混合结构（共10篇）
混合结构 篇1
1引言
在我国城镇建设中, 大量采用混合结构房屋, 其基础形式单一 (采用墙下条形基础) , 基础设计通常偏于保守, 存在着巨大的浪费现象。采用条形基础设计时一般按墙体各自承受的荷载分别计算基础宽度, 但由于仅调整基础宽度, 仍采用条形基础, 在一定程度上与基础的实际受力状况不相符。其结果或者造成纵、横墙交接处的地基失效, 或者造成工程材料的浪费及工程造价的提高。在竖向荷载作用下, 由于墙体的共同作用, 荷载在纵、横墙之间存在竖向应力互相扩散传递作用, 在墙体相交处产生较大的应力集中现象, 每道墙内竖向应力沿墙长呈两端大而中间小的不均匀分布现象, 尤其是设置抗震构造柱和圈梁时, 这种应力的不均匀分布现象将更为显著。因此, 基础底面压力也相应呈两端大而中间小的不均匀分布。
2基础底面的合理修正范围
按GB50007-2002建筑地基基础的设计规范的要求, 基础底面面积应满足:
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式中:A为基础底面面积 (m2) Fk为相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至基础顶面的竖向力值 (kN) ;fa为修正后地基承载力特征值 (Kn·m-2) ;rm为基础及基础以上回填土的平均重力密度, 通常取20 Kn·m-3;d为基础埋置深度 (m) 。若采用条形基础, 通常可取单位长度 (lm) 进行计算, 即:
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式中:b为条形基础宽度 (m) ;q为相应于荷载效应标准组合时, 上部结构传至条形基础顶面处的线荷载值 (kN·m-1) 。由此可见, 基础底面尺寸与所承受的荷载值成正比。由于纵、横墙的共同作用, 仅在纵、横墙相交处节点附近产生明显的应力集中影响区, 在远离节点处可忽略不计, 故可认为应力均匀分布。因此, 基础底面的合理修正范围就是纵、横墙相交处应力集中影响区, 其他部分仍然采用条形基础。为方便计算, 假定基础底面的修正范围为:
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式中:B1 B2分别为沿纵、横墙方向基础的最大宽度 (m) ;b1 b2分别为沿纵、横墙方向基础的最小宽度 (即条形基础宽度) (m) ;K为考虑纵、横墙共同作用影响的基础底面尺寸修正系数。
3基础外形方案设计分析
3.1 基础节点处矩形修正
当房屋整体性较好、上部结构刚度较大、荷载分布均匀、地基变形均匀时, 可以条形基础为主, 节点处矩形修正, 对纵、横墙相交处的一般“十”型节点 (见图1) , 设纵、横墙承受的线荷载设计值分别为q1, q2, q3, q4, 其中q1≥q3, q2≥q4, 在修正范围内的基础底面面积为:
A=B1B2=K2b1b2 (4)
考虑式中 (2) , 有:
A=K2q1q2/ (fa-rmd) 2 (5)
由于在基础修正范围内总的竖向力:
Fk=undefined
故将式 (5) , (6) 代入式 (1) 中, 并考虑式 (2) , 可得:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有K≤2。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (7) 计算K值, 有K≤1.5。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (7) 计算可得K=1, 即对两墙相交的“L”型节点可不必修正基础底面尺寸。
3.2 基础节点处对称线性修正
随着房屋整体性的减弱, 可以条形基础为主, 节点处对称线性修正。对纵、横墙相交处的一般“+”型节点, 设纵、横墙承受的线荷载值分别为q1, q2, q3, q4, 其中q1≥q3, q2≥q4。当基础底面的修正范围为一对称多边形区域时 (图2) , 在修正区域内的基础底面面积为:
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考虑式 (2) , 有:
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由于在基础修正区域内总的竖向力为:
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将式 (9) , (10) 代入式 (1) 中, 并考虑式 (2) , 可得:
K2-K (q3/q1+q4/q2) -1≥0 (11)
上式为关于K的一元二次方程, 可求得:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有undefined。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (12) 计算K值, 有undefined。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (12) 计算可得K=1。
3.3 基础节点处不对称线性修正
当地基条件较弱强场地受到限制时, 可对纵、横墙相交处节点附近采取线性不对称修正。对于四墙相交的一般“+”型节点, 仅考虑竖向应力向房屋内侧相邻墙体扩散传递, 修正范围为一不对称多边形区域 (图3) , 按前述相同方法可计算出修正系数为:
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由于q1≥q3, q2≥q4, 故“+”型节点处有undefined。对于“┴”型节点, 令q4=0, 对于“├”型节点, 令q3=0, 由式 (13) 计算K值, 有K≤undefined。对于“L”型节点, 令q3=q4=0, 由式 (13) 计算可得K=1。
4工程实例及效益分析
根据前述几种基础方案, 对某小区几栋混合结构多层房屋基础工程进行分析比较, 结果见表1。
从上表可以看出, 混合结构房屋的基础外形方案与地基反力的分布特点相适应, 避免了传统条形基础承载力要么局部不足、要么局部富余的弊端, 可以充分利用地基承载力, 减少建筑材料消耗量和施工工作量, 缩短建设工期, 降低工程造价, 其投资少且见效快, 有利于节约土地, 保护环境。通过以上具体工程的分析比较, 此方案可以降低基础工程造价20%～30%, 目前, 混合结构房屋在房屋建筑工程建设中仍占相当大的比例, 故本设计应用前景十分广阔, 具有较大的经济效益和社会效益。
5结论及建议
1) 随着上部结构整体刚度及地基条件的减弱, 可以条形基础为主, 根据应力集中程度的不同, 对基础进行程度不同的修正。
2) 在四墙相交的“+”型节点处应力集中最显著, 基础底面尺寸需作较大调整;在三墙相交的“┴”型、“├”型节点处应力集中较显著, 基础底面尺寸需作适当调整;在两端相交的“L”型节点处存在一定的应力集中, 但由于条形基础在此处转折, 内侧基础面积重叠而外侧基础面积增大, 二者基本抵消, 故基础底面尺寸一般不必调整。
3) 本文仅是在纵横墙承担线荷载条件下的分析结果, 对此可进一步推广, 对上部结构进行三维空间结构分析, 根据纵横墙的变形相容性确定其各自分担的荷载, 得到纵横墙的压力分布规律, 并据此进行地基基础结构设计将更加合理。
参考文献
[1]《建筑地基基础设计规范》 (GB5007-2002;[S], 中国建筑工业出版社, 2002.
[2]《建筑地基处理技术规范》GJ79-2002;[S], 中国建筑工业出版社, 2002.
高层钢—混凝土混合结构体系分析 篇2
关键词:高层建筑钢—混凝土混合体系弹塑性分析
中图分类号:TU398.9文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0032-02
钢—混凝土组合构件是由外包钢管(圆形或矩形)和内灌注混凝土组成的钢管混凝土构件。钢管混凝土由于钢管与核心混凝土之间相互作用力一紧箍力的存在,使钢管和核心混凝土都处于三向应力状态下。在轴压作用下,钢管纵向,径向受压而环向受拉;而混凝土三向受压,使其抗压强度提高,由脆性材料变为塑性材料,基本性能起了质的变化。有试验结果证明[1],构件呈现出弹性工作塑性破坏的特征,在水平荷载反复作用下,P—△滞回曲线十分饱满,延性好,吸能多,且刚度退化现象很小。同时薄壁钢管内部由于存在混凝土而提高了局部稳定性,其屈服强度可以充分利用。组合构件抗压承载力约为钢管和核心混凝土单独承载力之和的1.7～2.0倍,即NSC=(1.7～2.0)(NS+NC)。可以说,两种材料优势互补,钢管混凝土构件实现了钢材与混凝土的最佳组合使用。
1 高层钢—混凝土混合结构的构成和特征
1.1 高层钢—混凝土混合结构构成
高层钢—混凝土混合结构是由钢构件和钢筋混凝土构件以某种连接方式共同组成结构体系的一种新的结构类别[2]。(l)其结构体系中的承重构件和抗侧力构件,根据其承力要求,分别采用钢(或钢管混凝土、型钢混凝土)构件和钢筋混凝土构件。(2)结构体系中的钢构件和钢筋混凝土构件,通过各楼层的板、梁和伸臂桁架之类水平构件连为一体,共同承担作用于楼房的水平荷载和竖向荷载,并按照它们各自的抗推刚度和荷载从属面积进行分配。
常用的高层钢—混凝土混合结构承重和抗侧力体系主要有下列几种形式:
(1)钢框架—混凝土内筒(剪力墙)体系。可将混凝土剪力墙沿纵向及横向分散布置成L或T形等形状,对楼梯间及电梯间可形成小筒并与上述剪力墙构成主要的抗侧力结构。对于框架,沿建筑物周边应形成刚接相连的钢框架结构,它主要承担竖向荷载,同时承担一定比例的水平荷载;在建筑的里侧可布置成梁、柱刚接的钢框架,也可布置成梁、柱铰接相连的钢框架结构,使它仅承担竖向荷载。钢框架与混凝土内筒(剪力墙)通过楼面结构相连而共同工作。楼面结构常采用钢梁上铺设压型钢板或预制混凝土板,再在其上现浇混凝土板,以加快施工速度。
(2)带伸臂桁架的钢框架—混凝土内筒体系。带伸臂桁架的钢框架—混凝土内筒体系的构成,与带伸臂桁架的框架—内筒体系基本相同,但由于前者的伸臂桁架通常是组合钢构件,与混凝土剪力墙相连时,其连接构造要求有所不同。与伸臂桁架相连的剪力墙平面内,设置藏于墙内的暗桁架,暗桁架的两端设置钢暗柱,以便于与伸臂桁架连接,同时使伸臂桁架的杆端力传递保持连续性,避免杆端部位的墙体中产生应力集中。
(3)巨柱框架—混凝土内筒体系。巨柱框架—混凝土内筒体系是通过设置巨型组合柱,使带伸臂桁架的钢框架—混凝土内筒体系的侧向刚度得以进一步提高的一种结构体系。超高层建筑中采用这类体系时有可能降低工程造价,而且其侧向刚度也易于符合设计要求。此外,一些超高层建筑的建筑造型要求有向里收进的效果时,结构处理上也可通过巨型柱截面高度的减小而向里收进,从而避免采用转换梁或梁托柱的处理方法。
此外,在高层建筑使用的混合结构还有钢筋混凝土外筒/型钢混凝土外筒—钢框架混合结构体系、支撑筒混合结构体系、竖向混合结构体系和钢筋混凝土筒体—悬挂混合结构体系等,对于混合结构体系在建筑工程的应用,应不拘一格,能够满足建筑功能要求和可靠性要求的就是好的混合结构形式。
1.2 高层钢—混凝土混合结构特征
钢—混凝土混合结构可形成优势互补。钢构件具有材料强度高、延性好、截面尺寸小、能跨越较大跨度等优点,但用作竖向构件时,其抗推刚度相对较小。钢筋混凝土墙体或筒体,则具有较大的抗推刚度和较高的抗剪承载力。高层建筑采用钢构件和钢筋混凝土构件两者兼有的混合结构,利用钢筋混凝土墙(筒)提供抗推刚度和水平承载力,利用钢构件承担竖向荷载,则兼备钢结构和混凝土结构的优点。
(1)侧向刚度大于钢结构。钢—混凝土混合结构由于设置一定数量的钢筋混凝土剪力墙或核芯筒作为主要抗侧力结构,其侧向刚度大于一般钢结构,会大幅度地减小风荷载作用下的建筑物侧移和风振加速度。
(2)抗震性能优于混凝土结构。位于地震区的高层建筑,当采用钢—混凝土混合结构,将外圈框架或框筒改用钢构件或组合构件,可加大结构的延性,提高结构的抗震可靠度。
(3)减少用钢量。高层建筑采用钢—混凝土混合结构,即保持了钢结构截面尺寸小的优点,又在不增大用钢量的情况下,加大了结构体系的抗推刚度,造价还有所降低。统计分析表明[9],其用钢量约为钢结构的75%。
(4)结构造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间。根据我国国情,钢筋混凝土结构的直接造价低于钢结构。钢—混凝土混合结构钢材用量小于钢结构,又可节省部分防火涂料费用,因此,钢—混凝土结构的造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间。
(5)施工速度比钢筋混凝土结构有所加快。钢—混凝土混合结构的施工特点,可将混凝土核芯筒安排先行施工,且施工进度也安排快于周边钢结构的安装。同时在钢—混凝土混合结构中的柱、梁采用钢构件或组合构件,楼板结构采用在压型钢板或预制板上现浇混凝土。因此,钢—混凝土混合结构的施工速度可快于钢筋混凝土结构,施工周期缩短。
(6)结构面积小于钢筋混凝土结构。随着建筑层数的增多，结构体系的框架柱内力将达到很大数值。若采用钢筋混凝土柱，其截面尺寸会达到难以接受的程度，不仅占用较多的建筑使用面积，而且不便于建筑平面布置，给楼层使用带来困难。试验和分析结果表明[1]：用钢管混凝土柱替代钢筋混凝土柱，将减小柱子的截面尺寸，从而取得良好的使用效果。由于钢—混凝土混合结构中组合柱或钢柱承担较小的水平剪力，其截面甚至可小于钢结构中的柱子。
(7)发挥组合构件的强度和刚度作用。钢—混凝土混合结构工程中采用矩形截面及圆形截面的钢管混凝土柱组合构件,既提高了柱的承载力,又提高了柱的抗推刚度和相应的结构侧向刚度,也有利于提高柱的防火能力。
2 高层钢—混凝土混合结构体系分析方法
2.1 高层钢—混凝土混合结构简化平面分析方法
对于混合结构动力特性及地震反应分析方法的研究,通过进行某些简化假设,一些学者进行了富有成效的工作。基于不考虑楼板变形且建筑刚度中心与其质心重合,水平地震作用(如图1)
下无绕竖轴扭转发生的假定下,赵西安借鉴层模型进行混合结构的弹塑性动力分析,将钢框架和混凝土剪力墙分别视作分层多质点体系,组成并联双列质点串模型(图1),用直接积分法求解动力方程,得到地震过程中结构动力反应值。
李国强等人先后提出了弹塑性分析的简化平面计算模型和分区藕合计算模型[3-4]。简化平面计算模型分别在结构平面的主轴方向上,将混合结构分解为钢框架和混凝土核心筒两部分并联工作(图2)。为简化计算,再把平行于地震方向的每榀钢框架按一定的折算规则简化为相应的半刚架,而混凝土核心筒则按一定规则等效为平面弯剪构件,按层划分为单元,采用宏观墙单元模型,半刚架和混凝土墙体通过刚性连杆协同工作。对结构的整体P—△效应,采用一列竖向受载杆与上述简化结构并联。分区藕合计算模型将混合结构分解为钢框架和剪力墙部分,利用有限元模型计算精度高和有限条模型计算量少的特点,钢框架用杆系模型,而对混凝土剪力墙在有可能发生塑性变形的底部采用有限元模型,对只产生弹性变形的上部采用有限条法,通过藕合不同区域界面上的力、位移协调,最终再利用结构各楼层水平位移协调条件求解（如图2）。
程绍革等人利用平面杆系模型将混凝土核心筒等效为宽柱框架,与钢框架进行协同分析。该分析模型应用于北京国贸中心二期工程的弹塑性时程分析。
刘坚提出了混合结构动力特性及地震反应研究的超级单元计算模型[5]。该模型与楼层划分单元,把连续化方法与有限元离散化方法结合,并考虑了钢框架部分的节点柔性,P—△效应的影响因素。
2.2 高层钢—混凝土混合结构空间问题分析方法
许多商业结构计算软件的新版本都增加了静力弹塑性分析方法功能,国外的如SCM3D、DRAIN-TABS、SAP2000、ETABA等;在国内的应用程序中,清华大学土木系研发的弹塑性分析程序NTAMS也可以进行分析（如图4）。
秦荣以变分原理及样条离散化为基础,提出计算高层建筑的样条子域法和QR。对于钢框架考虑了材料非线性和几何非线性,并考虑楼板变形,利用钢框架和剪力墙的混合子域和QR法,通过子域之间边界力和位移协调条件,可以建立一种钢—混凝土混合结构体系新的分析方法(图3、4)。利用样条边界元法—QR法或样条无限元—QR法导出混合结构体系地基—基础—上部结构共同作用的计算格式。先用QR法(样条子域法)建立上部结构的控制方程,其次用QR法(或样条子域法)建立基础的控制方程,再其次用QR法(或样条子域法)建立地基的控制方程,最后利用交界面上的协调关系,将上部结构、基础及地基的控制方程藕合起来求解。
3 高层钢—混凝土混合结构存在的问题和研究动态
钢—混凝土混合结构是由钢构件或组合构件和钢筋混凝土构件共同组成的结构体系,因为这两类构件物理性质的差异,当它们受力而又协同工作时,会引起构件之间力的分配、结构体系的抗火性能和重力荷载下竖向构件之间差异缩短等问题。
(l)地震力在两类构件之间分配,应考虑不同时段两类构件抗推刚度相对比值的变化。钢—混凝土混合结构中现在采用的主要结构体系为钢框架—混凝土剪力墙(内筒)体系,其中钢筋混凝土内筒为主要抗侧力结构,钢框架主要承担重力荷载,承担较小的水平剪力。为符合结构裂而不倒的要求,需要调整钢框架部分的承担的水平剪力,并采取措施提高混凝土内筒的延性。
(2)研究由组合柱和钢梁形成的钢框架的抗火性能。一方面,钢管混凝土组合构件由于管内混凝土的吸热效应,使其抗火性能大大优于纯钢构件;另一方面,对于由组合构件和钢构件形成的框架其整体抗火性能与单一组合构件的抗火性能有很大的差异。
(3)解决混凝土内筒的施工误差和竖向构件差异缩短问题。现浇混凝土结构墙体在水平方向和竖向的偏差常大于施工规范的规定,而混凝土施工规范规定的误差限值也大于钢结构施工规范规定。当钢梁与混凝土墙采用预埋钢板相连接时,这些预埋件在平面和竖向标高的位置,不仅受混凝土墙体偏移的影响,而且受预埋件移位的影响,其误差值远大于钢梁加工尺寸的允许范围。因此,宜在设计上采用适应性较好的连接方法。
参考文献
[1]钟善桐.钢管混凝土结构[M].北京:清华大学出版社,2003.
[2]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010)[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[3]周向明,李国强.高层钢—混凝土混合结构弹塑性地震反应简化分析模型[J].建筑结构,2002(5).
[4]李国强.高层建筑钢—混凝土混合结构分区耦合分析模型及开裂层位移参数分析[J].建筑结构,2002(2).
混合动力汽车结构类型解析 篇3
依据组成混合动力汽车的两个或多个能同时运转的单个动力传动系之间动力联合位置的不同, 混合动力汽车还具有串联、并联和混联三种基本的类型。
1串联混合动力汽车
串联混合动力汽车是混合动力汽车的一种基本结构, 其单个动力传动系间的联合是车载能量源环节的联合, 即非直接用于驱动汽车的能量的联合, 并同时向动力装置供能。典型的串联混合动力汽车动力传动系组成如图1所示。
串联混合动力汽车具有如下特点:
a.车载能量源环节的混合。b.单一的动力装置。c.车载能量源由两个以上的能量联合组成。
对应图1, 油箱、发动机、发电机与动力电池组共同组成车载能量源, 共同向驱动电机提供电能, 驱动电机和传动系组成单一的电驱动系统。
串联混合动力汽车实现了车载能量源的多样化, 可充分发挥各种能量源的优势, 并通过适当的控制实现它们的最佳组合, 满足汽车行驶的各种特殊要求, 例如, 采用发动机-发电机和动力电池组两种车载能量源的串联混合动力汽车即可满足汽车一定的零排放行驶里程, 同时通过发动机-发电机的工作为动力电池组进行补充充电, 延长了汽车的有效续驶里程, 为实现纯电动汽车的实用化提供了解决方案。
2并联混合动力汽车
并联混合动力汽车是混合动力汽车的一种基本结构, 其单个动力传动系间的联合是汽车动力或传动系环节的联合, 通过对不同动力装置输出的驱动动能的联合或耦合, 并经过相应的传动系输出到驱动轮, 满足汽车的行驶要求。典型的并联混合动力汽车动力传动系如图2所示。
并联混合动力汽车具有如下特点:
a.机械动能的混合。b.具有两个或多个动力装置。c.每一个动力装置都有自己单独的车载能量源。
对应图2, 发动机和电机驱动系统输出的机械动能经过动力耦合后输出到传动系驱动汽车行驶, 发动机具有自己独立的车载能量源———油箱, 电机驱动系统具有自己独立的车载能量源——动力电池组。
依据动力耦合方式的不同, 并联混合动力汽车具有单轴联合式、双轴联合式和驱动力联合式3种布置方案。单轴联合式机械动力的耦合是在动力装置输出轴处完成的, 传动系的输入为单轴, 如图3所示。发动机的输出轴通过离合器与电机的转子轴直接相连, 而动力电池组通过控制器的调节作用于电机定子, 实现了发动机与电机输出转矩的叠加。单轴联合式实现了把不同动力装置的机械动力输出一体化, 结构紧凑, 但电机要经过特殊设计。
双轴联合式机械动力的耦合是在传动系的某个环节中完成的, 通常称位于传动系中的这种耦合部件为动力耦合装置, 它具有两个或多个输入轴, 而输出轴仅有一根并直接与驱动轴相连。双轴联合式只是把不同动力装置的输出进行动力合成, 因此系统元件可选用已有的现成产品, 开发成本较低。
驱动力联合式机械动力的混合是在汽车驱动轮处通过路面实现的。由于具有两套独立的动力传动系直接驱动汽车, 所以在充分利用地面附着力方面具有优势, 通过合理的控制, 可大大改善汽车的动力性能, 但系统组成比较庞大, 控制复杂。
3混联式混合动力汽车
为优化动力传动系的综合效率, 充分发挥汽车的节能、低排放潜力, 在实际应用中, 混合动力汽车动力传动系并非单纯是简单的串联式结构或并联式结构, 而是由串联式结构和并联式结构复合组成的串并联综合式结构, 即所谓的混联式结构。典型的混联式混合动力汽车动力传动系如图4所示。
在图4中, 混联式混合动力汽车动力传动系中具有两个电机系统, 即发电机和电机驱动系统, 兼备了串联混合动力车载能量源的混合以及并联混合动力机械动能的混合。
结束语
串联式混合动力汽车适用于城市内频繁起步和低速运行工况, 可以将发动机调整在最佳工况点附近稳定运转, 通过调整电池和电动机的输出来达到调整车速的目的。使发动机避免了怠速和低速运转的工况, 从而提高了发动机的效率, 减少了废气排放。但是它的缺点是能量几经转换, 机械效率较低。并联式混合动力汽车更接近传统的汽车驱动系统, 机械效率损耗与普通汽车差不多, 得到比较广泛的应用。混联式混合动力汽车该结构的优点是控制方便, 缺点是结构比较复杂。
摘要：混合动力汽车具有节能, 排放低的特点, 是未来汽车发展的方向。简要介绍了典型混合动力汽车类型, 结构特点。
关键词：混合动力,串联,并联,混联
参考文献
[1]孙逢春, 何洪文.混合动力车辆的归类方法研究[J].北京理工大学学报, 2002, 22 (1) .
[2]高建平, 何洪文, 孙逢春.混合动力电动汽车机电耦合系统归类分析[J].北京理工大学学报, 2008, 28 (3) .
混合结构 篇4
小突片强化混合结构三维流场数值模拟
采用Roe通量差分分裂格式对带有小突片的轴对称收-扩喷管内外流场进行了数值模拟。小突片形状有三角形和梯形，数目为2个或4个，堵塞比为0.02，0.04和0.06，相对高度为0.08和0.16，安装角分别为120°，135°和150°。计算结果表明：在喷管出口安装2个或4个小突片能使得喷管下游内外流掺混时间及掺混距离大为缩短，而对喷管的推力系数影响不大。采用小突片对于降低喷流噪声和抑制尾喷流红外辐射是非常有利的。
作 者：王强 额日其太 杨勇 WANG Qiang Eriqitai YANG Yong 作者单位：北京航空航天大学动力系, 刊 名：推进技术 ISTIC EI PKU英文刊名：JOURNAL OF PROPULSION TECHNOLOGY 年，卷(期)： 22(3) 分类号：V231.2 关键词：小突片 射流喷管 喷射混合流 强化混合 三维流 数值仿真混合结构 篇5
【摘 要】混合结构房屋墙体常产生一些性质不同的裂缝，轻者会影响建筑物的外形美观和使用功能，损害结构整体性，降低建筑物寿命；重者会使建筑物失去使用价值，甚至还会导致建筑整体倒塌的重大质量事故。因此，墙体裂缝应引起工程人员的注意，从设计和施工上采取相应措施减少或避免裂缝的产生。
【关键词】混合结构；墙体裂缝；分析
现阶段我国房屋结构体系中还存在大量混合结构，特别是随着我省新农村建设规划的实施，将有大量的多层混合结构住宅兴建。多层混合结构房屋的墙体开裂是仅次于屋面渗漏的第二大质量通病。墙体开裂轻则影响房屋美观与正常使用，重则引起房屋局部破坏甚至坍塌。墙体开裂的原因主要有：荷载作用、温度作用、收缩变形及地基不均匀沉降。荷载作用下，当墙体符合正常使用极限状态要求时，就可保证它在使用状态下不产生裂缝。
1.地基不均匀变形引起的墙体裂缝
1.1地基不均匀沉降引起的墙体裂缝形态
由于地基不均匀变形使得上部结构产生附加应力从而引起墙体开裂。地基产生不均匀沉降的主要原因有：（1）土的高压缩性、黄土的湿陷性、膨胀土及软硬不均等；（2）荷载分布不均匀或建筑物体型复杂等。当地基的变形超过了建筑物承受能力时，导致建筑物开裂损坏。
混合结构房屋对地基不均匀变形是很敏感的。沉降大的部分砌体与沉降小的部分砌体会产生相对位移，从而使砌体中产生附加的拉应力或剪应力，当这种附加应力超过砌体的强度时，砌体中便产生相对裂缝。出现的裂缝一般都是斜向的，且多发生在门窗洞口上下处。
1.2预防措施
（1）建筑物的体型力求简单与合理设置沉降缝。
建筑物的体型是指其平面形状和立面高差。特别是在软弱地基上，复杂体型建筑物的整体刚度常常会被削弱，局部产生应力叠加而导致地基不均匀变形。当建筑物体型比较复杂时，应根据其平面形状和高度差异情况，依据《建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）》，在适当部位设置沉降缝，将建筑物划分成若干个长高比小、体型简单、整体刚度好、结构类型相同、自成沉降体系的独立单元。
（2）加强上部结构的刚度与增强墙体的抗拉（剪）能力房屋上部结构刚度增强时，可在一定程度上减少由于地基的不均匀下沉而导致的裂缝及裂缝的宽度。故宜在基础顶面附近、门窗顶部、楼（屋）面处设置圈梁，且每道圈梁应贯通外墙、承重内纵墙及主要横墙，并在平面内形成闭合的网状系统，以增强建筑物的整体性。施工中严格执行《砌体工程施工质量验收规范（GB50203-2002）》，如在转角及纵横墙连接处设置拉结钢筋，砖提前1～2d浇水湿润，使用和易性好的混合砂浆砌筑，从而提高灰缝的砂浆饱满度以及砖之间的粘结力等，达到提高墙体抗拉（剪）能力的目的。
（3）加强地基的探槽工作，确保软弱部位得以加固处理对于较为复杂的地基，基槽开挖后应进行钎探验槽，出现地基不符合设计要求，如有软弱部位及局部暗沟等，应由设计人员变更方案，将软弱部位进行加固处理后才能进行基础施工。
1.3干缩裂缝
在材料使用过程中，材料含水量往往会发生变化，由于失水使材料收缩产生的裂缝一般称为干缩裂缝1这种因材料收缩引起的裂缝，在混凝土砌块房屋中比较普遍，在内外墙和房屋的各层均可能出现。
混合结构房屋干缩裂缝的形态及其分布。
干缩裂缝形态一般有墙体中部的阶梯形裂缝、环块体周边灰缝的裂缝、外墙窗下墙的竖向均匀裂缝以及山墙等大墙面的竖向、水平向裂缝1干缩裂缝一般多出现在下部几层，有的砌块房屋山墙大墙面中部就会出现由底层一直延伸至三四层的竖向裂缝，当砌筑砂浆强度不高，灰缝不饱满时，干缩引起的裂缝往往呈发丝状分散在灰缝中，当有粉刷抹面时就显露出，干缩引起的裂缝宽度不大，且宽度较均匀，轻骨料块体砌体的干缩变形比较大，这类干缩变形引起的裂缝在建筑上分布广、数量多，裂缝的程度也较严重，如房屋内外纵墙中间对称分布的倒“八”字裂缝；在建筑底部一至二层窗台边出现的斜、竖向裂缝；在屋顶圈梁下出现的水平缝和水平包角裂缝；在大片墙面上出现的底重上轻的竖向裂缝等。
2.温度变化引起的墙体裂缝
建筑材料均有热胀冷缩性质，它们的线膨胀系数是不相同的，有的差异很大。因而，混合结构房屋的砖砌体和与之相连的混凝土梁、板等，会由于温度高低差异的影响而出现不均匀的伸缩，导致墙体出现裂缝。
2.1温度变化引起的墙体裂缝形态
砖墙的线膨胀系数仅是混凝土的1/2（混凝土的线膨胀系数为10X10-6/℃，砖墙的线膨胀系数为5×10-6/℃）；夏季屋面和墙体所接受的太阳辐射不同，温度差异较大，结果是砖墙因温度升高而产生的伸长值小于屋面梁板的伸长值，导致屋面顶板对墙体产生了水平推力，致使墙体开裂。典型的裂缝有：不开洞的纵墙上出现正“八”字型斜裂缝，对于开洞口的纵墙，常在洞口底面出现水平裂缝。
2.2预防措施
2.2.1改变屋面梁板与墙体之间的变形约束条件
对于处于高温状态的屋面板来说，砖墙因温度升高产生的伸长值小于屋面梁板的伸长值，此时，墙体就成了屋面梁板伸长的连续约束体。因而在顶层墙体与屋面板之间设置柔性隔离层（如铺设一层油毡等），给屋面梁板创造一个较为自由的变形条件，可防止或减少墙体开裂。
2.2.2设置有效的架空隔热层
屋面温度与顶层室内温度越接近（温差越/b），温差应力就越小。设置有效的隔热层，并保证隔热层的施工质量，以最大限度地起到隔热作用，可大大减少屋面顶板与墙体的温度差。同时屋面板表面的保温、防水材料等宜用浅色材料，以减少吸收辐射热。
3.集中荷载作用引起的墙体裂缝及其预防
3.1产生原因及形态
在混合结构房屋中，常为获得较大的跨度空间而设置两端支承于墙体（包括窗间墙）简支梁，在支承处砌体呈现出局部受压状态，当集中荷载产生的局部压应力超过砌体的抗压强度时，墙体出现的竖直方向裂缝。
3.2预防措施
3.2.1提高局部受压区的抗压强度
在集中荷载作用下的墙体设置壁柱，可以增加砌体中未直接承受压力的部分对局部受压区的横向变形约束（套箍强化）作用 ，从而提高局部受压区的抗压强度。
3.2.2增大局部受压面积
在梁下设置预制刚性垫块或与梁端现浇成整体的垫块，以增大局部受压面积。当荷载较大时，应沿墙体横向配筋或设置连续钢筋混凝土梁（如圈梁）。
3.2.3精心施工，保证质量
因为砌体的抗压强度主要取决于块体（砖）的强度，而砌体抗拉、抗弯和抗剪强度主要取决于灰缝强度，即取决于灰缝中砂浆和块体间的粘结力。因此，块体（砖）和砂浆强度必须满足设计要求，同时严格按《砌体工程施工质量验收规范》要求施工，保证质量。
4.结论
混合结构房屋墙体由于温度作用和收缩引起的裂缝是多年来一直没有得到彻底解决的老大难问题。随着新农村建设的开展和新型墙材的推广使用，老问题出现了新的影响因素，迫切需要解决。结合多年的工程实践，发现按照“防”、“放”、“抗”的原则，在已有构造措施的基础上增加设置防裂柱、加强顶层端部等预防措施后，造价增加不多.但效果显著。在防治混合结构房屋墙体由于温度作用和收缩引起的裂缝这个老问题上做出了新的探索。
【参考文献】
[1]中华人民共和国建设部.砌体结构设计规范[M].北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]钱伟，宋显锐.蒸压粉煤灰砖砌体房屋裂缝鉴定与原因分析[J].新型建筑材料，2010（3）：34-37.
混合动力汽车的传动结构分析 篇6
电动汽车是当前能满足“零排放”要求的首选方案。在我国大中城市都普遍存在着十分严重的交通问题和汽车尾气排放污染问题, 电动汽车是一种非常理想的中速和短途的日常公共交通工具, 在市区内行驶, 电动汽车的能量效率比普通汽油机汽车高40%左右。电动汽车可以利用夜晚用电低谷时的富余电能充电, 可以平衡电网的负载, 提高电网能量的利用率。除此之外, 电动汽车还具有低噪声、低热辐射、易操纵和易维护等优点。
2. 混合动力电动汽车的概述
混合动力电动汽车是指以蓄电池与辅助动力单元共同作为动力源的汽车。从理论上讲, 内燃机的热效率在低速时偏低, 扭矩也较小, 而在中高负荷时效率较高, 但负荷再大时效率又会下降。如果车辆在低速时采用电动机驱动, 在高负荷时, 让发动机仍工作在中等负荷高效率区, 不足的功率由电动机提供, 就可以提高车辆燃油经济性, HEV (混合动力汽车) 就是采用了这种原理。较之传统燃油汽车和电动汽车, HEV增加了动力系统部件的种类和组合方式, 并根据使用工况对部件的工作方式进行了优化组合, 使各部件, 尤其是作为主动力源的原动机能够在最优工况下工作。
3. 传统驱动汽车与混合动力驱动的优点
(1) 传统汽车为了满足急加速、很高车速行驶与快速上坡对驱动功率的要求, 装备的发动机的功率均相当大。
(2) 传统汽车发动机的设计要考虑多方面的要求, 混合动力系统中的发动机不要求过高的升功率和很好的动态特性, 可以按最高热效率的原则设计。与传统汽车发动机相比, 其燃油经济性有进一步的提高。
(3) 混合动力系统可以在汽车停车等候或低速滑行等情况下关机, 节省燃油。
(4) 混合动力系统电力驱动部分中的电动机能变作发电机工作。
电动汽车与燃油汽车的差别见表1。
4. 混合动力电动汽车的结构形式
根据动力系统的不同配置混合动力电动车分为如图1所示3类, 即串联式 (Series) 、并联式 (Parallel) 和分割式 (Split) 。分割式按其具体结构也可称为串、并联灵活驱动式。
4.1 串联式混合动力系统
串联式混合动力系统的工作原理如图1a) 所示, 由发动机 (内燃机) 带动发电机, 电能在控制器的调节下带动电动机而驱动车轮。发动机始终在热效率高而排放较低的单一最佳工况下运转, 单一工况运转也便于排气后处理装置始终保持高净化率。汽车低负荷运转时, 发动机发出的功率超过驱动汽车的需要, 多余的电能向蓄电池充电;高负荷运转时, 除发电机发出的电能外, 电池组提供部分电能;此外, 在城区较低车速行驶时, 为了实现零排放可关闭发动机, 汽车行驶功率全部由蓄电池来供给。
由于当汽车需要大动力时, 蓄电池提供了其中的部分功率, 所以汽车可选用较小的发动机, 但需要有大的电动机以提供全部驱动轮发出的驱动功率。串联式能量传递环节较多, 传动效率较低。
串联式适用于环保要求较高, 行驶车速较低的城区车辆, 如公共汽车。
4.2 并联式混合动力系统
如图1b) 所示, 发动机和电动机可以分别独立地向汽车的驱动系AAA动力。通常采用由发动机提供车辆的平均行驶功率, 由电动机提供峰值功率及低速低负荷工况的功率。
发动机通过机械传动直接驱动汽车时, 无机-电能量转换损失, 效率较高。因此并联式混合动力车的燃油经济性比串联式混合动力汽车高。
显然, 并联式混合动力可选用较小的发动机和电动机。若装备有发电机则可选用较小的发电机, 要求的电池容量也较小。
由于并联式的发动机运转工况随汽车运行的情况而变化, 发动机不可能在排放污染物最小的工况工作, 因此发动机的排放性能比串联式混合动力车要差。
并联式混合动力车比较适合于在城市间公路和高速公路上的复杂工况下稳定行驶。
4.3 串并联灵活驱动式混合动力系统
如图1c) 所示, 通过一种行星齿轮系统组成的动力分配装置, 将整个系统耦合在一起, 根据行驶工况灵活采取各种工作方法, 以达到热效率最高、排放污染最低的效果。一般控制策略为:起步或低速低负荷工况时, 关闭发动机由蓄电池电能驱动:一般行驶工况动力系统以串并联混合方式工作;大节气门加速或重负荷工况时, 动力系统除串并联方式工作外, 蓄电池也提供能量参加驱动;制动和减速时通过能量回收系统向蓄电池充电;停车时发动机自动关机;蓄电池充电由计算机控制其维持在一稳定的充电状态。因此串并联灵活驱动方式兼有串联和并联的特点, 但控制系统最复杂。
串并联混联式结构也可作为一种特例归到并联式结构中。
5. 串联式驱动系统与并联式驱动系统的比较
表2给出了串联式与并联式驱动系统在排放、用途、整车布置、价格及原动机等方面的比较。
6. 结束语
混合动力电动汽车一方面可以充分利用传统汽车的技术成果和工业基础, 另一方面, 可以有效减少排放、降低油耗, 是传统内燃机汽车向零排放电动汽车过渡的实用方案之一。混合动力电动汽车有串联、并联等多种结构形式, 各有各的优缺点, 适用于不同的地点、用途, 简单的说孰优孰劣是不妥当的。
参考文献
[1]史文库主编.现代汽车新技术.北京:机械工业出版社出版, 2004
[2]《汽车工程手册》编辑委员会编辑。汽车工程手册.北京:人民交通出版社出版, 2001.5
我国高层混合结构设计探讨 篇7
关键词：混凝土核心筒,钢框架,混合结构,质疑
全钢结构——主要采用下列不开裂的结构构件 (stmctuml members) , 并通过堤接、泖钉或高强螺栓连接而成的钢结构骨架16]:型铜�Steel shape) 、钢板 (Steel plate) 、高强铜丝或钢棒, 简称S) 、铜管混凝土 (Concrete-filled Steel Tubular, 简称ST•C) 、铜梁+压型钢板上现浇混凝土组合楼盖 (Steel-Concrete composite, 简称S.C) 。因此, 凡采用带裂缝工作的混凝土构件 (Concrete member) , 如钢筋混凝土 (Reiniorced Concrete, 简称RC) 构件、型钢!混凝土 (Steel-Reinforced Concrete, 简称RC•S) 构件, 以及部分预应力混凝土�Partial Prestressed Concrete, 简称.PPC) 构件时, 均不能叫做钢结构, 应视为混合结构。1988年, 我国高层首次采用混凝土 (Concrete) 核心筒+外钢框架 (Steel Frame) , 即C+SF混合结构以来 (图1) , 我国就05大量采用混合结构, 甚至在8度抗震设防区 (北京国贸等) 也如此。为何OSF能够在我国大量采用, 主要原因是:混凝土核心筒几乎承担iro%的水平作用R (风、地震) , 具有很大的抗推刚度, 容易满足水平侧移限值, 设计无难度。但必须指出:由于混凝土与钢结构两种结构的结构延性比f=djdv相差很大W前者仅?=3�4, 后者高达f=7-9 (图2) 。因此, 混凝土和钢两种结构的混合在强震作用下的结构性能表现, 必须引起结枸工程师的严重关注:强震后, 同一幢高楼的两种抗侧力体系, 一个 (混凝土核心筒刚度大, 地震力也大——第一道抗震防线) 可能成为建筑垃圾’一个 (铜框架) 能修复 (可持续发展) , 如何处理后事, 值得深思!F (Force) 延性 (yield Deformation) (ultimate Deformation) 结构延性比 (ductility ratio) 钢结构:‘二DJ、二u, 混凝土结构:C=3-40 D一D (Deformation) 图1上海希尔顿国际酒店��=43层, //=143m, 1988) 图2两种结构的延性比值规范[11P.385:“对于混凝土核心筒-钢框架混合结构’在美国主要用于非抗震设防区’且认为不宜大于150m�在曰本, 1992年建了两幢, 其高度分别为78m和107m�结合这两项工程开展了—些研究, 但并未推广。53000混凝土翼墙, IJ5"丨灿1»丨灿混凝土核心筒
1.我国规范 (程>对高层全钢结构、混凝土结构和混合结构的高度限值[//]表1我国规范 (程) 规定的高层混合结构的高度限值[//]抗震设防烈度No.规范 (程) 抗侧力体系非抗震设计6度7度8度9度0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 0.30g 0.40g P.96全钢a筒体300 280 260 240 180b框架-中心支撑220 200 180 150 1201规范m P.48混凝土c框架-核心筒150 130 100 90 70P.213混合当房屋高度超过c项时, [H]不宜超过b、c两项高度的平均值。185 165 140 120 952规程⑵P.123混合钢框架-RC核心筒210 200 160 120 100 70P.1全钢框架-支撑 (剪力墙板) 260 220 200 1403规程[3]各类筒体360 300 260 180P.1混合钢框架-混凝土核心筒220 180 100 70规程[4]混合钢框架-RC (RC•S) *核心筒 (非双重抗侧力体系) 160 120 100--铜框架-RC筒 (双重) 钢框架-RC•S筒2102302002201801801201307070f RC Reinforced Concrete钢筋混凝土, RC•S Steel-Reinforced Concrete型钢混凝土由表i可见, 我国四本现行规范 (程) 对高层混合结构的高度限值州是:6、7度的丨//]^220m, 8度[//]«140m, 9度丨//]莓95m o2.我国超高层混合结构现状我国400m以上的高层建筑采用混合结构体系好像已成为时尚。因为, 混凝土核心筒的刚度极大, 容易满足水平侧移限值, 软件都可以计算, 设计无难度。目前, 我国部分高层混合结构工程如下:2.1广州新中轴线的三大高层混合结构 (图3) 东塔是广州最高的高层混合结构——//=518.15m, 美国KPE建筑事务所、奧雅纳工程咨询 (深圳) 公司设计, 中国建筑第三工程局有限公司和中国建筑第四工程局有限公司承建, 中建钢构有限公司铜结构施工。总建筑面积50万m2, 总用钢量16.8万t (型铜10.8万t�铜筋6.0万/) 。最厚铜板H30mm (铸钢件厚度400mm) , S大•筋直径渗40mm�混凝土用量20万m3�2.2上海陆家嘴的三大超高层混合结构 (图4) 上海中心是上海最高的高层混合结构——W=580m, 由美国Gensler公司设计, 上海建工 (集团) 总公司总包。总建筑面积57.4万m2, 钢材总用量10万t�最厚钢板t=140mm, 最大纲筋直径d=40mm。广州中轴线的三大高层混合结构西塔U=103, //=432m, 2005) 图3广州新中轴线三大高层混合结构广州电视塔 («=39, //=454m, 不含天线146m, 2009)
图6天津局银117大厦可见, 我国超高层混合结构体系的型钢、铜筋、混凝土用料多, 并不经济, 且两种抗侧移体系的性能相差很大, 型铜混凝土施工也很艰难。“全世界已建成的前十大高楼 (至2012年) 中, 美国1幢 (全铜结构) , 亚洲9幢, 其中中国7幢”[21]——中国台湾101楼I幢 (全钢结构) , 中国大陆6幢均为混合结构。3.结语3.1美国高层混合结构‘‘主要用于抗震设防区, 且认为不宜大于I50m”t11�“1992_日本建了两幢:H=78m和//=107m, 但并未推广’’[1!;“1964年美国阿拉斯加地震高层混合结构楼房, 曾发生严重破坏甚至倒塌”[7]。我国规范 (程) 规定的高层混合结构的高度限值见表2。可见, 我国各地用600m高层混合结构来狂热冲击高层建筑的高度 (广州东塔max F=518.15m�上海中心580m�深圳平安597m�天津117大廈597m) , 严重违背我国规范 (程) 的高度限值极其危险, 且结构用钢和混凝土极大, 劳命伤财。如, 广州东塔用钢16.8万t, (其中里铜10.8万t, 钢筋6万t) , 混凝土20万m3�非常笨董, 型铜混凝土构件施工也十分艰难。质疑我国超限专家如何评审通过?!超出规范 (程) 限值3�4倍’是不负责任的表现!据说’某省将设计高层混合结构到1000m高, 那就太不讲科学了。一旦发生高楼地震破坏, 总理号召不丨昔一切抢救人的生命也就晚矣!用高层混合结构狂热冲击我国规范UH41高层的高度限值, 严重问题在哪里呢?——我国执行的是中华人民共和国住房和城乡建设部建质文件[5], 文件对高层混合结构高度的上限均未限制, 只规定了抗震设防的各项技术性能指标。从而, 我国高层混合结构的高度越做越高, 结构越做越笨。为了达到技术指标:1设计人员泰V.m胡柱L上海陆家嘴的三大高层混合结构金茂大厦 (《=88层, H=421m, 1999上海环球金融中心 («=101, ^=492171, 2007) 图4上海陆家嘴的三大高层混合结构上海中心 («=121层, //=580m, 2014) 2.3深圳平安大厦 (图5) 平安大厦是深圳最高的高层混合结构——N-597m (不含天线高63m) 。由美国KBF公司和CCDI悉地 (深圳) 国际设计公司设计, 中国建筑一局 (集团) 有限公司承建, 中建铜构有限公司钢结构施工。总建筑面积46万m2, 钢材总用量10万t (型铜4.545万t, 铜筋5.455万t) �最厚铜板t=150mm (铸钢件厚220mm) , 最大钢筋直径士32mm�混凝土用量为27.8万m3�^0.000 (塔尖》-V图5深圳平安大厦 (《=118层, //=597m, 不含天线63m) 2.4天津高银117大厦 (图6) «=117层, H-597m, 总建筑面积85万m2, 总用铜量18万t (型铜14万t, 钢筋4万t L混凝土用量为18.9万m3c囊PE-:, 二-<
外框筒、内框架��•響XV^;t:>3C箱形柱截面厚度:t、7.5mm-12.5mm框筒�frame-tube) g密柱 (担<3«5m) +深粟450mrn ife 3X1.016m=3.04Sm, _*V"图8所示世界贸易中心轻量化的几个指标, :1世界贸易中心的箱形铜柱尺寸小, 且铜板薄[14]:箱形截面43CU 450 x (7.5-12.5) , 3柱过渡到I个箱形柱 (800mm x 800mm) , 未设转换层;采用被动控制阻尼器;工地高强螺栓装配化 (三层吊装单元) 。总用锏&8.41万t�建筑总重•万t, 从而, G/尸=0.21 (优秀设计[16]G/PO.2~0.3) ;2美国世贸中心的风压值w=2.2k N/m2, 顶点侧移仅为"4|:i/=280mm, «///=0.28/4l6.956=l/l489, 刚度OK_三柱合一被动控制技术高强螺栓拼装 (未设转换层) (阻尼器) (三层楼高) 图8世界贸易中心 (美国纽约, 1973) 由此可见, 要想把高层建得最高且为轻量化, 结构工程师应该明白: (a) 正确选择抗侧力体系; (b) 正确估计结构或构件截面尺寸。且应按美国、日本先进国家的方式, 美国高层混合结构“主要用于非抗震设防区’且认为不宜大于150m”[1]——在强震区采用全铜结构’而非混合结构。2001年9月11日 (恐怖日) , 波音767客机击断钢柱, 进入美国世界贸易中心 (World Trade Centerl�lh后, 南、北两楼先后塌落。2013年建成新世贸中心1号大楼 (简称1 WTC) , 考虑到原世贸中心中央只有44条钢柱 (图9a) , 顶不住飞机撞入后的上部建筑重力而塌落1 WTC采用高层混合结构 (纽约, 非抗震区) -其结构高度与原南楼相同/M362ft=415.3I8m, 新、旧世贸中心的平面尺寸等数据见图9b�中国高层混合结枸的施工顺序是:超前施工混凝土核心筒, 然后利用核心筒上的起重设备安装周边铜框架。新世贸1号楼 (1 WTC) 的施工顺序是:先安装钢框架 (包括混凝土核心筒内的锏构件) , 然后现浇混凝土[17].具体分为四个步骤:1铜框架;2金属楼板和现浇核心筒外的混凝土;3核心筒混凝土剪力墙;4核心筒内混凝土楼板.核心筒外缘要设置宽翼缘铜环形梁, 以便在楼板和核心墙之间保持间隙, 便于模板提升。每8层至12层按上述顺序作业c该施工顺序是结构设计的关表2我国规范 (程) 规定的高层混合结构的高度限值[//] (m) 规范 (程) 规范[1]规程[2]规程[3]规程[4]6度185 200 180 120-220[“]7度165 160 180 100 (非双重抗侧力体系) 180 (双重抗侧力体系) 8度120-140 100-120 100 120-1309度95 70 70 70只有无限度的SD大结构尺寸和结构用钢量来满足文件中规定的各项指标, 直到算够为止;2进行了模型抗震性能试验。看似万无一失、很科学, 但是, 由于混凝土和铜两种结构的混合在强震作用下的结构性能及延性比®差异和破坏机理, 我国也极少进行混合结构性能研究, 以及美国阿拉斯加地震高层混合结构破坏事实171, 必须引起我国政府和科技人员的严重关注。设计是硬道理 (轻量化设计) ’硬设计 (笨重) 就没有道理!3.2高层全钢结构属于不开裂结构[6], 才是抗震性能好、轻量化的结构形式, 才能设计得最高现代全铜结枸的两大特点:1采用轻质高强材料;2采用现代结构分析方法——结构减震控制理论、结构稳定理论和预应力理论图了所示, 美国居世界前列的三个著名高层全钢结构建筑, 可见, 随着它们高度的增加:H=38lm (Empire State Building, 帝国大厦) —//=4l6.966ra (World Trade Center, 世界贸易中心) ~»//=443.179m (Sears Tower, 西尔斯塔) , 结构方案也在变化:框-撑—框筒—束筒, 用锕量m[12][13�反而在减少:206Jcg/nf'—丨86.6kg/m�—]6lkg/m2, 这充分说明高层全钢结构轻量化设计的高科技设计水平。西尔斯塔/f=443.179m n=110层, 束筒用钢量161kg/m2._ (1974) :世界贸易中心//=416.966m«=110, 框筒186.6 kg/m2 (1973 1帝国大厦/^=381m/7=102, 框架.206 kg/m2 (1931) 支撑图7美国居世界前列的三个著名高层全钢结构建筑
混合结构 篇8
关键词：砖木混合结构,安全性鉴定,抗震措施鉴定,承载力
随着经济的发展及人们安全意识的提高,人们对建筑结构的安全要求越来越高,因此对老旧建筑的安全性鉴定也越来越多。一般鉴定单位对于常规的框架结构、剪力墙结构及砌体结构的鉴定能够得心应手,但对于一些建设年代较长、具有一定纪念意义的砖木混合承重结构往往无从下手。这类建筑通常是由带壁柱的砖墙、木柱、木屋架等构成,现行规范对这种结构没有明确规定。本文通过规范理论与实例分析阐述了这类砖木混合结构房屋的主体承重结构安全性鉴定方法。
1 上部承重结构安全性鉴定方法
根据《民用建筑可靠性鉴定标准》[1]第6.3节,上部承重结构的安全性鉴定,主要考虑各种构件的安全性、结构的整体性以及结构侧向位移三个方面。由于该种结构的侧向位移测绘与其他常见结构区别不大,本文从构件安全性、结构的整体性方面对结构的鉴定方法进行阐述。
构件的安全性鉴定项目主要有构件的承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)、裂缝以及危险性的腐朽和虫蛀等;结构的整体性鉴定项目主要有结构布置、支撑系统布置及构造、圈梁构造、结构件的联系等。砖木混合结构是一种特殊的结构,应分为砖砌体结构和木结构两部分分别鉴定。
木结构的构造措施及危险性的腐朽和虫蛀现象,可根据《建筑抗震鉴定标准》[2]第10.1条及《木结构设计规范》[3]进行检查;根据标准[2]第10.1.3条“木结构房屋以抗震构造鉴定为主,可不作抗震承载力验算”,因此该类木结构不做抗震承载能力验算,但应根据规范[1]对木构件在正常使用荷载下承载能力进行验算。
根据标准[2]第10.1.1条注3的规定,木柱和砖柱混合承重的房屋,砖砌体部分可按照第9章的有关要求鉴定,因此砌体结构的抗震构造措施可根据第9章进行检查,其他构造措施可依据《砌体结构设计规范》[4]进行检查。砖砌体部分的抗震承载力应依据标准[2]第3.0.5条进行计算,正常使用荷载下的承载力应依据规范[4]进行计算。
以下举例说明砖木混合结构主体结构安全性鉴定的方法。
2 实例分析
2.1 工程概况
某建筑物为单层圆木柱、砖壁柱混合承重结构(木屋盖),纵向外墙及山墙为带壁柱砖砌体,内部承重柱及檩条均为圆木,三角形木屋架,方木椽条,屋面由水泥瓦、黄泥、苇箔等构成。该建筑物约建于20世纪50年代,所处地区的抗震设防烈度为7度(0.1g),现场照片如图1,图2所示,平面图如图3所示。
2.2 抗震措施鉴定
该结构的抗震措施应按A类建筑进行抗震鉴定[2]。
mm
1)木结构的外观质量调查。该建筑物部分木构件存在较大的裂缝,主要集中在圆木柱及屋架的上下弦杆,所检构件表面最大裂缝宽度及深度如表1所示;圆木柱柱脚与基础接触部位存在轻微腐朽现象;个别木屋架杆件及檩条存在腐朽、蚁蚀现象;个别杆件连接存在松动现象;局部屋面存在破损现象;不满足鉴定要求。缺陷照片如图4,图5所示。
2)砖墙体的外观质量调查。该建筑物部分砖砌平拱过梁存在不同程度的裂缝,局部外墙砂浆受雨水冲刷现象严重,不满足鉴定要求。缺陷照片如图6,图7所示。
3)木结构体系及连接构造做法调查。该建筑物未设置柱间支撑及圆木柱柱顶纵向水平系杆,未设置屋架上下弦横向支撑、竖向支撑及下弦纵向水平系杆,不满足鉴定要求。
该建筑物圆木柱直接放于料石基础上,无有效锚固措施,屋架与圆木柱连接节点未设置斜撑,椽条与檩条、檩条与屋架均未钉牢,不满足鉴定要求。
4)砖墙体的整体连接措施调查。该建筑物砌体墙中均未设置混凝土圈梁和构造柱,不满足鉴定要求。
5)房屋的易损部位及其连接的构造调查。屋顶女儿墙高度为500 mm,未采取有效锚固措施且砂浆强度低于M0.4,不满足鉴定要求。
6)砖柱与砖墙体的材料强度。经检测,砖强度等级为MU7.5,满足鉴定标准的最低要求;砂浆强度等级M0.5,满足鉴定标准的最低要求。
2.3 承载力验算
该建筑物两侧外纵墙高度为4.8 m,小于6.6 m,纵墙厚度为370 mm,大于240 mm,且开洞面积不超过50%,结构单元两端均有山墙,根据《建筑抗震设计规范》[5]第9.3.4条的规定,可不进行纵向截面抗震验算。该建筑物的横向抗震可按照平面排架进行计算并记及空间工作。
采用ANSYS有限元计算软件对该榀排架进行计算。由于现有计算软件的限制,计算时需要进行一些假定和简化。假定:木构件表面没有裂缝,木柱柱脚有效锚固,连接节点完好,砌体无裂缝。简化:砖垛基础部位设为刚接,木柱柱脚及顶部、墙垛顶部设为铰接,屋架腹杆两端设为铰接。计算简图如图8所示。
计算参数设置:7度(0.1g)抗震设防,屋顶恒荷载取3.5 k N/m2,活载取0.50 k N/m2,基本雪压取0.35 k N/m2,基本风压取0.40 k N/m2,砖强度等级MU7.5,砂浆强度等级M0.5,木柱的强度等级取TC11,屋架强度等级取TB11。砌体的抗压强度设计值及弹性模量如下[6,7]:
墙垛验算:考虑风荷载控制的组合(不考虑地震荷载):墙垛底部弯矩迎风面M=23.204 k N·m,轴向压力N=97.811 k N,y1=0.305 m,e=M/N=0.237 m>0.6·y1=0.183 m,不满足规范[4]第5.1.5条的规定。
考虑地震组合时,墙垛底部弯矩设计值M=15.523 k N·m,轴向压力N=97.810 k N,y1=0.305 m,e=M/N=0.158 m<0.9·y1=0.274 m,满足规范[5]第9.3.8的规定。
其他构件的承载力计算不再详述。
2.4 结论及建议
针对该建筑物存在构造缺陷、结构损伤、承载力不足等现状,该建筑物应依据相关规范采取补强或更换等处理措施。
3 结语
老旧砖木混合承重结构是一种的特殊结构,本文结合相关规范通过工程实例,明确了上部承重结构安全性鉴定的内容,并详述了该种结构抗震措施的主要调查项目及墙垛承载力的计算方法,为相关工程的鉴定提供了参考。
参考文献
[1]GB 50292—1999,民用建筑可靠性鉴定标准[S].
[2]GB 50023—2009,建筑抗震鉴定标准[S].
[3]GB 50005—2003,木结构设计规范[S].
[4]GB 50003—2011,砌体结构设计规范[S].
[5]GB 50011—2010,建筑抗震设计规范[S].
[6]施楚贤.砌体结构理论与设计[M].第2版.北京:中国建筑工业出版社,2003:78-80.
混合结构 篇9
当今，P2P搜索技术是网络研究的热点。集中式、结构化、非结构化和混合式的P2P结构各有各的优缺点。其中Chord网络模型，以它的无中心控制、可扩展强、负载平衡、高容错和使查询具有方向性使得P2P的优势更为突出，但现实环境中，Chord环上的节点之间存在很大差异性，有很多能力较弱的节点在Chord中作为独立节点的时候，也要负责系统中大量的查询和下载工作，由于自身资源的限制，它们必然会引起系统响应时间增加等问题，可能成为系统的瓶颈;而且，这些能力较差的节点可能随时出现加入或离开系统的情况，这种频繁的变迁必定增加结构化P2P系统的开销;同时，搜索网络与物理网络不一致产生查询的绕路问题。而混合结构的P2P系统通过处理能力较强的超级节点管理其他节点，能较好的管理能力弱的节点;但是混合结构的P2P系统在查询时需要通过泛洪方式来进行，使得查询盲目没有方向性，查询效率较低。如果能够造一个系统将他们两者结合起来，取长补短，应该可以克服双方的缺点。
2 基于混合结构的Chord系统模型
为了实现上述想法，我们让处理能力强、网络带宽大的超级节点作为Chord系统中的独立节点，负责管理其它的节点，并代替那些节点来负担的部分工作，就像是很多局域网的服务器作为Chord系统的节点一样，搜索仅在超级节点中进行。如下图(矩形表示超级节点，小圆圈表示普通节点)。
我们采用超级节点的IP地址前缀作为Chord模型的节点标识，并按照IP地址前缀将超级节点顺序排成Chord环。在一定程度上可以保证标识相近的超级节点在Chord网络中也是相邻的。每个超级节点都直接管理若干普通节点，它们具有与超级节点标识相等的IP地址前缀。从而改变了传统P2P系统中Chord网络节点由单个节点构成的状况,增强了网络节点的健壮性。
3 系统基本操作
每个超级节点维护一张本地客户索引表，以保存与自己IP地址前缀相同的客户机信息，还有一张信息索引表，记录该超级节点所管理的客户机和发布在它们上的信息资源关键字的hash值。
3.1 节点的加入
这一部分主要处理新结点的加入以及由此带来的网络自适应问题。
当一个普通节点A加入系统的时候，它首先找到系统中的一个超级节点B，然后比较A和B的IP地址前缀，如果前缀相同，则A作为B的一个客户机添加到以B为超级节点的域中，B修改本地客户索引表，将A的信息添加进去。这是超级节点所在域的内部操作，对外是不可见的。如果在Chord环中没有找到与之前缀相同的超级节点，则网络不允许A直接加入Chord环，只有等到A有一个自己的超级节点后，才能让该超级节点加入Chord。而域中超级节点的Chord路由表则不必进行更新，这将使得节点加入频繁的情况下Chord系统的路由也不会受到太大影响，从而提高了系统的效率。如果加入系统的节点是超级节点，则它根据自己IP地址前缀在Chord上找到自己的位置，并调用Chord处理节点加入的函数修改其前驱和后继的指针表完成加入操作。
3.2 信息发布
当一个结点加入了Chord网络后，它就可以把它本身的资源发布出去了。在发布它的资源之前，它首先会hash它所要发布的资源，由此得到一个资源的hash值，发送给自己的超级节点，超级节点调用find successor函数，查找此hash值的所对应的超级节点，找到后资源的hash值送到这个超级结点上，保存在信息索引表中;然后超级节点在自己的本地客户索引表中随机找出一个客户机，将该客户机的信息添加到信息索引表相应的资源记录上，这样就能实现资源的发布了。
3.3 信息查询
当超级节点A所管理的客户机C想查询某个信息时，C首先把要查找的资源的关键字进行一个hash操作，得到一个hash值，发送给A,A调用find successor函数，找到此hash值的对应超级节点B,B在接收到此请求后，在自己的信息索引表中搜索存放有该信息hash值的记录，找到相应的客户机，如果未找到，发送找不到，如果找到，把找到的记录发送给结点C，此记录信息包含存储所要查找的资源，最后，结点C与这个结点建立连接通信，使资源的传送在两个结点之间进行，而不经过任何服务器。这样的查找方法使得查找具有方向性，不需要再像混合结构的系统那样进行泛洪搜索。
3.4 节点的退出
在传统的Chord系统中,如果节点A是Chord环上的某个节点(即超级节点)，则它退出的时候，路由表中包含A的节点都将把A替换成A的后继。如果使用基于混合结构的Chord系统，Chord环上的节点是超级节点，该超级节点所管理的域中某一客户机退出不会影响Chord环中超级节点的路由表中的信息，只需超级节点的本地客户索引表中将该客户机的信息删除并将发布在它上面的信息转移到别的节点上即可。这就可以保证Chord系统在有节点频繁退出时的稳定性。当然，超级节点也有退出Chord环的可能无论是超级节点B正常或异常退出，根据Chord的自适应能力，能将原先发布在B上的信息转移到后继节点C上。但是，因为超级节点是某个局域网的服务器，具有较强的性能，所以一般情况下不会出现失效退出的情况。
3.5 负载均衡
如果由于发布在某个节点上的信息很热门引发了高访问量，则有可能会造成网络拥塞。为了解决这个问题，超级节点需要定期检查各个客户机的文件访问情况，挑选出一段时间内访问频率较高的文件，将他们冗余复制到自己的邻居超级节点上。
4 系统评估
由于根据IP地址对节点进行了分组,可以保证物理位置相邻的节点属于同一区域内,普通节点加入或者退出系统所引发的不稳定性远少于传统的Chord;并且信息的转储只发生在物理位置相邻的超级节点间,提高了网络的稳定性;信息的路由按照从近到远的顺序进行，减少了信息在网络上的传输距离、及传输时延,因而减少了信息在网络中传输的代价;而且因为引入了Chord环，克服了混合P2P模型泛洪的致使查询效率低下的问题。
5 下一步的工作
该论文将Chord系统和混合结构的P2P系统结合起来，在一定程度上优化了P2P系统的结构，使得系统的稳定性和可靠性及效率有了提高。但是对于安全问题和并行查找没有进行研究，这将是下一步努力的方向。
参考文献
[1]任小金,古志民,高志伟,段赵磊.RR-Chord:一个基于Chord的低开销快速查询P2P系统[J].北京理工大学学报,2008,28(2):134-138.
[2]杨明华,曹元大,张常有,于炯,谭励.Fast-chord:快速部署的P2P覆盖网络[J].计算机应用研究,2007,24(10):305-307.
[3]祝铭,李佳,陆际光.G-Chord:具有本地性和可靠性的改进型Chord模型[J].计算机应用与软件,2008,25(5):203-204.
[4]董晓刚.Chord网络的搜索方法研究[D].山东师范大学硕士学位论文,2007,4.
[5]姜守旭.韩希先,李建中.基于超节点的Chord系统[J].小型微型计算机系统,2007,28(2):266-270.
沥青混合料的结构及其特性 篇10
关键词：结构类型,强度,耐久性,稳定性
1 概述
沥青混合料是由起骨架作用的粗集料和起填充作用的细集料以及起胶结作用的沥青等按一定的比例组合而成的, 是一种各向异性的空间网络结构的非均质材料, 其性能不仅受材料成分和性质的影响, 还要受到其组成结构的影响。在我国经常采用半刚性基层和柔性的沥青混合料面层相结合的结构形式, 这种上柔下刚的结构对直接承受行车荷载的面层的性能要求十分苛刻, 沙庆林院士曾表示路面的结构破坏和严重辙槽对路面的使用性能影响巨大[1], 面层的结构破损和辙槽的产生与材料的结构性能息息相关。
路面的各种路用性能与混合料的结构类型关系密切, 主要反映在结构类型与其抗剪性能、高低温稳定性、水稳定性以及结构的耐久性等上面。可根据沥青混合料的材料的级配情况将其结构分为以下三种类型:
1) 材料为连续级配时, 各级集料均被次级集料隔开, 无法直接形成骨架, 但密实性较大, 这种结构类型称为悬浮密实结构;
2) 材料为连续开级配时, 由于材料间递减系数较大, 粗集料含量较多, 细集料无法填满粗集料之间的空隙, 形成了骨架空隙结构;
3) 材料为间断级配时, 断去了中间尺寸粒径, 这样既有足够的粗集料形成骨架也有较多的细集料将骨架的空隙填满, 形成了骨架密实结构。三种结构中材料骨架结构的相互接触各不相同, 因此集料的嵌挤作用和沥青的粘结作用也具有较大的差别, 而嵌挤作用和粘结作用又与混合料的各种路用性能息息相关, 所以应该重视沥青混合料的结构类型与其性能的关系。
2 沥青混合料的结构类型与路用性能的关系
2.1 沥青混合料的结构与抗剪强度
混合料的骨架结构和集料颗粒的摩擦性能对沥青混合料的抗剪强度有较大影响。但是目前国内规范对集料颗粒的相关规定仅限于材料表观的个性描述, 如颗粒有棱角、近似立方体、表面粗糙等, 这对于了解和描述沥青混合料抗剪强度是远远不够的, 还需要研究材料整体级配与摩擦性能的关系。直接剪切试验虽然操作简单但可用于集料颗粒摩擦性能研究[2], 根据三种典型结构的特性统一选用公称粒径最大尺寸相同的沥青混凝土AC-201 (悬浮密实结构) 、沥青玛脂碎石SMA-20 (骨架密实结构) 以及沥青碎石AM-20 (骨架空隙结构) 进行对比试验[3], 得出对于抗剪强度随级配的变化较为明显, 骨架密实结构抗剪强度最大, 悬浮密实结构则表现最差。
仅从集料内部的相互作用看三种典型结构, 骨架密实结构的集料内摩擦角大, 相互咬合, 能形成良好的嵌挤状态, 抗剪能力较强。悬浮密实结构因为其细集料较多、内摩擦角小, 承受剪力时粗集料被撑开, 所以抗剪能力最低。骨架空隙结构的材料特性处于两者之间, 与试验结果相互吻合。
2.2 沥青混合料的结构与高温稳定性和低温抗裂性
作为一种粘弹性材料, 沥青混合料的性能受温度的变化和荷载作用的影响较大。目前通常用车辙试验中的动稳定度参数来表示沥青混合料的高温性能。在高温状态下, 沥青软化, 粘结力降低, 此时沥青混合料抵抗外界荷载的抗剪能力将依赖于矿质材料的内摩阻力, 而沥青混合料的结构类型各自具有不同的接触特点, 内摩阻力各不相同, 进而影响沥青混合料的粘结性。悬浮密实结构由于细集料和沥青用量较多, 粗集料处于悬浮状态, 内摩阻力较低, 易受到温度影响, 高温稳定性较差。相对而言, 骨架结构的沥青混合料, 在空间中形成了一系列的骨架嵌锁结构, 提高了混合料的内摩阻力, 在行车荷载作用下, 改善了其抗车辙的能力, 即提高了高温稳定性。骨架密实结构在形成骨架嵌锁结构的同时, 在骨架的空隙中填充着密实的较细的矿质材料和沥青的混合物, 在一定程度上形成了约束作用, 较骨架空隙结构更为稳定。综上所述提高沥青混合料中的粗集料含量形成骨架结构的同时采用骨架密实结构可有效地提高其高温稳定性。
为探讨结构类型与其低温抗裂性能的关系, 采用-10℃的小梁低温弯曲破坏试验[4]。从低温抗裂性能试验结果来看, 骨架密实结构沥青混合料的低温抗裂性能低于悬浮密实结构的沥青混合料。这主要是由于粗集料含量较多时, 相应的低温劲度偏大, 其低温性能受到一定的影响。仅从粗集料的含量方面来说, 其结构类型的影响明显服从于试验的预期效果, 具有良好的规律性, 即骨架空隙结构优于骨架密实结构, 而悬浮密实结构低温抗裂性则为最优。
2.3 沥青混合料的结构与耐久性
2.3.1 水稳定性能
所谓沥青混合料的水稳定性, 即抗水损害能力。水损害是指沥青混合料在有水存在的情况下, 经受荷载和温度胀缩的反复作用, 水分逐渐浸入到沥青与集料的界面上, 同时由于水动力的作用, 沥青膜渐渐地从集料表面剥落, 并导致集料之间的粘结力丧失而使混合料整体力学强度降低的过程[5]。沥青混合料的抗水损害能力主要取决于集料的性质、混合料的结构类型, 以及沥青混合料的空隙率、沥青膜的厚度等。除了荷载及水分供给条件等外在因素外, 抗水损害能力是决定路面的水稳定性的根本因素。
道路的水损害是造成路面结构破坏的主要因素之一。路面结构层的孔隙率和渗透系数与道路抗水损害的性能关系密切, 因此研究骨架结构与其孔隙率和渗透系数的关系尤为重要。在控制级配与材料表观特性等影响因素条件下[6], 沥青混合料的孔洞特性表明:结构类型不同时, 其孔隙率相同的条件下, 渗水系数仍然存在较大差异。由于干涉理论为基础的干涉的存在[7], 骨架密实结构与悬浮密实结构相较来说, 其骨架松动效应有较高的概率, 孔洞分布极不均匀, 因此而导致的渗透系数分布没有规律性。
现实的工程经验中, 骨架结构采用粗级配时, 比较容易产生渗水现象, 原因在于骨料的附壁效应[8], 相较悬浮密实结构来说, 骨架密实结构更容易渗水。对于骨架空隙结构, 水较容易侵蚀集料与沥青胶浆形成的沥青膜, 因此可能存在比较大的水稳定性破坏隐患。而悬浮密实结构, 粗集料大多被沥青包围, 水分不容易进入, 水稳定性表现良好, 骨架密实结构处于两者之间, 所以渗水特性上骨架空隙结构最优, 骨架密实结构次之, 悬浮密实结构最差。
2.3.2 疲劳特性
沥青混合料的疲劳特性与空隙率、沥青用量、集料特性等息息相关, 根据相关疲劳试验可知[9]:沥青混合料的疲劳寿命随沥青用量变化出现一最佳值, 并且此最佳值位于马歇尔试验确定的最佳沥青用量附近。从细观角度看, 以上试验结果是由于在此最佳沥青用量附近, 沥青与矿料之间的粘聚力最佳, 因而表现出较强的疲劳性能。
当沥青混合料的类型由开级配到密级配转变时, 空隙率由大到小, 其抗疲劳性能逐渐增强, 这主要是由于空隙率越大, 沥青混合料内部的空隙与微裂缝就越多, 在荷载反复作用下就越易引发微裂缝的扩展破坏, 从而降低疲劳寿命。因此密级配的悬浮密实结构疲劳性能最好, 断级配的骨架密实结构次之, 开级配的骨架空隙结构最差。
2.4 沥青混合料的结构与抗滑性能
研究表明[10], 沥青路面的抗滑性能主要由其微观结构和宏观结构决定。通常情况下, 微观结构考虑材料性能, 要求要有较好的耐磨光性和耐磨耗特性;宏观结构考虑的是集料的大小及级配情况。在满足微观与宏观双方面的要求方面, 矿料的性能及其组成显得尤为重要。矿料的表面微观结构在行车速度较低时贡献较大, 而矿料的级配则在高速行车时抗滑能力起决定性作用[10]。对于一定级配的矿料组成, 总有与之对应的最佳沥青用量。当实际用量过大时, 颗粒间自由沥青量增多、粘附性变差、易产生相对滑移, 从而导致稳定性不好;而当用量过少时, 集料间的粘结力小, 易松散、剥落。
在保持其他影响因素相同的情况下, 材料级配的不同对路面的抗滑性能也会产生较大影响。对于密实悬浮结构来说, 其空隙率较小, 表面光滑, 因此路面纹理相对其他结构来说较细, 构造深度和摩擦系数均较小;骨架空隙结构是通过强度较高的集料之间的相互嵌挤作用形成的稳定的结构骨架, 其粘结料的粘结性能良好, 结构的空隙率大、表面粗糙, 因此宏观构造和微观构造都符合抗滑性能的要求;而对于骨架密实结构, 宏观构造类似于骨架空隙结构, 但是由于骨架中填充着细集料和粘结料, 使路面结构的稳定性更好, 因而抗滑水平处于一个比较高的层次。
3 结语
通过以上分析可知:
1) 悬浮密实结构各级集料均被次级集料所隔开, 无法直接形成骨架, 因此其摩擦角较低, 抗滑性能较差;由于沥青和细集料较多、粘聚力较高, 水稳性和疲劳性能较好;但在高温稳定性能上表现很差, 其结构强度受温度的影响很大。
2) 骨架密实结构中集料形成了内摩擦角较大的骨架嵌挤结构, 高温稳定性能非常好, 水稳性表现良好, 虽然低温抗裂性能较低, 疲劳性能表现一般, 但是综合低温抗裂性、高温稳定性、水稳性等路面使用性能, 骨架密实结构表现最为理想。