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建筑科学杂志 2017年第01期

Building Science

主管单位:中华人民共和国住房和城乡建设部
主办单位:中国建筑科学研究院
国际刊号:1002-8528
国内刊号:11-1962/TU
审稿时间:1-3个月
全年订价:¥ 292.80
创刊:1985
类别:工程科技II
周期:月刊
发行:北京
语言:中文
起订时间:
曾用名:建筑科学
出版社:行政事业单位类
邮编:100013
主编:赵基达
邮发:2-381
库存:198
  • 三种梁柱单元在结构非线性分析中的精确性比较研究

    作者:向畅; 莫海萍; 蒋亦庞; 苏亮 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    预测结构在罕遇地震作用下的非线性行为是结构基于抗震性能设计和评估中的关键问题,而其首要问题在于解决结构构件的非线性分析模型问题。本文介绍了结构非线性分析中三种常用的宏观单元模型,即基于刚度法的梁柱单元(DB)、基于柔度法的梁柱单元(FB)以及基于柔度法的塑性铰单元(PH)模型。基于PEER柱子试验数据库,将三种单元数值模拟结果与相应的试验结果进行对比,并以峰值强度之比、初始刚度之比和能量耗散能力之比三个指标统计评估了三种单元数值模拟的精确性。研究结果表明,PH单元计算结果的初始刚度之比和能量耗散能力之比均好于DB和FB单元,三种单元计算结果的峰值强度之比较接近,PH单元模拟精度最好。

  • 受硫酸钠腐蚀后混凝土动态力学性能研究

    作者:朱从进; 白二雷; 许金余; 聂良学; 刘志群 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    采用Φ100mm分离式霍普金森压杆试验装置,研究了受硫酸钠溶液浸泡腐蚀后混凝土的动态力学性能,并结合SEM分析了性能弱化机理。试验结果表明:受腐蚀后混凝土的动态抗压强度受到一定程度的削弱,且具有显著的应变率效应,同时,动态抗压强度损失量随应变率的提高而增大;混凝土的冲击压缩变形性能下降,且极限应变的应变率敏感性较强,而峰值应变与应变率无明显线性相关性;分析冲击韧性指标可知,腐蚀后的混凝土在抵抗外荷载作用时的吸能能力下降,且冲击韧性的损失量随着应变率的升高而增大;通过扫描电镜微观观察及机理分析可知,混凝土受硫酸钠溶液腐蚀后,内部结构遭到破坏,其强度、变形性能及吸能能力等动态力学性能均有所下降。

  • GC与CFG多桩型复合地基抗液化数值分析

    作者:梁亮; 王士杰; 刘青 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    建立天然地基、复合地基的有限差分数值模型,对天然地基、GC单桩加固复合地基和GC与CFG桩组合加固复合地基在地震荷载作用下的抗液化特性进行模拟分析。结果表明:超孔压比可作为天然地基液化和复合地基抗液化效果的判别依据;GC桩的排水作用范围距桩心约2 m,改变设计桩径对超孔压比变化规律影响不大;CFG桩的设置有助于复合地基抗液化能力的提高。

  • CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁裂缝分析与计算

    作者:邓宇; 曾鑫; 张鹏; 刘楠; 杨勇; 甘德丽; 杨希涛; 白启宏 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    通过8根混凝土试验梁抗弯静力加载试验,开展对CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁在使用荷载作用下的裂缝分析与计算。试验结果表明:CFRP-PCPs筋内嵌加固混凝土梁的裂缝间距和裂缝宽度均小于未加固的对比梁,CFRP-PCPs筋使裂缝的开展得到限制,并且由于预拉应力水平的提高,裂缝宽度及裂缝平均间距均有不同程度的减小。根据试验数据,依据我国《混凝土结构设计规范》,通过理论分析,提出了适用于计算CFRP-PCPs复合筋内嵌加固钢筋混凝土梁裂缝宽度的理论分析方法。实测结果与该分析方法计算结果吻合良好,在工程实际中可得到应用。

  • 碳纤维布条状约束不同损伤程度的混凝土柱受压性能分析

    作者:王新玲; 刘伟康; 苏会晓; 李可 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    本文基于已有碳纤维(CFRP)布条状约束损伤混凝土柱(即混凝土柱首先产生不同程度的损伤之后持载进行CFRP布条状加固)的轴压试验结果,研究不同损伤程度和CFRP布条带(3道和5道)横向缠绕约束(加固量)对受压柱及CFRP布受力性能的影响。分析结果表明:相同损伤程度下,加固柱的极限承载力和延性随着CFRP布条状加固量的增加而增大;加固量相同时,其极限承载力和延性随着损伤程度的增大而降低;3道CFRP布条带(净间距125mm)加固的试件,以裸露区域混凝土压碎而破坏;5道CFRP布条带(净间距50mm)加固的试件,以条状CFRP布拉断而破坏;当损伤程度较小时,CFRP布强度均可得到充分利用;当损伤程度达到0.4后,CFRP布条状加固效果均明显减弱。

  • 掺锂渣再生粗骨料混凝土梁受弯承载力试验研究

    作者:李振兴; 秦拥军; 严文龙 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    以再生粗骨料替代率、锂渣掺量为变化因素,设计9根掺锂渣再生粗骨料混凝土梁进行受弯性能试验。探讨试验梁与普通混凝土梁在破坏形态方面的异同,不同再生粗骨料替代率、锂渣掺量对试验梁的平截面假定的适用性与承载力的影响。试验分析表明:在一定再生粗骨料替代率和锂渣掺量下,相对于普通混凝土梁,试验梁的抗裂性能会显著提高,而屈服、极限荷载则有幅度相对较小的提高;试验梁开裂、极限荷载可用现行相关规范方法计算。

  • 高温作用下BFRP筋力学性能试验研究

    作者:唐利; 张春涛; 李彪; 张文革 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    高温作用下玄武岩增强纤维复合材料(BFRP)力学性能的变化规律是研究BFRP混凝土结构损伤和评估的基础。本文通过拉伸、抗压和抗剪材性能试验,观察BFRP筋在不同温度中的外观变化形态和在外荷载作用下的破坏模式,获得高温下BFRP筋的本构关系曲线,分析抗压强度、抗剪强度、抗拉强度、弹性模量和极限应变等材料力学性能参数随温度增高的变化规律,建立各力学性能参数随温度增加的退化模型。结果表明:BFRP筋为线弹性本构关系,粘结树脂随温度增高出现碳化,表面硬度下降,抗拉、抗压以及抗剪强度退化显著,其中抗剪强度损失率高达77.75%。

  • 建筑垃圾再生粉料的基本性能试验研究

    作者:马郁; 张敬; 谢小元 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    本文通过对建筑垃圾再生粉料的基本性能、胶砂流动度和胶砂强度等性能的试验研究,得出结论:建筑垃圾再生粉料有一定的活性,其各项性能指标满足II级粉煤灰要求,因此可作为混凝土矿物掺合料使用,配制混凝土。通过胶砂试验表明,再生粉料的掺量应控制在20%以下,才能保证各种性能不受影响;超过20%,其性能随掺量的增加急剧下降,进而可能影响到混凝土的性能,因此再生粉料的掺量要控制在一定范围内使用,才能发挥良好的活性特征。

  • 高强钢筋混凝土/ECC叠合梁受弯性能及仿真分析

    作者:高淑玲; 郭亚栋; 吴耀泉; 邱华芳 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    通过尝试将ECC替换HRB500高强钢筋混凝土梁的受拉区来弥补高强钢筋混凝土梁结构中受拉区裂缝过宽和高强钢筋应力得不到充分发挥的不足,进行了两组共5根梁试件的正截面受弯承载力试验,发现ECC的加入确实能够改善以上缺点,且ECC对叠合梁的受弯承载力和弯曲韧性的影响受尺寸效应的影响。用ABAQUS软件,在第二组试验的基础上,模拟了6根梁试件的正截面受弯破坏试验。通过对提取的应变、应力分析,结合经济性原则,最后认为ECC的适宜浇筑高度在1/4H左右。

  • 复合水泥基速凝注浆材料的试验研究

    作者:周茗如; 苏波涛; 彭新新; 王晋伟; 杨鑫 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    为了深入研究水泥-水玻璃速凝注浆材料的稳定性能,通过室内试验,分析了复合水泥-水玻璃注浆材料的主要性能参数。利用回归正交试验设计方法,以抗压强度、凝胶时间为主要指标,采用极差法和直观图法分析浆液的抗压强度并对配比进行了优化设计,通过腐蚀试验分析了硫酸盐、碳酸盐对强度的影响。研究结果表明,磷酸氢二钠对注浆材料的强度影响很小,作为良好的缓凝剂效果明显;影响浆材28d抗压强度的主要因素依次为水灰比、水玻璃、减水剂、磷酸氢二钠;浸泡90d,在5%的Na2SO4溶液中结石体的强度损失最大达44.1%,在5%的Na2CO3溶液中,强度损失达18.5%;选择较优配比浆液作为注浆材料,根据相应的施工工艺,为后期场地加固做好铺垫。

  • 装配式预应力混凝土框架梁端延性试验研究

    作者:邹恩福; 乐风江; 张利新; 刘沛; 许磊 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    本文以足尺模型低周反复试验研究一种装配式先张预应力混凝土框架梁端的延性性能,考虑在预应力度和受压区高度一定情况下,箍筋间距、钢筋品种、锚固长度等因素对梁端破坏形态、滞回曲线、位移延性、平均曲率延性、耗能能力等特性的影响。研究表明:该种装配式预应力框架梁端的破坏形式都为延性破坏;试件的滞回曲线均较为饱满,具有一定的耗能能力;缩小箍筋间距对此种框架梁端的延性是有利的;HRB400替换HRB500对梁端延性影响不大;缩短锚固长度对梁端的延性较为不利。

  • 不同有机纤维组合对再生混凝土梁抗裂性影响

    作者:许成凯; 裴长春 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    为了提高再生混凝土的抗裂性能,扩大再生混凝土的适用范围,在再生混凝土中改变不同种类有机纤维组合,试验分析其力学性能及其梁的抗裂性能。其结果如下:不同组合有机纤维对再生混凝土的抗压强度无明显影响,而对再生混凝土的劈拉强度有一定的提高。随着有机纤维不同组合变化再生混凝土梁的抗裂性逐步得到提高,其中同时掺粗聚丙烯纤维和聚丙烯腈纤维的A3组梁抗裂性有较为明显的提高。

  • 津湾广场9号楼主楼超限高层建筑结构优化分析

    作者:陈志华; 姜玉挺; 张晓萌; 林昊; 袁福鼎 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    天津市津湾广场9号楼主楼高299.65m,属于超限高层建筑,采用钢筋混凝土核心筒-矩形钢管混凝土柱钢框架结构体系。结构钢框架主次梁与转换桁架等均采用Q345钢,部分采用Q345GJ钢,用钢量较大。为节省用钢量,减少施工难度,提高钢材强度至Q390与Q390GJ。经优化,结构共计节省钢材两千余吨,同时对优化后结构各项指标进行验算,结果表明,各项指标均满足相关规范的规定。同时采用Perform-3D对优化后结构进行罕遇地震下弹塑性时程分析,结果表明,优化后结构较优化前结构具有更为良好的抵抗罕遇地震的能力。

  • 不同顶层连接多层规则钢框架连体结构动力响应研究

    作者:曾榕; 曹邕生; 黄美玲; 包恩和 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    为了研究不同顶层连接的多层规则钢框架连体结构动力响应机理,以基本周期、首层剪重比为主要参数,建立3个不同强度和刚度的多层规则钢框架单体模型。单体模型通过不同形式的顶层连接构成连体模型,对各连体模型进行弹塑性时程分析,探讨其动力反应。结论如下:(1)常遇地震作用下,梁式连接有一定的连接效果;罕遇地震作用下,3种形式的连接效果均不明显;总体看,梁式或梁+楼板式连接的效果优于层式连接。(2)连体模型强侧的强度及刚度足够大时,层式连接有利于塑性变形能量集中连体模型强侧,而梁式连接及梁+楼板式连接有利于塑性变形能量集中在连体模型的弱侧;不同连接形式对连体模型的塑性变形总能量无明显影响。(3)梁式连接时连接构件有较大的轴向力。

  • 常州金融中心塔楼动力弹塑性分析

    作者:许伟志; 王曙光; 杜东升; 李威威 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    常州金融中心结构为B级高度的高层单塔结构,位于7度抗震区。结构体系采用框架核心筒,并在外框设置巨型钢支撑加强结构的抗侧力性能。为了充分把握结构在罕遇地震作用下的性能,采用专用弹塑性分析软件PERFORM-3D对结构进行非线性时程分析,并应用有限元软件ABAQUS进行了补充验算。分析结果表明:连梁率先进入非线性状态,消耗较多地震能量;结构主要抗侧力只发生轻微损伤;最大位移角小于1/100,结构具有良好的抗震性能和安全储备,满足“大震不倒”抗震性能要求。

  • 采用外套管式单边螺栓端板连接节点钢管混凝土框架滞回性能研究

    作者:刘坚; 高奎; 周观根; 毛捷; 于志伟 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    在考虑材料非线性、几何非线性、材料初始缺陷和残余应力的基础上,以轴压比和柱截面含钢率为主要设计参数,建立了外套管式单边螺栓端板连接节点钢管混凝土框架非线性计算模型,并对其进行往复荷载加载,分析外套管式单边螺栓端板连接钢管混凝土平面框架模型的破坏特征、滞回曲线与抗震性能,最后对影响框架的P-△关系曲线的各主要因素进行参数分析。研究表明,采用外套管式单边螺栓端板连接节点的钢管混凝土框架滞回曲线饱满,抗震性能优越,对影响框架的P-△关系曲线各主要因素进行参数分析的具体结果符合实际,可为此种节点连接的钢管混凝土框架的有关研究或工程应用提供参考。

  • BP神经网络理论在西南地区传统村落消防安全评估中的应用

    作者:郑蝉蝉; 肖泽南 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    依据传统村落火灾危险性的影响因素,基于BP神经网络理论建立了西南地区传统村落消防安全评估的指标体系,该理论具有较高的抗干扰能力、容错性和较高的求解率,可用于评价传统村落的火灾危险性。为了验证该评估模型的有效性,将训练的神经网络模型应用到某传统村落的消防安全评估中,能够快速、准确地得到安全评价结果。该理论可为我国西南地区传统村落的防火性能评估和消防安全管理提供可靠的依据。

  • 高层剪力墙结构住宅剪力墙类型与布置对结构性能影响分析

    作者:曾鹏; 曹平周 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    我国城市建设中常用17层高层住宅,钢筋混凝土剪力墙结构是常用的结构类型。本文对总层数为17层的住宅建筑进行设计,提出了普通剪力墙结构布置与两种短肢剪力墙结构布置的三种结构设计方案。采用PKPM软件分别对三种方案进行结构设计,进行了三种方案在风载和地震作用参与组合工况下的侧移、层间位移角及层间剪力计算,对结构进行模态分析,并对三种结构方案的结构性能进行对比分析。研究表明,短肢剪力墙结构方案适合在设防烈度较低的地区推广使用,设防烈度高的地区宜采用普通剪力墙结构方案。给出剪力墙结构布置的设计建议。

  • 某体育场挑篷钢结构设计与优化

    作者:王栋; 金建民; 刘磊 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    白银市体育场挑篷造型为折扇面半圆弧形,尾部设连续“V”型拉杆固定于下部混凝土柱顶,挑篷结构采用空间桁架体系,结构设计中通过采用不同的桁架布置方式,进行多方案对比选型,最终结合挑篷造型特点对下部结构柱网进行调整,从而简化桁架构形,实现了对挑篷结构的设计优化。本文主要介绍了挑篷结构多方案对比优化的过程,同时对挑篷设计中几个关键问题的处理进行了说明及总结,可供同类工程参考。

  • 某露天空间三层钢桁架结构合理温度区段长度值研究

    作者:焦晋峰; 马晋鲁; 雷宏刚 期刊:《建筑科学》 2017年第01期

    合理确定露天空间三层钢桁架结构温度区段长度值至关重要。以山西晋北某地区露天管道栈桥桁架结构为研究对象,在现场外观普查和杆件温度应力监测的基础上,选取当地月平均气温和日气温温差对该结构重点进行“结构自重”和“结构自重+温度作用耦合”两种不同工况下的分析。分析结果表明:单独自重工况所产生的最不利杆件应力约占材料强度允许值的5.0%;自重和温度耦合工况作用下,杆件应力达到材料强度允许值的26.7%;现场实测杆件温度应力出现内力变号,可能引起焊接节点疲劳破坏;对不同结构长度的钢桁架结构分析,类似空间钢桁架结构温度缝位置的合理确定应考虑其支座混凝土桥台的影响。

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