山区铁路工程“路基-环境”绿色关键要素识别研究

为推动山区铁路路基工程与环境之间绿色优质协调发展,提出一种铁路“路基-环境”耦合关系分析及关键要素确定方法。首先,构建“路基-环境”交互影响网络,引入木桶理论构建绿色要素集;然后,运用系统耦合模型,测算系统耦合协调度并评估组合状态,分析铁路路基与环境的绿色协调状况;最后,借助复杂网络理论,以要素为节点,要素间影响强度为连边,形成协同、影响、扩散多层复杂关联网络,采取spearman和二维云模型相结合的方式确定多层网络要素耦合强度,并结合节点删除法确定铁路“路基-环境”的关键要素集。以某铁路路基为例进行研究,得出铁路路基与环境之间的耦合协调状态处于勉强协调和初级协调之间的结论,因此应对路基边坡植被防护、路堑开挖尺寸、路堤填筑尺寸、路基边坡工程防护4个关键要素加以重点管理,以实现铁路路基工程绿色化。

应县木塔结构稳定性评估预问题之我见

国家重点研发计划支持项目《应县木塔结构稳定性评估与保护研究》研究指南在明确常规研究内容的同时,强调了“研究应县木塔营建历史、形制、用材原则,构件劣化特征与损伤累积效应关系”。清华大学建筑学院研究团队认为该问题正是应县木塔结构稳定性评估工作的基础性“预问题”,并就此进行延伸思考,提出此“预问题”的3个方面及解决问题的相应技术路线。

新工科背景下机械设计基础课程教学创新研究

针对“学生个性差异大、教学内容陈旧、教学模式固化”的问题,从专业人才培养目标和要求出发,提出基于OBE教育模式对课程内容和课程体系进行建设与改革,采用“一中心二方式三融入四结合”的教学理念,通过“三化”途径,构建“课前准备,课中教学过程,课后环节”全过程教学模式,实现“实际问题—理论分析—木制模型—产品造型”的闭环知识结构,探索基于“创造有意义的学习经历”整合模型教学设计,创新多维联动的教学方法,培养和提高学生的创新能力和解决实际工程问题的能力。

木材老化对古建筑木梁抗弯性能的影响分析

为研究木材老化对古建筑木梁抗弯性能的影响,分析了木材的老化机理,采用等效截面法并结合国内木梁老化深度经验公式,提出了老化木梁抗弯承载力退化模型,并对某古建筑的木梁进行了承载力退化评估。对未老化与老化木梁进行了单调加载数值模拟,并通过试验验证了模型的合理性;在此基础上,进一步分析了老化均匀度与老化深度对木梁抗弯性能的影响。结合《木结构设计标准》(GB 50005—2017)中受弯构件的承载力计算公式,提出了考虑老化影响的木梁抗弯承载力折减系数计算公式。结果表明:老化对木梁抗弯承载力的影响与老化均匀度呈线性相关,与老化深度呈一元二次多项式关系。老化深度越深且老化均匀度越大,木梁承载力越低。

大跨度木结构蒙古包的设计与工程实践

在我国“双碳”目标的实现和新时代中国民族建筑复兴的背景下,木结构建筑市场再次兴起。在原民族建筑文化内涵的基础上对结构进行创新,以满足现代市场的需求已成为新的研究方向。本文针对希拉穆仁草原景区设计了一座大跨度蒙古包,在不改变建筑材料的基础上,采用木网壳结构体系对传统建筑结构进行创新与优化,其最大跨度为23.5 m,最大高度为11.5 m,且整体结构稳定。在此基础上,利用有限元软件进行建模,对可能出现的各种工况进行静力计算和屈曲分析,验证了该结构的可靠性。本研究对我国大跨度木结构的发展和传统木结构建筑的创新具有重要的借鉴意义。

基于BIM技术的渝东南木构建筑数字化保护

渝东南木构建筑保护在现代化发展和多元文化的冲击之下面临诸多挑战,随着数字化中国建设的推进和科学技术的发展,为木构建筑保护提供了新的机遇。建筑信息模型(BIM)技术是以建筑工程相关信息数据为基础,进而衍生为建筑信息模型的集成管理技术,贯穿建筑的全生命周期。文章通过将BIM技术特性与渝东南木构建筑保护相结合,以期为渝东南木构建筑保护探寻数字化应用的保护策略。

古建筑木结构透榫节点地震损伤演化模型研究

为定量评估古建筑木结构透榫节点的地震损伤程度与地震损伤演化过程,对Kratzig地震损伤模型进行了改进。分别基于刁波地震损伤模型、Kratzig地震损伤模型以及改进的Kratzig地震损伤模型对3组透榫节点进行了地震损伤分析,研究了3种模型的适用性。为了对实际工程中的透榫节点松动进行地震损伤评估,基于改进的Kratzig地震损伤模型,考虑了节点松动对改进的Kratzig地震损伤模型的影响。结果表明:改进的Kratzig地震损伤模型在描述透榫节点地震损伤中表征效果最好,能够克服地震损伤模型与Kratzig地震损伤模型的不足;随着松动程度的增大,透榫节点损伤指数增长减缓,最终破坏时损伤指数减小。最后根据国内抗震设防规范,结合古建筑木结构地震损伤评估,提出了透榫节点性能水准分类及每个阶段的加固建议。

闽南传统民居大木架参数化和运算化HBIM建模方法

针对目前闽南传统民居保护工作中图纸绘制速度慢、数据共享性差等问题,提出一套基于历史建筑信息模型(HBIM)技术流程的参数化和运算化建模方法.首先,运用Revit应用程序开发接口,驱动模型的运算化生成;然后,结合WPF用户界面框架,实现模型的交互式生成;最后,基于WebGL技术,构建闽南民居云端展示平台,实现“互联网+古建筑”.为验证方法的有效性,选取典型案例进行方法实践.结果表明,该方法能准确高效地以数字化形式保存传统民居建筑的各类信息,同时可大大提高传统民居建筑逆向建模的速度与精度,为闽南乃至整个福建省的传统民居建筑信息化、数字化保护提供技术支撑.

云南传统马鞍式伸臂木梁拱桥力学分析

马鞍式伸臂木梁桥是云南独有的一种古木桥型式,大多数依据工匠的经验设计而成,对该古木桥的结构研究将有助于对古建筑的保护,并能弘扬我国的传统文化。本文以云南省现存体积最大,保存最完好的马鞍式伸臂木梁拱桥——通京桥为研究对象,通过建立其1∶10的结构缩尺模型,使用现代桥梁的安全性评定方法分析其结构的使用安全性及合理性。结果表明:通京桥的榫卯结构完全符合现代桥梁的评定方式,说明传统的工匠艺术具有一定的科学性与合理性,对现在的新型木结构具有一定的启发和借鉴意义,同时有利于古建筑结构原理的保护和传承。

木结构榫卯节点抗震性能研究进展

榫卯节点具有典型的半刚性连接特性,榫卯节点的抗震特性则决定着整体结构的稳定性。文中从榫卯节点滞回曲线和拟合恢复力模型两个方面,对榫卯节点的性能研究现状进行了梳理。在榫卯节点滞回曲线方面,阐述了直榫和燕尾榫受力特点与破坏特征,并基于低周反复荷载试验得出滞回曲线总体呈“Z”字形,有明显“捏拢”效应。在拟合恢复力模型方面,归纳了榫卯节点在加载过程中的趋势,并介绍了四参数幂函数模型,此模型可以反应不同尺寸的榫卯连接下连接刚度的变化规律,能够更准确的反应构件在地震反应中的结构抗震性能。通过对榫卯节点性能的研究成果回顾,发现目前没有形成统一的榫卯节点抗震性能计算方法、对于残损榫卯节点无法实现100%还原等问题。

基于钻石模型的主要木质林产品国际竞争力来源分析

近年来世界木质林产品出口竞争态势发生了显著变化,分析木质林产品国际竞争力来源及其动态变化,有助于中国木质林产品重构竞争优势。文章利用UN Comtrade、WDI数据库等相关数据,以国际市场占有率表征的实际国际竞争力为导向,借助钻石模型构建指标体系对比分析不同木质林产品国际竞争力的来源。结果显示:木质原料是木质林产品国际竞争力来源的基本要素,初级劳工是木质家具、胶合板等劳动密集型产品国际竞争力来源,技术、资本等高级要素是纸及纸板、刨花板等资本和技术密集型产品国际竞争力来源;先发优势形成的质量、品牌优势是发达国家木质林产品国际竞争力的来源;相关支持性产业水平以及区域集聚对木质林产品国际竞争力具有显著影响;外商投资企业、民营企业发展以及激烈的市场竞争是形成中国主要木质林产品国际竞争力的激发因素;积极的国际合作为中国木质林产品提高国际竞争力提供了机遇;林产品贸易、产业政策促进了中国木质林产品国际竞争力的提高。结合中国的具体情况,提出政策启示:推进工业原料林建设,加大木质原料回收力度;加快先进装备技术普及应用;提高产品质量、档次;提升装备制造业水平,推进产业链融合和产业空间集聚;激发各类市场主体活力,维护公平竞争的市场环境;紧抓国际合作新机遇,深化供给侧改革。

基于Revit的木屋顶参数化设计与开发

在利用BIM技术进行设计时,木结构与其他类型建筑相比,具有大量的孔槽与衔接部位需要作精细化处理。为实现木结构建筑设计时的参数化建模工作,解决大量孔洞与凹槽建模、材质信息设置、操作流程繁杂等系列难题,本文基于Revit提供的API程序命令与外部C#编程技术进行交互,并设计程序代码来接收或运用数据,避开了手动绘制模型、依赖第三方插件进行模型处理等低效率方法,为木结构设计工作提供了凹槽与孔洞等复杂构造的自动建模、参数变量的接收与运用、材质自动匹配、模拟分布建模可视化过程等自动化思路,逐步实现了木屋顶构造部分的参数化建模工作。同时,本文依据规范设计了相关算法,设计了部分程序参数的取值,通过工程实例证明了程序的可执行性。

基于模糊AHP-DEMATEL的小型木质海洋渔船安全风险评估

为了降低小型木质海洋渔船安全事故风险,构建小型木质海洋渔船安全风险评估指标体系,对影响渔船安全的渔船因素及其船员因素进行综合分析。运用模糊AHP-DEMATEL评价方法建立小型木质海洋渔船安全风险评估模型,并对模型进行验证。结果表明:模糊AHP-DEMATEL方法评估结果与专家的主观判断结果较为一致,建立的模型能够在一定程度上反映出小型木质海洋渔船的安全风险状况,具有较高的可行性。

基于数字孪生的古建筑结构多尺度分析

为了推进古建筑数字孪生,实现物理模型和虚拟模型之间的双向映射以深度融合虚实信息,提出古建筑数字孪生框架。考虑古建筑的结构复杂和力传递方式多样等,采用多尺度模型技术将关键节点部位进行精细化建模,非关键节点部位采用线单元进行建模并通过“MPC-Beam”进行相互连接。将该方法运用于穿斗木结构和井亭木结构,创建了结构多尺度模型和传统精细化模型,计算结果显示,采用该方法计算效率最大提高了53.41%,最小提高了31.11%。这一改进为古建筑数字孪生维护服务的研究和工程应用提供了一定的技术支撑。

三重木塔结构模型设计与分析

为探究传统木塔结构的设计原理及受力性能,基于第十五届全国大学生结构设计竞赛赛题《三重木塔结构模型设计与制作》要求,设计并制作了一座竹制三重木塔结构模型,通过数值模拟和加载试验,分析其杆件受力、变形及模型结构承载力,在保证结构强度、刚度与稳定性的前提下,不断优化杆件及整体结构设计,提高模型荷重比,研究结果可为实际工程中木塔结构的设计与优化提供参考。研究表明木塔结构模型上部横截面易因受扭而失稳,可通过增加水平拉杆加强截面稳定性;挑檐因受悬挑端集中力,易产生较大固端弯矩而破坏,可在挑檐悬挑端设置斜向拉杆,向上部角柱传递所受集中荷载而减小固端弯矩;通过胶水粘结节点处杆件难以保证节点强度和稳定性,可通过竹粉包裹或竹皮缠绕加强节点。

碳纤维及钢条加固拼接木构件抗弯性能的试验研究

为研究碳纤维及钢条加固墩接木柱的可行性,通过受力分析和等效应力模型等理论计算结果制作了3组不同试件,经对试件的抗弯试验,研究碳纤维布和钢条加固墩接木柱的破坏形式以及抗弯性能的差异,并对试验结果进行比对分析,得出2种木结构加固方式从理论到实际应用基本可行,总结的经验可供借鉴。

基于虚拟样机技术的VLCC锚系运动仿真研究

运用UG实现了290000吨VLCC锚系三维模型的虚拟设计和虚拟装配,并利用UG的motion模块对锚系起锚运动和锚-锚唇贴合状态进行了计算机仿真试验研究.实践表明,此项技术可以代替制作木模进行模拟拉锚确定设计方案的方法,提前预示实际安装时贴合不合理的情况出现,具有节省成本、减少工期、便于修改设计的优点,是值得在船舶行业推广使用的技术.

基于ANSYS对木质托盘整体结构的静力分析

为降低托盘前期设计成本以及缩短设计周期,建立托盘模型后,利用ANSYS软件仿真托盘整体在包装件的压力作用下的静力学分析,确定托盘设计的合理性。

中国木质家具出口动因分析及对策建议

采用2002～2007年中国木质家具出口美国、香港、日本、英国和韩国的相关数据，运用CMS模型对中国木质家具出口数据进行测算。结果表明：中国木质家具具有较强的竞争力，目标市场进口规模对中国木质家具出口产生正效应，而产品结构的变化对中国木质家具出口产生负效应。同时，提出中国木质家具企业适应国际技术标准和出口需求的变化，调整产品结构，开拓多元化的海外市场等对策建议。

磁法探测木质沉船的模型实验及效果分析

中国辽阔的海疆和丰富的内陆水域为历史悠久并辉煌的航海史留下了丰厚的水下文化遗产,古代木质沉船承载着复原中华海洋文明的梦想。因此,水下考古学迫切期望相关学科的技术支持,来对水下被掩埋的古代木质沉船进行探测。笔者通过对木船的实物模型磁场进行测试及分析,证实了木船可以引起周边磁场的变化,同时查明了木船引起磁场变化的场源物质,从而证实了磁法探测木质沉船的可行性、可靠性和有效性,并讨论了磁法探测木质沉船的应用条件。