方海：“新中国主义设计科学”引领中国特色的可持续设计

《设计》:2019年是新中国成立70周年,改革开放的第41年,在这几十年中,中国设计取得了长足的发展。请您从自己的专业角度出发,谈一谈给您留下深刻印象的几个时间节点和事件。方海:首先是科技信息方面的巨大发展和进步。我于1981年进入南京工学院(现东南大学)建筑系学习时,作为全国当时专业资料最多的建筑学科,我们的图书资料也是极为有限的,甚至能与国际接轨的文献仅限于上世纪50年代前苏联的和60年代日本的,以及少量美国的过期杂志;1988年我研究生毕业留校工作时,学校已有订阅欧美各国主流建筑期刊;到2016年,东南大学建筑学院不仅订阅国际各种专业期刊杂志,更有许多师生在重要核心期刊发表学术论文和设计作品,初步融入国际建筑与设计发展的主流学术圈。

桥墩受侧向撞击作用下静力简化分析方法

为了深入探究钢筋混凝土桥墩受侧向撞击时的静力简化方法,基于桥墩受撞击作用与静力作用下产生的侧向变形效应相等,建立了桥墩弯曲应变能和剪切应变能的计算公式.针对不同截面形式和不同约束条件下的桥墩模型,分别得出了桥墩在正弦、三角形和矩形撞击荷载波形作用下的等效撞击力简化公式,并分析了撞击力峰值和等效值之间的关系.结果表明:当矩形截面桥墩撞击点距墩底距离与截面长度的比值小于3.7,或圆形截面桥墩撞击点距墩底距离与截面半径的比值小于6.2时,需充分考虑桥墩剪切应变能的影响;荷载波形对等效撞击力取值影响较大,当撞击荷载波形接近正弦、三角形和矩形波时,等效撞击力系数的建议值分别为0.64、0.52和0.91.研究结果可为桥墩等效撞击力取值提供参考依据.

张靖皋长江大桥南航道桥南塔防撞方案研究

张靖皋长江大桥南航道桥为主跨2300 m的双塔双吊跨钢箱梁悬索桥,桥下船舶通航密度大、船舶平均吨位大、船舶碰撞概率高、南塔所受船撞力计算值大。经综合分析,传统被动防撞方案均不能很好满足南塔防撞要求,故提出采用锁口钢管桩围堰外挂软体护舷的新型防撞方案。该防撞方案通过在承台外围设锁口钢管桩围堰形成裙墙,在围堰外侧外挂软体护舷,并在围堰与承台之间空隙处填充耗能材料实现防撞及消能,裙墙同时兼作临时施工围水设施以及起到永久冲刷防护和船撞消能作用。为验证新型防撞装置的防撞效果并选择合适的耗能材料,进行船桥碰撞有限元分析。最终采用填充沙粒的新型防撞装置方案,该方案可削减36.68%南塔承台撞击力,防撞效果好。新型防撞方案施工简单,后期仅需对钢管桩作防腐处理,撞后便于修复,工程造价低。

常泰长江大桥船撞抗力研究及安全性评估

为确保常泰长江大桥建设和服役安全,对大桥进行船撞抗力研究及安全性评估。采用单位荷载法计算各涉水下部结构船撞抗力及其船撞破坏控制模式;基于船-桥碰撞概率模型得到各墩碰撞概率,明确常泰长江大桥船撞风险等级,通过对比数值模拟和经验公式计算的船撞力,确定设防船型碰撞各下部结构船撞力;以船撞安全系数和实际防撞吨位为指标进行船撞安全评估。结果表明:1~4号墩船撞破坏模式均由碰撞截面抗剪强度控制,5号和6号塔船撞破坏模式均由基底地基竖向承载力控制;在目前船舶流量下全桥船舶年碰撞概率为1.58次/年,与同类桥梁相比船舶碰撞风险较低且处于安全可控水平,大桥孔跨布置和航道规划合理;全桥涉水下部结构船撞安全系数为1.10~6.54,各下部结构实际防撞吨位均大于相应设防船型吨位,常泰长江大桥涉水下部结构抗船撞性能满足要求。

基于结构方程模型分析的明式家具图案感知偏好研究

明式家具图案的审美体验在现代产品设计中屡见不鲜,而理解消费者视觉加工中偏好与图案感知之间的关系,对传统图案在现代产品中的装饰应用至关重要,但至今尚无研究解释消费者视觉加工中审美偏好与明式家具图案感知之间的关系。因此采用结构方程模型分析方法,探讨明式家具图案感知和偏好的关系。采用问卷量表法收集数据,利用SPSS和AMOS软件进行路径系数分析、相关性分析和调节分析等。结果表明:在明式家具图案感知中,熟悉度、复杂度、美感度、抽象度和动态度等感知因素与偏好有显著的正相关关系,其中熟悉度是明式家具图案感知偏好的最佳衡量指标;所提出的模型在专业组和非专业组中具有差异性,但兴趣值的高低均对两组的感知偏好有显著的正向调节作用。上述结果为明式家具图案在现代产品装饰中的实际应用提供参考依据。

现代设计与中国家具的未来——设计大师约里奥·库卡波罗访谈录

方海（以下简称“方”）：最近我看的一本新书，是考伦爵士的自传体问答。在该书的扉页上，考伦爵士再次宣称上个世纪六十年代初设计的卡路赛利椅Karuselli Chair）是他认为最舒适的。我的印象中，从这张椅子出世那天起，就立刻被世人看作是最舒适的，近半个世纪过去了，仍然没有哪件作品能取代它。它也许就是所谓的“永恒”吧!

社区导向的医防融合:理论基础和当代实施路径探析

本篇评论阐明了我国基层医疗卫生体系相对于国际初级卫生保健体系的两个独特特点:更狭窄的患者人群和业务范围,以及更薄弱的基本医疗能力。以此为基础,文章总结和对比了20世纪的两种最具代表性的,且在全球产生了广泛影响的两种与医防融合关系极为密切的整合基本医疗服务中的临床和公共卫生部分的理论-实践模式:“社区导向的基本医疗”模式和“赤脚医生”模式。在此基础上,本文进一步结合于2023年第四季度在上海市基层医疗卫生体系中观察到的多项实际案例,阐述了未来在我国的基层医疗卫生机构中,转化和实施这两种医防融合模式的可行路径和对外部条件的需求,并提出了在不同地区实施上述模式的原则性建议。

长大桥梁非通航孔桥船舶撞击风险评估模型及工程应用

针对长大桥梁非通航孔桥船撞风险评估问题,基于风险指数评估方法,考虑船舶信息、航道信息、桥墩信息、水流和风力等关键影响因素,建立船舶碰撞非通航孔的风险评估模型。以某跨海长桥为背景,基于船舶交通流统计数据,从危险性、暴露性和脆弱性三方面,对3座主通航孔桥两侧的非通航孔桥船撞风险进行了定量统计分析。结果表明:A通航孔桥两侧非通航孔桥墩船舶撞击风险低,B通航孔桥和C通航孔桥两侧的非通航孔桥墩船舶撞击风险非常高。建议从通航管理、导助航设施、预警措施、拦截措施、应急处置等方面建立综合防护措施来降低非通航孔桥的船撞风险,避免发生船舶碰撞桥梁的事故。

纤维增强复合材料缠绕管桩弯曲冲击吸能试验与模拟

纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)具有较高的比强度、优异的耐腐蚀性、灵活的可设计性等优点。为解决桥梁防船撞难题,提出一种缠绕成型的FRP管桩抵御船舶撞击。分别改变管桩的壁厚、缠绕角度和冲击能量,开展弯曲冲击试验,对比分析各试件的破坏模式、动力时程响应及撞击过程中能量耗散情况。结果表明,纤维缠绕角度会改变试件的破坏模式,±75°缠绕角度的试件发生了剪切破坏,而±45°缠绕角度的试件仅在冲击区域发生局部破坏,且能恢复变形;增大壁厚能有效减小试件变形,但撞击力峰值会随之增大。采用ANSYS/LS-DYNA建立了冲击试验模型并进行有限元分析,数值模拟结果与试验值吻合较好。

外设复合材料圈的独立桩柱防船撞系统设计与模拟

为评估船舶撞击桥梁过程中结构的安全性并设计合理有效的防撞系统,准确计算船桥碰撞力具有重要的意义。该文针对湘潭湘江芙蓉大桥的防船撞问题进行研究,基于有限元分析软件Ansys/LS-DYNA计算各典型撞击角度、撞击位置工况下的船撞力,并与经验公式计算结果进行对比,从而确定桥墩结构的设防船撞力。根据桥梁双肢薄壁墩抗撞能力弱的结构特点,设计并实施了复合材料与钢管混凝土独立桩柱相组合的隔离式防船撞系统。对有无防撞设施工况下的桥墩及独立桩柱结构所受的船撞力进行对比,结果表明:设置组合防撞系统后,桥墩在典型不利船撞工况下所受的横桥向和顺桥向撞击力均大幅削减,验证了该防撞系统的有效性。

株洲湘江一桥桥墩抗船撞能力评估及防撞方案研究

船桥碰撞事故常有发生，为评估已建桥梁桥墩的抗船撞性能、指导防撞方案设计，以株洲湘江一桥通航孔8～10号桥墩为对象，建立有限元模型计算了桥墩在受到单位水平撞击力时最危险截面处产生的内力，进而根据相关规范，计算桥墩截面实际能够承受的水平撞击力；建模分析2000吨级船舶在各工况下撞击桥墩时实际产生的最大船撞力；根据两者计算结果差值评估桥墩的抗船撞能力，提出设置复合材料防撞系统方案并进行比较研究。结果表明：该桥桥墩的横桥向抗撞能力由9号墩强度控制，为11．03MN；船舶最不利工况撞击桥墩时产生的撞击力为13．55MN，超出桥墩极限抗撞能力；设置复合材料防撞系统后桥墩受到的水平撞击力可明显小于桥墩的水平抗力，从而保证桥墩结构的安全。

小角度缠绕复合材料护岸管桩抗弯性能试验与设计

本文提出一种新型复合材料护岸管桩。该护岸管桩由纤维缠绕工艺制备的复合材料缠绕管制成。通过四点弯曲试验,得到试件的破坏模式以及荷载-位移关系,以此分析缠绕角度±55°、±15°以及是否浇筑混凝土对护岸管桩抗弯性能影响。结果表明:纤维缠绕角度由55°减小为15°与浇筑混凝土都能极大提高复合材料护岸管桩的刚度和抗弯承载力。在此基础上进行复合材料护岸管桩嵌固端深度计算公式推导,并给出护岸管桩的设计流程以及应用建议。这为之后复合材料护岸管桩应用于护岸工程提供了参考。

基于BP神经网络的木芯复合材料结构疲劳寿命预测

以不同试验条件下木芯复合材料结构的三点弯曲疲劳试验和四点弯曲疲劳试验的疲劳试验数据为样本,构建载荷等级疲劳寿命(S N)曲线模型和BP神经网络模型,并对试件疲劳寿命进行预测,同时利用BP神经网络对木芯复合材料结构疲劳寿命影响因素进行权重分析。结果表明:指数函数模型、幂函数模型、BP神经网络模型均可有效实现对木芯复合材料结构的疲劳寿命预测,其中BP神经网络模型的预测精度最高;载荷等级、均质化格构腹板面积比、跨高比对疲劳寿命的影响权重依次降低,合理设置格构腹板是提高木芯复合材料结构疲劳寿命的有效方法之一。

高烈度区连续梁桥的减震设计方法研究

本文以高烈度区的某三跨连续梁桥为例,分别采用基础隔震和消能减震两种措施进行结构的减震分析;针对隔震结构减震效果好但主梁位移过大的特点,提出了在采用铅芯橡胶隔震支座的同时设置粘滞阻尼器的减震方案,其非线性时程分析结果表明,该方案能有效地降低结构的地震反应,可供工程实践参考。

泡桐木夹层结构材料的力学性能

选用泡桐木为原料,制备出夹层结构用泡桐木绿色夹芯材料,其木质纤维具有天然蜂窝形状,结构类似于目前航空航天领域常用的蜂窝芯材;泡桐木芯材除密度略高于Balsa轻木外,其他力学性能测试指标均优于轻木,同时在价格上占有绝对的优势。采用真空导入成型工艺,成功制备出轻质高强的泡桐木夹层复合材料,通过不同跨高比试件的三点与四点弯试验,研究其典型受力破坏形态与机制;利用经典夹层梁理论预估试件抗弯刚度和受弯极限承载力,理论值与实测值符合较好,并以此为基础,提出了基于强度的优化设计方法。

点阵增强型复合材料夹层结构制备与力学性能

选用H-60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂,通过在PVC泡沫芯材上、下表面开正交布置的齿槽及沿芯材厚度方向穿孔,采用先进的真空导入成型工艺,制备出在玻璃纤维面板与PVC泡沫芯材界面具有创新构型的点阵增强型复合材料夹层结构.研究结果表明:真空导入成型工艺充模速度快、成型效率高;点阵增强型复合材料夹层结构经乙烯基树脂柱增强后,其剪切与平压性能均有一定的提高.另外,通过三点弯曲与四点弯曲试验,观察了试件的典型受弯破坏形态;利用经典夹层梁理论预估了试件抗弯刚度和受弯极限承载力,理论预估值与实测值符合较好.

武汉鹦鹉洲长江大桥中塔墩防船撞装置研究

武汉鹦鹉洲长江大桥主桥为(200+2×850+200)m三塔四跨钢-混结合梁悬索桥,中塔墩提出采用自浮式筒形复合材料防撞装置,以减小桥墩的船撞风险。为研究该防撞装置的破坏模式及防撞效果,制作了4个缩尺比为1∶8的防撞装置试件进行准静态侧压试验,并采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对船桥的碰撞过程进行数值模拟。结果表明:在准静态侧压下,防撞装置的内面层层间剥离、外面层与泡沫剥离,内、外面层纤维均断裂;纵向格构层间剥离并屈曲破坏,降低格构间距可提高结构的弹性极限承载力和初始刚度;防撞装置可以降低船舶撞击力,延长撞击时间;船艏结构撞击后变形明显减少,应力降低。该防撞装置具有良好的防撞保护效果,能有效地降低船桥碰撞过程中桥梁和船舶的损伤。

格构增强型复合材料夹层结构的制备与受力性能

真空导入成型工艺是一种新型的适合大型/异型复合材料结构件成型的技术。选用H-60 PVC泡沫、四轴向玻璃纤维布以及乙烯基酯树脂,通过在泡沫芯材上、下表面开槽,同时沿芯材厚度方向剖开,采用真空导入成型工艺制备出在结构上具有创新构型的格构增强型复合材料夹层结构。研究结果表明,真空导入成型工艺充模速度快、成型效益高;格构增强型复合材料夹层结构的剪切、平压与抗弯性能均较传统夹层结构得以提高;其格构腹板可有效抑制泡沫芯材剪切裂纹的扩展,避免面板与芯材的剥离破坏;阐明了格构增强型复合材料夹层结构的受弯极限承载能力。

自锚式悬索桥结构纵向消能减震设计方法研究

本文根据某自锚式悬索桥独特的动力特性,分别提出了在悬索桥主梁与主塔之间沿纵向设置粘滞阻尼器和铅挤压阻尼器的消能减震设计方案,来控制悬索桥的纵向地震反应。研究表明,采用以上2种消能减震技术,可以有效地减小悬索桥的纵向地震反应。本文研究结果可供工程实践参考。