土木基础设施减灾基础研究进展与趋势

土木基础设施减灾研究集中包含了当今土木工程基础研究的众多前沿课题.本文主要结合国家自然科学基金资助项目和"十五"优先资助领域的研究成果,概述了土木基础设施减灾领域基础研究的进展及发展趋势,主要包括城市与工程减灾基础理论及关键科学问题、结构抗震抗风振动控制、大型复杂结构体系的抗震抗风及设计理论、大型结构和生命线工程灾害响应与控制、岩土工程灾害与环境损伤防治、重大工程灾变行为与健康诊断以及数字减灾工程与系统.     

梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能研究

采用试验和数值的方法对梁腹板开圆孔的钢框架抗震性能进行了研究。试验结果表明:在设计水准下腹板开圆孔的钢框架仍能够满足现有规范的相关要求,结构性能并没有因为梁腹板开孔削弱而降低;在强震作用下,梁腹板削弱处率先形成空腹梁机制,结构通过梁的局部变形来耗散地震能量,形成所谓的"强柱弱梁,强节点弱构件"延性框架。该文以一栋在Northridge地震中梁柱节点遭受严重破坏的17层钢框架结构为算例,对腹板开圆孔的钢框架抗震性能进行了数值分析。分析结果表明:在原框架的梁腹板开设一定大小的圆孔后,并没有降低结构的刚度;在强震作用下,腹板开圆孔的钢框架形成了"强柱弱梁、强节点弱构件"的延性框架,最大塑性区移至梁腹板削弱处,最大限度的减小了梁柱连接处的转角,能有效的避免梁柱连接焊缝的脆性断裂,提高了钢框架结构的抗震性能。     

翼缘削弱型钢框架梁柱节点的性能研究综述

介绍了1994年美国北岭地震和1995年日本阪神地震后钢框架新型延性节点的发展状况,着重讨论了狗骨式节点的性能研究进展,指出通过削弱梁翼缘可以有效提高钢框架的抗震性能,达到延性设计的目的。最后,探讨了狗骨式节点在今后的研究方向。     

城市污水再生利用新模式的探讨

阐述了我国城市水环境、城市污水处理及其再生利用的现状、研究热点与发展趋势。从污水也是一种可再生的水资源的可持续发展的观点出发，在总结有关研究及应用成果的基础上，并结合国情提出了城市污水区域性控制与再生利用的综合模式，即区域污水处理－纳污沟渠水体的人工强化自净－再生后水体的综合利用。该模式将城市污水终端集中处理与城市小区（或区域）污水处理相结合，并将小区（或区域）的污水处理与沟渠水体的修复利用相结合，探索了一种我国城市污水再生利用的新模式。     

结构工程基础研究20年——来自国家自然科学基金委员会的报告

回顾了结构工程基础研究20年来在中国的发展。梳理了国家自然科学基金委员会在过去20年中对结构工程学科的资助概况与资助重点;总结了结构工程学科主要研究方向上包括结构工程材料、结构试验技术、结构健康监测技术、结构计算理论、结构抗灾设计理论、结构振动控制、新型结构体系、结构耐久性研究及生命线工程研究等9个方面的重要研究进展。对未来20年结构工程学科基础研究包括材料科学的创新、力学基础理论的发展、多重灾害研究的深入、结构监测与结构控制、结构耐久性研究的发展、第三代工程结构设计理论等的发展做出了分析与展望。     

小垂度薄膜屋盖的气弹动力耦合作用方程

薄膜结构自重轻、刚度小、自振频率低,对风的作用非常敏感,一般认为在风荷载作用下会产生较大的位移和加速度反应,并可能引起局部流场的变化甚至诱发气弹失稳,所以应在考虑风与结构的耦合作用基础上分析结构的风振反应。研究了风与薄膜屋盖的耦合作用方程。从弹性薄壳的无矩理论出发,考虑薄膜结构的几何非线性,并引入扁壳理论的假定建立了小垂度薄膜屋盖的平衡方程和相容方程。然后采用流体力学中的势流理论并参考空气动力学中的薄翼型理论确定了作用于封闭薄膜屋盖外侧的动气压,从而建立了风与薄膜屋盖的动力耦合作用方程。为下一步的研究提供了解析模型。     

腹板开孔型钢框架梁柱节点抗震性能试验

介绍了梁腹板开孔型钢框架梁柱节点,以及12个足尺试件的拟静力破坏试验的试验结果.对节点破坏模式和滞回曲线的比较分析表明,按现行规范设计的全焊型梁柱节点在地震作用下可能会出现连接焊缝的脆性破坏,满足不了抗震设计的延性要求;腹板开孔型节点可以有效的将塑性铰外移到距节点区较远的梁截面上,在强震作用下,其破坏形式是梁翼缘板、腹板的局部变形,满足抗震设计的延性要求;当梁腹板削弱量合适时,节点的承载力不会发生较大减小.因此,腹板开孔型节点具有良好的抗震性能.此外这种节点应用于房屋体系时,水暖管线可从梁中穿过,降低结构空间占用成为可能,并且腹板开孔型节点也便于加工制作,是一种值得推荐的新型节点形式.     

美国地震工程模拟网系统NEES计划及在我国实现远程协同结构试验的设想

本文对在美国国家科学基金NSF资助下正在实施的地震工程模拟网NEES计划作了扼要介绍。作者认为,NEES的实现对地震工程研究的发展将有积极的贡献,值得国内同行关注和借鉴。本文还对如何在我国现有的结构实验设备基础上充分利用互联网技术达到资源共享、解决大型复杂工程抗震问题,提出了建议。     

采用腹板开圆孔梁柱节点的钢框架足尺模型抗震性能试验研究

腹板开圆孔节点是一种新型削弱型节点,文中介绍了采用腹板开圆孔节点的钢框架足尺模型拟动力、拟静力试验,其中拟动力试验主要是研究钢框架的地震响应,拟静力试验主要考察结构的破坏形式。试验结果表明试验模型能够满足现有规范的相关要求,并没有因为腹板开圆孔节点的使用而降低结构的整体性能。测得的梁翼缘板应变分布规律说明由于腹板开圆孔削弱,塑性区外移到梁削弱处,随着地震输入能量的增加,削弱处的应变也急剧增加。在拟静力试验中腹板开圆孔节点的破坏形式是削弱处梁翼缘、腹板的局部变形;而传统全焊型节点,塑性区始终处于梁柱连接处,其破坏形式可能是梁柱连接焊缝的断裂。通过试验实测结果与数值分析结果的对比可以看出,在弹性阶段,采用腹板开圆孔节点的钢框架与等截面传统钢框架的地震响应相差很小,但进入塑性后,两者差异增大,有必要对腹板开圆孔节点的动力简化模型进行研究。     

绿色建筑与住区的可持续发展

近年来,我国城乡经济快速发展,城市化进程逐步加快,建筑市场不断扩大,对资源、能源的需求量以及污染物的排放量急剧增加,而城乡住区的环境质量则B趋恶化。应当积极研究与推广绿色建筑,以促进我国人居环境的可持续发展。一、绿色建筑及其研究在建筑环境学科领域,“绿色”是“可持续发展”的同义词,它们具有相同的内涵：即在满足当代人的需求与发展时,对后代人的需求和发展不构成威胁。绿色或可持续发展概念的提出,要求人们对自身的行为进行反思和调整。建筑是人类利用自然、改造自然过程中最为壮观的社会活动。人类在利用自然、改…