内嵌纤维增强复合材料加固砌体结构研究进展

砖石作为建筑材料在世界范围内广泛使用,由砖石和砂浆组成的砌体结构抗拉、抗剪强度较低,抗震性能不足,地震作用下容易破坏甚至倒塌,需进行补强加固,以改善砌体结构的力学性能。由于抗拉强度高、重量轻、安装方便和耐腐蚀等优势,纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer,简称FRP）在砌体结构加固领域具有广阔的应用前景;由于对结构的重量和外观影响很小,在历史砌体建筑加固中,内嵌FRP(Near-Surface Mounted FRP,简称NSM-FRP)加固法更有优势。总结学者们对NSM-FRP加固砌体结构的相关研究进展,并对其未来发展进行展望。     

水平地震作用下摄影棚混合结构支承框架的减震控制

由钢筋混凝土框架支承的大跨钢网架屋盖组成的混合结构在现代大型摄影棚结构中广泛采用,而下部钢筋混凝土支承框架抗震性能较差,需要对其进行减震控制。本文以某大型摄影棚混合结构作为研究对象,通过有限元软件SAP2000建立了非线性有限元分析模型,针对水平向地震作用,通过在支承框架中设置粘滞阻尼器,分析不同数量和参数的阻尼器在设防和罕遇地震作用下的减震效果差别,以使粘滞阻尼器的布置经济合理,实现有效减震的目标。研究结果表明,合理布设粘滞阻尼器可有效减小结构柱顶位移和基底剪力,提升支承框架的抗震性能。     

土力学虚拟仿真实验模块的开发与建设

随着信息化技术的快速发展,虚拟仿真技术在许多领域得到了应用。传统的土木工程实验教学受时间和空间、人力和物力等方面限制,教学效果受到影响。在实验教学过程中结合使用虚拟仿真技术则能够有效解决教学中的问题。以北京交通大学土木工程虚拟仿真实验室的建设为例,采用公司开发和学生自主研发相结合的方式,实现土力学虚拟仿真实验模块的系统化建设。在土力学教学中,采用虚实相结合的方式,可有效弥补真实土力学实验的各种局限,提高土木工程实验教学质量和效果。     

降雨入渗对故宫城墙稳定性的影响

故宫城墙是由内芯土和外包砖砌体组成,是具有代表性的中国古城墙。降雨入渗是影响城墙稳定性,导致城墙外包砌体开裂和失稳坍塌的直接原因。为研究降雨入渗对城墙稳定性的影响,以故宫城墙为研究对象,采用ABAQUS软件建立其非线性有限元分析模型;通过考虑墙体材料的渗透系数、吸湿曲线和初始孔隙率,模拟8种不同降雨历时和降雨强度工况,对城墙外包砌体的位移、应力和应变沿路径的变化曲线进行对比分析;利用位移量判断滑动面的位置和趋势,采用强度折减法得到城墙的最小安全系数,从而分析城墙的力学性能和稳定性,为故宫城墙的安全评估和保护修缮提供依据。分析结果表明：降雨作用下,故宫城墙外包砌体两侧外边缘沿高度中部4~8m处、两侧底部0~1m处和顶部沿轴向左右偏离1.5~2.5m处的塑性应变和位移值较大,属于危险区域,应予以加固;降雨强度相同时,城墙水平位移随降雨时间的增长而增大;降雨历时相同时,城墙水平位移随降雨强度的增大而增大;相同降雨量下,短时强降雨容易因为排水不畅而导致内芯土吸水膨胀变形增大,从而造成城墙失稳破坏,城墙的安全系数更低。     

GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计

通过火灾环境中混凝土内的温度场试验,以及火灾高温中玻璃纤维聚合物筋(GFRP筋)的力学性能和黏结性能试验,根据不同抗火等级对不同混凝土构件所要求的耐火极限时间,给出了GFRP筋增强混凝土结构的抗火设计方法.当抗火等级要求较高时,不宜采用GFRP筋增强混凝土结构.     

复合加固方形木柱偏心受压性能试验

为解决古建木柱的加固、修复等问题,探究一种经济可行、效果显著的加固方法,将7根方形木柱以内嵌钢筋外包碳纤维布复合加固的方法进行加固试验,研究其在偏心受压情况下承载力、延性等力学性能的变化,主要考虑嵌筋的数量和受压偏心距两种因素的影响。试验结果表明:采用间隔包裹一层CFRP布同时嵌筋的方法复合加固的木柱破坏主要发生在纤维布之间的间隔段,而且相比于未加固的木柱其破坏时表现出更好的整体性;偏心距为0时,木柱的4个侧面均发生破坏现象,而随着偏心距的增大,木柱仅在偏压侧发生破坏;在偏心距相同的情况下,采用该复合加固方法加固后的木柱在承载力和延性性能方面均得到明显提升和改善,提升幅度随嵌筋数量的增加而增大;加固方式相同时,偏心距由0增加到50 mm,木柱的承载力降低显著,而延性系数变化不大。     

近断层脉冲型地震动强度指标与高耸结构损伤关联性

为了研究近断层脉冲型地震动作用下适用于评价高耸结构抗震性能的地震动强度参数,基于加速度反应谱提出一种同时考虑结构周期延长和高阶振型效应的地震动强度指标。分别以120 m和240 m的钢筋混凝土烟囱结构为研究对象,使用OpenSEES程序,在近断层脉冲型地震动作用下,揭示了高耸混凝土结构的损伤指标(Park-Ang损伤指标、最大层间位移角、最大曲率、最大楼层加速度以及最大顶点位移)与37个地震动强度指标的关联性。研究结果表明：提出的地震动强度指标最适合用于预测高耸混凝土结构在近断层脉冲型地震作用下发生的Park-Ang损伤;与速度相关的地震动强度指标表现出与高耸结构损伤指标的较高的相关性;随着结构周期的增大,位移型的地震动强度指标与损伤的关联性有增长的趋势;此外,地面峰值加速度在表征高耸结构变形破坏方面存在局限性,但是可以用来分析非结构构件的抗震性能。研究结论可为选择合适的地震动强度指标和损伤指标评价高耸混凝土结构在近断层脉冲型地震动作用下的抗震性能提供参考。     

玻璃纤维聚合物在混凝土结构补强加固工程中的应用

介绍玻璃纤维聚合物有于结构的强度、刚度、抗震和耐久性加固的设计依据与施工要点。