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木框架-正交胶合木剪力墙多层结构体系关键节点力学性能试验与数值模拟

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土木工程学报 2024年

作者：李征王子为何敏娟韩倩文刘青同济大学土木工程学院同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司

胶合木（Glulam）框架结构能提供开阔的使用空间，正交胶合木（Cross Laminated Timber,CLT）剪力墙结构能提供较大的抗侧刚度，文章提出了一种二者相结合的结构体系，并针对体系中的2类关键节点开展研究，即CLT剪力墙-CLT楼板节点（简... 详细信息

胶合木（Glulam）框架结构能提供开阔的使用空间，正交胶合木（Cross Laminated Timber,CLT）剪力墙结构能提供较大的抗侧刚度，文章提出了一种二者相结合的结构体系，并针对体系中的2类关键节点开展研究，即CLT剪力墙-CLT楼板节点（简称剪力墙-楼板节点）和CLT剪力墙-胶合木梁节点（简称剪力墙-梁节点）。开展的主要工作如下：(1)自攻螺钉抗剪与抗拔试验；(2)剪力墙-楼板节点的抗剪与抗拔试验；(3)剪力墙-梁节点的弯剪复合试验。试验结果显示：自攻螺钉抗剪荷载-位移曲线有明显的弹性段和塑性段，而抗拔延性稍差。剪力墙-楼板节点抗剪试件的典型破坏模式为钉拔剪与木材劈裂破坏，其承载力达峰后会突降；剪力墙-楼板节点抗拔试件的典型破坏模式为钉拔出与木材承压破坏，其初始刚度较高、延性较好。剪力墙-梁节点抗弯剪试件的典型破坏模式为钉拔出破坏，节点有较好的延性，但滞回曲线捏缩效应明显。根据试验结果，文章对自攻螺钉、剪力墙-楼板节点、剪力墙-梁节点的力学指标进行了计算，其中，剪力墙-楼板节点试件的抗剪、抗拔承载力分别为26.66kN、 21.50kN；剪力墙-梁节点试件的承载力、弹性刚度和延性系数均值分别为10.89kN·m、 459.40kN·m/rad和3.68。最后，文章对这2类关键节点进行了数值模拟，数值模拟结果与试验结果吻合较好。文章针对胶合木框架-正交胶合木剪力墙结构的关键节点开展试验及数值模拟研究，以期为该类结构的工程应用提供理论与技术支撑。

关键词：正交胶合木胶合木框架连接节点拟静力试验数值模拟

深圳某地铁车站小盾构先行大盾构扩挖施工模拟分析

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城市轨道交通研究 2024年第3期27卷 92-96页

作者：李红柯磊李宣颍周浩肖波张姣龙中铁五局集团第五工程有限责任公司郴州423002 中铁五局集团有限公司贵阳550003 同济大学土木工程学院上海200092 上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092

[目的]深圳地铁14号线(以下简称“14号线”)肿瘤医院站首次采用小盾构先行、大盾构扩挖的施工工法。鉴于目前根据已有成果难以预测小盾构先行开挖且回填后,大盾构在形成的人工复合地层中掘进引起的地层稳定性,需要对采用此种工艺施工的... 详细信息

[目的]深圳地铁14号线(以下简称“14号线”)肿瘤医院站首次采用小盾构先行、大盾构扩挖的施工工法。鉴于目前根据已有成果难以预测小盾构先行开挖且回填后,大盾构在形成的人工复合地层中掘进引起的地层稳定性,需要对采用此种工艺施工的车站进行模拟分析。[方法]采用MIDAS/GTS软件,研究大盾构隧道开挖以及支护结构施作完成后,不同回填材料和不同埋深对地层沉降以及大盾构管片结构受力的影响。[结果及结论]当小盾构隧道分别采用C40混凝土、C15混凝土及渣土回填时,随着回填材料强度递减,大盾构开挖引起的地层位移递增,盾构管片结构的最大应力亦递增;当回填材料为C15混凝土和C40混凝土时,盾构掘进对围岩与地层的影响不大。建议本工程采用C15混凝土的回填方案;大盾构在小盾构隧道不回填的情况下直接掘进,存在较大的风险;埋深在21~45 m范围内,对地面沉降的影响不明显;随着埋深增加,地应力显著增加,隧道结构应力亦随之增加;14号线肿瘤医院站最终采取C15混凝土回填方案,地面沉降监测基本符合数值模拟计算的结果。

关键词：地铁车站小盾构先行大盾构扩挖施工模拟

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同步提升施工云平台系统研究

中国工程机械学报 2024年第3期22卷 363-368页

作者：张欣然陆一超陈力卞永明王润丰杨濛同济大学机械与能源工程学院上海201804 沈阳航空航天大学航空宇航学院辽宁沈阳110136 同济大学汽车学院上海201804 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092

随着同步提升技术逐渐应用于桥梁竖转等日益复杂的施工场景,传统的施工设计方法以及监控手段无法满足要求。为提高施工设备计算能力及施工过程的智能化水平,提出了一种同步提升施工云平台系统,采集施工过程数据并发送至远端,实现了施工... 详细信息

随着同步提升技术逐渐应用于桥梁竖转等日益复杂的施工场景,传统的施工设计方法以及监控手段无法满足要求。为提高施工设备计算能力及施工过程的智能化水平,提出了一种同步提升施工云平台系统,采集施工过程数据并发送至远端,实现了施工现场的远程监控。为确定不同施工环境下液压控制器的控制参数,提出了一种控制优化算法并集成在同步提升施工云平台中。同时,为了查看施工现场液压构件的状态及工作参数,进行可视化监控大屏设计。最后,以齐鲁大道黄河桥拱肋提升项目为例,进行实际应用验证,验证了设计云平台系统的有效性和可行性。

关键词：边云协同架构同步提升系统改进粒子群算法

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袁烽:建筑数智时代的引领者

中外建筑 2024年第1期 1-7,I0002页

作者：袁烽凌鑫同济大学建筑与城市规划学院 Architectural Digital FUTURES建筑数字学会国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海市数字建造工程技术中心上海建筑学会数字建筑分会《中外建筑》

在当前信息化时代的宏观背景下,数智建造正成为建筑行业的基本战略,借助数字技术驱动行业发展,实现建筑全过程、全要素、全参与的数字化、在线化、智能化,已经成为产业链上各相关方高度一致的共识。建筑师与建筑学都面临着前所未有的挑... 详细信息

在当前信息化时代的宏观背景下,数智建造正成为建筑行业的基本战略,借助数字技术驱动行业发展,实现建筑全过程、全要素、全参与的数字化、在线化、智能化,已经成为产业链上各相关方高度一致的共识。建筑师与建筑学都面临着前所未有的挑战,目前行业发展状况如何?建筑师该做怎样的转变?新技术与新应用如何才能迅速普及?新技术为城乡建设带来什么积极作用?近日,《中外建筑》深度专访同济大学教授袁烽,就相关问题进行了探询。

关键词：数智建造人工智能 3D打印:技术赋能

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隧道结构3D打印修复混凝土特性试验研究

建筑施工 2024年第10期46卷 1588-1591页

作者：袁勇陶亚欣姚旭朋张友华荣耀孙洋同济大学上海200092 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092 江西省交通投资集团项目建设管理公司江西南昌330200 江西省交通科学研究院有限公司江西南昌330200 根特大学根特9000

基于3D打印的隧道结构修复技术是应对隧道结构修复需求快速增长的技术途径之一,在当前城市化进程中,特别是对于地铁隧道来说,修复技术的研究和应用显得尤为重要。在对地铁隧道结构修复需求分析的基础上开展掺生物炭的3D打印混凝土特性试... 详细信息

基于3D打印的隧道结构修复技术是应对隧道结构修复需求快速增长的技术途径之一,在当前城市化进程中,特别是对于地铁隧道来说,修复技术的研究和应用显得尤为重要。在对地铁隧道结构修复需求分析的基础上开展掺生物炭的3D打印混凝土特性试验,探究了掺有生物炭的3D打印混凝土的特性。全面研究了不同剂量生物炭条件下3D打印混凝土的水化性能、流动性和可泵性,以及在不同龄期的力学表现和收缩性能,并评估了其对3D打印混凝土可建造性的潜在影响。试验结果表明生物炭的加入会显著改变3D打印混凝土的性能,这为3D打印混凝土在隧道结构修复技术中的应用提供了科学依据。

关键词： 3D打印混凝土隧道结构修复生物炭水化性能可建造性

悬吊装配式竖井自动化掘进工法地层变形沉降实测及数值模拟分析

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1496-1510页

作者：张振光周洁徐杰李泽垚刘成君上海公路桥梁(集团)有限公司上海城市基础设施更新工程技术研究中心同济大学地下建筑与工程系

垂直竖井沉降掘进工法(VSM)是一种通过机械臂在水下对地层进行摆幅开挖并同时进行预制管片拼装作业的下沉式竖井掘进施工新方法.以上海竹园白龙港污水连通管工程为背景，综合对比分析理论计算、现场实测和数值模拟结果，从而对VSM施工... 详细信息

垂直竖井沉降掘进工法(VSM)是一种通过机械臂在水下对地层进行摆幅开挖并同时进行预制管片拼装作业的下沉式竖井掘进施工新方法.以上海竹园白龙港污水连通管工程为背景，综合对比分析理论计算、现场实测和数值模拟结果，从而对VSM施工技术在上海软土地区首个工程案例进行系统性技术分析.现场实测表明，VSM掘进开挖引起的最大地表沉降为15.2mm,最大水平位移为3.74mm,竖井开挖对地表沉降的影响范围约为30m;相比于传统的地下连续墙下的基坑开挖施工，该工法对上海软土地层的适用性较强.应用有限元分析方法，对VSM竖井施工过程中地层沉降变形、土压力变化、竖井失稳与突涌风险进行了数值模拟分析，并讨论了数值模拟结果与基坑理论计算、现场实测结果的差异性.研究结果表明：采用流固耦合、弹塑性模型、莫尔-库伦准则、比奥固结模型进行的数值计算可有效对VSM竖井施工进行仿真模拟；VSM竖井整体开挖的过程中，井底稳定性安全系数皆大于1.8,整体发生土体失稳、井底突涌的风险性非常小.最后对VSM施工技术对工程环境的影响进行分析总结，并为未来其他实际工程的变形控制提出应对方案与合理化建议.

关键词：竖井掘进预制结构水下施工地表沉降变形监测工程扰动土压力

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隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 37-45页

作者：刘学增李振杨芝璐桑运龙孙州同济大学土木工程学院上海200092 岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学) 上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092 上海同岩土木工程科技股份有限公司上海200092

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试... 详细信息

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2 L/3或深度不低于0.9 H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3 H、0.7 H、0.9 H,以及长度为2 L/3且深度为0.3 H、0.7 H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。

关键词：隧道工程极限承载力模型试验裂缝特征扩展有限元

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带通焊孔的金属剪切型阻尼器力学性能研究

建筑结构 2020年第S2期50卷 322-329页

作者：谢超上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092

金属剪切型阻尼器是最常用的减震阻尼器,它通过芯材进入屈服为结构提供耗能,进而提高结构的抗震性能。由于它在加工制作过程中,常常需要在芯材的角部设置通焊孔,才能将其与上下顶板和侧向翼缘板焊接在一起。为了研究通焊孔对金属剪切型... 详细信息

金属剪切型阻尼器是最常用的减震阻尼器,它通过芯材进入屈服为结构提供耗能,进而提高结构的抗震性能。由于它在加工制作过程中,常常需要在芯材的角部设置通焊孔,才能将其与上下顶板和侧向翼缘板焊接在一起。为了研究通焊孔对金属剪切型阻尼器的力学性能影响,基于日本金属剪切型阻尼器的理论设计方法,通过对16组带通焊孔的金属剪切型阻尼器进行试验,发现该理论设计方法并不适用带通焊孔的金属剪切型阻尼器,因此需要对带通焊孔的金属剪切型阻尼器的屈服承载力计算公式进行修正。结合有限元分析,对带通焊孔的金属剪切型阻尼器进行参数分析,得到芯材、翼缘板和防屈曲措施对金属剪切型阻尼器力学性能的影响情况。可以得出以下结论:1)修正屈服承载力计算公式可以准确地计算带通焊孔的金属剪切型阻尼器的屈服承载力;2)影响金属剪切型阻尼器的屈服承载力的主要因素是芯材的宽度、厚度和屈服强度;3)影响金属剪切型阻尼器的弹性刚度的主要因素是芯材和侧向板的尺寸;4)带通焊孔的金属剪切型阻尼器具有优越的抗疲劳性能。

关键词：金属剪切型阻尼器通焊孔修正公式试验方法有限元疲劳性能

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预制复合墙板承载性能试验研究

同济大学学报（自然科学版） 2023年第1期51卷 48-57页

作者：高舒羽郭小农刘青王宝林王玉波同济大学土木工程学院上海200092 上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092 吉林恒源建设有限公司吉林吉林130011

研发了一种新型预制复合墙板,墙板的内外叶板均为钢丝网混凝土薄板,中间内嵌发泡水泥块作为保温材料,墙板各部分通过钢筋桁架网格连接成为整体。该墙板既可用作承重构件,也可作为围护构件使用,具有生产便捷、成本低廉、安装方便等优点... 详细信息

研发了一种新型预制复合墙板,墙板的内外叶板均为钢丝网混凝土薄板,中间内嵌发泡水泥块作为保温材料,墙板各部分通过钢筋桁架网格连接成为整体。该墙板既可用作承重构件,也可作为围护构件使用,具有生产便捷、成本低廉、安装方便等优点。对内墙、外墙和开洞外墙共3种规格的预制复合墙板分别进行了单调水平加载试验和低周反复加载试验,研究了墙板在一定轴压比下的抗侧性能。墙板的破坏模式均为混凝土压碎、部分钢筋桁架和钢丝网受拉屈服。单调水平加载试验结果表明,内墙、外墙和开洞外墙的峰值荷载分别为206.16、314.15和201.99 kN,具有良好的承载能力;开洞可有效增加墙板的延性,但墙板的极限承载力出现大幅降低。低周反复加载试验结果表明,墙板的骨架曲线与单调水平加载曲线较为相似;预制复合墙板具有良好的延性和耗能能力,开洞外墙的变形能力及耗能能力明显优于普通外墙和内墙。总体来说,预制复合墙板具有良好的承载力和延性,可以在低层或多层装配式建筑中使用。最后,采用ABAQUS建立了预制复合墙板的数值模型,数值分析与试验对比结果表明,数值模型可以较好地模拟墙板的破坏模式和受力状态,验证了数值模型的有效性。

关键词：预制复合墙板抗侧性能极限承载力滞回性能