1隔震技術(shù)在大跨度復雜建筑中的應用現(xiàn)狀及關鍵問題
丁潔民1,2，陳長嘉2，吳宏磊2
1. 同濟大學 土木工程學院
摘要：大跨度建筑一般為公共類型建筑，具有人流密集、重要性高、體型復雜等特點，對其抗震性能要求高，降低地震作用的需求大。同時結(jié)構(gòu)高寬比一般較小，隔震技術(shù)的適用性強。對隔震技術(shù)在大跨度建筑中的應用現(xiàn)狀進行梳理，將其劃分為高位支承隔震和低位支承隔震兩種類型，其中高位支承隔震又分為屋蓋支承隔震和連體支承隔震兩種，并總結(jié)其應用特點；對隔震技術(shù)在大跨度復雜建筑中應用的關鍵問題進行探討，包括扭轉(zhuǎn)控制、溫度效應、抗風設計、邊界約束條件、體育場館類建筑中隔震層在比賽場地處的布置等，為相關工程應用提供參考。目前，隔震技術(shù)發(fā)展較為成熟，應用于大跨度復雜建筑中，可有效降低地震作用，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，是未來大跨度復雜建筑結(jié)構(gòu)抗震設計可行的發(fā)展方向。關鍵詞：大跨度建筑；隔震；扭轉(zhuǎn)控制；溫度效應；抗風設計；邊界約束；隔震層布置
2三峽庫區(qū)青草背長江大橋橋位風速非平穩(wěn)特性研究
郭增偉1，袁航2，王小松1
1. 省部共建山區(qū)橋梁及隧道工程國家重點實驗室2. 長大橋梁建設施工技術(shù)交通行業(yè)重點實驗室
摘要：為從定量上描述和評價山區(qū)峽谷風場的非平穩(wěn)程度，利用三峽庫區(qū)青草背長江大橋橋位處實測風速序列，分別采用輪次檢驗法和希爾伯特（Hilbert）變換分析了實測風速序列在幅值和頻率上的非平穩(wěn)程度，探討了風速樣本時長和窗口時距對基于Hilbert變換的非平穩(wěn)度指標的影響，并與西堠門大橋橋位處12月份期間實測風速記錄進行對比，實現(xiàn)了山區(qū)峽谷風的非平穩(wěn)特征的定量評價。結(jié)果表明：非平穩(wěn)度值可反映出風速序列在不同頻率成分上的非平穩(wěn)特性，且風速頻率越高非平穩(wěn)度指標越大，同時非平穩(wěn)度值隨風速樣本總時長的增大、窗口時距的增大而減?。幌啾任鬈╅T橋位處風速，青草背長江大橋橋位處山區(qū)風風場在幅值和頻率均表現(xiàn)出更強的非平穩(wěn)特性，且短時距高頻段的風速分量非平穩(wěn)特征更為明顯；當某段風速序列在給定的窗口時距下的非平穩(wěn)度值超過良態(tài)風速相應的非平穩(wěn)度極值后，可認為該段風速序列具有較強的非平穩(wěn)特征。關鍵詞：橋梁；峽谷風；希爾伯特變換；輪次檢驗法；現(xiàn)場實測；非平穩(wěn)特性
3雷暴沖擊風作用下高層建筑風壓幅值特性研究
1. 重慶大學 土木工程學院
2. 重慶大學 山地城鎮(zhèn)建設與新技術(shù)教育部重點實驗室
摘要：采用沖擊射流裝置模擬雷暴沖擊風，對4個不同深寬比的高層建筑模型進行測壓試驗，分析了各模型8個不同徑向位置處的風壓幅值特性，并與大氣邊界層風作用下的建筑表面風壓系數(shù)進行了對比。結(jié)果表明：雷暴沖擊風作用下，建筑迎風面為正壓，側(cè)面和背風面均為負壓；迎風面平均和脈動風壓受模型深寬比影響較小，側(cè)面和背風面受深寬比影響較大；隨著徑向距離的增加，迎風面平均風壓系數(shù)逐漸減小，脈動風壓系數(shù)先增大后減小，側(cè)面平均風壓系數(shù)絕對值以及脈動風壓系數(shù)先增大后減小，背風面平均和脈動風壓系數(shù)變化較為平緩；各模型迎風面風壓系數(shù)沿高度呈“鼻子”狀分布，最大風壓出現(xiàn)在0.25 H ( H 為模型高度)；與大氣邊界層風作用下建筑表面風壓幅值相比，雷暴沖擊風作用下高層建筑模型的迎風面中下部區(qū)域以及側(cè)面前緣部位風壓系數(shù)較大，考慮雷暴沖擊風作用的高層建筑設計時，應對這些區(qū)域的風荷載取值進行適當放大。關鍵詞：高層建筑；雷暴沖擊風；沖擊射流；風剖面；風壓系數(shù)
摘要：為研究高延性混凝土(HDC)加固剪力墻的抗震性能，設計了3個剪跨比為2.1的剪力墻試件，采用HDC面層和鋼筋網(wǎng)HDC面層進行加固，通過低周往復加載試驗，研究其破壞形態(tài)、變形能力、耗能能力及剛度退化特性。試驗結(jié)果表明：未加固試件破壞時，墻體底部混凝土壓碎剝落；采用HDC加固的試件，加固層對內(nèi)部混凝土形成良好的約束作用，提高了試件的耐損傷能力，試件破壞時內(nèi)部混凝土雖被壓碎，但未出現(xiàn)面層剝落現(xiàn)象；與未加固試件相比，HDC面層加固試件的屈服荷載、位移延性系數(shù)和耗能能力分別提高12.8%、15.5%和22.0%；在加固層中配置鋼筋網(wǎng)，可增加HDC面層與內(nèi)部混凝土的協(xié)同工作能力，進一步提高剪力墻的變形能力和耗能能力，但對承載力的影響較??；加固試件的剛度提高不明顯，但剛度退化較為緩慢?？紤]HDC加固層作用，建立了HDC加固剪力墻壓彎荷載的計算方法，且計算值與試驗值均吻合較好。關鍵詞：剪力墻；高延性混凝土；加固；抗震性能；壓彎荷載
5磚土混合結(jié)構(gòu)抗震加固振動臺試驗研究
摘要：針對我國西北農(nóng)村地區(qū)磚土混合結(jié)構(gòu)抗震性能差的問題，提出設置“弱框架”的加固方法，主要包括在土坯墻關鍵受力部位內(nèi)外開槽，對稱配置水平與豎向砂漿配筋帶加固；角鋼-砂漿面層加固四角承重磚柱；木屋蓋與墻體頂部后設的砂漿配筋帶通過粗鐵絲可靠拉結(jié)。通過對1/2縮尺模型進行加固及振動臺試驗，分析其地震反應及損傷情況以驗證上述加固措施的有效性。結(jié)果表明：9度罕遇地震烈度下，模型仍表現(xiàn)出足夠的承載力和變形能力;模型X、Y向剛度下降達到67.72%和77.77%，加固措施有效；模型墻頂X、Y向最大位移角達到1/22、1/19，房屋結(jié)構(gòu)延性得到改善，增強了罕遇地震下結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能。
關鍵詞：混合結(jié)構(gòu)；抗震加固；砂漿配筋帶；振動臺試驗；地震反應
6預應力全索系整體張拉結(jié)構(gòu)設計研究
葛家琪，劉邦寧，王樹，張國軍，張曼生，黃季陽，劉鑫剛
摘要：預應力全索系整體張拉結(jié)構(gòu)是具有“內(nèi)部沒有壓桿的全索系拉桿海洋”特點的結(jié)構(gòu)體系，該結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)穩(wěn)定承載力和變形性能是工程設計的關鍵。為研究全索系整體張拉結(jié)構(gòu)的彈塑性發(fā)展規(guī)律，進行了基于材料非線性和幾何非線性的結(jié)構(gòu)承載全過程分析，得到典型單元荷載-應力、關鍵節(jié)點荷載-豎向位移全過程曲線。分析結(jié)果表明：建議全索系整體張拉結(jié)構(gòu)索構(gòu)件在彈性階段的應力比應小于0.40，內(nèi)環(huán)索豎向變形應小于懸挑跨度的1/40~1/50。全索系整體張拉結(jié)構(gòu)的屈服荷載系數(shù)及延性性能高于有鋼壓桿的預應力鋼結(jié)構(gòu)體系；增大預應力度是改善谷索排雪水功能的有效措施之一。關鍵詞：全索系整體張拉結(jié)構(gòu)；承載全過程分析；屈服荷載；延性；排雪水設計方法
7方鋼管混凝土柱-組合梁框架抗連續(xù)倒塌性能試驗研究
玄偉1,2，王來1，陳惠榮1,3，陳海濤1，楊寧4
1. 山東科技大學 山東省土木工程防災減災重點實驗室3.青島農(nóng)業(yè)大學 建筑工程學院4.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學院 建筑工程學院
摘要：為了研究組合梁對方鋼管混凝土柱-組合梁框架抗連續(xù)倒塌性能的影響，設計了帶有混凝土現(xiàn)澆樓板方鋼管混凝土柱-組合梁框架(CFSTCBF)及不帶樓板的方鋼管混凝土柱-鋼梁框架(CFSTSBF)，采用拆除構(gòu)件法對兩個試件的抗連續(xù)倒塌性能進行豎向加載試驗研究，對其在中柱失效工況下的破壞模式、受力機理以及主要的抗力機制進行分析，同時對現(xiàn)澆混凝土樓板和節(jié)點在連續(xù)倒塌過程中的性能進行探討。研究表明：兩個試件的破壞均是由正彎矩區(qū)鋼梁破壞引起，結(jié)構(gòu)的倒塌階段可分為彈塑性階段、塑性階段、過渡階段和懸鏈線階段，壓拱機制和懸鏈線機制均能改善結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能；混凝土樓板可以有效增強結(jié)構(gòu)的承載能力，提高結(jié)構(gòu)的初始轉(zhuǎn)動剛度，但在改善結(jié)構(gòu)變形能力方面的作用較弱。關鍵詞：方鋼管混凝土柱-組合梁框架；混凝土現(xiàn)澆樓板；靜力加載試驗；抗連續(xù)倒塌性能
8考慮全填充墻作用的鋼筋混凝土-框架抗連續(xù)倒塌性能分析
喻君1，甘藝平1，李爽2
1. 河海大學 土木與交通學院
2. 哈爾濱工業(yè)大學 結(jié)構(gòu)工程災變與控制教育部重點實驗室
摘要：為探究鋼筋混凝土(RC)全填充墻框架在邊中柱失效情況下的抗連續(xù)倒塌性能及其承載力計算方法，基于已有試驗和有限元程序OpenSees建立宏觀有限元數(shù)值模型展開研究。數(shù)值模型中的梁柱采用基于力的纖維梁單元模擬，填充墻則轉(zhuǎn)化為等效斜撐并用桁架單元進行表征。填充墻宏觀模型涉及等效斜撐的寬度、數(shù)量和相應材料屬性的確定，為此對比了不同等效斜撐模型的適用性，確定了一種連續(xù)倒塌工況下全填充墻的宏觀模擬方案。進而利用驗證的數(shù)值模型，揭示全填充墻框架防倒塌的荷載傳遞機制，并研究了層數(shù)和填充墻砌體抗壓強度對抗倒塌性能的影響。結(jié)果表明：全填充墻框架荷載主要通過墻體對角傳遞且全填充墻會與周圍框架形成一種桁架機制；隨填充墻砌體抗壓強度降低，結(jié)構(gòu)抗力峰值呈下降趨勢。最后，以填充墻和周邊框架豎向承載剛度比為基本參數(shù)，建立了通過求得填充墻和框架剛度以及純框架理論彎曲承載力，便可快速評估規(guī)則RC填充墻框架防倒塌能力的回歸模型。關鍵詞：鋼筋混凝土框架；填充墻；等效斜撐；有限元分析；抗連續(xù)倒塌性能
9框架中鋼-混凝土組合梁等效彎曲剛度分析
周琪亮1，許立言2，陶慕軒3
1. 清華大學 土木工程安全與耐久教育部重點實驗室
2. 清華大學 城市軌道交通綠色與安全建造技術(shù)國家工程實驗室
3. 清華大學 北京市鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心
摘要：框架體系中鋼-混凝土組合梁在豎向荷載作用下的彎矩分布與其端部受到的轉(zhuǎn)動約束條件密切相關，而在不同方向的彎矩作用下鋼-混凝土組合梁截面的抗彎剛度又差異顯著，要準確計算豎向荷載作用下組合梁的等效彎曲剛度必須充分考慮與其相連的梁柱變形對其端部產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動約束剛度。為此，采用分段剛度建立了框架中組合梁在豎向荷載作用下的等效剛度理論模型，以考慮不同梁端轉(zhuǎn)動約束剛度和樓板開裂前后截面特性差異對組合梁等效剛度的影響?；谠摾碚撃Ｐ瓦M行大量參數(shù)分析，識別了影響組合梁等效彎曲剛度的兩個關鍵參數(shù)：轉(zhuǎn)動約束剛度與組合梁開裂后截面線剛度比和梁開裂前后截面剛度比，得到了隨梁端轉(zhuǎn)動約束剛度變化的組合梁在豎向荷載作用下等效彎曲剛度的計算式，在框架設計時可方便地用于組合梁的變形和內(nèi)力計算。對比討論了建議算式和現(xiàn)有公式的計算精度，并通過結(jié)構(gòu)體系的非線性全過程分析對建議算式的合理性做了進一步的驗證。理論分析和設計方法表明，組合梁在豎向均布荷載作用下的負彎矩區(qū)長度和等效彎曲剛度隨梁端轉(zhuǎn)動約束剛度變化顯著，必須在設計中準確考慮。
關鍵詞：框架結(jié)構(gòu)；鋼-混凝土組合梁；理論模型；等效彎曲剛度；端部轉(zhuǎn)動約束
10濱海含軟土夾層粉細砂地基高能級強夯加固試驗研究
賈敏才1,2，劉波1,2，周訓軍3
1.同濟大學 地下建筑與工程系
2.同濟大學 巖土及地下工程教育部重點實驗室
3.中國石油天然氣華東勘察設計研究院
摘要：濱海粉細砂場地地基常分布有軟土夾層或淤泥包且地下水位較高，地基處理難度大。目前采用高能級強夯加固濱海粉細砂場地的工程案例較少。結(jié)合具體工程研究了某地下水位較高且含軟土夾層的濱海粉細砂場地上開展的5、8、12、15 MN·m能級強夯加固試驗。除5 MN·m能級強夯試驗區(qū)外，其余試驗區(qū)均先采取高能級點夯加固深層土體，然后采用中等能級點夯加固夯點間土，最后利用低能級滿夯加固地基淺層。對比分析了夯沉量和強夯前后的旁壓、靜力觸探測試數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)夯擊7~8擊后夯沉量變化明顯減小，每遍的單點夯擊擊數(shù)宜控制在8~9；在有效加固深度范圍內(nèi)，土體的旁壓模量和靜力觸探錐尖阻力均明顯提升，高能級強夯能有效消除濱海粉細砂的液化勢。試驗場地內(nèi)上述各個能級的有效加固深度分別為7.5、9、10.5、10 m，在有效加固深度范圍內(nèi)，表征土體相對加固程度的提升系數(shù)沿深度大致呈直線下降?，F(xiàn)場試驗數(shù)據(jù)還表明，將地下水位降低到距地表以下2.5 m有助于提高加固效果；軟土夾層的存在會明顯影響加固效果及限制有效加固深度的發(fā)展，因受軟土夾層的影響，場地15 MN·m能級強夯的有效加固深度明顯偏小。建議在級配不良的濱海粉細砂場地上按照規(guī)范JGJ79—2012中細顆粒土的標準來確定高能級強夯的有效加固深度。
關鍵詞：粉細砂地基；軟土夾層；地基加固；現(xiàn)場試驗；高能級強夯；有效加固深度
