土木工程专业课程思政无痕融入方法的探索与实践——以组合结构课程为例

为实现土木工程专业中思政内容的无痕融入,针对土木工程专业课程理论难度大、专业知识多的普遍特点,以组合结构专业课程为例,探讨从课程内容、实践教学、考核体系、教材建设等方面全方位建设思政元素的方法与可行性,开展教学模式与教学方法改革以解决“学时少、内容多”的教学矛盾,阐述上述课程思政建设方案与改革措施在本科生与研究生组合结构专业课中实施的效果,以期为土木工程专业课题提供参考。组合结构课程是土木工程专业本科生与研究生教学的重要内容,但是组合结构理论复杂、形式多元,教学难度大,在组合结构课程中无痕融入课程思政,对教师的教学设计、授课技巧、教学模式等提出了新的挑战。为此,在课程内容建设方面,增加“工程案例库”“八百壮士精神”等思政内容,穿插“工程问题案例剖析”“学术前沿”等思政元素;在试验教学中,增加“试验设计”“学术研讨”等环节;在考核体系中,增加“团队项目”。在教学模式方面,开展“多渠道”授课、与国际高水平学者共建课程,实现教学从课堂向课外、从国内向国际的有效延伸。在教学方法方面,实施多种电子教学媒介综合教学法,实现个性化教育。经过上述思政内容建设与教学方法改革,课程得到了留学生与中国学生的一致好评,学生成绩优秀率达到30%。

梯形波纹钢明渠抗冻胀性能有限元模拟

为研究冻土环境中的梯形波纹钢明渠抗冻胀性能,建立了可精细模拟土-渠相互作用的实体-壳体三维空间有限元分析模型,提出了同时考虑含水率与温度的冻土弹性模量计算公式。通过考虑土体在不同月份的温度场变化,采用瞬态热传导模拟了实际升温、降温过程中的土-渠相互作用。合理考虑了含水率与温度对冻土弹性模量、冻胀系数、内摩擦角、黏聚力等本构参数的影响,研究了波纹钢明渠变形与应力的变化规律,分析对比了不同的土体类型与初始含水率、地下水埋深、横撑间距与截面尺寸、波纹钢壁厚与卷边宽度对变形和应力的影响。结果表明:波纹钢明渠可承受一定的水平冻胀作用;渠周土体初始含水率及地下水埋深对波纹钢明渠变形与应力的影响显著,当地下水位在波纹钢侧壁埋深的下半部分时尤为明显;为减小渠体变形,可采取在渠顶设置横向支撑、减小侧壁坡度、增大波纹钢壁厚或加宽卷边的措施,相比之下,前两种更为经济且有效,不过横撑规格需满足受压稳定性要求;设置横撑后,卷边可提供一定的侧向刚度;虽然加宽渠顶卷边对减小渠顶的横向变形有一定贡献,但在10~100 mm宽度范围内贡献不大;未设支撑的波纹钢明渠Mises应力整体低于钢材屈服强度,应力较大的部位多见于底边角部和底部位置,侧壁应力水平不高;设置横撑后,波纹钢渠体应力较大的部位由底部转移至侧壁及卷边,尤其在卷边与横撑的连接处,钢材可达到屈服状态。

深圳岗厦北综合交通枢纽大尺寸钢管混凝土半埋 入式柱脚性能试验研究

深圳岗厦北综合交通枢纽位于地下空间资源紧张的城市核心区,规模巨大且荷载工况复杂,核心换乘区设有51.2m×48.0m的无柱超大跨中庭。为解决由场地条件限制导致的柱脚埋深不足问题,结合已有研究成果和工程实践经验,依托深圳岗厦北综合交通枢纽,提出并设计了半埋入式钢管混凝土柱脚节点。为检验节点可靠性,通过1/5大比例缩尺模型试验结合数值分析研究了轴力、剪力和弯矩共同作用下的半埋入式柱脚节点的力学响应,分析了柱脚内部的应力分布规律,揭示了同时设置环板和栓钉作为抗剪连接件时的工作机理。分析结果表明:设计荷载工况下,钢管混凝土柱轴力主要通过环板和柱脚底板传递,弯矩主要通过钢管侧壁承压传递;环板埋深较浅时可以获得较高的传力效率,但其下部混凝土易出现应力集中;钢管侧壁栓钉在埋置深度范围内均能够较好地发挥抗剪作用。承台下部桩基布置合理,设计荷载工况下未见承台冲切破坏特征、节点整体处于弹性工作状态;1.2倍设计荷载工况下节点刚度仍未见明显退化,节点混凝土未出现压溃或剥落,表面无可见裂缝发展,各关键位置钢材应力低于材料强度。设置环板和栓钉作为剪力连接件的半埋入式柱脚可以实现对钢管混凝土柱的可靠嵌固,提出的采用抗剪环板加强的钢管混凝土半埋入式柱脚节点设计与构造方案合理可行,满足结构安全要求。

基于环境正义的城市空间治理研究和实践进展

基于环境正义的城市空间治理研究与实践已成为国内外城市规划、建设和管理的关注热点话题。文章在界定环境正义与城市空间治理概念的前提下,构建基于环境正义的城市空间治理内涵和认知框架,并利用CiteSpace软件分析基于环境正义的城市治理研究的主题特征和变化情况。针对既有的城市环境不公正问题,文章构建了基于环境正义的城市空间治理内涵框架,从认知正义、程序正义与分布正义3个层面分析环境正义问题,并从治理目标和路径两个方面分别讨论城市空间治理如何迈向环境正义,以期为新时期我国开展以公平正义为目标的高水平城市空间治理提供借鉴。

水平荷载作用下不同连接方式ALC墙板抗裂与滞回性能试验研究

为研究水平荷载作用下蒸压加气混凝土(ALC)板的抗侧刚度、承载力以及墙体与装饰层的抗裂性能,采用管卡、U型卡和直角钢件3种连接方式和不同饰面做法对三榀ALC墙板-铰接钢框架进行了滞回试验。结果表明:3种连接方式的墙体滞回曲线均捏缩严重,即ALC墙体自身耗能能力较差;连接件的刚度对于ALC墙板的受力性能影响显著,连接件刚度越大,墙体抗侧刚度和承载力越大,但墙体开裂情况也越严重,其中直角钢件墙体抗侧承载力最大,分别比管卡墙体和U型卡墙体高14.9%和131.4%,直角钢件墙体与管卡墙体抗侧刚度接近,比U型卡墙体高52.1%;墙板抗裂性能方面,U型卡墙体最好,管卡墙体最差;3种连接方式的墙体与钢框架接缝位置饰面层在层间位移角为1/2 000~1/1 000时即出现开裂,该处为饰面抗裂的薄弱位置;饰面勾缝处理方法对饰面抗裂性能影响较大,弹性材料可显著改善饰面的抗裂性能;墙板与墙板接缝处的饰面抗裂性能良好,管卡墙体与U型卡墙体分别在层间位移角为1/50和1/60时板缝位置饰面层出现开裂,而直角钢件试件层间位移角达到1/33时板缝处饰面仍未开裂。

钢管约束的钢管混凝土轴压短柱长期变形性能

为分析钢管约束的钢管混凝土柱在长期荷载作用下的变形性能,进行了16个钢管约束的钢管混凝土短柱和2个钢管混凝土短柱的长期持荷试验,持荷时间为350d。主要研究参数核心混凝土应力比为0.35.0.50和0.65,双层钢管总含钢率为5.8%、10.5%和15.0%,内层钢管与外层钢管含钢率比值为0.30、1.25和2.23。基于素混凝土的长期变形理论计算模型,通过分析施加纵向长期荷载时构件的受力机理,推导出适用于钢管约束的钢管混凝土轴压短柱长期变形的理论计算方法。试验结果表明:长期变形随核心混凝土应力比的提高而增大,随总含钢率、内层与外层钢管含钢率比值的增大而减小。理论计算曲线与试验数据曲线的对比和分析表明:长期变形随相对湿度的减小而增大,采用不同混凝土收缩徐变模型时,相对湿度的影响程度不同,其中CEB-FIP2010模型的吻合效果最好。建议采用CEB-FIP2010模型并取相对湿度为100%来计算钢管约束的钢管混凝土柱的长期变形。

钢管混凝土收缩徐变模型及计算方法对比分析

采用逐步积分法,推导出钢管混凝土构件在长期荷载作用下的应力应变计算公式,该公式适用于各种单轴或双轴对称截面的钢管混凝土轴压或压弯构件的长期静力性能分析.在此基础上对5种典型的混凝土收缩徐变模型进行修正,用于钢管混凝土短柱长期变形分析.将分析结果与收集到的77个钢管混凝土短柱在持荷作用下的试验结果进行对比,分析表明修正后的欧洲规范模型能够反映钢管混凝土收缩徐变特性,且具有较高的预测精度.同时,为方便在钢管混凝土结构设计施工中考虑时效作用的影响,采用有效模量法、平均应力法、龄期调整的有效模量法这3种简化计算方法对钢管混凝土构件进行长期静力响应分析,并与逐步积分法的分析结果进行对比,分析表明各简化计算方法的计算误差最大约为10%,除平均应力法外,其余各简化计算方法均低估了构件长期变形.在钢管混凝土结构的设计施工中,为安全考虑建议采用平均应力法进行分析.

建筑结构用再生混凝土水平受力构件研究进展

建筑结构水平构件混凝土用量较大,且对混凝土力学性能要求相对不高,更适合再生混凝土的结构化应用。本文总结分析了国内外学者及笔者所在课题组近年来在再生混凝土材料性能、钢-再生混凝土黏结性能以及钢筋再生混凝土板、梁和钢-再生混凝土组合板、组合梁等水平受力构件力学性能方面的研究成果。结果表明:研究学者针对再生混凝土的材料性能进行了三十余年的试验研究与机理分析,积累了充足的试验数据,并提出了相对可靠的预测模型,为其在建筑结构中的应用奠定了基础;通过对钢筋再生混凝土板与梁的受弯、受剪以及长期性能的试验研究与理论分析,提出了成套的钢筋再生混凝土水平受力构件设计方法,现已纳入了再生混凝土结构技术规程;近十年来,研究学者对钢-再生混凝土组合板与组合梁的受弯、受剪以及长期性能进行了试验研究与有限元分析,发现再生混凝土在组合结构中的应用是可行的,但相关研究尚待深入。未来仍需对再生混凝土水平受力构件设计方法的可靠度进行系统研究,并拓展再生混凝土水平受力构件的疲劳性能、耐久性能及抗火性能等研究。

受荷方式对钢管混凝土轴压短柱力学性能影响

采用有限元分析软件DIANA对钢管混凝土轴压短柱进行理论分析,并用试验数据验证了有限元模型、材料参数和分析结果的正确性.在此基础上,分析了三种典型受荷方式和黏结强度对钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响.三种受荷方式为:1)荷载作用在整个截面上;2)荷载作用在钢管截面上;3)荷载作用在混凝土截面上.有限元分析结果和试验结果及他人试验结果吻合较好.研究结果表明,受荷方式对钢管混凝土轴压短柱的力学性能影响较大;当荷载作用在整个截面上时,黏结强度对轴压短柱的力学性能没有影响;当荷载仅作用在混凝土截面上时,黏结强度对轴压短柱的力学性能影响较大.

圆钢管高强混凝土轴压短柱性能的试验研究

通过12根圆钢管普通强度混凝土和24根圆钢管高强混凝土轴心受压短柱的试验,描述了圆钢管高强混凝土轴压短柱的试验现象和破坏过程,分析了其破坏机理;讨论了影响圆钢管高强混凝土轴压短柱力学性能的主要因素,包括钢材强度、混凝土强度、含钢率和套箍系数等;比较国内设计规程在计算圆形钢管混凝土强度承载力时的差异,提出可供工程应用参考的结论.

全厚皮片移植术整复颌颈瘢痕挛缩畸形

目的:探讨提高颌颈部严重瘢痕挛缩畸形全厚皮片移植修复效果应注意的手术技巧。方法:对29例颌颈部烧伤后严重瘢痕挛缩畸形患者,根据颌颈部解剖特征行大张全厚皮移植修复。结果:29例病例中25例颌颈部皮片于术后12天拆线时完全成活,其余4例皮片绝大部分成活,只有小片表皮坏死,经2～3次换药后愈合。所有病例颌颈部轮廓均显著改善。结论:以大张全厚皮移植修复颈部严重瘢痕挛缩畸形时,遵循颌颈部解剖特征,能取得较好的手术效果。

均布荷载作用下钢管混凝土拱长期稳定性能分析

采用ABAQUS有限元软件建立了钢管混凝土抛物线无铰拱模型,利用UMAT引入了钢管混凝土非线性材料应力-应变关系,并采用EC2模型和逐步积分法分析了核心混凝土收缩徐变对拱的平面外稳定的影响,分析中考虑了加载龄期、长细比、矢跨比等参数的影响。分析时先对钢管混凝土拱施加正常使用阶段荷载,持荷一段时间后,增大外荷载直至抛物线拱失稳破坏,从而得到拱的长期稳定承载力。分析表明,长细比、加载龄期及矢跨比等参数变化对钢管混凝土抛物线拱的长期稳定性影响较为显著。低持荷荷载条件下(持荷荷载所引起的核心混凝土最大应力等级为30%),核心混凝土收缩徐变最大可使本文所分析参数范围的抛物线无铰拱稳定极限承载力降低15%。

钢管混凝土轴压短柱性能三参数分析与计算

在深入研究套箍系数对钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响中,发现并用试验证明了仅用套箍系数这一综合参数不能全面衡量和反映参数变化对钢管混凝土破坏模式、承载力、延性等力学性能的影响;基于试验研究和参数分析,确定了利用套箍系数衡量钢管混凝土力学性能的合理适用范围;提出了用钢管混凝土3个基本参数(试件含钢率、混凝土强度和钢材屈服强度)来衡量和反映钢管混凝土力学性能的方法;并通过回归分析给出了基于这3个基本参数的钢管混凝土轴压短柱轴向力-纵向应变关系曲线,复杂应力场中钢材纵向(横向)应力-纵向应变关系曲线、核心混凝土纵向应力-纵向应变关系曲线和紧箍力-纵向应变关系曲线的简化计算公式,简化计算曲线与试验曲线吻合良好.

基于Benchmark模型的拆除构件法分析

为确定结构最不利失效柱位置,以9层Benchmark模型为研究对象,采用拆除构件法进行模型底层各柱分别失效影响的动力分析,并与静力分析结果进行对比。分析结果表明:框架柱失效时间越短,结构失效点的位移响应越大;结构的最不利失效柱位置为结构的边柱;柱的失效使梁的传力模式发生改变,梁由受弯传力变为悬链线式受拉传力;柱的失效同时使与之相连的节点受力状态发生了改变,节点由承受支座负弯矩变为承受拉弯共同作用。

限制出平面屈曲开缝钢板剪力墙抗剪性能

为研究开缝对钢板剪力墙在横向力作用下的刚度、承载力、延性和滞回性能的影响,便于工程师在结构设计时对构件力学性能进行调整.采用ANSYS软件研究了在限制钢板出平面屈曲的情况下缝间小柱宽度b对开缝钢板剪力墙抗剪静力性能的影响,分析开缝钢板剪力墙的受力机理.研究结果表明:在限制钢板出平面屈曲的情况下,开缝钢板剪力墙各缝间小柱受力状态相近,且随其高宽比α变化有两种受力模式;开缝形式会影响开缝钢板剪力墙中框架对钢板的作用;改变开缝形式会影响钢板剪力墙的初始剪切刚度和承载力,但不能对二者进行分别调整.

基于三维混沌模型的图像加密算法

图像加密算法研究对图像信息安全十分重要,当前图像加密算法安全性差,易受到各种攻击。为了解决当前图像加密算法存在的缺陷,获得更优的图像加密结果,提出了基于三维混沌模型的图像加密算法。首先分析当前图像加密算法的研究进展,找到引起图像加密效果不佳的原因,然后采集待加密图像,采用三维混沌模型产生混沌序列,利用产生的混沌序列对待加密图像进行置乱处理,实现图像加密,最后进行了图像加密的仿真对比测试。测试结果表明,通过这种算法进行加密后,肉眼无法看出加密图像和原始图像的相关性。相对于对比算法,该算法的密钥空间更大,可以更好的抵抗各种攻击行为,大幅度提高了图像的安全性。

基于改进狼群算法的最大熵图像分割法

图像分割是图像处理的关键技术。为了提高图像分割的效率,文章提出基于改进狼群算法的最大熵图像分割法,修改狼群算法中固定步长为自适应步长,并将其应用于最大熵阈值计算中,通过寻找最优阈值来实现图像分割。仿真结果表明,该方法能够快速、准确地找到分割阈值,在一定程度上改善图像的分割效果。

群智能优化算法在图像分割中的应用

智能优化算法在图像分割中应用越来越广泛,使用新型智能优化算法——海鸥算法对图像分割,利用海鸥算法快速寻优的特点来计算二维OTSU图像分割的分割阈值点,从而进行分割。该算法充分利用海鸥迁徙行为的全局搜索能力和海鸥攻击行为的局部搜索能力。分别采用海鸥算法和二维阈值分割法对图像分割并比较,仿真结果表明,该算法既提高速度,又提高分割精度。