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建筑科学 2017年第03期杂志 文档列表

建筑科学杂志计算分析

混凝土球壳非线性稳定影响因素的有限元分析1-6

摘要：影响钢筋混凝土球壳稳定性分析的因素包括几何非线性、材料非线性、初始缺陷、混凝土徐变、配筋分布及配筋率等。本文对这些因素的影响进行分析,以一个典型球壳模型为例,分别采用规范中经验公式方法和IASS推荐的半经验方法计算球壳极限承载力,并采用有限元方法进行考虑几何非线性、材料非线性、初始缺陷、配筋率等因素的极限承载力计算。将有限元计算结果与经验方法进行比较,分析各种因素的影响,对计算结果的判断提出建议,以期为实际工程应用提供参考。

结构TMD控制及AMD最优控制减震效果计算研究7-13

摘要：分别建立了一栋7层结构TMD被动控制与AMD最优主动控制的分析模型,并利用Matlab语言编制了求解软件。计算结果表明：主动AMD比被动TMD有更明显的减振效果,可以通过调整状态变量权重参数矩阵Q中元素、控制力权重矩阵R中元素达到目标减振效果。在AMD控制中,顶层控制力最大,当矩阵Q中对角线元素均取10、矩阵R中对角线元素取0.1时,顶层控制力幅值分别为楼面重力荷载13%,楼层地震反应惯性力的9%。第一振型的控制力远大于第二振型的控制力,各阶阻尼控制力也远大于相应的弹性控制力。主动AMD控制有较好的耗能效果。

超瘦高中庭形状系数临界值研究14-18

摘要：超高层建筑的发展推动着中庭结构的变革,超瘦高中庭应运而生。本文分析了现今中庭空间的几何特点,以烟气羽流上升过程中由轴对称羽流发展为四周受限羽流特征为判定依据,以理想羽流模型为基础,通过羽流半径的计算,确定超瘦高中庭的临界形状系数ξ=0.11;通过FDS仿真模拟建立中庭模型,对比不同形状系数的模拟与计算结果,分析了超瘦高中庭火灾烟气蔓延的速度、温度与扩散形式,确定超瘦高中庭形状系数范围是ξ〈0.11,使超瘦高中庭作为一种独立的建筑形式被研究成为可能。

土地防灾适宜性评价的变权集对分析-Vague集耦合模型19-24

摘要：针对土地防灾适宜性评价复杂性、非确定性和动态性特征,以地表破裂危险性、砂土液化、软土震陷、崩塌滑坡、地震工程地质分区、场地类别为评价指标,设计并建立了以集对分析和Vague集理论为基础的耦合式土地防灾适宜性评价体系,并在评价体系中引入了变权模型。为了证明该耦合模型的适用性,文中对10组场地数据进行了示例验算,并与专家分析法、常权层次分析法等方法进行对比分析。其评价结果显示,耦合模型具有很好的稳定性,辨识结果更为精确,表明该方法具有较高的准确性和良好的实用性。

结构优化设计的多级多点模拟退火算法25-32

摘要：基于模拟退火算法提出了一种结构优化设计的校正多级多点模拟退火算法（CMLPSA）。该算法从随机生成的一组试算点选择每个候选设计,实现一种高效的搜索策略。因而,CMLPSA是处理一组设计而不是一个单一的试算点。对可行和不可行的中间设计采用多点策略,即对可行情况,优化变量的变动是随着成本函数的当前变化率而变化;不可行情况下,在当前退火周期中生成的每个可行的试算点附近,进行第四阶近似直线搜索。此外,CMLPSA包括多级退火策略,通过同时（整体级）或逐个（局部级）变动所有的设计变量生成试算点。基于优化过程中的趋势,执行全局或局部搜索。数值算例验证了CMLPSA算法的有效性,可应用于结构优化。

建筑科学杂志试验研究

配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯性能试验研究及有限元分析33-38

摘要：通过7根配置600MPa级高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受弯试验,分析了试验梁的受力特征和裂缝发展规律,并利用ANSYS有限元软件对其挠度、开裂荷载、极限荷载和钢绞线应力增量进行模拟分析。研究结果表明：配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁受力性能良好;非线性有限元模拟结果与试验结果吻合较好,该方法能够有效地模拟配置高强钢筋的无粘结部分预应力混凝土梁的受力过程。

混凝土表面粗糙度对桩土接触面剪切特性影响试验研究39-45

摘要：桩侧表面粗糙程度是决定桩土接触面力学特性的主要因素之一,其对桩侧摩阻力的发挥具有重要影响。为研究桩侧表面粗糙度对桩土接触面剪切特性的影响,制作不同粗糙度的混凝土板模拟桩侧表面,并给出了混凝土表面粗糙程度计算方法。采用大型室内剪切系统,依次在不同法向应力下进行剪切试验,从剪应力-剪切位移关系、剪胀性和接触面抗剪强度三方面对接触面力学特性进行分析。结果表明：接触面剪应力-剪切位移曲线大体呈折线型,存在较为明显的应变软化现象。表面粗糙度越大,剪应力峰值越高,不同粗糙度界面达到剪应力峰值强度所对应的剪切位移变化不大。在法向应力较低时接触面有剪胀现象发生,随着粗糙度的增大,剪胀现象越明显;法向应力较高时则出现剪缩。接触面抗剪强度及残余剪切强度均随着表面粗糙度的增大而增大。根据试验结果建立的接触面力学参数与混凝土表面粗糙度关系式,可为进一步研究预制抗拔桩承载力发挥机理提供参考。

非洲磨细天然火山灰对混凝土收缩抗裂性能的影响研究46-50

摘要：研究两种非洲磨细天然火山灰材料单掺以及与粉煤灰复掺对混凝土收缩抗裂性能的影响。结果表明：磨细凝灰岩增大了混凝土的早期收缩,而磨细火山渣可以有效降低混凝土早期收缩;掺加两种磨细天然火山灰均能降低混凝土长期收缩和水化温升;两种天然火山灰和粉煤灰均对混凝土抗裂性能有所提升,提升效果方面粉煤灰大于磨细火山渣,磨细火山灰大于磨细凝灰岩,磨细火山渣与粉煤灰复掺与单掺等量粉煤灰对混凝土抗裂性能的改善效果相当。

基于弯矩曲率法的U型外包钢混凝土组合梁延性及受弯性能分析51-58

摘要：为研究U型外包钢混凝土组合梁在静载作用下的延性及受弯性能,对5根缩尺简支组合梁进行两点对称集中加载试验研究。通过对试件在加载作用下的荷载-挠度曲线、荷载-应变曲线、截面应变沿高度分布规律的研究,提出弯矩曲率法在组合梁加载过程中受力模拟的程序算法。基于简化塑性理论公式对组合梁的截面弯矩进行理论计算,两者对比试验结果比较吻合,从而有效验证了弯矩曲率法的合理性,并依据构件计算所得的截面曲率与位移延性系数对U型外包钢混凝土组合梁的延性开展深入分析。

预应力碳纤维板加固矩形梁的试验研究59-64

摘要：以往使用不施加预应力的碳纤维材料加固构件不能最大限度发挥材料性能,预应力碳纤维板加固技术可有效解决上述缺陷。本文在此基础上优化了锚固设备,并对6根采用外部粘贴预应力碳纤维板加固的构件进行了抗弯试验,分析了3套锚具的性能,研究了预应力碳纤维板加固对试件特征荷载、裂缝发展、碳板与钢筋协同性等的影响。试验结果表明：预应力碳纤维板加固可显著提高受弯构件开裂及屈服荷载,减小构件使用阶段内的变形,充分发挥碳纤维材料性能。

高温后混凝土动态本构模型研究65-69

摘要：为探究混凝土受高温、高应变率作用后的力学响应规律,依据动态压缩试验数据,以现有静态本构模型为基础,计入高温损伤及加载速率的影响,对模型进行修正,确定相关模型系数,构建了混凝土高温作用后的动态本构模型。结果表明：该建模方法思路合理、实际可行,各工况下的模型计算曲线与实际试验曲线吻合度较高,所构建模型能够较为准确地描述混凝土受高温作用后的动态力学响应。

碱矿渣混凝土与钢筋早期粘结强度时变规律研究70-74

摘要：通过对不同强度的碱矿渣混凝土与钢筋组成拉拔试件进行试验,研究自然环境下钢筋与碱矿渣混凝土早龄期粘结强度的时变规律。试验结果表明：碱矿渣混凝土早龄期粘结强度具有明显的龄期效应;随着抗压强度的增加,粘结强度有增长趋势;通过对试验结果进行回归分析,拟合得到早龄期粘结强度时变规律公式,可为以后的工程实践提供理论参考。

桩承载力自平衡法与桩传统静载试验法对比试验研究75-81

摘要：本文以成都地区不同的地质条件为背景,针对两种不同地质条件下的工程桩分别采用桩传统静载法和桩承载力自平衡法进行对比试验,基于对自平衡法与静载试验数据进行对比分析,研究了桩基自平衡法在成都地区应用的准确性及其适用条件,对今后桩承载力自平衡法在四川地区的推广应用提供一定的参考。

不同植筋深度下的植筋梁疲劳试验研究82-87

摘要：为了研究混凝土植筋构件在疲劳荷载作用下的受力性能,本文对3根植筋深度分别为15d、20d、25d（d为植筋的直径）混凝土植筋梁进行了疲劳荷载作用下的受弯试验研究。研究表明：梁的裂缝多出现在疲劳前的静载试验阶段,疲劳损伤主要发生在前50万次的疲劳加载过程中;疲劳荷载作用下产生的累积损伤使植筋端头部位成为结构破坏的另一易发位置;增大植筋深度能够减轻植筋梁的疲劳损伤,降低梁的疲劳变形,并能够有效改善梁的刚度退化性能。

建筑科学杂志应用研究

独柱长悬臂高架车站动力弹塑性分析88-93

摘要：本文以某独柱长悬臂高架车站工程实例为分析对象,提出该类结构抗震设防性能目标,并采用有限元软件ABAQUS对该结构进行抗震模拟分析,描述了结构体系的塑性发展过程,指出罕遇地震作用下关键结构构件的塑性状态并给出相应的加强措施,同时分析了屋盖结构对整体结构计算的影响,为同类车站结构分析提供参考。

超声波法检测混凝土工作应力状态试验研究94-99

摘要：混凝土结构的工作应力是评价在役结构安全性的最重要的指标之一。本文通过混凝土试件单向轴压超声波检测试验,研究了养护龄期及试件尺寸对超声波传播速度的影响。在试验的基础上,定义了相对波速系数和混凝土应力损伤系数,得出了混凝土工作应力和超声波波速关系的公式,提出两种评价混凝土工作应力的方法,为混凝土结构工作应力的检测提供参考。

近断层地震下层间隔震结构及其试验模型动力响应分析100-106

摘要：设计北京地区某五层钢框架层间隔震结构,以及1∶8缩尺层间隔震振动台试验模型,建立有限元分析模型对隔震层在不同层位置和不同近断层地震动输入下的动力响应进行分析。结果表明：随着隔震层位置上移,原型结构和缩尺模型第一自振周期减小,隔震层位移减小,最大层间剪力和顶层加速度增大,输入能量减小但顶层隔震时有所增大,原型结构和缩尺模型动力响应符合相似关系;隔震层在不同层位置时,不同近断层地震动对隔震结构的动力响应影响不同。

建筑科学杂志工程实践

基于时变力学分析的某高层框架-核心筒结构施工模拟107-112

摘要：基于时变力学理论,讨论了施工过程模拟的力学原理和慢速时变结构基于时间冻结法和有限元生死单元技术的求解方法。采用观测层以下各层不施加重力加速度的方法模拟了施工过程中的找平措施,使得观测层的变形仅由其上各层的重力荷载和施工荷载引起,而不受其下各层累积变形的影响;同时各层的质量和刚度仍然计入总体结构的质量和刚度矩阵,满足了结构整体分析的要求。用三种不同的施工模拟方法对某典型的高层框架-核心筒结构进行了对比分析。结果表明,由于近似模拟施工方法考虑了施工找平措施的影响,计算结果比一次加载法更加接近施工过程的实际情况;同时,近似模拟施工方法的质量矩阵和刚度矩阵在整个模拟过程中只需组集一次,建模过程和计算所需工作量均远小于精确模拟施工方法。