基于LMDI的武汉城市圈产业用水驱动因素分析

为探讨城市圈产业用水的驱动因素,以武汉城市圈为例,利用LMDI法将产业用水影响因素分为产业用水单耗、产业结构、经济规模和人口规模,分析不同因素对产业用水变化的效应。结果表明:从总体来看,经济增长和人口扩大促进产业用水增长,其中经济规模为主导促进因素;而产业用水单耗下降和产业结构调整对产业用水的增长起抑制效应。在区域分析中,武汉市、黄石市、孝感市和潜江市产业用水的因素效应与城市圈全域基本一致;鄂州市仅产业用水单耗下降对产业用水变化表现为抑制效应;黄冈市、潜江市、仙桃市和天门市仅经济增长对产业用水变化有促进作用。研究结果可为武汉城市圈产业用水规划与节水政策提供参考。

武汉东湖淤泥早强固化试验研究

利用传统淤泥主固化材料水泥与辅助固化材料粉煤灰和石膏,通过组合配比对武汉东湖疏浚淤泥分别进行固化,基于无侧限抗压强度试验和三轴剪切试验,确定不同材料组合及配比下淤泥固化强度和特点。试验研究表明:在疏浚淤泥固化过程中水泥占主导地位,对固化效果影响最为显著;粉煤灰起到的作用相当于降低了淤泥初始含水率,表现在固化淤泥早期强度的快速提高;石膏有利于固化淤泥早期强度的形成,其作用持续于整个淤泥固化过程。随着含水率的增大,单纯水泥固化淤泥试样的应力-应变关系曲线由应变软化逐渐过渡到应变硬化模式,围压对固化淤泥强度的影响程度也随着含水率的增大而逐渐减弱,辅助固化材料的添加使原单纯水泥固化淤泥的应变硬化型曲线变为应变软化模式。不同含水率东湖疏浚淤泥固化材料最佳配比为水泥掺入比20%,粉煤灰为3倍的水泥量,石膏为30%的水泥量,该研究成果有助于武汉东湖底泥的治理以及疏浚淤泥排放场地的地基处理和环境整治。

基于气候特征的夏热冬冷地区被动式建筑节能设计策略——以武汉市为例

气候是建筑的本源,也是建筑节能的本源。建筑节能以自然气候特征为基础,在建筑的规划和方案设计阶段,对建筑的能源消耗在源头开始堵截。以我国地域广阔的夏热冬冷地区的武汉市为例,探究该地区被动式(或气候适应性)建筑节能设计策略,为建筑的绿色节能发展提供借鉴。

基于系统动力学仿真模拟评价武汉市水资源承载力

水资源承载力对一个国家或地区的经济增长、社会进步有着至关重要的影响,是水科学与系统科学交叉研究的热点。以武汉市为例,采用系统动力学方法将水资源子系统、经济子系统、社会子系统、生态环境子系统、水污染子系统进行有机结合,建立仿真模型,并用密切值法对所得指标值进行综合分析评价。最终得到了《武汉市国民经济和社会发展第十二个五年总体规划纲要》实施过程中的最佳方案。

武汉市水资源承载力评价应用研究

针对武汉市的水资源状况,以系统动力学方法将水资源、经济、社会、生态环境、水污染等系统进行有机结合,构建模型,模拟城市水资源利用与人口规模、经济发展、污染物排放等衡量指标之间的关系,然后采用密切值法对这些指标值进行处理后加以综合分析评价。通过模拟分析提出的5种方案下的水资源承载力的动态变化,得到了《武汉市国民经济和社会发展第十二个五年总体规划纲要》实施过程中的最佳方案。

武汉市“城中村”既有住宅建筑能耗构成分析及对策

通过对武汉市洪山区洪山乡城中村既有住宅围护结构的调研和测量,对其围护结构能耗状况和室内环境进行深入分析,并提出节能改造的初步设想。

武汉市保障房节能设计研究——以武汉市沌口区某保障房工程为例

保障性住房由于其经济性和居住性,要求在设计、施工过程中都要时刻考虑到其成本控制及居住舒适度。现根据我国建筑节能设计的现状和国内能量分析软件的应用现状,针对当前保障性住房没有专门的节能设计方法的实际需求,以武汉市沌口区一栋18层经济适用房为例,运用PKPM建筑节能设计分析软件PBECA的热工测试结果与人工计算相结合的方式,探究最适合保障房特点的建筑节能形式。在经济适用房的建设中推行65%节能标准,满足降低能耗、提高低收入居民居住品质的现实要求。

典型天气下武汉地区太阳直接辐射强度的动态变化特性

太阳能作为解决世界能源危机的一种新型可再生能源,其开发与利用直接影响整个能源结构的健康发展。通常太阳辐射由直射辐射和散射辐射组成,其中直射辐射对聚集太阳能系统及其他领域起到了至关重要的影响。本文通过实验测试三种典型天气下(晴天、多云、阴天)武汉地区的太阳直射辐射强度波动情况,每种天气分别选择两种不同的大气温度,并通过实验结果分析太阳直射辐射的影响因素。研究结果表明当天气状况不同时,太阳直射辐射会在一定程度上有所不同。晴天的太阳直射辐射强度大于阴天,晴天的峰值太阳直射辐射在777～830W/m^2之间,阴天的峰值太阳直射辐射在649～698W/m^2之间,多云天气下的太阳直射辐射波动最大,而且当日平均温度不同时不同天气状况的太阳直射辐射也会有变化。

武汉地区深基坑支护系统方案的优化设计模型

深基坑支护系统方案的优化设计是一个相当复杂的系统工程优化问题。针对工程实际 ,采用层次分析方法 ,根据武汉地区长江一级阶地的工程地质和水文地质特点构造层次结构模型 ,建立起深基坑支护系统方案的评价体系 ,并对评价指标进行了规一化处理。通过各种可行方案的定量评价对比 ,选出最佳方案 。

武汉城区高架道路空间布局环境影响的策略研究

随着武汉快速路网规划和大量高架道路的建设,高架道路对城市带来极为有利的一面;同时,由于高架道路穿行多处闹市区,对环境也带来一定的影响。为了减少高架道路对现有环境破坏和视觉,光、粉尘、噪音、尾气等污染问题,结合武汉的现状,采用对比分析方法探讨了武汉城区高架道路布局多采用路中方案。路中方案的环境影响从合理的桥墩高度、声屏障设计、色彩、绿化和夜景照明等方面得以解决。

武汉地区超高层建筑生态节能设计

超高层建筑既有节约土地不可代替的价值,又有破坏人居环境的潜在威胁。针对武汉地区的气候特征和地理位置,阐述了超高层建筑的节能现状,从自然通风、天然采光和围护结构节能以及再生绿化空间等方面探讨了超高层建筑节能设计策略。

武汉地区地铁车站深基坑变形控制的有限元分析

以武汉地铁车站王家墩东站为研究背景,运用大型通用软件ANSYS对基坑坑底采用旋喷桩加固前后的基坑进行模拟,从地下连续墙水平位移、坑外土体沉降、坑底土体隆起三个方面进行对比分析,得出旋喷桩的存在对地下连续墙的水平位移和坑外土体沉降有一定的限制作用,对限制坑底隆起作用尤为明显,为武汉地区后续地铁车站深基坑变形控制提供一定的参考依据。

武汉市外墙自保温技术应用探讨

随着我国城市建设的快速发展,建筑能耗问题日益突出,将节能技术与建筑技术相结合是降低建筑能耗的重要有效途径。重点介绍了建筑围护结构中的外墙保温技术,综合比较各项技术的优缺点,并结合武汉市的建筑外墙保温现状与居民经济情况,提出了在武汉市采用外墙自保温技术的建议。

太阳能光热光电技术在高校宿舍的对比研究

针对夏热冬冷地区某高校宿舍用能特征,基于太阳能的两种利用方式分别设计了太阳能光热供能系统和太阳能光电供能系统。利用TRNSYS仿真软件模拟两种供能系统的运行特性,对比了两种系统的组件性能、经济性及减排量。结果表明:除假期时间外,太阳能集热单元的集热效率保持在40%左右,年太阳能保证率可达58%;并网光伏发电单元全年发电量为311 394 kW·h,发电量自用率达到70.5%。太阳能光电供能系统的年能耗费用较光热供能系统节省11万元,费用年值减少4.9万元,年碳排放量降低166 t。对光伏安装面积进行优化后可知,光伏安装面积每增加52 m^(2),光伏供能系统费用年值减少2111元。研究结果可为高校宿舍建筑选择适宜的太阳能利用形式提供参考和依据。

摩擦耗能型摇摆柱节点抗震性能研究

基于可恢复功能的概念,提出了一种摩擦耗能型摇摆柱节点。阐述了该节点的构造形式并研究了其抗震性能。通过试验和数值模拟,分析了轴压比、弹簧刚度等参数对节点抗震性能的影响及节点在余震和修复情况下的韧性。研究结果表明,在±3%层间位移角内,节点呈现出低损伤特性,摇摆柱始终保持弹性。在轴向力作用下,滞回曲线呈明显的“旗帜形”,节点具有良好的自复位性能,最大残余转角仅为0.23%。通过重新拧紧螺栓,节点性能即可恢复至震损前水平,实现抗震韧性。弹簧刚度的增大可以显著提高节点的抗弯承载力;增大轴压比可以提高节点的“屈服”弯矩和极限弯矩。在轴向力作用下节点属于典型的半刚性连接,并确定了节点初始转动刚度的取值范围。针对该节点提出了一个简化的恢复力模型,理论结果与试验结果吻合度较好,为进一步对整体结构进行分析和设计奠定了基础。

钢-PVA混杂纤维高性能混凝土高温后残余力学性能试验研究

为探究3种因素钢纤维、聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维和矿粉对钢-PVA混杂纤维高性能混凝土(hybrid fiber high performance concrete,HFHPC)高温后残余力学性能的影响。对钢纤维、PVA纤维和矿粉3种因素各取3个水平,采用L_(9)(3^(3))方案进行正交设计,测试HFHPC遭受高温作用后的立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度,并进行极差与方差分析。结果表明:钢纤维体积分数为2.0%时可以有效提高HFHPC的各项强度。PVA纤维能够抑制混凝土爆裂,与钢纤维混杂可体现优势互补。800℃时,当钢纤维体积分数为2.0%、PVA纤维体积分数为0.3%、矿粉掺量为10%时,HFHPC的抗压强度残余率与劈拉强度残余率达到最高,分别为60.23%和74.5%。当矿粉掺量大于10%时,HFHPC抗压强度可显著提高,而劈拉强度与抗折强度略有下降。最后分别建立了HFHPC立方体抗压强度、劈裂抗拉强度和抗折强度的预测模型。

钢筋与混凝土粘结力学性能实验教学设计

该文以增强大学生创新实践能力培养为目标,开展了混凝土结构基本原理课程综合性实验教学研究,设计并实施了钢筋与混凝土的粘结力学性能综合性实验。通过混凝土抗压强度实验、钢筋与混凝土拉拔实验、粘结强度影响因素及钢筋滑移分析等教学内容增强学生对专业知识的理解、掌握及灵活应用,同时提升学生的实践能力及创新能力。实验教学实践表明,该综合性实验教学有效提升了教学效果,学生反馈良好,为高校新工科建设及学生的创新实践能力培养提供了有益参考。

夏热冬冷地区某综合医院分项能耗和环境测试分析

以夏热冬冷地区某典型三级甲等综合医院为例,利用现有能耗计量仪表监测数据,辅以设备法测算,对医院的空调制冷、空调制热、医疗设备、电梯、办公设备及照明、后勤设备等用能系统进行了能耗结构分析,结果显示该医院等效电总能耗为216.0 kW·h/(m^(2)·a)。其中暖通空调系统能耗占比最大,为50.45%;其次为后勤设备能耗占比34.84%;其余依次为办公照明能耗和医疗设备能耗。在制冷期对典型室内环境进行了测试,结果显示该医院室内温度满足II级热舒适度水平,湿度超标,照度普遍不足。为提升建筑室内环境品质,同时节能降耗,提出了节能改造和运行管理建议,并利用Design Builder软件对改造前后的能耗进行了模拟,定量分析了各分项能耗的节能率,预估投资回收期约8年。

钢-PVA混杂纤维高性能混凝土抗渗性能试验研究

为探究钢纤维掺量、聚乙烯醇(PVA)纤维掺量和矿粉掺量对钢-PVA混杂纤维高性能混凝土(HFHPC)抗渗性能的影响,本文开展了钢-PVA HFHPC抗渗性能试验,并对试验结果进行了极差分析、方差分析和回归分析。结果表明:对HFHPC抗渗性能的影响程度从高到低依次为钢纤维、矿粉和PVA纤维。在试验水平范围内,得出混凝土试件抗渗性能最佳水平组合:钢纤维体积掺量1.0%、PVA纤维体积掺量0.7%、矿粉质量取代率20%。当钢纤维掺量超1.0%时,HFHPC抗渗性能略有下降,但仍高于基准素混凝土。最后采用多元回归分析,建立了HFHPC渗透系数与钢纤维、PVA纤维和矿粉的预测模型。

排桩倾斜对双排桩支护结构性状影响分析

依托某双排桩基坑工程实践建立有限元模型,分析前、后排桩倾斜对基坑支护效果的影响,并与现场监测数据进行对比验证。研究结果表明:前排桩倾斜一定的角度,桩身弯矩和轴力增大,前排桩发挥斜撑作用,桩身水平位移及桩顶沉降减小,支护效果提高;随着前排桩倾斜角度的增大,支护效果提升幅度减弱;后排桩倾斜可提高支护效果,不同倾斜角度下,桩身弯矩、轴力、水平位移和桩顶沉降变化幅度不同,但倾斜角度过大导致支护效果减弱;相同排桩倾斜角度下,前排桩倾斜对双排桩支护效果的提升显著优于后排桩倾斜,前排桩倾斜15°时支护效果最优。