西部地域建筑研究——西部建筑科技国家重点实验室培育基地建设

本文介绍了西部建筑科技国家重点实验室培育基地建设中建筑学科的情况。该基地结合中国西部地域辽阔,民族众多,资源丰富,自然生态脆弱,经济基础薄弱,文化积淀深厚,传统地域建筑特色鲜明的特点,整合西部建筑科技优势学科,构筑研发平台,提供建筑科学技术研究的软、硬件条件,致力于解决制约西部城乡规划、建筑设计、施工、建材制备与应用以及建筑环境工程中的一些关键问题,形成有特色、有优势的建筑科学和技术研究方向,探索适合西部现实条件的可持续城乡建设理论及关键性技术,提升中国西部城乡建设的整体科技水平。

汶川地震中木结构建筑震害分析与思考

汶川大地震突如其来,建筑物大量倒塌或严重破坏.地震发生后,笔者奔赴四川绵竹、陕西宝鸡、宁强等灾区,进行了为期10余天的抗震救灾与调研工作.经调查发现,木结构建筑表现出优越的抗震性能,仅有少数年久失修的木结构建筑发生倒塌及部分木结构民居破坏严重,绝大部分木结构建筑只发生轻微破坏甚至完好无损.根据古建筑木结构在汶川地震中的震害,分析了木结构建筑震害轻微的原因,借鉴木结构建筑的抗震机理,提出了灾后重建的建议.

古建筑木结构燕尾榫节点刚度分析

通过对典型燕尾榫榫卯连接的模型低周反复荷载试验,研究了榫卯半刚性连接特性和刚度退化规律.试验得出榫卯连接的弯矩-转角滞回曲线及骨架曲线,并拟合出了弯矩-转角的关系方程和榫卯接节点恢复力模型,由实验结果给出了木结构榫卯连接刚度的非线性变化.研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供了理论基础.

古建筑木结构构架加固试验研究

通过对未加固构架和加固构架低周反复荷载试验,研究碳纤维布加固效果和构架的抗震性能。试验得出构架水平力和水平位移的滞回曲线及骨架曲线,根据滞回曲线和骨架曲线的特征,得出了水平力和位移的关系方程和构架恢复力模型,从强度、刚度、变形能力几个方面说明加固效果较好。研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固提供了有用的参考。

古建筑高台基对地震反应的影响

高台基是许多古建筑重要的组成部分,为了探讨高台基对结构地震反应的影响,本文以西安钟楼为研究对象,建立了台基与上部木结构共同作用的三维有限元模型,采用振型分解反应谱法进行了地震反应分析,得到了对结构进行地震反应分析时应取的振型数目,与不考虑高台基时的动力特性和地震反应做了对比,并对不同侧移刚度高台基的影响进行了分析.结果表明,古建筑高台基使其上部结构的地震反应放大,地震反应分析必须考虑高台基的影响.

古建筑木结构透榫节点特性试验分析

通过透榫节点柱架模型的低周反复荷载试验,得出了透榫节点的弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、节点回复力模型.根据试验数据,分析了透榫节点的半刚性连接特性和刚度退化规律.研究结果为古建筑的抗震性能研究和修缮加固工作提供了参考依据.

中国木结构古建筑的概念设计思想

依据现有的工程设计及抗震理念,对木结构古建筑中所蕴含的概念设计思想进行了分析.结果表明:结构的平面布局具有规则性、对称性及均匀性,可减小因体型不规则而产生的不利扭转效应;竖向结构布置对高宽比做了限制,使结构具有良好的抗倾覆性;柱与础石的平置浮搁式连接、铺作层的设置以及节点的榫卯连接方式共同构成了一个具有多重隔震、减震结构层次的木构架结构体系;柱架系统中柱列生起、侧脚的构造作法以及柱间斜撑的设置,提高了结构的整体性、稳定性和抗震能力;抬梁式屋架系统为"替力梁架",在相同荷载、相同跨度情况下可大大减小截面尺寸,是对结构受力及选材的综合考虑.

高台基古建筑木结构动力特性及地震反应分析

为了分析高台基古建筑木结构的抗震性能,以西安鼓楼为例,分别建立鼓楼的高台基、上部木结构、整体结构的三维有限元模型。通过模态分析,分别获取了它们的主要频率和振型;通过对上部木结构和整体结构模型输入El Centro波、Taft波、兰州波三种地震激励,分析了柱顶节点的地震响应;并对这些有限元分析结果进行了对比。结果表明:高台基对上部木结构的高阶频率影响较大,并使上部木结构的地震响应放大,因此,分析高台基古建筑木结构的抗震性能时必须考虑高台基的影响。

青海玉树地震村镇建筑震害分析及减灾措施

2010年4月14日青海玉树发生7.1级地震,造成大量建筑物损坏和倒塌.对玉树地震灾区各类建筑结构的震害进行了初步分析,总结了此次地震的经验教训.针对地震灾区村镇建筑提出了建议:(1)从结构抗震的概念设计着手,合理的选择场地、结构类型和抗力构件布置;(2)"就地取材,结合传统,提高性能",研究适合当地的适宜性建筑结构抗震体系;(3)针对当地的地形地貌及地质条件、材料来源、建筑的传统性与民族性等特点,整体规划,编制适宜当地的建筑抗震设计标准图集;(4)培训施工人员,规范村镇建筑施工;(5)加强村镇学校和医院等重要性建筑的抗震性能.

汶川大地震村镇中小学建筑的震害调查和分析

通过对汶川8.0级地震中震区中小学教学楼倒塌和受损严重程度的调查,结合我国的中小学建筑设计规范,介绍当前中小学教学楼的建筑现状以及在此次地震中的震害特点,分析了其在建筑、结构和施工等方面存在的问题,最后对中小学建筑今后的防震减灾提出思考意见和合理建议.

微波改性活性炭对甲苯吸附性能的实验研究

利用微波对活性炭进行改性,并测定了改性前后不同种类活性炭对甲苯的吸附性能、比表面积、碘吸附值以及表面酸碱官能团含量.结果表明,随着改性温度升高,碘吸附值逐渐提高,表面碱性官能团含量也相应增加.改性温度为850℃时活性炭吸附甲苯性能最高,650℃与450℃改性后活性炭吸附甲苯性的性能相差不大.扫描电镜分析显示微波改性使活性炭孔道更加通畅,有利于提高吸附甲苯的能力,但温度升高同样存在炭骨架收缩,孔道变窄的弊端.通过实验数据并结合扫描电镜结果分析,实验认为活性炭吸附甲苯包括物理吸附和化学吸附两种机理,低温改性时主要提高物理吸附性能,高温则主要提高化学吸附性能.

包头住宅建筑夏季室内热舒适实地调查与分析

为了研究内蒙古包头市住宅建筑夏季室内热环境现状和人体热适应状况,从影响人体热舒适的主要因素入手,采用客观热环境参数测试结合现场主观问卷调查的方法,得到了361个有效样本,通过分析得出包头自然通风住宅夏季室内舒适温度区间为23.8℃～26.9℃,居民夏季中性温度为24.9℃,期望温度为24.6℃.并结合其他研究成果,分析了严寒地区城市居民夏季的热适应状况.本文研究成果为今后严寒地区自然通风建筑的热环境设计与评价提供参考,并为热适应实地研究提供参考和依据.

基于使用者行为需求的建筑设计模式研究

人们在使用空间时的行为是建筑创作中最基本的信息,掌握这一信息可使建筑设计更具有针对性和科学性.目前由于缺少科学、有效、易于操作的设计模式作为指导,往往会出现建筑空间无法满足使用者需求的现象.传统的设计模式是单向直线型的,不利于设计者与使用者之间的信息沟通.本文提出的基于使用者行为需求的建筑设计模式是双向环型的,在原有设计模式的基础上分别在设计阶段的中前期介入建筑计划学、后期介入使用后评估的理论及方法.该模式将使用者行为需求研究贯穿于整个建筑设计过程,对促进建筑设计方法的科学化具有良好的指导意义.

黄土地区某事故建筑物不均匀沉降机理分析

通过对黄土某事故建筑物进行现场勘查,并进行沉降观测,在对该建筑物地基土性指标比对时,发现该建筑物地跨灞河Ⅲ级阶地和低级黄土塬两个不同的地貌单元.通过对厂房破坏机理进行分析,发现由于低级黄土塬地基土的工程性能明显优于灞河Ⅲ级阶地地基土,致使厂房沿分界线产生较大的剪切变形,地基被雨水浸泡后,加速了建筑物地基黄土的不均匀湿陷沉降,最终导致建筑整体破坏.

汶川地震绵竹震害调查及对乡镇建筑抗震建设的思考

2008年5月12日14时28分发生在四川汶川的里氏8.0级地震,是新中国建国以来最为强烈的一次地震,地震造成了四川、重庆、甘肃、陕西等省650多万间房屋倒塌,2 300多万间房屋损坏,北川县城、汶川县映秀镇等部分城镇夷为平地.在绵竹市建(构)筑物震害调查基础上,对绵竹地区5.12汶川地震乡镇一级建(构)筑物的典型震害进行了重点剖析,分析了绵竹地区建(构)筑物的地震灾害的主要影响因素,在此基础上对我国乡镇一级城镇建筑物的灾后重建和建筑物抗震建设提出了几点建议.

探讨木结构古建筑结构模型固有频率的几种计算方法

结构的固有频率是研究结构动力性能的最基本参数.采用激振锤人工敲击法和有限元软件模态分析法计算出木结构古建筑结构模型的固有频率,并将二者所得结果进行比较;同时,根据振动台试验,提出了一种计算木结构古建筑固有频率的新方法—振动台试验法,给出了计算简图并提出了此方法在实际试验中可能会遇到的几个问题.通过研究表明:人工敲击法测得振动台试验模型震前的固有频率为2.05Hz,比地震最大加速度为100gal震后的固有频率(2.1Hz)略小;ansys有限元软件模态分析的结构一阶固有频率为2.226Hz,稍微高于激振锤人工敲击法测得结果;由于木结构古建筑构件之间的连续性和互相约束性能较差以及谱曲线放大以后,肉眼读取的数据结果存在一定的误差,可能会导致振动台试验法无法准确的计算出结构固有频率.为木结构古建筑的研究和修缮加固提供参考依据.

微波辅助催化氧化连续处理印染废水的实验研究

利用活性炭具有很强的微波吸收能力,以其为催化剂,在通入空气和微波辐照条件下,进行了活性炭微波辅助催化氧化印染废水的动态连续性实验研究.实验结果表明:针对COD 1 600 mg/L、色度50 000倍的印染废水,在优化参数条件:微波功率494 W,进水流量8.3 mL/min和供气流量120 mL/min下,经活性炭微波辅助催化氧化处理后印染废水的CODcr去除率98%,色度去除率99%,实验出水效果稳定.

汶川地震后建筑构造抗震措施之反思

"5·12"汶川里氏8.0级地震造成了大量建筑物倒塌和不同程度的破坏,通过对四川省绵竹市和陕西省汉中市震后建筑物毁损情况的实地调查及震害分析,指出了地震地区建筑结构和构造中存在的问题,提出了加强建筑物抗震构造措施的具体建议.

水体-沉积物多相界面磷循环转化微生物作用实验研究

以汾河水库沉积物为研究对象,采用灭菌与非灭菌对比方法,通过水体-沉积物体系"好氧-厌氧-投加还原剂"的对比连续模拟实验,研究了微生物在水体-沉积物多相界面磷循环转化过程中的作用.实验结果表明,好氧状态下沉积物中磷不发生明显释放;厌氧状态下,微生物以硫酸根为电子受体的生命活动引起周围环境氧化还原电位的降低进而导致沉积物中磷和可溶性铁显著释放.在没有微生物的反应器内,只有当添加强还原剂使其氧化还原电位降至与前者同等水平时才发生明显释放.沉积物中各形态磷含量变化分析表明,铁结合态磷和闭蓄态磷在微生物作用下更容易释放.

建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究

超声波探伤计算建筑钢结构熔透对接焊缝的缺陷率,对含有不同位置缺陷及缺陷率的焊缝进行拉力试验,用缺陷率-焊缝强度关系图分析焊缝抗拉承载力达到:母材强度,GB50017-2003一、二、三级熔透对接焊缝设计值,母材屈服强度标准值时,建筑钢结构熔透对接焊缝可允许存在的体积性缺陷率限值.研究结果表明:存在于熔透对接焊缝中部的缺陷,当缺陷率小于2.6%时,焊缝的抗拉强度大于母材的强度,当缺陷率小于8.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值,当缺陷率小于25.5%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于30.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值;存在于熔透对接焊缝根部的缺陷,当缺陷率小于11.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值以及GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于23.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值.