应力波和阻抗仪技术在古建筑木结构检测中的应用

采用应力波微秒计和阻抗仪对贵州某村落的四栋单体古建筑中部分木构件进行无损检测,获得了古建筑木构件的顺纹动弹性模量、弹性模量残损率、剩余强度和腐朽分布等各项指标。结果表明:联合采用应力波微秒计和阻抗仪可以有效地测定古建筑木构件的腐朽和虫蛀等残损情况。实现了从传统的目测鉴别到定量评价,为古建筑木结构的安全评估、维护和修缮提供理论依据和技术支撑。

既有底框砖房组合加固方法模拟地震振动台试验研究

针对一些临街商住建筑和自建房,提出在既有底框砖房的底层增设砖抗震墙与内置门式刚架的组合加固方法,设计并制作了两个1∶2缩尺底框砖房模型,进行了加固和非加固模型的模拟地震振动台试验。基于试验现象和数据,对比分析了加固前后结构的动力特性、加速度响应、位移响应等。结果表明,采用组合加固方法后,结构自振周期减小、阻尼比增大、底层塑性变形集中和平面扭转效应明显减小,显著提升了结构的抗震性能。

考虑人员疏散无序性的片区固定避难空间仿真及优化

为优化震后城市老旧片区中长期避难疏散阶段避难效率和资源分布,考虑避难场所服务覆盖交叉区域内人员疏散的无序性,以某城市典型老城片区为研究对象,基于震后人员远程疏散特性及中长期避难需求建立固定避难场所吸引度体系,并通过NetLogo多智能体动态仿真模型进行对比分析。结果表明,当避难场所服务半径为0.8 km、1.0 km和1.2 km时,片区内人员均可在49 min内完成疏散,满足规范中对于固定避难1 h内疏散时长的要求,疏散效率较优。基于优化的服务半径和人员疏散需求,对避难场所场地风险、有效面积、避难设施进一步量性优化,为片区固定避难场所合理规划提供理论依据。

考虑场所吸引度的片区震后固定避难空间优化

为改善城市老旧片区震后中长期避难空间,提高固定避难效益,针对老旧片区避难效率低、疏散无序性突出和避难资源分配失衡等问题。考虑固定避难阶段避难场所与疏散人员的吸引关系,提出了基于断裂点理论的固定避难场所责任区域划分方法,并以避难场所吸引度为切入点提出优化方案,应用复杂网络理论构建片区疏散网络进行综合分析。研究结果表明:对片区固定避难空间优化后,片区整体疏散效率得到明显提升,整体疏散时长最优可至43 min;根据避难吸引度进一步优化场所责任范围可实现片区避难资源供需均衡,片区整体固定避难效益得到有效提高。

预制混凝土夹心保温墙板技术研究进展

在“双碳”目标下,集结构、保温和装饰于一体的预制混凝土夹心保温墙板逐渐成为装配式建筑发展的必然趋势。预制混凝土夹心墙板的力学性能一直是研究热点,随着我国对建筑节能要求的提高以及超低能耗概念的深入,墙板的高效保温性也受到学者们的关注。论文对预制混凝土夹心保温墙板的平面外抗弯和平面内抗剪切的相关研究工作进行总结,探讨分析近年来墙板保温效率的进展,提出现阶段的研究重点以及发展的方向。

既有砌体结构低成本摩擦滑移加固方法的拟静力试验研究

基于摩擦滑移隔震原理,提出既有砌体结构“双圈梁+扁担梁”摩擦滑移加固方法。设计和制作采用了该方法加固前后的砖墙模型,进行了拟静力对比试验,分析了加固前后墙片的破坏形态、承载力、刚度退化、延性及耗能能力,测试了滑移面的摩擦系数。研究结果表明,本文提出的摩擦滑移加固方法,轻松实现了既有结构隔震加固的托换改造,大大降低了结构隔震改造成本和施工难度,缩短了改造周期;该方法削减了地震能量向上部结构的输入,墙片耗能能力及延性大幅提高,刚度退化速度变缓,上部结构完好;同时限位装置避免了主体结构倾覆,实现了“有限滑移”,确保了大震后建筑功能的快速恢复。

分类分级视角下供水管网地震韧性评估研究

为解决供水管网安全精细化管理问题,提升城市供水管网地震韧性水平,在综合分析影响供水管网安全的主要因素的基础上,引入分类分级理念,结合动态分级法(Dynamic Classification Method,DT)和集对分析-可变模糊模型(Set Pair Analysis-Variable Fuzzy Recognition Model,SPA-VFRM),建立供水管网地震韧性评估分类分级模型,动态优化供水管网地震韧性分类,量化评定管道安全韧性分级,并应用于某县城供水管网安全韧性综合评估。结果表明,提出的新模型可以有效实现供水管网地震韧性的分类与分级,提高供水管道风险识别的精确性,能够为制订科学的供水管网维护和改造策略提供理论支持。

两层带开洞预制剪力墙抗震性能试验研究与数值模拟分析

为研究带窗洞的预制装配式混凝土剪力墙中窗下墙对结构抗震性能的影响,该文对两个带不同高度窗下墙的两层预制剪力墙试件进行了低周反复荷载试验。在此基础上,提出了带窗下墙预制剪力墙结构的精细有限元数值模拟方法,结合试验结果分析揭示了窗下墙对带开洞预制剪力墙抗震性能的影响。试验和数值模拟分析结果表明,两试件在初始受力阶段,窗下墙与下层连梁作为一根整体连梁共同工作,此后二者逐渐脱开,形成两根并列布置的双连梁;两试件的破坏形态均为墙肢根部和双连梁两端形成塑性铰,最终塑性铰区混凝土被压碎;窗下墙较高的试件W-2承载力和初始刚度均大于W-1,延性和耗能能力则小于W-1;预制剪力墙构件中的窗下墙可显著提高该类构件的刚度、承载力和耗能能力,对带窗下墙的预制剪力墙结构进行抗震设计时应对窗下墙予以考虑。

考虑舒适度的大跨楼盖MTMD系统混合优化设计

围绕大跨楼盖多重调谐质量阻尼器(Multiple Tuned Mass Dampers,MTMD)系统的设计方法开展研究。首先,建立了某高铁站房商业夹层的结构有限元模型,对其动力特性和振动舒适度进行了分析;随后,基于遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和模式搜索算法(Pattern Search,PS)构建了混合优化算法A(Hybrid Algorithm A,HA)和混合优化算法B(Hybrid Algorithm B,HB),并基于此建立了大跨楼盖MTMD减振优化设计方法;最后,通过数值算例对比了4种算法的寻优能力和稳定性,并分析了设置MTMD系统后,大跨楼盖加速度响应的分布和衰减规律。研究表明,对于质量、刚度等分布不均匀的复杂大跨楼盖,振动响应规律与一般楼盖有一定的差异;在相近的重分析次数下,利用HA得到的最优值平均为0.653,小于利用GA和PS得到的结果;设置MTMD系统后,大跨楼盖响应较大区域内的节点加速度均有所降低,最大衰减超过了30%。

低温养护粉煤灰混凝土棱柱抗压性能的试验研究

通过寒冷季节制作的粉煤灰混凝土棱柱试件的轴心受压试验,考察了冬季施工的养护温度以及棱柱尺寸对粉煤灰混凝土棱柱受压性能的相互影响,对比了外掺粉煤灰混凝土与基准混凝土的力学性质。试验结果表明,严寒环境下低温养护对混凝土抗压强度和弹性模量的发展有不利影响;外掺粉煤灰则有利于低温养护条件下混凝土的抗压强度增长;混凝土的轴心抗压强度、弹性模量和峰值割线模量均随试件尺寸的增加而增加,这表明在寒冷季节浇筑混凝土时,一定试件尺寸有利于试件保温,对混凝土强度发展有利。

低熟料胶凝材料对混凝土耐久性的研究

针对混凝土工程频繁开裂现象,制备了低熟料胶凝材料,研究了这种新型胶凝材料对混凝土和易性、抗氯离子渗透性能和抗裂性能的影响。结果表明:低熟料胶凝材料的需水量低,相比于组分相当的水泥+掺合料混凝土,在达到同样坍落度时用水量减少;低熟料胶凝材料配制的混凝土氯离子扩散系数较低;在圆环约束法实验中,低熟料胶凝材料配制的混凝土相比于组分相当的水泥+掺合料混凝土延迟10d左右开裂。

载荷作用下对称结构的内力和位移

对称结构在对称载荷作用下,内力和位移对称;在反对称载荷作用下,内力和位移反对称.这是利用对称性简化结构计算的根据.该文用更能反映对称性数学本质的方法,证明了上述结论.这一工作将使结构力学中对称性利用的叙述更简洁,逻辑更严密.以此为基础,对载荷作用下对称结构的内力和位移的理论进行了整理.

生态型胶凝材料对混凝土性能影响研究

当前普通硅酸盐水泥比表面积普遍较高,严重影响了混凝土结构的耐久性。针对这些情况,本文研究了由低比表面积水泥熟料、高比表面积掺合料以及适量性能调节剂组成的生态型胶凝材料体系,分析其配制的C30和C50两个等级混凝土的抗压强度、抗裂与收缩性能,并与相同配合比的P·O 42.5水泥及掺合料配制的混凝土进行对比。结果表明:生态型胶凝材料体系配制的C30和C50等级混凝土,28d到180d强度增长率分别为36.7%和33.3%,远高于由P·O 42.5及掺合料配制混凝土的16.7%和13%,并且龄期为180d时,生态型胶凝材料体系配制的混凝土强度比由P·O 42.5水泥及掺合料配制的高出约8Mpa;生态型胶凝材料体系配制混凝土的抗裂性及抗收缩性均优于由P·O 42.5及掺合料配制的混凝土,通过孔结构分析,这是由于生态型胶凝材料体系粉体级配更加合理,20nm以下的无害孔较多,而有害孔较少。

ECC抗压强度及其尺寸效应的试验研究

采用不同尺寸和形状的试件进行了ECC立方抗压强度和轴心抗压强度的试验,研究ECC和水泥砂浆基体的抗压强度尺寸效应及轴心抗压强度和立方抗压强度的关系,结果表明体积分数为2%的ECC抗压强度低于水泥砂浆基体,且ECC的抗压强度存在尺寸效应,ECC及水泥基材受压破坏的环箍效应小于混凝土,ECC的棱柱与立方体的抗压强度比高于混凝土的抗压强度比。

采用环形TLCD的自立式钢管结构减振试验研究

近年来自立式钢管结构在动力作用荷载下的损伤和倒塌时有发生,调谐液柱阻尼器(Tuned Liquid Column Damper,TLCD)作为一种调频减振器,特别适用于高耸结构的振动控制。围绕环形TLCD在自立式钢管结构中的应用,介绍了环形TLCD的构造,并推导其力学模型,进而建立了自立式钢管结构环形TLCD减振的动力方程。根据自立式钢管结构试验模型设计了试验用的环形TLCD,并确定了加载与测试方案。针对自立式钢管结构,提出了基于模拟退火算法的模型修正方法,并以底部转动刚度和刚度修正系数为变量,以前3阶实测频率为目标,进行了算例研究,修正后的数值模型频率最大误差仅为1.74%。开展了环形TLCD减振试验,并结合修正后的数值模型对试验结果进行了比较分析。研究表明,试验中采用的环形TLCD能够使自立式钢管结构等效阻尼比由0.013 4增加到0.026 7,从而有效减小了结构动力响应,且所编制的程序能够一定程度预测该类减振结构体系的动力响应。相应的数值分析方法与模型试验能够为自立式钢管结构环形TLCD的设计与应用提供参考。

螺旋土钉在实际边坡支护工程中的应用研究

螺旋土钉具有抗拔能力强、施工方便、工期短和对土体扰动小等优势,在边坡支护中可起到类似普通土钉支护的作用,但是在国内应用和研究很少。先通过试验确定满足螺旋土钉的抗拔承载力要求,然后利用MIDAS GTS/NX模拟多组不同的支护布置方式进行分析,选择适合本工程的布置方案进行施工,并利用MIDAS/GTSNX模拟施工过程,基于坑壁水平位移、地表沉降、基底隆起3方面,将数值模拟结果和现场监测结果进行对比分析,初步得出结论:采用螺旋土钉支护边坡满足本工程的需要,且变形值均满足规范要求。

工程水泥基复合材料叠合层对梁受弯性能的影响

工程水泥基复合材料(ECC)是具有应变硬化性能和优异的裂缝控制能力的高性能水泥基复合材料,用ECC代替混凝土可以避免混凝土脆性引起的开裂和耐久性问题。通过不同厚度ECC分别替换RC梁的受拉区、受压区,与RC梁进行对比,分析受弯性能及延性的变化。结果表明,实测跨中混凝土/ECC截面平均应变基本符合平截面假定,混凝土与ECC的粘结作用良好;ECC位于受拉区的叠合梁最大裂缝宽度小于RC梁,可见ECC能有效控制裂缝的开展;ECC位于受压区叠合梁的极限变形能力高于RC梁,且叠合梁的延性较RC梁得到大幅度提高。

高性能胶凝材料的制备和力学性能研究

本文研究了水泥熟料比表面积、水泥孰料掺量以及SO3含量对水泥标准稠度用水量、凝结时间、胶砂抗折抗压强度以及混凝土抗压强度的影响。结果表明,350m2/kg比表面积水泥熟料组别比300m2/kg比表面积水泥熟料组别的早期胶砂抗折抗压强度和混凝土抗压强度稍高,水泥熟料掺量为40%的组别其净浆标准稠度用水量和凝结时间较为合适,3.5%SO3掺量的混凝土抗压强度最好。水泥熟料比表面积为350m2/kg和300m2/kg,水泥熟料掺量为40%,SO3掺量为3.5%的胶凝材料制备的混凝土兼备施工性、强度的高性能混凝土。

微观结构对加气混凝土性能影响研究综述

概述了国内外关于加气混凝土材料微观结构与性能的最新研究进展,阐述加气混凝土微观结构中的孔结构和孔分布、孔的特征、水化产物等因素对其性能产生的影响,并探讨了微观结构与水化产物之间的关系,提出了加气混凝土材料的未来发展趋势。

利比亚粉土路用性能试验研究

对利比亚首都的黎波里海边的第四纪沉积土及其水泥、石灰改良土进行了物理和力学性质试验。结果表明:1该沉积土为低液限粉土,级配不良,比重偏小,界限含水率试验中,在含水率较低时圆锥下沉深度与含水率成反比;2该土抗剪强度较低,压缩性较大,易扬尘、翻浆,不宜直接作为工程用土;3水泥改良对土体抗剪强度提高有较大贡献,且抗剪强度的增加与水泥添加量成幂函数关系,最佳掺入比为5%左右;4石灰改良对土体抗剪强度提高只在一定区间内有效,且以9%作为其最佳配比;5两种改良土样都对土压缩性能有了明显的改善,水泥更为明显;6经改良后的利比亚粉土可以在路基工程中使用。