1隔震技術(shù)在大跨度復(fù)雜建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀及關(guān)鍵問(wèn)題
丁潔民1,2，陳長(zhǎng)嘉2，吳宏磊2
1. 同濟(jì)大學(xué) 土木工程學(xué)院
2. 同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院(集團(tuán))有限公司
摘要：大跨度建筑一般為公共類(lèi)型建筑，具有人流密集、重要性高、體型復(fù)雜等特點(diǎn)，對(duì)其抗震性能要求高，降低地震作用的需求大。同時(shí)結(jié)構(gòu)高寬比一般較小，隔震技術(shù)的適用性強(qiáng)。對(duì)隔震技術(shù)在大跨度建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行梳理，將其劃分為高位支承隔震和低位支承隔震兩種類(lèi)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(yīng)用特點(diǎn)；對(duì)隔震技術(shù)在大跨度復(fù)雜建筑中應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行探討，包括扭轉(zhuǎn)控制、溫度效應(yīng)、抗風(fēng)設(shè)計(jì)、邊界約束條件、體育場(chǎng)館類(lèi)建筑中隔震層在比賽場(chǎng)地處的布置等，為相關(guān)工程應(yīng)用提供參考。目前，隔震技術(shù)發(fā)展較為成熟，應(yīng)用于大跨度復(fù)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(lái)大跨度復(fù)雜建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可行的發(fā)展方向。關(guān)鍵詞：大跨度建筑；隔震；扭轉(zhuǎn)控制；溫度效應(yīng)；抗風(fēng)設(shè)計(jì)；邊界約束；隔震層布置
2三峽庫(kù)區(qū)青草背長(zhǎng)江大橋橋位風(fēng)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(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2. 長(zhǎng)大橋梁建設(shè)施工技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要：為從定量上描述和評(píng)價(jià)山區(qū)峽谷風(fēng)場(chǎng)的非平穩(wěn)程度，利用三峽庫(kù)區(qū)青草背長(zhǎng)江大橋橋位處實(shí)測(cè)風(fēng)速序列，分別采用輪次檢驗(yàn)法和希爾伯特（Hilbert）變換分析了實(shí)測(cè)風(fēng)速序列在幅值和頻率上的非平穩(wěn)程度，探討了風(fēng)速樣本時(shí)長(zhǎng)和窗口時(shí)距對(duì)基于Hilbert變換的非平穩(wěn)度指標(biāo)的影響，并與西堠門(mén)大橋橋位處12月份期間實(shí)測(cè)風(fēng)速記錄進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)了山區(qū)峽谷風(fēng)的非平穩(wěn)特征的定量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：非平穩(wěn)度值可反映出風(fēng)速序列在不同頻率成分上的非平穩(wěn)特性，且風(fēng)速頻率越高非平穩(wěn)度指標(biāo)越大，同時(shí)非平穩(wěn)度值隨風(fēng)速樣本總時(shí)長(zhǎng)的增大、窗口時(shí)距的增大而減小；相比西堠門(mén)橋位處風(fēng)速，青草背長(zhǎng)江大橋橋位處山區(qū)風(fēng)風(fēng)場(chǎng)在幅值和頻率均表現(xiàn)出更強(qiáng)的非平穩(wěn)特性，且短時(shí)距高頻段的風(fēng)速分量非平穩(wěn)特征更為明顯；當(dāng)某段風(fēng)速序列在給定的窗口時(shí)距下的非平穩(wěn)度值超過(guò)良態(tài)風(fēng)速相應(yīng)的非平穩(wěn)度極值后，可認(rèn)為該段風(fēng)速序列具有較強(qiáng)的非平穩(wěn)特征。關(guān)鍵詞：橋梁；峽谷風(fēng)；希爾伯特變換；輪次檢驗(yàn)法；現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)；非平穩(wěn)特性
3雷暴沖擊風(fēng)作用下高層建筑風(fēng)壓幅值特性研究
1. 重慶大學(xué) 土木工程學(xué)院
2. 重慶大學(xué) 山地城鎮(zhèn)建設(shè)與新技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
摘要：采用沖擊射流裝置模擬雷暴沖擊風(fēng)，對(duì)4個(gè)不同深寬比的高層建筑模型進(jìn)行測(cè)壓試驗(yàn)，分析了各模型8個(gè)不同徑向位置處的風(fēng)壓幅值特性，并與大氣邊界層風(fēng)作用下的建筑表面風(fēng)壓系數(shù)進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明：雷暴沖擊風(fēng)作用下，建筑迎風(fēng)面為正壓，側(cè)面和背風(fēng)面均為負(fù)壓；迎風(fēng)面平均和脈動(dòng)風(fēng)壓受模型深寬比影響較小，側(cè)面和背風(fēng)面受深寬比影響較大；隨著徑向距離的增加，迎風(fēng)面平均風(fēng)壓系數(shù)逐漸減小，脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)先增大后減小，側(cè)面平均風(fēng)壓系數(shù)絕對(duì)值以及脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)先增大后減小，背風(fēng)面平均和脈動(dòng)風(fēng)壓系數(shù)變化較為平緩；各模型迎風(fēng)面風(fēng)壓系數(shù)沿高度呈“鼻子”狀分布，最大風(fēng)壓出現(xiàn)在0.25 H ( H 為模型高度)；與大氣邊界層風(fēng)作用下建筑表面風(fēng)壓幅值相比，雷暴沖擊風(fēng)作用下高層建筑模型的迎風(fēng)面中下部區(qū)域以及側(cè)面前緣部位風(fēng)壓系數(shù)較大，考慮雷暴沖擊風(fēng)作用的高層建筑設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)這些區(qū)域的風(fēng)荷載取值進(jìn)行適當(dāng)放大。關(guān)鍵詞：高層建筑；雷暴沖擊風(fēng)；沖擊射流；風(fēng)剖面；風(fēng)壓系數(shù)
4高延性混凝土加固剪力墻抗震性能試驗(yàn)研究
1. 西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院摘要：為研究高延性混凝土(HDC)加固剪力墻的抗震性能，設(shè)計(jì)了3個(gè)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(jìn)行加固，通過(guò)低周往復(fù)加載試驗(yàn)，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(yàn)結(jié)果表明：未加固試件破壞時(shí)，墻體底部混凝土壓碎剝落；采用HDC加固的試件，加固層對(duì)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(shí)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(jìn)一步提高剪力墻的變形能力和耗能能力，但對(duì)承載力的影響較小；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(jì)算方法，且計(jì)算值與試驗(yàn)值均吻合較好。關(guān)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(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究
1. 西安建筑科技大學(xué) 土木工程學(xué)院
摘要：針對(duì)我國(guó)西北農(nóng)村地區(qū)磚土混合結(jié)構(gòu)抗震性能差的問(wèn)題，提出設(shè)置“弱框架”的加固方法，主要包括在土坯墻關(guān)鍵受力部位內(nèi)外開(kāi)槽，對(duì)稱(chēng)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(shè)的砂漿配筋帶通過(guò)粗鐵絲可靠拉結(jié)。通過(guò)對(duì)1/2縮尺模型進(jìn)行加固及振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，分析其地震反應(yīng)及損傷情況以驗(yàn)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(dá)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(dá)到1/22、1/19，房屋結(jié)構(gòu)延性得到改善，增強(qiáng)了罕遇地震下結(jié)構(gòu)的抗倒塌性能。
關(guān)鍵詞：混合結(jié)構(gòu)；抗震加固；砂漿配筋帶；振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)；地震反應(yīng)
6預(yù)應(yīng)力全索系整體張拉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究
葛家琪，劉邦寧，王樹(shù)，張國(guó)軍，張曼生，黃季陽(yáng)，劉鑫剛
中國(guó)航空規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院有限公司摘要：預(yù)應(yīng)力全索系整體張拉結(jié)構(gòu)是具有“內(nèi)部沒(méi)有壓桿的全索系拉桿海洋”特點(diǎn)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(shè)計(jì)的關(guān)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(jìn)行了基于材料非線性和幾何非線性的結(jié)構(gòu)承載全過(guò)程分析，得到典型單元荷載-應(yīng)力、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)荷載-豎向位移全過(guò)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(yīng)力比應(yīng)小于0.40，內(nèi)環(huán)索豎向變形應(yīng)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(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)體系；增大預(yù)應(yīng)力度是改善谷索排雪水功能的有效措施之一。關(guān)鍵詞：全索系整體張拉結(jié)構(gòu)；承載全過(guò)程分析；屈服荷載；延性；排雪水設(shè)計(jì)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(yàn)研究
玄偉1,2，王來(lái)1，陳惠榮1,3，陳海濤1，楊寧4
1. 山東科技大學(xué) 山東省土木工程防災(zāi)減災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室3.青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 建筑工程學(xué)院4.江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院 建筑工程學(xué)院
摘要：為了研究組合梁對(duì)方鋼管混凝土柱-組合梁框架抗連續(xù)倒塌性能的影響，設(shè)計(jì)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(duì)兩個(gè)試件的抗連續(xù)倒塌性能進(jìn)行豎向加載試驗(yàn)研究，對(duì)其在中柱失效工況下的破壞模式、受力機(jī)理以及主要的抗力機(jī)制進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)現(xiàn)澆混凝土樓板和節(jié)點(diǎn)在連續(xù)倒塌過(guò)程中的性能進(jìn)行探討。研究表明：兩個(gè)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(guò)渡階段和懸鏈線階段，壓拱機(jī)制和懸鏈線機(jī)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(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載能力，提高結(jié)構(gòu)的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，但在改善結(jié)構(gòu)變形能力方面的作用較弱。關(guān)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(yàn)；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(xué) 土木與交通學(xué)院
2. 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 結(jié)構(gòu)工程災(zāi)變與控制教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(jì)算方法，基于已有試驗(yàn)和有限元程序OpenSees建立宏觀有限元數(shù)值模型展開(kāi)研究。數(shù)值模型中的梁柱采用基于力的纖維梁?jiǎn)卧M，填充墻則轉(zhuǎn)化為等效斜撐并用桁架單元進(jìn)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(yīng)材料屬性的確定，為此對(duì)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(jìn)而利用驗(yàn)證的數(shù)值模型，揭示全填充墻框架防倒塌的荷載傳遞機(jī)制，并研究了層數(shù)和填充墻砌體抗壓強(qiáng)度對(duì)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(guò)墻體對(duì)角傳遞且全填充墻會(huì)與周?chē)蚣苄纬梢环N桁架機(jī)制；隨填充墻砌體抗壓強(qiáng)度降低，結(jié)構(gòu)抗力峰值呈下降趨勢(shì)。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(guò)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(píng)估規(guī)則RC填充墻框架防倒塌能力的回歸模型。關(guān)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(xué) 土木工程安全與耐久教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
2. 清華大學(xué) 城市軌道交通綠色與安全建造技術(shù)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室
3. 清華大學(xué) 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(dòng)約束條件密切相關(guān)，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(zhǔn)確計(jì)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(duì)其端部產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)約束剛度和樓板開(kāi)裂前后截面特性差異對(duì)組合梁等效剛度的影響?；谠摾碚撃Ｐ瓦M(jìn)行大量參數(shù)分析，識(shí)別了影響組合梁等效彎曲剛度的兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度與組合梁開(kāi)裂后截面線剛度比和梁開(kāi)裂前后截面剛度比，得到了隨梁端轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算式，在框架設(shè)計(jì)時(shí)可方便地用于組合梁的變形和內(nèi)力計(jì)算。對(duì)比討論了建議算式和現(xiàn)有公式的計(jì)算精度，并通過(guò)結(jié)構(gòu)體系的非線性全過(guò)程分析對(duì)建議算式的合理性做了進(jìn)一步的驗(yàn)證。理論分析和設(shè)計(jì)方法表明，組合梁在豎向均布荷載作用下的負(fù)彎矩區(qū)長(zhǎng)度和等效彎曲剛度隨梁端轉(zhuǎn)動(dòng)約束剛度變化顯著，必須在設(shè)計(jì)中準(zhǔn)確考慮。
關(guān)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(dòng)約束
10濱海含軟土夾層粉細(xì)砂地基高能級(jí)強(qiáng)夯加固試驗(yàn)研究
賈敏才1,2，劉波1,2，周訓(xùn)軍3
1.同濟(jì)大學(xué) 地下建筑與工程系
2.同濟(jì)大學(xué) 巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
3.中國(guó)石油天然氣華東勘察設(shè)計(jì)研究院
摘要：濱海粉細(xì)砂場(chǎng)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(jí)強(qiáng)夯加固濱海粉細(xì)砂場(chǎng)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(xì)砂場(chǎng)地上開(kāi)展的5、8、12、15 MN·m能級(jí)強(qiáng)夯加固試驗(yàn)。除5 MN·m能級(jí)強(qiáng)夯試驗(yàn)區(qū)外，其余試驗(yàn)區(qū)均先采取高能級(jí)點(diǎn)夯加固深層土體，然后采用中等能級(jí)點(diǎn)夯加固夯點(diǎn)間土，最后利用低能級(jí)滿(mǎn)夯加固地基淺層。對(duì)比分析了夯沉量和強(qiáng)夯前后的旁壓、靜力觸探測(cè)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(diǎn)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(jí)強(qiáng)夯能有效消除濱海粉細(xì)砂的液化勢(shì)。試驗(yàn)場(chǎng)地內(nèi)上述各個(gè)能級(jí)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(duì)加固程度的提升系數(shù)沿深度大致呈直線下降?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)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(huì)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(chǎng)地15 MN·m能級(jí)強(qiáng)夯的有效加固深度明顯偏小。建議在級(jí)配不良的濱海粉細(xì)砂場(chǎng)地上按照規(guī)范JGJ79—2012中細(xì)顆粒土的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定高能級(jí)強(qiáng)夯的有效加固深度。
關(guān)鍵詞：粉細(xì)砂地基；軟土夾層；地基加固；現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；高能級(jí)強(qiáng)夯；有效加固深度
