压型钢板在建筑工程中的应用

通过剖析压型钢板的物理构造 ,讨论了它的抗腐蚀机理 .阐述了压型钢板在建筑工程中的应用现状、应用范围及其在不同应用中需要注意的一些技术问题 .介绍了压型钢板的一些安装新技术 ,并对压型钢板的应用前景进行了展望.

同济大学教学科研综合楼耗能支撑布置分析

同济大学教学综合楼属于平面不规则和竖向刚度不规则的复杂高层结构,地震作用下结构呈现明显的扭转不规则特性,在结构布置上有很高的建筑、结构要求。传统的支撑体系布置思路如采用普通钢支撑、支撑连续布置等已不再是最佳的解决方案。为了寻求满足建筑与结构要求的合适柱间支撑体系布置方案,先对连续、不连续的普通钢支撑方案进行布置研究,指出各自存在的不足。为了弥补两种普通钢支撑存在的问题,探讨了粘滞阻尼器支撑和防屈曲支撑两种耗能减震支撑的应用。分析结果表明,通过耗能支撑的设置,可以改善由于追求建筑协调而采用的不连续钢支撑布置所导致的抗震和抗扭性能的不足,尤其是采用粘滞阻尼支撑,对结构具有最佳的抗震和抗扭效果。

建筑抗震环境影响评估方法及在可恢复功能钢框架中的应用

在当前城市化进程加快、老旧建筑功能劣化和气候急剧变化的背景下,建筑韧性与可持续性的重要性日趋凸显。震后建筑功能恢复往往需大量的经济和时间投入,并产生严重的环境影响(如碳排放),然而目前对此仍缺乏科学合理的快速评估手段。因此,文中提出了一种建筑全寿命抗震环境影响改进评估方法,利用投入产出数据库和引入“修复成本比率”假设将现有地震经济损失数据转化为环境影响,考虑了因残余变形导致建筑修复可行性下降的关键因素,通过地震危险性分析、结构分析、损伤分析和损失分析对建筑全寿命抗震环境影响加以量化。基于该方法分别对采用自复位支撑(self-centering braces,SCB)和屈曲约束支撑(buckling-restrained braces,BRB)加固的钢框架建筑进行了全寿命抗震环境影响评估。结果表明:不考虑残余变形所致的修复可行性下降会严重低估地震造成的环境影响,SCB相较于BRB以极小的残余变形在减少建筑抗震环境影响方面展现出显著优势。

基于装配式建筑钢结构方案设计的全生命周期碳排放研究

为研究装配式建筑不同钢结构方案的全生命周期碳排放差异,对某实际预制建筑项目分别进行模块化钢结构方案和钢框架方案设计,并基于全生命周期评价理论定量分析两者的全生命周期碳排放。结果表明,模块化钢结构的全生命周期碳排放总量比同等规模的钢框架结构高10.61%;运行阶段和建材生产阶段是两种结构体系全生命周期碳排放中占比最大的两个阶段,分别达到了73.33%和81.11%;模块化钢结构的模块重复利用及施工的高效率可有效降低碳排放量。最后,提出了钢结构建筑的减碳设计策略,为低碳建筑设计提供参考。

关于越南建筑工程质量的评价标准研究

评价一项工程的质量,首先必须衡量该工程的安全度和坚固度、建筑合约中提出的各项规格和技术标准是否达标,同时也须注意它的外观是否达到审美要求。由于越南尚未形成系统的建筑工程质量评价体系,故以中国标准和评价经验为参照系,结合越南现行的建筑法规,拟建立全面的、客观的、科学的评价越南建筑工程质量状况的系统和方法。该体系主要针对建筑承包商的建筑技术质量与管理能力给予评分,作为工程质量评价的标准和依据。

同济大学图书馆中央大厅天桥振动舒适度研究

根据脉动法原理,通过实验利用SVSA振动信号采集分析系统获得了天桥结构竖向与侧向两个方向的振动响应,并对数据进行整理分析,得到了结构上两个方向的第一、二阶自振频率与阻尼比。分别利用频率控制法和限制动力响应法对结构的振动舒适度进行评价,实验结果均满足规范要求。但由于自振频率接近规范限值,人行荷载仍有可能引发结构共振;同时室内天桥处于安静环境,与规范适用情况有一定差别。因此此类结构物仍需提高振动控制标准。

结构模型竞赛在土木工程专业大学生创新能力培养中的作用

土木工程专业结构模型设计大赛已成为培养大学生创新能力、实践能力和竞争意识的一个新兴实践教学环节。文章从结构模型竞赛中材料选用和设计原则的角度出发,分析了结构模型竞赛在培养学生创新能力、计算能力和综合素质等方面发挥的作用,探讨模型制作应注意的问题以及与实际工程的关系,对未来结构模型竞赛发展方向提出建议。

建筑索结构索力测量新方法与工程应用

索作为建筑索结构中的重要构件,索的预张力大小是索结构设计中的重要参数,也是索结构施工过程中进行控制的重要环节。开发新型的索力传感器是索结构施工监测和控制中面临的新课题。基于铁磁材料的磁弹性能阐述磁弹法测量索力的基本原理,开发了一种新型的磁通量传感器,并将其应用在双曲面索网模型张拉试验中进行索力监测控制。试验结果表明,该方法可以非常方便快捷、准确地测定索在张拉过程中的索力,可为工程参考使用。

城市土木工程基础设施韧性提升理论与方法

保证城市土木工程基础设施的功能是建设韧性城市的关键。以“灾害/环境作用-结构响应-灾变控制-韧性提升”为主线,从材料、结构、系统等不同尺度,对相关研究成果进行回顾与分析。结果表明:对单一灾害或单一环境作用机制、单一环境作用下结构材料性能退化机理及其恢复方法、单一灾害作用下单体结构的灾变响应与控制等方面有了清晰的认识和技术应对措施。但是,多重灾害和复杂环境作用下城市土木工程基础设施的灾变机理更加复杂、韧性提升难度更大。未来需进一步深入研究多重灾害触发及复杂环境作用机制、复杂环境作用下结构材料性能退化机理及其恢复方法、多灾害与复杂环境作用下单体结构灾变机理与控制方法以及城市土木工程基础设施系统的灾变机理与韧性提升方法。

高层模块化建筑结构体系研究与工程应用

模块化建筑是建筑得工业化发展的必由之路。这种建造技术在国外发展了很多年,在低、多层建筑中被广泛应用,但是在高层建筑中用得较少。本文阐述了模块化建筑的发展现状,对高层模块化建筑的主要几种结构体系做了介绍,总结了高层模块化建筑的结构设计要点。最后介绍了其在实际工程中的应用。

地震下建筑倒塌及城市次生灾害链分析方法研究

地震会导致建筑倒塌,引发次生灾害在城市基础设施系统间传播。与建筑倒塌相关联的城市基础设施系统次生灾害链研究,是评估城市抗震韧性的重要内容。本研究的目的是发展震后灾害链“建筑群倒塌-瓦砾堵塞致道路交通系统性能退化-消防系统功能下降”的分析方法。首先,基于建筑倒塌瓦砾分布、道路交通系统通行效率与可达性、以及消防系统响应覆盖率与响应时间,建立了“建筑群-道路交通-消防”多系统灾害链量化分析方法。其中,引入有限元消失单元再现技术,预测了地震下带填充墙混凝土框架倒塌瓦砾的完整分布。其次,采用此方法分析了假想强震下上海市某区域震后的情景。最后,提出城市抗震韧性提升建议。研究表明:建立的方法可快速预测建筑倒塌瓦砾堵塞范围,评估震后道路交通系统和消防系统性能水平。按此方法得到算例区域震后路网总通行时间最多增加26%,路网节点可达性最多降低43%;消防站响应覆盖率下降可达28%,响应时间最多增加32%。

南京德基广场三期超高层建筑结构设计

由于建筑平面、立面上的需求,塔楼在底部存在较大收进且结构角部在中、高区逐层内收,为避免过多的转换结构构件,最终采用斜柱的方式满足建筑要求;为解决结构侧向刚度不足的问题,设置了伸臂桁架加强层,是一个颇具有代表性的有较多斜柱的带加强层超高层建筑结构。以层间位移角为约束条件,基于增量敏感性优化方法对伸臂桁架的位置及设置道数进行研究分析,基于力学原理分析了斜柱结构的受力机理,并对受其影响的钢梁、楼板进行专项分析,通过ABAQUS有限元软件对分叉柱关键节点进行有限元分析。结果表明:在斜柱楼层范围内,斜柱轴力产生的水平力在核心筒墙体内会造成水平剪力,其拉、压受力特性与斜柱倾斜方向相关,应重点对内倾柱进行加强。斜柱转折处的楼板受到较大拉力时会发生开裂,因此钢梁应考虑能独立承担斜柱的水平分力,按拉、压弯构件进行强度验算。斜柱转折楼层、伸臂加强层及其相邻楼层,均为楼板应力较大位置,设计中需重点关注及加强。通过专项分析加强后主体结构能达到预定的性能目标,且结构关键构件在罕遇地震下不屈服,具有良好的延性。

地上托换地下扩建工程方案选型及技术要点

使用基础托换法来开发既有建筑物地下空间的施工过程可分为桩基托换前、托换后和土方开挖至设计标高3个工况。施工过程中基础托换会使既有建筑物产生二次沉降变形,由此产生的附加内力会影响到上部结构的安全。从托换桩型、托换荷载转移方式以及托换过程建筑位置,介绍了当前的基础托换技术发展情况和技术体系要点。并以上海某地上托换地下扩建工程为例,对其托换方案选型进行比选,结合施工流程探讨如何能够安全及高效的完成工程改造,为类似工程提供借鉴。

套筒灌浆连接预制混凝土框架柱接头斜截面抗剪性能试验研究

套筒灌浆连接是预制混凝土框架结构中应用较广泛的连接方式。开展了6个套筒灌浆连接预制混凝土柱接头的抗剪试验,主要研究了轴压比(0,0.2,0.4,0.6)、混凝土强度等级(C30,C40,C50)对柱接头斜截面抗剪性能影响。研究表明:所有试件接头均发生斜截面剪切破坏,且斜截面破坏发生时接缝界面保持完好;柱接头抗剪承载力随着混凝土强度、轴压比的提高而增大;在轴压比0.4下,与C40试件相比,C30试件的抗剪承载力降低14%,C50试件的抗剪承载力提高13%;混凝土强度等级为C40时,轴压比为0,0.2试件的抗剪承载力分别比轴压比为0.4试件降低17%,8%,轴压比为0.6试件的抗剪承载力比轴压比为0.4试件提高7%;预制柱接头的初始刚度随轴压比的增大而增大。最后,基于试验结果,对中国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(2015年版)、欧洲规范《Eurocode 2:Design of Concrete Structures》中混凝土柱接头斜截面抗剪承载力计算公式进行了评价。

再生微粉活性粉末混凝土单轴受压应力-应变曲线研究

为了进一步了解再生微粉活性粉末混凝土(RPC)的受压性能,通过试验分析并结合有限元模拟,研究了不同配比再生微粉RPC的单轴受压应力-应变曲线。利用有限元软件Ansys在细观层次上建立了随机分布钢纤维模型,建立的随机钢纤维模型能较好地反映实际情况。进而采用数值模拟的方法分析了钢纤维体积掺量对RPC受压应力-应变曲线的影响。研究结果表明,随着再生微粉对水泥替代率的增加,峰值应力减小,峰值应变和弹性模量略有降低但变化不显著。钢纤维的加入提高了再生微粉RPC的峰值应力、峰值应变和弹性模量,且随着钢纤维掺量增加,峰值应力增长,弹性模量有一定增长,峰值应变变化不明显。

供水管网故障预测的机器学习方法

近年来我国各地供水管网运行安全问题频发,造成了巨大的经济损失与严重的社会影响。因此,准确地预测管道故障,精准地维护管道,经济高效地保障供水管网的运行安全具有十分重要的意义。然而,目前关于前沿算法在管道故障预测方面的应用有待探索,并且关于系统性比较机器学习算法的研究尚不多见。为此,首先明确了供水管网故障预测问题,介绍了逻辑回归、随机森林、人工神经网络和一维卷积神经网络四种机器学习算法的基本原理。以我国南方某市工业园区供水管网为例,检验比较了四种模型的故障预测性能,结果显示一维卷积神经网络准确性最好但随机森林效率最高。同时分析了管道特征对故障概率的影响,管径、管长、道路等级与施工企业资质是最重要的四个特征,故障概率与管径、道路等级呈负相关,而与管长、施工企业资质呈正相关。

体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的理论与数值分析

随着服役时间的增长和车辆荷载的增加,老旧的钢筋混凝土桥梁面临承载力不足、变形超限等问题,采用体外预应力CFRP筋对其加固是一种有效的解决方法。采用有限元分析软件ABAQUS对某跨度24 m的铁路桥梁进行数值模拟与参数分析,其中,根据不同的CFRP预应力筋的直径(31 mm、43 mm、61 mm)和预应力大小(250 MPa、500 MPa、750 MPa、1000 MPa、1250 MPa),获得模型梁的开裂弯矩、梁底钢筋屈服弯矩以及梁开裂时的跨中变形。将《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)等现行规范的理论计算结果与数值模拟结果进行对比,发现两者吻合良好,误差在15%以内,从而验证了规范中钢筋混凝土梁开裂弯矩计算公式、正截面承载力计算公式以及跨中挠度计算公式对于体外预应力CFRP筋加固钢筋混凝土梁的适用性与准确性,为实际工程加固设计提供参考。

考虑楼板作用的双面叠合剪力墙有限元分析

为了保证双面叠合剪力墙结构体系应用的安全性和可靠性,建立由上、下两层墙体和中间楼板组成的双面叠合剪力墙构件模型及现浇对比模型,并进行基于Abaqus软件的数值模拟分析。研究内容包括双面叠合剪力墙整体位移、混凝土及钢筋的应力分布、最大承载力、耗能能力。结果表明,在小震弹性阶段,带楼板的双面叠合墙板与现浇对比试件的刚度一致;在大震作用下,带楼板的双面叠合墙板的耗能能力低于现浇对比试件,但总体耗能能力都较好。因此,合理设计下的双面叠合剪力墙结构具有良好的抗震性能。

高应变率下建筑钢筋的本构模型

采用静力和高应变率试验系统。研究了建筑钢筋HPB235，HRB335和HRB400在静栽以及应变率为2～80S^-1下的力学行为．试验结果表明。建筑钢筋的力学性能呈应变率相关性．随着应变率的增大。建筑钢筋的屈服强度和极限强度提高，相比之下，屈服强度的提高幅度大于极限强度；屈服强度较低的钢种比屈服强度较高的钢种呈现更明显的应变率敏感性．经回归分析，给出了以钢筋力学性能特征值为基础的建筑钢筋模型和John-son-Cook模型中的参数．通过算例和已有的模型进行了比较．结果表明：所提出的模型反映了建筑钢筋的动力反应本质。并且可以用来描述应变率小于2S^-1时的建筑钢筋力学行为．

基于神经网络的岩体渗透系数反演方法及其工程应用

基于人工神经网络方法,根据岩体渗流场的水头观测数据和注水试验先验信息,建立了一种含水层参数识别数值方法。介绍了采用神经网络方法反演混凝土大坝岩石基础和混凝土帷幕渗透系数的工程实例。工程实际应用表明,所提出的反演方法得到的渗透系数代入到有限元模型,水头预报值具有比较高的精度。