对既有房屋套建增层改造的认识与思考

阐述了对既有房屋进行套建增层改造的意义、既有房屋增层改造技术在国内外的发展简况 ,介绍了可用于既有房屋套建增层的结构形式、相关设计与施工的技术问题及近年来所开展的工程实践 。

绥芬河青云市场套(扩)建工程结构设计与施工措施研究

结合绥芬河青云市场套(扩)建改造工程实践,提出了在施工阶段只在原房屋结构顶侧实现新增套(扩)建框架与原房屋框架的类链杆连接,待新增套(扩)建结构沉降充分后,再实现新旧结构在各层的链杆连接的设计思路。通过在原结构顶与外套框架柱间设置混凝土垫块,并在二外套框架柱间布置并张拉预应力筋,来实现施工阶段外套框架柱与原结构顶的类链杆连接。在新增结构施工完成后,将原结构顶上皮标高处二外套框架柱中预埋钢筋焊接连通,并浇筑一定厚度混凝土,来实现在原结构顶标高处新旧结构间的永久性可靠连接。将原框架节点的后植钢筋与外套框架柱的预埋钢筋焊接连接,来实现新旧结构在各层的链杆连接。为确保施工过程中原房屋的正常使用,提出了用挂模钢桁架来承托内置钢桁架-混凝土组合框架梁施工阶段荷载,用挂模钢箱来承托内置钢箱-混凝土组合次梁施工阶段荷载,用垂直于次梁内置钢箱焊接的型钢主楞来承托楼板荷载的施工阶段自承重混凝土楼盖设计与施工方法。

混凝土及预应力混凝土结构抗火研究现状与展望

为拓展混凝土及预应力混凝土结构抗火的研究思路与方法,论述了普通钢筋、预应力筋、混凝土等结构材料的抗火性能,凝炼了混凝土及预应力混凝土结构构件的抗火性能,介绍了火灾后混凝土结构加固修复技术,指出了混凝土及预应力混凝土结构抗火研究中存在的一些问题,展望了其发展趋势.分析表明:混凝土高温爆裂临界温度随强度变化而变化,掺钢纤维或聚丙烯纤维可有效防止混凝土火灾下爆裂;合理考虑名义拉应力和混凝土强度影响的爆裂判别方法,可有效降低火灾下预应力结构混凝土爆裂风险;混凝土及预应力混凝土结构应满足火灾时不爆裂、火灾下不坍塌、火灾后可修复的抗火设计目标;火灾下防爆裂混凝土合理纤维掺量、混凝土及预应力结构构件高温爆裂机理及预测模型、活性粉末混凝土(RPC)高温爆裂规律、RPC热-力耦合本构关系及其结构构件抗火性能、温度-荷载路径对结构构件高温性能的影响、高层混凝土结构和地下空间结构抗火性能等方面应予关注.

火灾下预应力板混凝土爆裂规律试验研究

在火灾下预应力板迎火面的混凝土若发生爆裂,受力钢筋将裸露于火中,板将因钢筋被烧断而很快丧失承载力。完成了14块无黏结预应力混凝土简支单向板、1块先张预应力混凝土简支板和9块两跨预应力混凝土连续单向板的抗火试验,描述了8块简支板及3块连续板混凝土爆裂、受拉钢筋被烧断及裂缝分布与开展情况。得到了迎火面压应力水平越高或拉应力水平越低、常温下混凝土强度等级及含水率越高,混凝土越容易发生爆裂或爆裂越严重的初步结论。基于试验结果,首先提出了以常温下混凝土标准立方体抗压强度平均值为横坐标,以火灾下预压区板边缘混凝土正应力水平为纵坐标的混凝土爆裂上包线表达式和以常温下混凝土含水率为横坐标,以火灾下预压区板边缘混凝土正应力水平为纵坐标的混凝土爆裂上包线表达式;为便于设计应用,随后还提出了以常温下混凝土标准立方体抗压强度平均值为横坐标,以常温下预压区板边缘混凝土正应力水平为纵坐标的混凝土爆裂上包线表达式和以常温下混凝土含水率为横坐标,以常温下预压区板边缘混凝土正应力水平为纵坐标的混凝土爆裂上包线表达式。为初步判断火灾下混凝土爆裂的可能性提供了参考依据。

哈工大动力楼巨型框架增层结构设计与测试

哈尔滨工业大学动力楼原为两层砌体结构房屋 ,建筑面积 3 90 0m2 。根据学校发展要求 ,决定在原建筑上续建 4层。经反复论证 ,决定采用套建预应力混凝土巨型框架增层的结构方案。着重论述了基础设计、上部结构设计、套建施工方案、测试方案与测试结果分析等内容 ,相关思路和方法可供同类房屋的套建增层设计与施工参考。

火灾后配筋混凝土梁受力性能试验与分析

为研究火灾后配筋混凝土结构的受力性能,对3根有粘结预应力混凝土简支梁和2根钢筋混凝土简支梁进行了抗火试验和火灾后的常温静力试验,基于试验结果,提出了火灾后配筋混凝土梁正截面承载力计算公式、裂缝宽度计算公式和刚度计算公式.从5根试验梁中取出20根普通钢筋和9根预应力钢丝进行单向拉伸力学试验,获得了火灾后HPB235级钢筋、HRB335级钢筋、1670级低松弛高强钢丝的力学性能.

用无机胶粘贴CFRP布加固混凝土梁受弯试验研究

目前粘贴碳纤维布加固混凝土结构多采用环氧类有机胶,但其软化点过低,多为60℃～80℃。夏季由于气温高,一些地区混凝土桥梁的结构表面温度常超过环氧类有机胶的软化点,火灾下环境温度更高,用环氧类有机胶粘贴碳纤维布加固的混凝土结构难以满足耐高温要求。为此,选用600℃时强度不低于常温强度的碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布,对6根混凝土简支梁进行加固,并完成了这6根梁的受力性能试验。获得了加固梁的正截面承载力、裂缝分布与开展的试验值和荷载-实测跨中挠度曲线。试验梁呈现继纵向受拉钢筋屈服后碳纤维布被拉断和纵向受拉钢筋屈服后混凝土被压碎的两种破坏模式,并且均满足平截面假定,表明用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土结构构件是可行的。在试验研究和理论分析的基础上,提出了用碱矿渣胶凝材料粘贴碳纤维布加固混凝土简支梁的刚度、最大裂缝宽度、正截面承载力的计算方法,基于所提方法的计算值与实测值吻合良好。

活性粉末混凝土配制及其配合比计算方法

通过配制56组70.7 mm×70.7 mm×70.7 mm的活性粉末混凝土立方体试块,研究了水胶比和石英砂、硅灰、矿渣粉、钢纤维品种与掺量及养护制度对活性粉末混凝土的强度和流动度的影响.根据试验结果优选出了6组强度和流动性都比较好的活性粉末混凝土配合比,初步提出了活性粉末混凝土配合比计算方法.

火灾后预应力混凝土简支板力学性能试验

为了研究火灾后预应力混凝土板的承载力、变形和板中预应力筋有效应力的退化规律,进行了13块无粘结和1块有粘结预应力混凝土单向简支板火灾后力学性能试验.根据火灾下温度场分布沿板厚方向将截面分条带,引入火灾后钢筋、混凝土本构关系,基于截面轴力、弯矩平衡,获得了火灾下预应力混凝土板任意截面的弯矩-曲率关系全曲线,进而对截面曲率积分可求得简支板的变形.试验结果表明:初始有效应力越高、受火时间越长,火灾后预应力损失越大;保护层厚度越小、受火时间越长、荷载水平越大,火灾后板承载力降低幅度越大;相同条件下,火灾后有粘结板预应力混凝土板承载力降低幅度较无粘结预应力混凝土板大.根据试验结果拟合出火灾后无粘结预应力混凝土简支板中无粘结筋剩余应力、极限应力的计算公式,提出了火灾后预应力混凝土板正截面承载力计算公式.

大兴安岭森林防火指挥部抽柱改造设计

介绍了大兴安岭森林防火指挥部两种抽柱改造方案的设计思想及有关构造做法 ,分析了两种方案在结构性能、施工难易程度、施工工作量、质量保证等方面的特点 ,指出了在选定方案后施工过程中应注意的问题 。

冷轧带肋钢筋焊接网混凝土板抗弯性能试验

为研究冷轧带肋钢筋焊接网混凝土板的抗弯性能,通过拉伸试验,获得了CRB600H与CRB550冷轧带肋钢筋的力学性能指标;进行了32块冷轧带肋钢筋焊接网混凝土板的受弯性能试验,测定了试验板的开裂弯矩、裂缝分布情况、变形发展规律和正截面承载力.研究结果表明:焊点未对CRB600H与CRB550冷轧带肋钢筋的力学性能产生影响;横向钢筋对试验板的开裂弯矩、裂缝间距和裂缝宽度无明显影响.建立了这类板的短期刚度计算公式,与普通混凝土板相比,这类板的抗弯刚度高约10%.根据配置CRB600H和CRB550钢筋网试验板的破坏模式,提出了这两种板正截面承载力的计算方法.

后张无粘结预应力平板一柱结构合理计算模式和方法的研究

本文通过对板一柱结构工作原理的分析和对其在竖向荷载下计算模式的回顾，利用工程力学理论，建立了后张预应力平板－柱结构在水平荷载下的合理计算模式和方法，克服了目前等代框架法中在水平荷载下内力计算与位移计算不协调的缺点，并使这种结构在竖向荷载下与水平荷载下的计算得到统一，为合理地进行结构设计提供了依据。

高温后混杂纤维RPC单轴受压应力-应变关系

对120个经20～900℃作用后、尺寸为70．7mm×70．7mm×228．0mm的混杂纤维活性粉末混凝土（RPC）试件进行了单轴受压试验，分析了纤维掺量和经历温度对混杂纤维RPC轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变和受压应力一应变曲线的影响．结果表明：相同高温作用后，钢纤维掺量为1％（体积分数）的混杂纤维RPC抗压强度最低，而钢纤维掺量为2％，聚丙烯纤维掺量不同的混杂纤维RPC抗压强度差别不大；轴心抗压强度和弹性模量随经历温度的升高先增大后减小，且弹性模量下降速度比抗压强度快；经历温度为600℃时，峰值应变达到最大值，且峰值点前应变迅速增大，峰值点后呈线性减小．通过回归分析，建立了抗压强度、弹性模量和峰值应变随温度变化的计算公式，提出了用五次多项式和有理分式表达的混杂纤维RPC应力-应变曲线方程．与普通混凝土和高强混凝土相比，混杂纤维RPC具有更优越的抗高温性能．

高温下复掺纤维RPC立方体抗压性能研究

完成了108个70.7mm×70.7mm×70.7mm复掺纤维活性粉末混凝土(RPC)立方体试块高温下抗压试验.考察了聚丙烯纤维(PPF)和钢纤维复掺对RPC高温爆裂的抑制效果,研究了温度和复掺纤维掺量对高温下RPC立方体抗压性能的影响.结果表明:体积掺量2%的钢纤维和0.2%的PPF复掺能有效防止RPC爆裂,高温下立方体RPC的抗压强度也相对较高.100℃时RPC的立方体抗压强度比常温低,200～500℃时立方体抗压强度相比100℃时有所升高,600～800℃时立方体抗压强度相对500℃时降低.若钢纤维掺量相同,则20～300℃时,立方体抗压强度随PPF掺量增大而降低;400～800℃时,立方体抗压强度随PPF掺量增大而提高.若PPF掺量相同,则20～100℃时,立方体抗压强度随钢纤维掺量的增大而提高;200～800℃时,立方体抗压强度随钢纤维掺量的增大而降低;100～400℃时复掺纤维RPC的立方体相对抗压强度低于普通混凝土和高强混凝土,400～800℃时复掺纤维RPC的相对抗压强度则较大.基于试验结果,拟合出了不同纤维掺量的RPC高温下立方体抗压强度随温度变化的计算公式.

碱矿渣陶粒混凝土基本性能试验研究

为了解决碱矿渣胶凝材料收缩过大限制其应用的问题,将陶粒和陶砂掺入碱矿渣胶凝材料中形成碱矿渣陶粒混凝土.完成了252个碱矿渣陶粒混凝土试件的试验,考虑了水灰比、砂率、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数等关键参数对碱矿渣陶粒混凝土抗压强度和干缩率的影响.试验结果表明,碱矿渣陶粒混凝土的28d边长为100 mm立方体的抗压强度为45~55 MPa,碱矿渣陶粒混凝土的28 d干燥收缩率为1.8×10^(-4)~4.4×10^(-4).当水灰比、粉煤灰质量分数、水玻璃模数、氧化钠质量分数增大时,抗压强度减小,干缩率增大;砂率增大时,抗压强度增大,干缩率减小.

型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架抗震性能试验研究

完成两榀型钢混凝土梁-角钢混凝土柱框架水平低周反复荷载试验,考察这类框架的滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形、破坏形态等抗震性能,并采用OpenSees软件对两榀框架进行滞回模拟分析。考察柱长细比、轴压比、柱含钢率、梁内型钢截面抵抗矩、梁配筋率及预应力度等参数对框架骨架曲线的影响。研究结果表明,此类框架具有优良的抗震性能,为其在抗震区的推广使用提供了参考依据。

活性粉末混凝土局压承载力试验与分析

为了建立活性粉末混凝土(RPC)局部受压承载力计算方法,对48个RPC棱柱体试件进行了轴心局部受压试验,考察了活性粉末混凝土强度和局压面积比对其局部受压性能的影响。试验结果表明:RPC强度等级对局压强度提高系数影响较小;局压强度提高系数随局压面积比的增大而增大;在局压面积比相同时,RPC局压强度提高系数较高强混凝土低。基于试验结果分别提出了素RPC和掺加钢纤维RPC局压承载力的两类计算模式,可供相关设计标准修订时参考。

基于温度历程的高强钢丝应变及应力计算方法

在已有1 770级φp5低松弛预应力钢丝高温力学性能试验研究基础之上,建立了高温下预应力钢丝考虑温度历程的应变及应力计算方法.其中的应变计算方法以钢丝应变变化为研究对象,考虑了钢丝温度变化过程中蠕变、温度膨胀、应力变化及变形模量变化对钢丝应变的影响;应力计算方法以钢丝应力为研究对象,考虑了钢丝温度变化过程中应力松弛、温度膨胀、应变变化及变形模量变化对钢丝应力的影响.通过试验验证了应变及应力计算方法的可行性,结果表明,这两种计算方法可用于预应力结构的抗火性能分析.

混凝土板墙加固砖墙受剪承载力计算方法

针对混凝土板墙加固砖墙的复合墙体受剪承载力计算方法中未考虑高宽比和混凝土板墙应变滞后影响的问题,本文采用ABAQUS程序建立了混凝土板墙加固前后砖墙精细化有限元模型,分别对未加固砖墙和混凝土板墙加固后的墙体受剪承载力进行参数分析,砖墙的轴压比为0.1～0.8,高宽比为0.4～2.5,混凝土板墙的配筋率为0.47%～1.88%。分析结果表明,轴压比为0.6时,砖墙的受剪承载力最大;轴压比为0.8时,加固后墙体的受剪承载力最大。基于试验结果,提出了加固前后的墙体受剪承载力计算公式。

CFRP布加固无粘结预应力连续梁受力性能试验研究

对10根经历了极限荷载的无粘结预应力混凝土连续梁用粘贴CFRP布进行了加固.完成了10根加固梁的试验,考察了平截面假定的适用性、无粘结筋的应力增长情况、加载过程中裂缝的分布与开展、跨中变形的发展、试验梁的破坏特征等.基于试验结果,建立了考虑原梁受荷历程影响的正截面承载力计算方法,提出了以中支座控制截面在极限荷载下的弹性弯矩计算值MLoad与张拉引起的次弯矩Msec之和(MLoad+Msec)为调幅对象,以相对塑性转角θp/h0为自变量的调幅系数β的计算公式.