土短柱的剪切粘结破坏机理,探讨了型钢、箍筋、混凝土等对型钢混凝土短柱剪切粘结承载力的影响,研究表明:型钢部分的承载力分析应当考虑剪跨比的影响,混凝土部分的抗剪应当考虑翼缘外侧的有效宽度进行计算。最后给出了型钢混凝土柱的剪切粘结实用计算公式,计算值与试验值符合较好。

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配置蒙皮钢筋的混凝土梁变形分析

王铁成;李艳艳;戎贤;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 217-220.

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对两组配有蒙皮钢筋的混凝土梁进行了正截面抗弯性能的对比试验,研究这种配筋方式对高强钢筋混凝土梁变形及裂缝宽度的影响。试验结果表明,配置蒙皮钢筋的混凝土受弯梁的受力特征与普通钢筋混凝土梁相同,蒙皮钢筋的配置能够有效地减小受弯构件的整体变形,限制裂缝的开展宽度,可作为控制构件裂缝宽度的一种新型配筋方式。同时在试验的基础上,提出了配置蒙皮钢筋的混凝土受弯构件挠度计算公式,该公式的计算结果与试验结果吻合较好。

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斜拉桥与刚构协作体系桥梁的静力特性研究

张哲;万其柏;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 221-225.

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斜拉桥与刚构协作体系桥梁得到广泛应用,形式可分为分载协作和共载协作,本文以金马大桥为背景,研究了对称形式的分载协作体系,考虑协作体系桥梁中连接部位和协作体跨度比例的不同,并和常规斜拉桥比较,分析了结构的静力特性。当合理选择连接形式和协作体结构比例后,斜拉桥与刚构可形成良好的协作体系:刚构提供给主跨较大的刚度,相比长边索支撑更为经济合理,斜拉索则可在成桥后调整刚构内力和变形,从而增大了跨越能力。

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钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁环梁节点试验

潘鹏;林旭川;王载;王文宇;叶列平;钱稼茹;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 226-230.

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本文提出了一种新型的钢骨混凝土柱-钢筋混凝土梁的新型环梁节点,并对其进行了试验研究。该节点传力途径为:框架梁剪力经环梁扩散传递给节点以下钢骨混凝土柱,框架梁端弯矩首先传递给环梁,环梁依靠整体拉压形成力偶将弯矩传递给钢骨混凝土柱。试验采用在柱顶施加恒定轴力的同时给框架梁端施加力或强制位移荷载的加载模式,分别进行了单调受弯试验、单调受剪试验和往复荷载试验。试验结果表明,这种环梁节点可以有效实现"强节点弱构件"的设计目标,具有良好的滞回耗能能力。

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连续梁桥悬臂施工截面应力分析

贾金青;余芳;闫长旺;姜睿;王海涛;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 231-233.

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大连湾大桥桥面结构采用跨度为45m、70m、45m的三跨连续预应力混凝土变截面箱梁,采用悬臂挂篮施工。本文主要介绍了该桥的工程背景,方案构思,施工步骤,以及连续梁桥结构的分析模型,以现代施工控制理论为基础,结合大连湾连续桥梁悬臂施工特点,应用平面杆系有限元法,建立截面应力分析模型,模拟连续梁桥悬臂施工过程中边界条件、挂篮的安装及拆除对施工阶段截面应力的影响,对连续梁桥进行施工阶段的模拟计算,得到相应的各个控制截面的控制点的应力值,为施工过程提供控制依据,更好地控制桥面线性,保证连续梁桥悬臂施工的质量。

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钢骨高强混凝土短柱抗震性能的试验研究

闫长旺;贾金青;余芳;姜睿;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 234-238.

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针对目前高层、大跨结构中广泛应用的高强混凝土所具有的"脆性"特点,本文拟通过在高强混凝土柱中内置钢骨,来改善高强混凝土的脆性,增加高强混凝土结构的抗震延性。本文开展了13根剪跨比为2.0的试件在低周反复荷载下的试验,对内置钢骨的高强混凝土短柱抗震性能进行了研究。分析了钢骨高强混凝土短柱的破坏特征、滞回特性以及骨架曲线,研究了轴压比和配箍率对钢骨高强混凝土短柱抗震延性的影响,并得出了轴压比和位移延性系数的关系以及配箍率和位移延性系数的关系。根据本文试验结果,提出了满足一定位移延性要求的钢骨高强混凝土短柱的轴压比限值和柱箍筋加密区最小体积配箍率,试验结果可为规范修订和工程设计提供参考。

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钢筋混凝土空间网格结构

马克俭;张华刚;肖建春;卢亚琴;柏川;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 239-245.

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钢筋混凝土空间楼/屋盖网格结构包括平板型的空腹网架结构、空腹夹层板结构、空腹双重网格结构、现浇混凝土空心大板楼盖结构、钢筋混凝土空腹夹层板单向弯曲形成的钢筋混凝土空腹夹层网壳和网拱结构、双向弯曲成型的钢筋混凝土空腹夹层双曲扁网壳结构。这些新型结构体系自1980年起在公共建筑中应用达100多万平米。本文对这些结构的的特点和适应性进行了论述。

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碳纳米管的分散性及其增强水泥材料力学性能

罗健林;段忠东;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 246-250.

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碳纳米管(MWCNT)在水性体系及水泥基体中的分散性直接影响MWCNT增强水泥基复合材料(MCNTRC)的宏观性能。本文以萘系磺酸盐甲醛缩合物(FDN)、甲基纤维素(MC)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)三种表面活性剂(SAA)单独或复合作为MWCNT的水性分散剂,探讨MWCNT的分散效果;借助物理超声波分散和化学CTAB分散,混合浇筑法制备了六组不同掺量MWCNT的MCNTRC,之后对MCNTRC试件的抗折及抗压强度测试,断口SEM观察和能谱分析。结果表明:只有CTAB在w(CTAB):w(MWCNT)为1~3范围时对MWCNT分散效果最好;少量的MWCNT可较好地分散于水泥基体中,并发挥一定的桥联增韧作用,MCNTRC的抗折、抗压强度最高可分别提高17.0%、28.3%;相应SEM图也显示MWCNT在基体中分布均匀,两者结合界面良好。

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索-钢-钢筋混凝土组合结构天桥垮塌原因分析

冯彦军;高兑现;余凯;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 251-254.

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对日本国新泻县某过街天桥垮塌工程进行了介绍,给出各方所持意见。通过参与实体试验及理论计算,对此次工程事故的原因进行了分析。认为索-钢-混凝土组合结构,由于材料变形能力的差异,以及小规模(小尺寸)构件的制作质量不易保证,该类结构对外界干扰所引起的变形极为敏感。总结认为,小构件采用此种结构需慎重。

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基于IDRAC的高强度RC框架损伤评价

林煌斌;王全凤;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 255-259.

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采用6层高强度RC框架结构为算例进行地震波输入下结构损伤的评价。引进损伤分析程序IDACR2D对框架结构在大震作用下进行动力分析,研究了高强度RC框架结构的抗震性能,并对损伤程度评价。研究表明采取加权系数组合法由构件损伤组合出层或结构整体损伤的方法较为合理,适用性较好。比较修正Park&Ang损伤模型与基于IDRAC损伤分析方法的损伤指标,表明本文的损伤模型更适用于评价高强度RC结构。采用加权系数组合法和自振频率衰减法计算的损伤指数分布情况能较实际地反映结构整体的损伤情况。

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混凝土的多轴疲劳性能

宋玉普;王怀亮;贾金青;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 260-265.

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回顾了近几年来大连理工大学所开展的混凝土在多轴复杂应力状态下疲劳工作特性的试验研究概况,比较全面深入地描述了混凝土在多轴疲劳状态下力学性能的变化规律,建立了计算各种工作状态下混凝土疲劳强度的S-N曲线方程。其研究成果可应用于混凝土桥梁、吊车梁、海洋平台、混凝土轨枕、核安全壳、压力容器等结构的疲劳设计,并为制定有关规范提供参考。

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CFRP加固高强混凝土柱抗剪性能的分析研究

王吉忠;张海军;王苏岩;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 266-270.

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利用碳纤维改善混凝土结构的抗剪性能是一种有效的加固方法。通过试验和有限元分析方法对碳纤维布改善高强混凝土柱的抗剪性能进行了分析研究。考虑了轴压比、纤维布粘贴方式、纤维布用量对加固效果的影响。试验结果表明,加固后柱的承载力得到提高,延性得到改善。有限元分析结果与试验结果吻合较好,试件的抗剪性能在用碳纤维布加固后得到了明显提高,验证了碳纤维抗剪加固方法的有效性,说明了分析中合理采用有限元模型,可以较好地预测碳纤维加固混凝土柱抗剪受力性能,为今后进行相关的有限元分析提供参考。

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GFRP加固混凝土柱轴压性能的有限元分析

黄承逵;王吉忠;杨辉;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 271-275.

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采用试验及有限元的方法对玻璃纤维聚合物(GFRP)约束混凝土柱的性能进行了研究与分析。试件主要考虑了圆柱和方柱两种类型,试验参数有玻璃纤维的加固形式(全包与条带)及其加固量等。试验结果表明,两种形式的柱加固后约束混凝土柱的强度和应变均相应得到了提高。有限元的非线性分析结果与试验结果进行了对比。分析结果表明,合理的选择数值分析的模型,并选择合适的参数,可以较好地预测轴压下GFRP约束混凝土柱的力学性能。根据数值分析的结果确定了一些共性的参数,以供其他的情况分析。

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预应力混凝土转换层结构设计

李中军;徐茂江;李龙;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 276-280.

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本文总结了预应力混凝土梁式转换层抗裂能力强,挠度小,耐久性好;预应力桁架式转换层可避免内力集中于一根梁上造成强梁弱柱,从而提高结构的抗震性能;预应力厚板式转换层抗裂、抗冲击能力强等优点。介绍了预应力配置原则并列举了相应的工程实例,供设计者参考。本文对预应力混凝土转换层的设计具有指导意义。

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大直径锚筋预埋件纯剪、拉剪作用下的试验研究

王清湘;朱耀国;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 281-286.

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为了确定大直径锚筋预埋件在港口工程中应用的可行性,本文通过对锚筋直径为28mm和32mm的大型预埋件进行纯剪、拉剪试验,对试件的受力性能和破坏形态进行分析,并将试验结果与以往小直径锚筋预埋件的研究成果做了对比。试验结果表明大直径锚筋预埋件力学性能良好,可以作为连接钢结构和混凝土结构的节点。

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按我国规范的压杆-拉杆设计方法

魏巍巍;贡金鑫;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 287-293.

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本文介绍了近年来得到广泛重视并在一些混凝土结构设计规范中得到应用的压杆-拉杆模型,以及美国混凝土结构规范(ACI 318-05)中的压杆-拉杆模型设计方法。根据对混凝土结构压杆-拉杆模型的分析,提供了按我国混凝土结构规范的设计参数(荷载、混凝土强度、钢筋强度)时,采用压杆-拉杆模型进行设计的方法,并给出了按本文方法进行设计时与按ACI 318-05规范设计时安全度的对比分析,最后给出了按我国参数进行设计的示例。

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钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点及受力特点

刘士润;司炳君;

建筑结构学报. 2008, 29(S1): 294-297.

摘要 ( )

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节点是框架结构中的关键部位。它的力学性能直接影响结构的内力分配,进而影响结构的整体性能。钢管混凝土组合结构由于其承载力高、延性好和施工便捷,被广泛应用于高层和超高层建筑中。但该结构形式与钢筋混凝土结构相比,节点构造较为复杂,制约了钢管混凝土组合结构的发展。目前,在实际工程中采用的钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁的节点形式很多,如现浇钢筋混凝土梁外环板式节点、穿心弯剪牛腿式节点、穿心抗剪牛腿式节点和双梁夹柱穿心抗剪牛腿式节点等。每种节点形式都有其优缺点和适用范围。本文对上述几种常用钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁节点形式进行了介绍,并对其优缺点及设计要点进行了分析。在此基础上,作者又提出了一种构造简单、传力明确,便于工厂化施工的新型节点。

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2008年, 第29卷, 第S1期　刊出日期：2008-12-31

建筑结构学报

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