结构工程虚拟实验室的开发探索

针对目前高校土木工程专业结构工程实验匮乏的问题,提出了以结构工程虚拟实验室代替真实实验的方法.讨论了以虚拟现实技术建立结构工程虚拟实验室的可行性,并对在PC机上实现虚拟实验室的关键技术进行了研究,提出了结构工程虚拟实验室的基本开发框架.

基于虚拟现实技术的建筑结构设计

为使结构设计工作更快速、准确和人性化,本文提出了采用虚拟现实技术,构造虚拟环境的建 筑结构设计模式。论述了国内外在该方面的研究状况,提出了基于虚拟现实技术的建筑结构设计系统 的基本模块,验证了虚拟现实技术应用于建筑结构设计领域的可行性。

大圆筒结构-土-波浪相互作用的动力响应分析

针对新型的大圆筒薄壳结构的复杂动力特性,建立大圆筒结构-土-波浪相互作用的三维非线性有限元模型.通过设定无厚度的接触面单元,来模拟薄壳圆筒-土之间的非线性接触特性;采用土体的非线性本构模型,并同时计入波浪等动荷载的作用对结构进行动力响应分析,得到大圆筒上的x方向及y方向应力分布规律,以及应力随波浪力和埋深的变化规律;最终给出了圆筒结构的应力分布函数式及合理的壁厚尺度。

把教的创造性留给老师 把学的主动权还给学生——“土木工程概论”国家精品课程建设的体会

从1996年到今天，整整十年时间，上海大学土木工程系从办大土木的视角出发，立足上海、服务全国，主动适应国家经济社会日益发展对土木工程人才的需求。在土木工程系的本科教育中，我们率先在国内探索并开展了“土木工程概论”课程的创立与建设工作。在课程建设初期，我们就在定位上瞄准了争创国内一流的目标；在内涵上实现教学规律和工程规律的结合；在模式上立足于立体化的全程建设；在理念上把握把教的创造性留给老师，把学的主动权还给学生。

课程、教书、育人--理工类学科与专业类课程思政之建设与实践

本文阐述了课程思政之初心,从理工类课程思政的建设思考到课程思政的教学实践两方面着手,阐述了三全育人,教书育人与课程思政之关系与内涵,同时给出了高校在三全育人,教师在教书育人与课程思政等实施方面可借鉴的理念、方法与案例等。

组合梁结构体系中管道铺设方式优选

组合梁结构体系因设备管道铺设问题,有时会对结构强度造成削弱,因此如何利用组合梁形状的特点,合理选择设备管道铺设方式显得尤为重要。

界面掀起和轴力对组合梁动力弯曲特性的影响

考虑组合梁界面的法向/切向部分相互作用以及各子梁轴力的二阶效应,利用Hamilton原理得到了位移描述的Euler-Bernoulli组合梁非线性动力弯曲及一阶近似的初边值问题,并应用微分求积法研究了考虑界面法向/切向部分相互作用组合梁的临界荷载和固有频率。在通过与已有解析解和有限元结果对比验证本文微分求积法正确性和适用性的基础上,进行了参数分析,研究了组合梁界面刚度对组合梁动力特性和稳定性的影响以及轴力对组合梁固有频率的影响。数值结果表明:组合梁的固有频率与临界荷载随界面刚度的增加而增加,并逐步趋于完全作用组合梁的固有频率与临界荷载;当轴向压力逐渐增加并趋于临界载荷时,组合梁的一阶固有频率逐渐减小并趋于零,并且临界载荷随法向和切向刚度的增加而增加。

基于裂纹扭转弹簧模型的Timoshenko裂纹梁动力特性分析

忽略裂纹对梁剪切变形的影响,基于开裂纹的等效扭转弹簧模型,建立了Timoshenko裂纹梁动力弯曲的控制方程,得到了一种新的裂纹梁动力弯曲控制方程的求解方法,得出了具有任意条裂纹Timoshenko梁自振模态的统一显式表达式。数值分析了简支、悬臂、两端固支Timoshenko裂纹梁的自振频率和振动模态,考察了裂纹数目和裂纹深度等因素对裂纹梁动力特性的影响。结果表明:随着裂纹数目和深度的增加,裂纹梁的自振频率减小,且当裂纹较深时,裂纹深度对自振频率的影响显著;裂纹梁的挠度模态曲线和转角模态曲线在裂纹处分别呈现尖点和跳跃现象,且尖点效应和转角跳跃随裂纹深度的增加而愈加明显。另外,当裂纹处的弯矩为零时,裂纹对梁的自振频率和振动模态没有影响。这些结果可对梁的安全性评估及裂纹损伤检测提供理论指导。

考虑界面不可压的高阶组合梁静力弯曲——位移法与混合型的有限元分析

为了真实地描述组合梁的界面相互作用和各子梁的力学行为,提出一种考虑界面不可压缩性与各子梁高阶位移的双层组合梁模型.根据最小势能原理和广义最小势能原理,得到高阶组合梁静力分析的位移法和混合型有限元方程.讨论变分原理类型和基本未知量的插值阶次对组合梁位移和内力收敛性能的影响.对比基于所提出的高阶组合梁模型、Reddy高阶组合梁模型、Newmark模型和平面应力模型的简支组合梁的静力分析结果,验证所建立的高阶模型的合理性.分析组合梁界面横向不可压缩性对其挠度的影响.结果表明:与Reddy模型相比,所提出的高阶模型更精细地刻画了组合梁结构;混合型单元具有抗滑移锁死性能;组合梁的界面不可压缩性对其挠度分析的影响不可忽略.

1200MW长枞水电站混凝土坝体的渗漏修复分析

论述加拿大曼尼托巴省北部的1200MW长枞（LongSpruce）水电站混凝土大坝上中部坝体的渗漏修复分析．数值结果与分析显示了上中坝体与大坝体之间造成渗漏的原因．根据提出的两种修复方法，讨论了实际渗漏修复的可行性以及应用．

BIM技术在装配式建筑中的应用

近年来,装配式建筑和BIM技术已然成了当下我国建筑业备受关注的热点,国家出台一系列政策来推动建筑信息化、工业化。其中,针对创新人才培养模式方面,明确鼓励高校设置装配式建筑相关课程,但目前大部分高校的土木工程专业还未设置装配式建筑方面的课程,无法满足行业对工业化专业人才的需求。为此,提出将BIM技术在装配式建筑现场管理中的应用成果推广于土木工程教学平台,基于BIM相关软件平台构建装配式土建模型,运用专业的施工模拟技术生成4D动画,模拟现场施工过程,让学生对装配式建筑充分了解。最终通过案例学习法,逐渐丰富装配式建筑教学案例数据库,同时在高校人才培养计划里,完善相关课程体系,构建新型开放式教学平台,这对于助力建筑工业化有着深远的意义。

基于BIM的装配整体式混凝土梁的拆分研究

针对装配整体式建筑深化设计工作量较大的问题,本文采用BIM二次开发技术,提出了基于BIM技术梁的拆分系统的架构,通过读取装配整体式混凝土建筑的BIM模型,依据梁柱的各种交汇情况,分别建立与选择与结构相对应的节点族,从而获得预制梁的长度、规格与节点的型式与尺寸,实现了装配整体式建筑中混凝土梁的自动拆分功能。

基于CAD图纸的BIM模型轴网生成方法研究

本文通过对CAD图纸文件生成的DXF文件进行分析,识别图纸中的轴网与编号。同时,采用Revit二次开发技术,根据获取的CAD信息,在Revit模型中自动生成相应的轴网与轴网编号,减少了当前人工依据CAD图纸搭建BIM模型的工作量。

大型项目BIM模型构建协同工作的实现

针对在上海某隧道与周边环境的BIM模型搭建过程中因模型量巨大而产生的协同工作问题,采用REVIT中的工作共享模式,实现了高效协同工作,使各专业、各成员既可独立完成各自的模型搭建工作,同时也能实时获得其他成员的最新模型内容。本文研究了工作共享模式的实现原理,提出了解决大型模型协同构建过程中的因模型巨大导致的操作延迟问题,为大型项目BIM模型构建中的协同工作,提供了一种有效且准确的协同工作方式。

装配式墙板BIM模型自动生成的二次开发研究

采用Revit二次开发技术,对PC装配式墙板的BIM模型自动生成功能进行了研究。根据墙板的各种参数,建立了墙板外形与配筋的BIM模型,实现了装配式墙板一键参数化建模,为装配式与BIM的结合提供了快速生成BIM模型的技术与方法。

某房屋安全检测鉴定和墙体裂缝分析

结合工程实例,剖析了某钢厂现浇框架结构填充墙体裂缝安全检测鉴定内容和方法,提出房屋安全性鉴定进行评级的处理建议,重点分析填充墙开裂的原因,论述粉煤灰混凝土小型空心砌块的特性与影响粉煤灰混凝土小型空心砌块强度的相关因素,指出了粉煤灰混凝土小型空心砌块填充墙墙体砌筑的具体要求,从而提高工程项目安全检测鉴定的准确性,并防止填充墙出现裂缝。

基于裂纹诱导弦挠度的Timoshenko梁裂纹无损检测

研究了基于Timoshenko梁静态挠度识别梁中裂纹位置及损伤程度的计算方法。首先,将梁开闭裂纹等效为单向旋转弹簧,利用Delta函数和Heaviside函数,得到了具有任意开闭裂纹数目梁的等效抗弯刚度,求得了开闭裂纹Timoshenko梁弯曲变形的显式闭合通解,给出了闭合通解待定常数的迭代求解方法。其次,建立了裂纹诱导弦挠度函数,证明了在裂纹处裂纹诱导弦挠度曲线斜率存在突变,为裂纹位置识别提供了理论依据。在此基础上,给出了裂纹等效旋转弹簧刚度的近似计算公式。最后,通过数值试验,将所建立的方法分别应用于裂纹位置及损伤程度已知的简支和固支Timosheoko梁裂纹位置识别和损伤程度计算,结果表明该文建立的裂纹损伤识别方法不仅具有一般的适用性,而且具有较高的精度和可靠性。

建筑信息模型的钢筋建模及用量统计方法

借助建筑信息模型(BIM)的Revit建模软件,以某地下车库进行整体结构的钢筋实体建模为例,论述了不同构件的钢筋建模方法和技巧,总结了钢筋实体建模中出现的问题,并针对钢筋实体模型对计算机性能要求过高的问题,提出了解决方法。同时,通过Revit API二次开发接口,开发了该地下车库结构钢筋用量分类统计功能插件,完成了钢筋用量分类统计,扩展了Revit钢筋明细表统计功能。

SH波作用下液化土中桩-土-上部结构的动力相互作用

以桩-土相互作用的Winkler模型为基础,将桩等效为Timoshenko梁,上部结构等效为刚性质量块,研究了桩基底土体承受垂直入射简谐SH波作用的液化土层中桩-土-上部结构系统的动力特性。考虑土体的自由场位移以及上部结构质量、转动惯量和桩轴向压力的二阶效应,建立了液化土层中单桩-土-刚性上部结构系统的边值问题,并利用分离变量法得到桩变形的解析解。在验证理论模型和解析解合理性和有效性的基础上,分析了几何和物理参数等对桩头位移放大因子和动力放大因子的影响,研究结果表明:单桩-土-上部刚性结构系统存在明显的共振现象,且土体自由场位移对桩头位移放大因子影响显著。随着土体液化程度的发展,单桩-土-刚性上部结构系统基频、桩头动力放大因子和桩失稳临界荷载逐渐减小。

基于深度学习的混凝土结构钢筋工程质量图像视觉检测算法

针对目前钢筋工程质量检测中人工抽检方法检测效率低,覆盖面不全的问题,提出一种可实现钢筋间距与直径智能检测的改进YOLOX目标检测算法。该方法基于精确的钢筋交叉点识别,实现钢筋间距与直径检测,在YOLOX目标检测算法中加入坐标注意力机制模块,采用完全交并比损失函数替换原有算法中的边界框回归损失函数,显著提升目标检测算法识别钢筋交叉点及其中心坐标的精准度;依据钢筋交叉点预测框的像素坐标信息与RGBD相机采集的深度信息,实现钢筋间距检测;采用整体嵌套边缘检测网络(HED)边缘检测算法消除图片中钢筋肋边缘对统计钢筋直径所含像素个数的干扰,实现钢筋直径的检测。结果表明:采用改进后的算法检测得到的钢筋间距最大误差为4.04 mm,平均误差小于2.8 mm,满足施工规范要求;当采用改进后的算法检测8、10、16、20、25 mm钢筋直径时,检测值在标准值d0±1 mm范围内的平均准确率为97.22%。