基于DEMATEL-ISM模型的钢结构装配式建筑成本控制研究

以影响钢结构装配式建筑成本的因素为研究对象,首先从设计、生产、运输、安装和其他五个方面整理筛选出15个具有代表的影响因素,其次运用DEMATEL-ISM模型,将影响因素按中心度排名并划分为三个层级。研究表明:构件标准化与模数化以及设计集成化水平为主要原因因素;吊装方案、预制构件安装技术和施工质量等为直接因素,也是结果因素,容易受到其他因素的影响;信息化技术应用程度为间接因素中的重要因素,贯穿于钢结构装配式建筑的全过程;国家相关政策标准和装配化水平为根本因素,也是原因因素,且中心度排名较高。最后提出建议为钢结构装配式建筑成本控制提供参考依据。

冲击荷载作用下井字梁楼盖的减振加固试验研究

针对大型动力设备运行时引起某工业厂房井字梁楼盖竖向振动的超限问题,采用增大刚度法(增加板厚和井字梁高度),通过缩尺模型试验研究了冲击荷载作用下井字梁楼盖结构的减振效果,推导出了局部井字梁楼盖结构的缩尺模型与原型结构物理量之间的相似关系,获得了试件的自振频率、动力响应等参数,并将试验结果与ABAQUS有限元模拟结果进行了对比分析。结果表明:适当增加板厚和井字梁高度均能有效降低井字梁楼盖的竖向振动加速度;相比于增加板厚的加固方法,增加井字梁高度的减振效果更佳;缩尺模型试件的实测与模拟竖向振动加速度的变化趋势基本一致,验证了缩尺模型与原型结构物理量之间相似关系的准确性和缩尺模型的有效性。

中国竹建筑工程2035发展趋势与路径研究

通过文献量化分析综述竹建筑工程在全球的发展情况及国内外50位专家的问卷调查和访谈结果,分析我国竹建筑工程发展过程中所面临的主要障碍,总结未来竹建筑工程的发展趋势。通过技术路线图研究竹建筑工程领域的关键技术与发展路径,指出面向2035我国竹建筑工程领域发展所需要的六项战略支撑与保障,包括提升企业规模和核心竞争力、建立国家重点实验室、设立专项科研基金、顶层设计技术标准体系、大力推广示范工程以及加强国际合作。

基于钢筋实际应力状态的基础不均匀沉降地下车库加固方法

某地下车库在降水作业时,将勘探孔改为降水井,引发突涌现象,导致基础底部脱空,筏板产生不均匀沉降,上部结构开裂严重。通过ABAQUS建立地下车库的实体模型,模拟承重结构的变形和损伤,探明地基不均匀沉降对承重结构的影响。结合现场实测结果、数值模拟结果及《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)推荐公式,获取承重构件受力钢筋的实际应力状态,为结构加固设计提供依据。最后,采取加大截面、粘贴碳纤维布等方法对该车库承重构件进行了加固处理,加固方法可为类似工程提供借鉴。

装配式建筑施工场地预制构件堆场布置优化

为应对装配式建筑施工场地预制构件供应与堆放缺乏统筹规划的问题,本研究深入分析预制构件吊装过程中塔吊升降、变幅与回转的协调运动规律,提出了一种逆向寻优方法,能够快速寻找任意预制构件的最佳堆场位置。在此基础上,提出了一种分散式、多堆场布置策略,通过增加堆场数量来减少塔吊回转角度,并采用逆向寻优方法进行快速求解,用于得到满足吊装效率最大化的堆场布置方案。模拟算例和工程实例表明,逆向寻优方法能够显著提高求解效率,采用分散式、多堆场布置策略,标准层预制构件总吊装时间较集中堆场布置方式减少14.6%,且有利于促进预制构件现场装配与配送运输协同。

空腹桁架转换结构腹杆刚度对结构内力与抗震性能的影响研究

为研究腹杆刚度对结构整体受力性能的影响,建立了考虑不同腹杆刚度的空腹桁架转换框架结构模型,分别进行了竖向荷载和地震增量下的动力分析。结果表明:适当增大腹杆刚度能够减小上、下弦杆的弯矩峰值,增加竖向刚度;当腹杆与弦杆的刚度比接近0.8时,下弦杆跨中位置处和腹杆位置处的正弯矩大致相同;随着地震动强度的增大,腹杆刚度对结构抗震性能的影响显著增加;腹杆刚度增大时,结构在罕遇地震或极罕遇地震时的抗倒塌能力有所降低,抗倒塌储备系数减小;边腹杆与弦杆的线刚度比值从0.078增大至1.323时,结构在罕遇地震作用下达到生命安全性能水准的概率增大44%,在极罕遇地震作用下达到防止倒塌性能水准的概率增大98%;对于空腹桁架转换结构,优化设计时应综合考虑腹杆刚度改变对结构内力与抗震性能的影响。

基于结构体系的抗震加固方法研究综述

我国既有建筑量大面广,由于建设年代不同,抗震设防水平不一致,导致许多既有建筑的抗震性能不能满足现行抗震规范的要求,而开展抗震加固是提升其抗震性能的有效途径。目前,基于结构体系的加固方法成为加固技术的主要发展趋势。基于体系的抗震加固新技术主要包括减震与隔震技术、自复位技术、附加子结构技术等,系统阐述了抗震加固新技术的研究进展,介绍了典型工程案例,指出了既有建筑抗震加固新方法的研究趋势。

某炼钢厂老旧冷却塔结构检测鉴定及加固处理

建于20世纪80年代的某炼钢厂冷却塔,存在混凝土脱落、钢筋锈蚀等问题。采用大空间三维激光扫描仪检测了塔体倾斜状况,对冷却塔的混凝土强度、缺陷损伤及循环水氯离子含量等进行了检测,分析了结构损伤原因。鉴定计算结果表明冷却塔通风筒筒壁及人字支柱承载力不足。针对冷却塔损伤状况,提出了对人字柱采用增大截面法加固、对通风筒壁采用钢丝绳-聚合物砂浆面层加固、对淋水构架预制构件采用修复或更换的加固方案,该冷却塔加固效果良好。

既有结构评估、加固改造理论及关键技术研究进展

我国既有建筑量大面广,其中约有30%~50%出现安全性降低、抗震性能或使用功能不能满足要求等问题,因此既有结构的安全性能评估、抗震加固及功能提升改造已成为工程领域的重要研究课题。既有结构评估虽然引入了目标可靠指标与评定等级的关系,但一些评定指标并未由可靠度计算得出,这与现行基于可靠度的结构设计方法不协调,因此基于可靠度的既有结构评估方法将成为未来的研究方向。随着建筑抗震研究的发展,考虑相互作用的基于体系的抗震加固方法、加固后结构的性能和可恢复性评估将成为研究的重要方面。建筑物的改造正由单项改造向综合改造发展,托换技术是综合改造的关键共性问题,涉及托换结构的受力研究及其与上部结构的共同作用问题。文章主要从既有结构评估、加固改造的科学问题与关键技术综述了本领域的研究进展及未来发展方向,对既有结构评估和加固改造领域的理论及关键技术研究起到一定的借鉴作用。

沉井式地下车库承载特性数值分析与结构优化

为研究连续拱形组合截面沉井式地下车库的受力特性,采用Ansys软件分别建立拱脚固接和拱脚铰接2种连接方式的不同跨数标准节间的连续拱形组合截面沉井的数值模型,分析构件的弯矩变化规律。结果表明:当标准节间外拱墙圆弧的迹线位于同一圆弧时,相应矢跨比为外拱墙弯矩接近为0的最优值。当标准节间跨数、拱脚连接方式、标准节间长宽比发生改变时,这一结论仍然适用。

新增部分剪力墙的框架结构抗震性能研究

在框架结构中新增部分剪力墙,能够明显提升结构的抗震性能,框架与新增部分剪力墙之间新老混凝土界面受力行为是结构分析的关键问题。运用ABAQUS有限元软件,基于新老混凝土界面模拟方法,建立了4个高宽比为1.5的框架-剪力墙模型,通过低周往复加载,研究了新老混凝土界面参数、新增剪力墙的混凝土强度、墙与框架的连接方式对承载力的影响。分析了新增部分剪力墙的框架结构和整浇框架-剪力墙结构在破坏形态、承载力和延性等抗震性能方面的差异。研究结果表明:新增部分剪力墙的框架结构的屈服荷载和峰值荷载都小于整浇框架-剪力墙结构,新增墙体端部设暗柱,不与框架柱连接的方式和分布筋全部插入框架的方式在承载力上相差不大。最后,给出了新增部分剪力墙的框架结构的水平承载力计算公式。

装配式钢箱混凝土组合沉井结构受力性能研究

为了深入研究装配式钢箱混凝土组合沉井结构的受力性能,文章基于大洋泊车地下立体车库工程中的装配式沉井足尺试验研究,对试验沉井进行有限元分析,探究影响组合沉井受力性能的影响因素。结果表明:加劲肋与桁架撑可有效提高沉井整体刚度,减缓应力水平;混凝土强度对沉井井壁变形和应力均有影响,但当混凝土强度等级超过C60时,对沉井变形和应力的影响不明显;井壁钢板厚度对沉井井壁应力水平有一定影响,厚度每增加4 mm,应力峰值降低约10%,钢板厚度对井壁变形的影响很小。

基于工程案例的砌体结构卸载内拱效应研究

内拱效应是砌体结构中的一类隐蔽型力学效应。为加深对这一效应的理解、更好地进行分析与应用,通过两类工程案例(过梁的设置、梁端下部砌体的局部受压)对内拱效应及其带来的卸载效应进行了深入研究,使隐蔽的力学效应得以明朗化。

基坑开挖对邻近建筑物天然地基变形影响及控制措施

目的明确基坑开挖对天然地基变形的影响及控制措施,以保障基坑及周边建筑群安全和稳定。方法依托某基坑工程,首先进行不同工况下模型试验,研究基坑开挖对天然地基变形的影响,然后基于室内试验建立数值模型,分析隔离桩对控制天然地基变形的效果。结果基坑开挖会使邻近建筑物天然地基部分监测点的变形明显超过报警值,建筑物基础靠近基坑一侧的地表竖向位移远大于远离基坑一侧的地表竖向位移。桩间距在1~3 m时,控制天然地基的变形效果比较明显,建议桩间距取1.5 m。隔离桩埋深在3 m以内时,布置埋入式隔离桩的建筑物竖向位移增幅较小,基本在5%以下。结论基坑与建筑物之间设置隔离桩可有效减小基坑开挖对天然地基变形的影响,基坑开挖深度越大,布置隔离桩的变形控制效果越明显。

基于LCA理论的装配式高延性再生微粉混凝土结构碳排放研究

装配式建筑碳排放与新型绿色建材环境影响评估是研究建筑业减碳路径的重要内容。本工作基于全生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)理论构建含再生循环过程的装配式建筑碳排放计算模型,提出了符合绿色建材生产方式的环境影响评估公式,并运用排放因子法定量计算高延性再生微粉混凝土(High Ductility Recycled Powder Concrete,HDRPC)结构物化阶段的碳排放以及相较于C30混凝土结构全生命周期的减碳量。经计算得出1 m 3的HDRPC与C30混凝土碳排放强度分别为0.104 kgCO_(2)e/(MPa·a)和0.193 kgCO_(2)e/(MPa·a),证明了应用HDRPC相较于C30混凝土具有更好的环境效益;当HDRPC回收率取零时,基于核算案例的HDRPC结构仍可比C30混凝土结构节约31.86 kgCO_(2)e。

基于超星学习通的岩土工程专业英语参与式教学设计

传统专业英语课堂存在教学模式单一、教学内容局限、考核方式保守和学生参与度不高的问题,参与式教学是进行专业英语教学改革,并解决上述问题的有效途径。该文给出岩土工程专业英语参与式教学设计案例,在原教材内容的基础上增设包括科技英语的特点、科技论文的阅读和写作,以及专业英语应用场景模拟3个专题,采用超星学习通实现课前预习、课后复习和课堂互动全教学过程管理,基于BOPPPS模式设计课堂教学,可有效丰富岩土工程专业英语教学内容、教学手段、考核方式,提高学生学习该课程的积极性和参与度,取得较好的教学效果,可为相关院校专业英语教学提供参考。

不同柱失效对T型钢连接子结构抗倒塌性能影响

结构倒塌会引起严重的人员伤亡和巨大的财产损失,研究结构抗倒塌性能可为结构设计提供指导和参考依据。文章通过对不同柱失效梁柱子结构的有限元数值模拟,分析结构的破坏模式和抗力机制,研究跨度比对角柱失效工况下梁柱子结构抗倒塌性能的影响。结果表明:中柱失效前,其承担的荷载在失效后的小变形阶段将更多地通过与失效柱强轴方向相连的梁传递到边柱,而在失效后的大变形阶段强轴和弱轴方向传递荷载能力相差不大;边柱失效工况下,只在对称方向的梁内产生了悬链线机制;在角柱失效情形,子结构中的梁构件只经历了梁机制作用阶段。比较3种柱失效工况,其角柱失效最危险,其原因在于梁构件没有产生悬链线机制;在角柱失效工况下,随着跨度比的增加,梁柱子结构极限承载力逐渐减小。

不平衡受力环境下钢管桩围堰结构研究与分析

以京台高速公路齐河至济南段改扩建工程主桥P3号墩为研究背景,该工程深基坑处于黄河岸边,具有下游回水冲刷较大、距离已有桥墩基础非常近、承受不平衡水土压力作用的特点,围堰施工难度大,极易导致临近桥梁、围堰变形过大等安全问题的发生。针对工程实例,结合不平衡受力的特点,探索了钢管桩围堰支护的作用机理。通过对工程实例进行有限元建模分析,对钢管桩围堰、支撑结构的变形、强度进行分析,并对临近既有桥梁的沉降影响做了进一步分析。将有限元计算结果与实际监测数据进行对比,验证了有限元模型的合理性。结果表明:钢管桩围堰随施工的进行变形逐渐增大,变形主要集中在水土分界处,且背水面变形大于迎水面,最大变形呈现在第5分析步(施工承台结构阶段),变形值为30.40mm,位于短边水中面;支撑结构在长边左右两侧受力不均较明显,尤其在第2分析步(安装上层支撑结构阶段),最大受力发生在第4分析步(土体开挖至基坑底部阶段),最不利截面强度验算为121.47MPa<215MPa,满足要求。临近的既有桥梁最大沉降值和最大倾斜度均满足规范要求。

既有结构鉴定理论与技术的发展趋势研究

通过回顾国内外工程建设的发展历程,探讨了既有结构鉴定存在的问题以及鉴定工作的重要性和紧迫性。对比分析了国内外鉴定规范的发展和国内鉴定标准之间的关系。最后介绍了现有3种鉴定方法及其优缺点,并归纳总结了概率鉴定法的研究进展,得出了同时考虑抗力退化和荷载变化的既有结构时变可靠度鉴定方法是未来的发展趋势。

钢筋混凝土耗能墙抗震性能试验研究及结构地震响应分析

为研究钢筋混凝土耗能墙的抗震性能及其对底层柔性建筑的减震效果,设计了3片耗能墙,设计参数为截面尺寸、墙的排列方式和配筋形式。通过低周往复加载试验对3个试件的破坏特征、滞回耗能、位移延性等抗震性能指标进行了研究。选取7条近场地震波和8条远场地震波,并采用SAP2000有限元软件对设置耗能墙的底层柔性结构进行地震响应分析。结果表明:3片耗能墙均具有较好的抗震性能,在墙身设置竖向通缝可以提高耗能墙的变形能力和耗能能力;内置钢板后可明显改善耗能墙的抗震耗能效果;在近、远场地震作用下,增设耗能墙后首层层间位移角平均值分别减少21.7%、17.6%,层间剪力平均值分别减少16.3%、18.1%,表明耗能墙可以提高结构的抗震能力,明显减轻主体框架的滞回耗能,减少结构地震响应。