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2006年  第23卷  第增刊Ⅱ期

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土木工程学科
灾害的严重性及土木工程在防灾减灾中的重要性①
崔京浩
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-077.
摘要:
灾害呈日益增长的趋势,是一个全球关注的热点。本文分4部分进行了详细的讨论:1. 灾害的定义,分类与分级;2. 灾害的属性和全球灾害的严重性;3. 中国是一个多灾害的国家;4. 土木工程在防灾减灾中的重要性,每一部份均有详实的资料和深入的阐述。
国家体育场大跨度结构设计中的新技术
范 重
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-084.
摘要:
国家体育场大跨度结构是目前世界上跨度最大的体育建筑之一,造型非常独特,构件尺寸巨大,存在大量空间扭曲构件,很多方面均超过现有技术规范的涵盖范围,其设计、加工制作及安装的复杂性前所未有,具有极大的挑战性。在设计中大量采用新技术、新材料、新工艺,进行了许多研究工作与技术创新,填补了多项国内空白,很多成果达到国际先进水平。
大空间钢结构防火性能化设计与关键技术研究
石永久, 白 音, 王元清
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-092.
摘要:
大空间钢结构由于结构体系复杂,建筑使用或造型上的需要常常造成很难根据我国现行的建筑防火类规范进行防火设计,有必要对科学性、安全性均较高的防火性能化设计方法进行系统的研究。对国内外性能化设计方法的发展情况进行了总结,并对我国几个采用此方法进行防火设计的工程进行了对比分析,还对温度场分布以及整体力学性能的计算方法进行了研究与讨论。希望能够为相关领域的工程设计人员提供一定的参考借鉴作用。

桥梁风工程研究的若干新进展
陈政清, 刘光栋
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-111.
摘要:
介绍我们近年来结合桥梁抗风实际需要的4项研究成果。(1) 桥梁节段模型强迫振动风洞实验方法与相应的颤振导数时域识别法与频域识别法,用同一批实验数据作了两种方法的对比研究。频域法自身包含有滤波过程,因而抗干扰能力强,识别的颤振导数曲线平顺光滑;时域法的定解方程对信号相位差较敏感,易受杂波干扰导致结果漂移或波动。(2) 以佛山平胜大桥为工程背景,研究了上下行车道主梁相互独立并行带来的双幅桥面的气动干扰及串列双主缆的气动干扰问题。(3) 拉索风雨振现场观测与振动控制研究。在岳阳洞庭湖大桥建立了风雨振观测系统,并连续四年进行了长时间现场观测,在风速、风向、雨量等参数对风雨振的影响规律与拉索风雨振振动形态方面有新的发现。开发了一套磁流变式拉索减振新技术,并已于2002年在岳阳洞庭湖大桥全桥实施,三年来显示了良好的减振效果。(4) 针对城市桥梁磁流变减振系统的低压供电线路最易受到人为的破坏的问题,设计开发了一种永磁调节装配式磁流变阻尼器(PMAA-MR),并将其成功应用于长沙洪山大桥的拉索减振。
内嵌预应力碳纤维增强塑料筋混凝土梁正截面承载力计算
曾宪桃, 段敬民, 丁亚红
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-116.
摘要:
对拉区混凝土保护层中内嵌有预应力碳纤维增强塑料筋加固的混凝土梁的受力阶段进行了分析,对其受弯破坏形态、受弯承载力极限状态及正截面的承载力进行了分析和讨论,导出了对应不同破坏形态下承载力计算公式,并与试验结果相比,得出了一些有益的结论,可供设计参考。
建筑结构检测与加固方法
徐镇凯, 袁志军, 胡济群
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-130.
摘要:
系统分析和介绍了目前建筑结构常用的检测方法与加固方法,以表格的形式重点介绍了各种建筑结构检测方法的主要特点、用途和适用范围以及各种建筑结构加固方法的主要特点、适用范围和施工要点。归纳了建筑结构裂缝检测与处理、结构耐久性检测、建筑结构火灾后检测的要点。根据笔者实际工程体会,参考同行的工程经验,指出了在建筑结构检测与加固工作中一些需要注意的问题。给出了几个较为有特点的结构加固实例。供有关人员参考。
钢-混凝土组合扁梁的承载性能研究及工程应用
王元清, 杨 璐, 石永久, 施 刚
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-193.
摘要:
组合扁梁由于具有降低结构层高,改善钢结构的防火性能,而且能够满足建筑上对大空间的无柱要求等优点,在多层钢结构建筑中有广阔的应用前景。对组合扁梁的发展和国内外的研究历史进行了回顾;通过理论分析、有限元计算以及试验研究等手段对叠合板组合扁梁、深肋组合扁梁的刚度、承载力、有效宽度以及粘结力等问题进行了研究,重点提出了刚度和承载力的计算方法;对组合扁梁在某工程中的应用进行了介绍;最后提出了组合扁梁研究中急需解决的问题并对其研究趋势进行了展望。
建筑节能的重要性及一项新技术
李 珠;张泽平;刘元珍;穆启华⊃
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-149.
摘要:
能源是社会发展的动力,有计划、有节制地利用能源是可持续发展的重要保证。介绍了建筑节能的含义及范围,分析了我国目前的建设规模及能耗状况,并与经济发达国家能耗状况进行对比,反映建筑节能的重要性及紧迫性。针对我国目前外墙保温的实际情况,提出一种新型外墙保温技术——玻化微珠保温系统,采用理论分析和试验相结合的方法进行研究开发。试验及工程应用均表明该系统保温性能优异,同时绿色环保,具有良好的经济效益和社会效益,有着广阔的应用前景。
混凝土结构抗震非线性分析模型、方法及算例
叶列平, 陆新征, 马千里, 汪训流, 缪志伟
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-140.
摘要:
结构在大震作用下会进入非线性并产生损伤,准确预测地震荷载下钢筋混凝土结构的非线性行为,对评估混凝土结构的抗震安全性具有重要意义。清华大学土木工程系近年来开发的适用于钢筋混凝土杆系结构的纤维模型THUFIBER程序,适用于预应力混凝土杆系结构的纤维模型NAT-PPC程序,以及适用于剪力墙结构的分层壳墙元模型的非线性分析程序。这些程序可以直接将构件的非线性节点力(轴力、剪力和弯矩)、节点变形(平动和转动)和材料的非线性应力-应变行为联系起来,可以模拟各种复杂受力构件的滞回行为和轴力-双向弯曲-剪切耦合行为,借助通用有限元程序方便的前后处理功能和非线性计算功能,该程序可以准确模拟地震作用下结构的三维非线性地震响应,也可模拟爆炸、倒塌等极端非线性行为,通过一系列的数值分析与试验结果的对比和工程应用算例,说明所研发程序的精度和计算能力。
CFRP加固砌体结构的试验研究
韦昌芹, 周新刚
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-154.
摘要:
采用两种不同的加固方案,对四片砌体墙进行了试验研究,介绍了试验中对构件的加载控制过程,分析了用CFRP加固后砌体结构在水平低周反复荷载作用下的延性和水平承载能力,并对各种方案的试验结果及试验现象进行了分析研究,比较了不同的加固方案对砌体的抗剪承载力、抗震性能、延性等各方面的影响程度,根据试验结果提出了简易计算公式,计算值与试验数据吻合较好。理论与试验证明,采用CFRP加固后,砌体结构具有良好的抗震性能。因而,CFRP加固砌体结构的方法,不失为一种比较有效可行的方法。
大比例模型结构-桩-土动力相互作用试验研究与理论分析
尚守平, 卢华喜, 王海东, 余 俊, 刘方成
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-166.
摘要:
介绍了一个土-桩-框架结构1/2比例模型动力相互作用野外试验研究,通过对模型进行地脉动测试得到了其基频,并分别在忽略重力、欠人工质量、人工质量三种工况下进行了模型的顶部牵引激励试验和顶部机械激励试验,且在时域和频域内分析了试验结果,得到了一些有益结果。此外,研究了考虑土体动力非线性特征的粘弹性人工边界,提出了考虑桩土动力相互作用中桩土分离、滑移以及基础提离效应的接触模型,并引入阻尼项表征桩土动力作用中的能量损耗。建立了试验模型结构的三维有限元分析模型,通过对模型试验的模拟计算验证了有限元模型的可靠性,进而进行了不同地震动输入下的地震反应分析,总结了一些规律性结果。
建筑节能与墙体保温
顾天舒, 谢连玉, 陈 革
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-184.
摘要:
我国建筑节能的核心就是对建筑物围护结构和采暖系统进行革新,其中墙体保温施工技术在建筑节能中发挥着越来越重要的作用。
当今社会,发达国家都空前地重视节能问题,我国目前的单位建筑面积采暖用能耗相当于气候条件相近的发达国家的3倍~4倍,中国是一个能源比较贫瘠的国家,因此合理利用能源,提高能源利用率是我国社会发展的根本大计,而建筑物外墙围护结构节能技术的改进,保温材料的更新对社会及建筑能耗的降低具有极其重大的意义。目前我国建筑围护结构节能技术应用最多的有三种形式:一、外墙外保温;二、外墙内保温;三、夹心保温。通过优缺点列项进行对比分析后可发现,外墙外保温作法的优点最为显著,应成为我国墙体保温的主要形式以及节能建筑保温墙体的发展方向。
介绍了增强粉刷石膏聚苯板、保温混凝土夹心墙、聚合物水泥聚苯板、胶粉聚苯颗粒保温浆料、硬泡聚氨酯、玻璃棉毡、大模板内置聚苯板有网和无网体系,钢框架墙体系等一系列国内外墙体保温材料和施工技术。鉴于目前外墙外保温表面粘贴面砖作法存在一定问题,使用中经常会产生脱落现象,造成安全隐患,还介绍了作者曾在实践中运用的两种施工方法——镀锌钢丝网固定抹灰贴砖法和胀栓固定加网布贴砖法,对其普遍性质量问题的处理方法特别是镀锌钢丝网和网布的安装方法及螺栓和胀栓的固定方法分别进行了详细阐述。
约束石砌体承重结构的抗震可靠性分析
施养杭
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-199.
摘要:
在我国产石地区,石砌体结构是一种传统的结构形式,具有独有的特色和极佳的特性,倍受人们的青睐。由于材料特性和施工原因,致使结构整体性差、抗震性能弱,震害严重。提出约束石砌墙体承重结构概念,分析其抗震性能,建立抗震抗剪强度验算公式,提出约束石砌体结构抗震能力的模糊安全准则及其可靠性验算方法。经实例应用,方法简易可行,公式概念清晰,符合现行设计理论;经约束后的石砌体结构抗震可靠度有较大提高,抗震性能显著改善;扩展了石结构的应用范围,可供其它砌体结构的抗震设计和加固等参考。
轴心受压CFRP—铝合金组合管弹塑性屈曲性能分析
钱 鹏, 叶列平, 冯 鹏
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-216.
摘要:
CFRP管具有轻质高强的特点,适合于建造大跨度空间网格结构,但其破坏呈脆性,且以节点连接破坏为主,不能充分发挥CFRP材料的优点,为此建议将CFRP与铝合金组合形成CFRP-铝合金组合管来改善其受力性能和构件连接性能。首先对CFRP-铝合金组合长管进行了轴心受压稳定试验研究,得到其基本受力性能与破坏模式。利用有限元方法对组合管的特征值屈曲进行分析,研究不同CFRP铺层角度、厚度和顺序的影响。根据特征值屈曲的分析结果,引入初始几何缺陷,对组合管进行了弹塑性屈曲分析,并将分析结果与试验结果进行了对比,确定了有限元分析模型的合理性,进一步研究了不同长细比、铺层角度和厚度对组合管弹塑性稳定性能的影响机理。最后基于试验结果与数值分析结果,通过修正Perry稳定计算公式,得到了CFRP-铝合金组合长管屈曲荷载的计算公式。
工程灾害防护技术在广东科学中心建设中的研究与应用
张季超, 朱立宏, 周 云, 周孝清, 童华炜, 许 勇 陈大宾, 王 阁, 曾华健, 郭曼丽
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-209.
摘要:
结合正在建设中的广东省重点工程—广东科学中心,分别从环境岩土、防震、防风、防火及建筑物健康监测等方面综合介绍了工程灾害防护技术的研究与应用情况,阐述了工程灾害防护的新技术、新工艺,指出了其关键问题、创新点及应用价值,可供同类工程参考、借鉴。
基本方法
智能隔震:基于能量响应和可靠度的前景分析
杜永峰, 李 慧
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-013.
摘要:
介绍了智能隔震结构能量响应和动力可靠度分析的主要方法和数值规律。以多遇地震的情形为例,显示了线弹性智能隔震体系的瞬时能量传递的解析规律;以罕遇地震的情形为例,列举了滞变智能隔震结构的动力可靠度分析方法。在罕遇地震下,用退化Bouc-Wen模型描述上部结构的恢复力,用非退化Bouc-Wen模型描述隔震层的恢复力。采用虚拟激励法计算结构的随机响应,根据我国抗震规范中“大震不倒”的设防目标,采用各层最大层间位移峰值响应和累积滞变耗能构造双参数的随机疲劳累积损伤指数,作为功能状态指标。以作者承担的一项实际隔震工程作为数值算例,对比了被动隔震、智能隔震与非隔震体系的能量响应和条件失效概率,显示了智能隔震体系的减震优势。
求解杆系结构自由振动问题的力法
袁 驷, 叶康生, 王 珂, Williams F W, Kennedy D
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-004.
摘要:
杆系结构的静力分析有两类方法——力法和位移法,而自由振动分析却仅有位移法。针对这一缺失,提出杆系结构自由振动的力法分析方法。通过放松某个位移约束并施加相应的动内力来建立力法的基本体系。当动内力的频率等于结构自振频率时被放松的约束位移重新得到满足,此时基本体系与原结构等价,由此建立力法的控制方程。该控制方程为频率的非线性方程,对该方程的求解建立了Newton法的迭代格式。数值算例表明该法是一个精确、高效、实用的方法。
垃圾土的强度与变形特性
张丙印, 介玉新
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-022.
摘要:
简要回顾了环境岩土工程的发展历史,论述了垃圾土的分类和特性,从岩土力学的角度对有关垃圾土力学性质的研究现状进行了综述,其中重点讨论了垃圾土的强度和压缩变形特性,并对岩土工程师比较感兴趣的垃圾有机成分降解规律进行了介绍。还介绍了清华大学岩土工程研究所在相关方面所取得的研究成果。
弹性地基上超高层建筑空间巨型框架受任意确定性动力作用的半解析分析
龚耀清, 孙洪鑫
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-031,.
摘要:
提出了求解弹性地基上超高层建筑空间巨型框架受任意多维确定性动力作用的半解析法。将超高层建筑空间巨型框架与其基础等效连续化为一个具有三维模型特征的、支撑在半无限大弹性地基上的加劲薄壁筒组合体;然后进行半离散化处理,以其节线上的形变未知函数为广义坐标,节线之间采用插值函数;再利用Hamilton原理,将受任意多维确定性动力作用的结构动力学问题转化成常微分方程组的边值问题;最后,利用高质高效的常微分方程求解器进行求解。算例计算结果表明:分析方法是合理的、可行的。
铝合金单层球面网壳的非线性稳定分析
桂国庆, 王玉娥
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-035,.
摘要:
以K8型单层球面网壳结构为例,采用有限元分析软件ANSYS进行建模和计算,对铝合金网壳进行了几何非线性稳定分析,讨论了矢跨比、荷载分布形式、初始缺陷和支承条件对网壳稳定性承载力的影响。通过与钢网壳比较,得到了一些关于铝合金单层球面网壳稳定性的结论,可为相关的工程设计提供参考。
大型浮体水弹性作用的频域分析
滕 斌, 勾 莹
2006, 23(增刊Ⅱ): 0-048.
摘要:
对大型浮体水弹性响应的频域计算方法做了综述和介绍。分别介绍了干模态法、湿模态法和直接计算方法,对于干模态法的五种结构弹性模态函数做了介绍,研究了五种模态函数下计算结果的收敛速度。对于水动力分析方法的计算量和存储量做了分析,介绍了降低计算量和存储量的一些新计算方法,实现了一种柱坐标下的多极子展开高阶边界元方法,积分方程中的固角系数和柯西主值积分均采用直接方法计算,应用该方法计算了波浪与大型弹性浮体的相互作用问题,计算结果与实验值得到很好的吻合。