• 2016年第48卷第12期文章目次
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    • 混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望

      2016, 48(12):1-18. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.001

      摘要 (3082) HTML (29) PDF 1.89 M (2102) 评论 (0) 收藏

      摘要:为拓展混凝土及预应力混凝土结构抗火的研究思路与方法,论述了普通钢筋、预应力筋、混凝土等结构材料的抗火性能,凝炼了混凝土及预应力混凝土结构构件的抗火性能,介绍了火灾后混凝土结构加固修复技术,指出了混凝土及预应力混凝土结构抗火研究中存在的一些问题,展望了其发展趋势.分析表明:混凝土高温爆裂临界温度随强度变化而变化,掺钢纤维或聚丙烯纤维可有效防止混凝土火灾下爆裂;合理考虑名义拉应力和混凝土强度影响的爆裂判别方法,可有效降低火灾下预应力结构混凝土爆裂风险;混凝土及预应力混凝土结构应满足火灾时不爆裂、火灾下不坍塌、火灾后可修复的抗火设计目标;火灾下防爆裂混凝土合理纤维掺量、混凝土及预应力结构构件高温爆裂机理及预测模型、活性粉末混凝土(RPC)高温爆裂规律、RPC热-力耦合本构关系及其结构构件抗火性能、温度-荷载路径对结构构件高温性能的影响、高层混凝土结构和地下空间结构抗火性能等方面应予关注.

    • 梁纵筋锚固板锚固装配整体式梁柱边节点抗震性能试验

      2016, 48(12):19-27. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.002

      摘要 (1785) HTML (21) PDF 5.02 M (1113) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究柱纵筋套筒挤压连接、梁纵筋锚固板锚固的叠合梁-预制柱后浇核心区装配整体式边节点的抗震性能,进行了1个核心区剪切破坏和1个梁端弯曲破坏的边节点试件PEJ1和PEJ2的拟静力试验.结果表明:试件PEJ1核心区箍筋先于梁纵筋屈服,核心区混凝土严重剪切破坏,试件PEJ2核心区箍筋未屈服,梁固端混凝土压溃、纵筋严重屈服,2个试件均实现了预期的破坏形态;2个试件的力-位移滞回曲线有一定程度的捏拢,试件PEJ1滞回曲线捏拢程度略大、峰值后骨架线下降较快;2个试件的承载力试验值与规范相应公式计算值的比值分别为1.30和1.26,等效极限层间位移角分别为1/28和1/22;试件PEJ1峰值时梁变形为主,极限点时核心区剪切变形为主,试件PEJ2梁变形为主,核心区剪切变形占总变形不到5%;2个不同破坏形态试件的梁纵筋锚固板锚固未失效,后浇核心区装配式边节点梁纵筋可采用锚固板锚固.

    • 不同环境条件下混凝土构件氯离子侵蚀试验

      2016, 48(12):28-33. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.003

      摘要 (2449) HTML (11) PDF 1.24 M (1085) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究不同环境条件下混凝土构件氯离子侵蚀劣化规律,开展弯拉应力构件的氯离子浸泡侵蚀试验和无应力构件的盐雾侵蚀试验.基于氯离子质量分数、构件弯拉强度及弯拉应变等测试结果,研究了侵蚀时间、环境温度、应力水平、环境氯离子质量分数及侵蚀方式等因素对氯离子扩散特征和构件抗弯性能的影响.试验结果表明:浸泡环境中混凝土内部氯离子质量分数较盐雾环境高;试件内部氯离子质量分数随腐蚀时间、环境温度、环境氯离子质量分数及应力水平的增大而增大;氯离子扩散系数随应力水平和环境温度的提高而增大;在较低应力水平、较低环境温度和较短的侵蚀时间内,混凝土构件极限弯拉强度有小幅度上升趋势,然后随侵蚀时间的增长而衰减;混凝土构件的极限弯拉应变随各影响因素的增大而降低.研究结果可为钢筋混凝土构件在氯盐侵蚀环境下的耐久性评估及设计提供依据,具有一定工程实际意义.

    • 两种因素影响下套筒约束浆锚搭接接头拉伸试验

      2016, 48(12):34-42. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.004

      摘要 (1331) HTML (21) PDF 2.87 M (1151) 评论 (0) 收藏

      摘要:为改善已有套筒灌浆接头的施工便利性,提出了一种有自主知识产权的套筒约束浆锚搭接接头,研究了该搭接接头的连接性能,为其在装配式构件中应用提供力学数据.进行了以钢筋直径和搭接长度为变化参数的63个该类接头拉伸试验,研究了试件的破坏形态、极限承载力、力-位移曲线和钢筋及套筒的应变.试件出现了套筒外钢筋拉断和钢筋与灌浆料滑移两种破坏形态,未出现已有约束对接接头文献中的灌浆料与筒壁拉脱及套筒被拉断的破坏情况.与单根钢筋相比,该类接头力-位移曲线、极限承载力接近,刚度稍差.相同钢筋,套筒外钢筋拉断试件,随着搭接长度增加,套筒的横向约束减弱;钢筋滑移的试件,随着钢筋直径的增加,套筒的横向约束增强.分析了套筒约束浆锚搭接与对接接头受力机理,表明对接接头对套筒材料抗拉及筒壁与灌浆料的抗滑移性能要求更高.给出搭接接头的力学模型,提出了接头的平均搭接粘结应力和临界搭接长度的计算公式.由于套筒约束接头的搭接长度大大减小,建议该接头的搭接长度为12.5倍的钢筋直径.

    • 钢筋混凝土框架柱端剪切破坏震害分析及对策

      2016, 48(12):43-50. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.005

      摘要 (1802) HTML (23) PDF 7.07 M (1685) 评论 (0) 收藏

      摘要:为避免钢筋混凝土框架柱在地震中因填充墙附加剪力导致剪切破坏,本文总结了近年来国内外破坏性地震中出现的典型柱端剪切破坏震害,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟,据此分析了框架柱端剪切破坏的受力机理,并以鲁甸地震中的一栋严重震损的实际结构为例,采用ABAQUS对典型填充墙框架进行了水平推覆模拟和受剪承载力计算.分析表明,填充墙附加剪力是造成框架柱端剪切破坏的主要原因.依据分析结果和已有试验成果给出了考虑填充墙附加剪力的柱端剪力荷载计算公式.震损结构案例分析表明,忽略填充墙附加剪力可能导致结构的抗倒塌能力严重下降,本文填充墙附加剪力公式计算结果与有限元分析结果及实际震害符合较好,可供工程设计参考.

    • 既有钢筋混凝土码头保护层锈胀开裂计算时长对比

      2016, 48(12):51-55. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.006

      摘要 (1449) HTML (19) PDF 516.40 K (1185) 评论 (0) 收藏

      摘要:为评估北部湾某在役混凝土码头的耐久性状态,预测其剩余使用寿命.本文基于现场检测结果,通过确定性预测模型和随机性预测模型,对比分析了该混凝土码头的保护层锈胀开裂时长.结果表明,在确定性预测模型中,根据列举的8种模型计算得到保护层锈胀开裂时长为2.09~22.77 a.对于较为恶劣的氯离子侵蚀环境,学者和工程师给出的经验值2~5 a是合理的.在随机性预测模型中,本文考虑了裂缝宽度限值的随机性以及腐蚀速率时变特性,计算得到保护层锈胀开裂时长约为12.7 a,该值与确定性模型的计算结果相吻合.裂缝宽度限值和腐蚀速率对保护层锈胀开裂时长的预测有着显著影响.当腐蚀速率从0.5 μA/cm2上升到1.0 μA/cm2时,保护层锈胀开裂时长减少了14.75 %;而当裂缝宽度限值从0.15 mm增加到0.5 mm时,保护层锈胀开裂时长则增加了39.13 %.研究显示被检测混凝土码头能很好地满足设计使用年限要求.

    • 简支薄壁箱梁自由振动的摄动法解析解

      2016, 48(12):56-61. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.007

      摘要 (1987) HTML (25) PDF 704.18 K (871) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究简支薄壁箱梁中剪力滞效应对结构动力特性的影响,基于模态摄动法提出了一种求解薄壁箱梁自由振动的新方法.该方法以相同跨度等截面欧拉梁的频率和模态为Ritz基函数,将箱梁自由振动的微分方程组转化为一组非线性代数方程进行求解.对于简支箱梁,可进一步将代数方程组简化为一元二次方程,从而得到精确的特征值和特征向量.在此基础上,利用所得箱梁振动模态的解析表达式,提出了模态剪力滞系数的概念,从而建立了箱梁固有频率和剪力滞效应之间的关系.随后研究了模态剪力滞系数随跨宽比、翼板抗弯刚度和截面抗弯刚度之比的变化规律.计算结果表明:简支梁腹板处剪力滞系数最大且大于1,为正剪力滞效应;随着模态阶数的增加、跨宽比的减小和翼板抗弯刚度和截面抗弯刚度之比的增大,剪力滞效应呈现增大的趋势.

    • 套筒节点受压力学性能

      2016, 48(12):62-69. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.008

      摘要 (1960) HTML (15) PDF 4.24 M (1761) 评论 (0) 收藏

      摘要:套筒节点是一种新型的装配式空间网格结构节点,其螺纹外伸端为关键受力区域.为了解该节点受压力学性能,首先利用ANSYS对节点进行数值分析模型比选,提出可行的分析模型,研究节点受压性能和应力分布规律;通过试验考察轴心受压、偏心受压作用下节点外伸端受力特征和破坏机理;然后对试件数值模拟结果与试验数据进行对比,验证数值模拟方法的准确性;最后基于数值模拟和试验结果,推导出节点抗压承载力和刚度计算公式.研究表明:套筒节点轴压时承载力约为相同材料等直径、等壁厚圆管的63.2%;当存在较大偏心时,节点偏压承载力约为轴压时的83.9%;轴压试件与偏压试件破坏形式一致,均为螺纹外露段屈曲破坏;数值模拟得到的节点抗压性能与试验结果吻合较好,节点分析模型合理;理论分析得到的节点承载力和刚度计算公式与试验结果吻合较好.套筒节点受力合理可靠,其薄弱部位为螺纹外露段,受压时呈屈曲破坏.

    • 点蚀孔腐蚀钢构件力学性能劣化简化分析方法

      2016, 48(12):70-75. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.009

      摘要 (1939) HTML (31) PDF 1.21 M (1161) 评论 (0) 收藏

      摘要:点蚀是一种局部和剧烈的腐蚀形态,导致钢结构构件力学性能退化,突然之间发生事故,对结构整体造成安全隐患.本文针对具有点蚀孔腐蚀特征的钢构件,提出一种通过等效弹性模量定量评价其力学性能劣化程度的简化分析方法.依据周期喷雾复合试验数据,以锈蚀率和最大点蚀深度为基础,对点蚀孔深度、直径及分布情况作出适当假定;考虑涂层寿命的影响,以锈蚀率相等为原则建立人工加速腐蚀试验和海洋大气条件下Q235钢构件腐蚀情况的转换关系.建立考虑点蚀影响的有限元构件模型,通过轴向均布力作用下的构件变形确定海洋大气环境不同暴露时间下点蚀构件的等效弹性模量,提出点蚀构件力学性能劣化分析的实用计算方法.数值算例验证了上述采用等效弹性模量分析腐蚀构件受力性能方法的正确性;计算结果表明,在相同锈蚀率条件下,点蚀构件的等效弹性模量低于均匀腐蚀构件.

    • 防爆墙设置对单层球面网壳结构抗爆性能的影响

      2016, 48(12):76-82. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.010

      摘要 (1695) HTML (21) PDF 3.39 M (929) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得防爆墙设置下大跨网壳结构的抗爆性能,采用ANSYS/LS-DYNA分析软件,首先对设置防爆墙时爆炸冲击波的传播规律进行了有限元模拟和试验结果验证,从而确定流固耦合算法数值模拟的适用性;建立了包含网壳杆件、檩托、檩条、铆钉和屋面板的40 m跨度K8型单层球面网壳在外部爆炸荷载作用下的精细化有限元模型,提取结构在设置防爆墙时的动力响应结果,考察了防爆墙高度、位置和网壳矢跨比对结构动力响应的影响程度,总结了防爆墙及结构参数对冲击波绕流效应及冲击波在防爆墙与建筑物间反射效应的影响规律,提出存在“防爆墙危险高度”情况并给出具体数值,为指导大跨网壳结构合理的抗爆防御设计提供参考依据.

    • 网壳结构钢与混凝土组合节点力学性能试验

      2016, 48(12):83-88. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.011

      摘要 (1925) HTML (29) PDF 2.66 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究钢与混凝土组合的网壳节点在轴压和压弯荷载作用下的力学性能,对10个不同参数的钢与混凝土组合的节点进行试验研究.试验构件主要变化参数包括:内圆钢管的壁厚和半径、外圆钢管的壁厚及矩形钢管与外圆钢管的不同连接方式.试验研究表明:在轴压和压弯荷载作用下节点表现出了与钢管混凝土相似的特点,具有较高的承载力和良好的塑性变形能力;内圆钢管的壁厚和半径对节点承载力影响较大,外圆钢管的壁厚对节点承载力影响较小;连接方式对节点承载力影响较大,圆钢管高于矩形钢管的节点承载力比圆钢管与矩形钢管齐平的承载力至少提高15%;轴压荷载作用下节点的破坏方式可以分为中心压缩和梭形偏转破坏;压弯荷载作用下节点的破坏方式分为节点和钢管屈服破坏.

    • 饱和黏土中静压桩桩周土体强度时效性分析

      2016, 48(12):89-94. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.012

      摘要 (1770) HTML (21) PDF 881.85 K (858) 评论 (0) 收藏

      摘要:天然饱和黏土中静压桩在沉桩过程中对土体造成巨大的挤压,致使桩周土体产生较高的超孔隙水压力,沉桩结束后随着桩周土体的逐渐固结,土体强度表现出明显的时效性.为研究饱和黏土中静压桩沉桩后桩周土体强度的变化规律,基于K0-MCC模型并考虑了土体初始各向异性与诱发各向异性对桩周土体强度的影响,推导出柱孔不排水扩张后桩周土体应力及超孔压的解答,并根据轴对称固结理论推导了静压桩桩周孔压消散的理论解答.在此基础上,考虑桩周土体在固结过程中的松弛效应,对沉桩结束后桩周土体强度的时变效应进行了解析,并通过离心机模型试验验证了该解答的合理性.结果表明,该解答能够较为合理地预测沉桩结束后桩周土体强度与超孔压的变化规律,而土体超固结比、静止侧压力系数和土体有效内摩擦角等因素对桩周土体强度变化存在一定的影响.饱和黏土中静压桩的承载力具有时效性,静压桩周土体强度时变规律的解答能够为静压桩时变承载力的计算提供理论依据,具有重要的现实与科学意义.

    • 小尺度井结构基坑墙后土压力的坑角效应

      2016, 48(12):95-102. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.013

      摘要 (1409) HTML (17) PDF 2.63 M (753) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究小尺度井结构基坑墙后土压力的坑角效应,通过对井结构基坑进行室内模型试验及FLAC3d数值模拟,研究了井结构基坑墙后土压力的空间分布和墙后土压力坑角效应对围护结构内力的影响,分析了基坑尺度对墙后土压力坑角效应的影响规律.结果表明:1.5H深度以内墙后土压力分布具有坑角效应,且不同尺寸井结构基坑坑角效应的影响范围在离坑角0.2H以内;坑角效应使得角部水泥土剪应力较大;当L/H(主墙长度与挖深之比)≤1.5时,坑角效应主要受L/H的影响;L/B(主墙长度与附墙长度之比)对坑角效应影响不显著.

    • 可液化砂土微生物处置试验

      2016, 48(12):103-107. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.014

      摘要 (1623) HTML (16) PDF 1.64 M (839) 评论 (0) 收藏

      摘要:为科学评价实验室试样尺度下MICP对可液化砂土的加固效果,采用监测营养盐注浆过程中压力变化和铵根离子量变化方法,比较试样尺度放大和注浆流速变化条件下可液化砂土的刚度和渗透性差异.试验结果表明:以巴氏芽孢八叠球菌为菌液、乙酸钙和尿素为营养盐,采用间歇式注浆方式制备固化砂土试样,注浆过程中试样内部压力变化和铵根离子变化能够有效表征可液化砂土的MICP加固效果;试样尺度放大时,依据面积比设计注浆流速,灌浆压力显著降低,试样成矿均匀性显著提高.监测试样压力变化和铵根离子变化,是研究可液化砂土微生物处置效果的简单和非破坏性试验方法.MICP应用实践中,随着试样尺度的放大,需要兼顾刚度、成矿均匀性和注浆流速之间的平衡.

    • 分级加载条件下的锯齿状结构面剪切松弛特性

      2016, 48(12):108-113. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.015

      摘要 (1698) HTML (20) PDF 1.56 M (788) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究结构面的剪切应力松弛特性,采用水泥砂浆浇筑成不同角度的结构面试样,利用岩石双轴流变试验机对规则齿形结构面进行不同剪切应力水平下的松弛试验,试验结果表明:结构面剪切应力松弛曲线可以分为瞬时、减速和稳态3个阶段;依据松弛曲线特征,考虑模型参数的时间相关性,将粘滞系数看作是与时间有关的非定常参数,建立非线性Maxwell松弛方程,与试验曲线拟合结果比较理想,得到了初始粘滞系数与剪应力水平的关系;根据松弛应力随剪应力水平的变化规律,及蠕变确定长期强度的机理,提出了应力松弛试验确定长期强度的方法,即松弛应力峰值对应的剪应力为结构面的长期强度.

    • 冻土空心圆柱仪的研发与应用

      2016, 48(12):114-120. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.016

      摘要 (1741) HTML (22) PDF 1.81 M (956) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究复杂应力路径条件下冻土的力学特性,中国科学院冻土工程国家重点实验室与美国GCTS公司合作研发了新型冻土力学试验设备-冻土空心圆柱仪(FHCA-300),该设备通过独立施加内围压、外围压、轴向荷载和扭矩来改变3个主应力的大小和方向,从而更为真实地模拟冻土在地震荷载、交通荷载等多向应力和主应力轴旋转等复杂应力路径下的应力-应变行为.详细介绍了该仪器各部分的组成、传感器和动荷载频率的选取过程以及目前可实现的具体试验类型.此外,着重介绍了冻土空心圆柱仪温度控制系统的设计原理,并且对其控温能力进行了验证,结果证明该系统可以达到预期的降温能力和控温要求.最后利用冻土空心圆柱仪进行了主应力轴静态旋转和循环旋转测试试验,验证了仪器实现包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的能力,初步试验结果表明该设备能够准确再现冻土在复杂应力路径条件下的力学行为和变形行为,可为系统开展冻土在复杂应力条件下的强度、变形特性和本构关系等研究提供技术手段.

    • 干湿循环作用下膨胀土表观胀缩变形特性

      2016, 48(12):121-127. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.017

      摘要 (1616) HTML (14) PDF 1.58 M (764) 评论 (0) 收藏

      摘要:为揭示不同上覆压力及含水率幅值条件下膨胀土胀缩特性及表观不可逆变形,开展了干湿循环作用下膨胀土表现胀缩变形特性试验研究.从微观的角度分析了膨胀土吸水膨胀、失水收缩的特性及产生裂隙的原因;探讨了不同压力及含水率循环幅值条件下,膨胀土试样高度、相对膨胀率、相对线缩率、随含水率及循环次数的变化关系以及试样表观相对不可逆变形量与累计不可逆变形量随循环次数的变化关系.研究结果表明:膨胀土吸水膨胀失水收缩是土颗粒间水体变化叠加的直观反应,也是土体内部产生裂隙的主要诱因;膨胀土失水收缩过程中,基质吸力以最大程度限制含水率减小的方式逐渐增大;不同压力作用下,试件高度随含水率呈线性变化关系,而无压力作用下的变化关系波动较大;随着循环次数的增加,膨胀土相对膨胀率逐渐减小,而相对线缩率先增大后减小,且上覆压力越大,相对膨胀率越低;不同含水率幅值范围内的相对膨胀率与相对线缩率随着循环次数的增加具有逐渐减小的趋势;不同压力作用下,含水率为15%时,膨胀土的累计不可逆变形随着循环次数的增加逐渐增大,而在含水率为25%时其反而逐渐减小.

    • 地聚物砂浆高温后抗拉和粘结性能及退化机理

      2016, 48(12):128-134. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.018

      摘要 (1387) HTML (18) PDF 2.39 M (911) 评论 (0) 收藏

      摘要:为考察地聚物砂浆在有耐高温要求的混凝土结构加固领域的应用可行性,开展了常温下和高温后地聚物砂浆的抗拉强度试验以及地聚物砂浆与普通水泥砂浆及普通混凝土基体的粘结性能试验,并与普通水泥砂浆的抗拉及粘结性能进行试验比较;通过热重分析-差示扫描量热分析(TG-DSC),探究了地聚物砂浆的高温强度退化机理.试验结果表明:地聚物砂浆与水泥砂浆及混凝土之间的常温粘结强度分别达2.15 MPa及1.7 MPa,经300 ℃高温后残余粘结强度仍有1.5 MPa左右,远高于普通水泥砂浆的粘结强度;超过300 ℃以后地聚物砂浆的强度急剧退化,这主要是因地聚物砂浆高温脱水、微观结构遭受破坏引起.基于上述试验结果,可将地聚物砂浆用于300 ℃以下高温环境的混凝土结构修补加固.

    • PTFE膜材料的偏轴拉伸性能及破坏机理

      2016, 48(12):135-141. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.019

      摘要 (1199) HTML (16) PDF 3.27 M (800) 评论 (0) 收藏

      摘要:为深入把握PTFE膜材料的率相关力学性能及破坏机理,对3种常见的PTFE膜材料进行了偏轴拉伸试验,主要考虑了0°、5°、15°、25°、35°、45°、55°、65°、75°、85°、90°等11个偏轴角度和10、25、50、100、200、500 mm/min等6种拉伸速率,分析了主要力学参数的变化规律,研究了不同拉伸速率下的膜材破坏模式及破坏机理.结果表明:不同拉伸速率下膜材主要力学参数的变化规律比较一致,表现出明显的各向异性;材料的抗拉强度与破坏模式密切相关,随着拉伸速率的增加,抗拉强度逐渐升高,且与拉伸速率的对数呈近似线性关系,这主要与材料应变能及编织结构有关;材料的破坏模式和断裂延伸率受拉伸速率的变化影响不明显.

    • 混凝土收缩裂缝几何特征及其对氯离子渗透的影响

      2016, 48(12):142-147. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.020

      摘要 (1491) HTML (10) PDF 1.70 M (1000) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确表达收缩裂缝的几何特征并分析其对混凝土中氯离子渗透规律的影响,通过对干缩开裂混凝土板进行取样,观测和统计分析了收缩裂缝的几何特征,并采用ASTM法研究了裂缝对混凝土中氯离子渗透的影响规律.结果表明:混凝土收缩裂缝存在显著的深宽比特征,其均值约为44.31,开裂角度均值约为2.6度;对比不同的裂缝宽度表征参量如最大宽度、最小宽度、平均宽度以及比表面积等与ASTM法6 h电通量关系后发现,最大宽度是表征裂缝对开裂混凝土渗透性影响的适宜参量;开裂混凝土中氯离子的渗透系数与裂缝最大宽度成正线性关系,并且当收缩裂缝宽度小于0.18 mm时,裂缝对渗透系数影响可以忽略.收缩裂缝的宽度变化会显著影响混凝土的抗渗性能,实际工程中应该根据混凝土保护层厚度来确定其容许的最大裂缝宽度.

    • 养护湿度对混凝土内氯离子传输的影响

      2016, 48(12):148-152. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.021

      摘要 (1334) HTML (10) PDF 932.58 K (894) 评论 (0) 收藏

      摘要:为得出早期养护湿度对混凝土内腐蚀介质传输的定量影响,以氯盐侵蚀为例,从水化度及孔隙率角度分析了混凝土养护湿度与氯离子扩散系数之间的相互关系,建立了不同养护湿度下氯离子扩散系数的计算模型.对制作的普通混凝土及掺纤维混凝土试件采用不同湿度进行养护,然后将试件在NaCl溶液中分别浸泡60 d和180 d,测试得到的氯离子质量分数表明,早期养护湿度越大,混凝土的表观氯离子扩散系数越小.相对于正常浇水养护,饱水养护可降低氯离子扩散系数10%~20%,而不养护将使氯离子扩散系数增大14%~29%.纤维的加入能减弱不正常养护对混凝土耐久性的影响.最终利用试验数据回归得出了模型中不同材料所对应的参数,给出了不同湿度养护后混凝土的表观氯离子扩散系数计算公式.

    • 考虑表面形貌的腐蚀钢板疲劳缺口系数

      2016, 48(12):153-157. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.022

      摘要 (1390) HTML (17) PDF 3.50 M (895) 评论 (0) 收藏

      摘要:为有效模拟钢板腐蚀后的复杂形貌,得到基于真实表面形貌的钢板疲劳缺口系数,采用盐雾法对Q235钢板进行快速腐蚀试验,并对腐蚀表面进行三维测量.利用逆向工程软件Geomagic Studio和数值分析软件ANSYS建立三维腐蚀实体模型,分析表面应力分布.最终通过计算得到了疲劳缺口系数值,并将计算结果和试验结果进行对比.结果表明有限元分析结果与疲劳试验结果两者误差非常小,从而验证了模拟方法的可行性.通过Geomagic Studio可实现快速三维可视化建模,非常好地模拟腐蚀形貌特征,结合ANSYS可灵活、高效地估算各种复杂形貌构件的疲劳缺口系数.

    • 典型台风登陆过程平均风时距转换系数分析

      2016, 48(12):158-164. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.023

      摘要 (1451) HTML (6) PDF 2.23 M (803) 评论 (0) 收藏

      摘要:为掌握中国东南沿海台风登陆过程近地面风速变化规律及影响因素,根据2005年浙江省东海塘观测塔和上海市芦潮港观测塔分别实测得到的2次典型强台风(麦莎(Matsa 0509)和卡努(Khanun 0515))登陆时段距地面10 m高度处的实时风速记录资料,计算了不同时距风速的转换系数及其概率分布.计算结果表明,风速时距转换系数服从广义极值分布,V3 s/V10 min服从极值Ⅱ型分布,V30 min/V10 min以及V1 h/V10 min服从极值Ⅲ型分布.分别处于台风远端和近端的两处观测塔的实测记录表明,A类场地下,在台风影响范围内,工程场地处台风气候条件下10 m高度处风速时距转换系数的取值及其概率分布基本保持稳定,基本不受台风路径、台风强度变化、观测点在台风风场中的相对位置以及台风登陆与否的影响.A类场地的台风气候条件下,采用基于概率统计的具有一定保证率的风速时距转换系数取值,能够为建筑结构抗风性能设计提供可靠保证.

    • 峡谷和垭口地形风场特征的CFD数值模拟

      2016, 48(12):165-171. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.024

      摘要 (1487) HTML (11) PDF 6.76 M (1961) 评论 (0) 收藏

      摘要:为获得峡谷和垭口地形的风场特征和典型位置的风加速效应,采用计算流体动力学(CFD)方法进行模拟计算,将计算得到的单山结果与风洞试验及规范进行对比以验证CFD计算的有效性,对峡谷和垭口地形进行数值模拟计算,分析峡谷和垭口在不同山脚间距时的加速效应,针对内侧山脚和山顶处的加速比给出设计建议.研究表明:山顶处加速比最大;山体横风切面的加速效应比顺风切面显著;CFD模拟与风洞试验结果吻合较好;山顶处,垭口地形风加速效应比峡谷和单山都大;内侧山脚加速比随着两山靠近而增大;内侧山脚处,峡谷地形的加速比小于规范下限,垭口地形在山间距小于一半山体底部直径、离山表面高度低于0.4倍山体高度时的加速比大于规范上限;山顶处的加速比在各种工况下均比较接近;不建议将山顶和垭口位置作为构筑物的选址地点.

    • 尼泊尔文化遗产建筑震害特征及加固对策——以尼泊尔Ms 8.1级地震中3个杜巴广场为例

      2016, 48(12):172-182. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.025

      摘要 (1709) HTML (11) PDF 16.17 M (1009) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究尼泊尔地区加德满都谷地文化遗产建筑的结构特点和抗震性能,在Ms8.1级地震后进行了大量震害调查.砖木结构和砖石结构是谷地内加德满都、帕坦和巴德岗等3个杜巴广场文化遗产建筑的主要结构形式,介绍了两种结构的组成和特点,总结了砖墙破坏、木构件破坏、倾斜和倒塌等典型震害特征,并对其震害原因进行了分析,提出了文化遗产建筑震害等级划分标准,根据该标准,对文化遗产建筑的震害进行了分类和统计,得到两种结构震害等级所占的比例.结果表明,在52处砖木结构和16处砖石结构中,基本完好或轻微破坏的砖木结构比例仅为28.8%,而砖石结构仅为18.8%,其余为中等破坏、严重破坏或毁坏,砖木结构的抗震性能比砖石结构稍好.最后,结合文化遗产建筑的震害特征和保护原则,对其加固提出了几点对策.

    • 中国地震安全性评价中天然强震记录选取

      2016, 48(12):183-188. DOI: 10.11918/j.issn.0367-6234.2016.12.026

      摘要 (1598) HTML (15) PDF 1.41 M (883) 评论 (0) 收藏

      摘要:为解决目前中国地震安全性评价中天然强震记录选取的问题,基于条件均值目标谱的概念,从中国地震安全性评价的已有结果出发,同时考虑震级、距离和地震动离散性,对危险性分析结果进行设定地震解耦,构建了反映结构特征和地震动特征的条件均值目标谱,为天然强震记录的选取提供匹配依据.安全性评价实例的强震记录结果表明, 本文建议方法在保证选取物理意义与设定地震相符的前提下较好兼顾了全周期段的谱形匹配,均值偏差和离散性水平均较低.最后给出适用于中国地震安全性评价工作的天然强震记录选取建议流程,所得结果可为结构时程分析与抗震验算提供参考.

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