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安检模式对铁路客站换乘地铁效率的影响

同济大学学报（自然科学版） 2024年第2期52卷 252-259页

作者：庄宇李丹瑞同济大学建筑与城市规划学院上海200092

随着新技术涌现和运用,铁路车站客流集散过程中的安检模式对于车站区域步行换乘效率的影响及其空间设计策略,正受到越来越多的关注。运用“MassMotion”软件对出站人流进行模拟,比较了采用“人脸识别无感出站”和“轨道交通安检互认”... 详细信息

随着新技术涌现和运用,铁路车站客流集散过程中的安检模式对于车站区域步行换乘效率的影响及其空间设计策略,正受到越来越多的关注。运用“MassMotion”软件对出站人流进行模拟,比较了采用“人脸识别无感出站”和“轨道交通安检互认”技术前后,对于不同空间节点人流出站情况的非均质影响及交互效应,并基于上述结果建立了出站空间人员压力速查表,为铁路车站前期设计评估提供参考。

关键词：行人模拟换乘效率铁路车站安检流程

多道负刚度阻尼伸臂结构减震性能的随机响应分析

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 55-68页

作者：孙飞飞杨光刘越杨嘉琦同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足,引入负刚度机制,将负刚度装置与阻尼器并联,形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构,在... 详细信息

针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足,引入负刚度机制,将负刚度装置与阻尼器并联,形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构,在降低阻尼需求、控制结构的风振及地震作用响应方面具有显著的优势。基于连续化的Timoshenko梁建立多道负刚度阻尼伸臂结构的简化分析模型,并通过虚拟小质量法建立核心筒-伸臂结构的状态空间方程,最终通过求解Lyapunov方程得到结构的随机地震响应。并以两道伸臂为例,对两道NSDO(简称“2NSDO”)结构、两种布置方案的混合伸臂结构进行了随机地震响应参数化分析。结果表明:与传统阻尼伸臂结构相比,合理设置的NSDO结构的减震效果明显提高,层间位移角与无控结构(仅核心筒)层间位移角之比(即层间位移角减震效果)从0.68降至0.25以下,有害层间位移角的减震效果从0.71降至0.4以下,加速度、基底剪力和倾覆弯矩的减震效果均从0.7左右降至0.5以下;对比不同的NSDO布置形式,对于有害层间位移角、加速度、基底剪力和倾覆弯矩指标,2NSDO结构和传统伸臂(conventional outrigger, CO)在下部、NSDO在上部(1CO+1NSDO)的混合伸臂结构具有基本相同的显著减震效果,均能降至0.55以下,NSDO在下部、CO在上部(1NSDO+1CO)混合伸臂结构的可降至0.82以下;对于层间位移角,2NSDO结构的减震效果最好,可降至0.25左右,1CO+1NSDO和1NSDO+1CO结构的分别降至0.3和0.4以下。综合考虑减震效果及对结构静力刚度的影响,工程中更推荐采用1CO+1NSDO的伸臂布置形式。

关键词：伸臂结构负刚度阻尼伸臂多伸臂随机地震响应减震效果

基于数据驱动和设计规则约束的钢框架-支撑结构平面布置智能设计方法

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 13-21页

作者：王伟付柏超同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

人工智能算法是实现建筑结构自动化、智能化设计的关键技术。然而,由于缺乏物理规则的约束,人工智能算法在实际工程的应用中时而会生成不合理的结果。因此,将结构设计规则以神经网络模块的形式融合到生成对抗网络(GAN)中,提出一种钢框架... 详细信息

人工智能算法是实现建筑结构自动化、智能化设计的关键技术。然而,由于缺乏物理规则的约束,人工智能算法在实际工程的应用中时而会生成不合理的结果。因此,将结构设计规则以神经网络模块的形式融合到生成对抗网络(GAN)中,提出一种钢框架-支撑结构平面布置智能设计方法(FrameGAN-sym)。对该方法的基本原理和思路进行介绍,并将FrameGAN-sym的设计结果与FrameGAN进行详细的对比和分析,证明其能够按照所提出的对称约束网络模块的要求,生成对称性更强的结构图纸。通过不同高度的3个钢框架-支撑结构工程算例,对比FrameGAN、FrameGAN-sym以及人工设计平面布置方案的力学性能,结果表明,FrameGAN-sym布置方案在力学性能上更加接近人工设计布置方案,且较FrameGAN布置方案降低了结构的扭转效应。

关键词：钢框架-支撑结构人工智能平面布置设计对称性扭转效应

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基于化力模型的供水钢管内腐蚀力学性能评估

浙江大学学报（工学版） 2024年第8期58卷 1681-1690页

作者：彭仁竹李素贞同济大学建筑工程系上海200092 同济大学土木工程防灾减灾国家重点实验室上海200092

为了解决已有钢管腐蚀深度预测模型未考虑电化学腐蚀机理,难以泛化到不同应用场景的问题,提出基于电化学腐蚀机理的腐蚀深度预测模型.该模型以溶解氧质量浓度和水温监测数据作为输入,预测管壁平均腐蚀深度.结合腐蚀深度预测模型、腐蚀深... 详细信息

为了解决已有钢管腐蚀深度预测模型未考虑电化学腐蚀机理,难以泛化到不同应用场景的问题,提出基于电化学腐蚀机理的腐蚀深度预测模型.该模型以溶解氧质量浓度和水温监测数据作为输入,预测管壁平均腐蚀深度.结合腐蚀深度预测模型、腐蚀深度-力学性能退化经验公式及Chaboche本构模型,提出化力模型,用于估算腐蚀后管材的单轴应力-应变曲线.该单轴应力-应变曲线可以为全寿命运营周期内管道结构的安全评估提供依据.以某根服役的供水钢管为案例,结合实时监测数据,验证了该模型的合理性和可行性.

关键词：市政工程供水钢管化力模型电化学腐蚀单轴应力-应变曲线

基于切口梁弯曲响应的UHPC受拉性能反演分析

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工程力学 2024年第4期41卷 151-160页

作者：郭义庆王俊颜同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室上海201804 同济大学建筑工程系上海200092

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变... 详细信息

为了更加快速、准确地获取超高性能混凝土(UHPC)材料的拉伸性能,该文基于切口梁四点弯曲试验获得的荷载-切口张开位移(CMOD)响应,提出了一种UHPC拉伸性能简化反演分析方法。该方法采用了考虑裂纹局部化的非线性铰模型和可描述拉伸应变硬化或应变软化特征的多折线UHPC受拉应力-应变关系。通过5种钢纤维掺量的UHPC切口梁弯曲试验和轴拉试验的验证以及模型参数分析表明:在切口梁弯曲响应的离散性较低时,提出的计算模型能够准确地预测应变硬化和应变软化UHPC的受拉初裂强度和极限强度;随弯曲响应的离散性增大,轴拉应力的预测值与实测值的偏差越大;特征长度及特征点数量对应变软化UHPC受拉应力-缝宽曲线预测结果的影响较小,但对于应变硬化UHPC,特征长度的增大和特征点的减少都会导致其极限强度预测值偏高。通过应用表明:采用基于荷载-CMOD响应的非线性铰模型预测UHPC的受拉性能具有较好的可行性。

关键词：超高性能混凝土拉伸性能切口梁四点弯非线性铰模型反演分析

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地铁车站深基坑开挖变形智能多步预测方法

上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1108-1117页

作者：刘俊城谭勇张生杰同济大学地下建筑与工程系上海200092

为更好预测深基坑开挖期间地下连续墙的侧向位移变形,基于长短期记忆神经网络(LSTM)智能算法理论构建了LSTM多步预测模型.首先对多步预测模型的多输出策略进行论述,其次详细介绍了LSTM多步预测模型的构建方法,并对模型输入集空间维度和... 详细信息

为更好预测深基坑开挖期间地下连续墙的侧向位移变形,基于长短期记忆神经网络(LSTM)智能算法理论构建了LSTM多步预测模型.首先对多步预测模型的多输出策略进行论述,其次详细介绍了LSTM多步预测模型的构建方法,并对模型输入集空间维度和时间维度两项超参数进行探究,以提高模型的预测准确度.最后依托某富水砂土深基坑工程实例,分析了模型预测值与实际监测值的差异.3个典型监测点的数据分析结果表明LSTM多步预测模型具有较强的泛化能力,相关算法对深基坑开挖变形预测方法的改进优化具有参考价值.

关键词：基坑工程开挖变形预测长短期记忆神经网络智能算法多步预测模型

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碳化对混凝土微孔特征和吸水性能的影响

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 567-573页

作者：宋辰姜超顾祥林同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 同济大学建筑工程系上海200092

为研究碳化对混凝土毛细吸水性能的影响,对比开展了不同水灰比非碳化与碳化混凝土的毛细吸水试验,并通过压汞试验,定量获取了碳化前后混凝土的孔隙结构参数,通过电镜背散射图像扫描和热重分析定性观察分析了孔隙结构变化特征。结果表明... 详细信息

为研究碳化对混凝土毛细吸水性能的影响,对比开展了不同水灰比非碳化与碳化混凝土的毛细吸水试验,并通过压汞试验,定量获取了碳化前后混凝土的孔隙结构参数,通过电镜背散射图像扫描和热重分析定性观察分析了孔隙结构变化特征。结果表明,碳化后混凝土的毛细吸水能力下降20.0%~26.5%,毛细吸水系数下降30.8%~37.8%。相较未碳化混凝土,碳化混凝土的最可几孔径减小13.9~15.1 nm,最高减小幅度达41.8%,且水灰比越高降低越显著。测试观察到碳化导致氢氧化钙转化为碳酸钙,孔径减小。计算表明,碳化混凝土毛细吸水性能使用Lucas-Washburn等人提出的模型依然有效,且选取最可几孔径作为等效孔径时模型效果最佳。

关键词：碳化混凝土毛细吸水孔隙结构

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胶合木预应力套管螺栓连接梁柱节点受力性能

建筑结构学报 2024年第9期45卷 253-261页

作者：何敏娟戴鹏飞李征同济大学建筑工程系上海200092 同济大学土木工程防灾减灾全国重点实验室上海200092

胶合木结构中的梁柱大多采用钢填板螺栓进行连接,即通过内嵌的钢板、采用螺栓连接梁柱构件。然而,这种连接方式存在螺孔与螺杆间空隙大、初始刚度低、木材易劈裂等问题。为提高节点的初始刚度、改善既有破坏模式中木材劈裂问题,提出一种... 详细信息

胶合木结构中的梁柱大多采用钢填板螺栓进行连接,即通过内嵌的钢板、采用螺栓连接梁柱构件。然而,这种连接方式存在螺孔与螺杆间空隙大、初始刚度低、木材易劈裂等问题。为提高节点的初始刚度、改善既有破坏模式中木材劈裂问题,提出一种将T形钢连接件的翼缘通过对拉螺栓连接于柱侧、T形钢连接件的腹板插入梁端并通过预应力套管螺栓与梁端紧密连接的节点构造。为了研究套管形状对节点受力性能的影响,分别制作使用方形套管和圆形套管的胶合木预应力套管螺栓节点试件,开展单调和往复加载试验。基于试验,得到了节点刚度、承载力以及延性等性能,并分析不同形状预应力套管螺栓节点的受力性能。结果表明:与传统钢填板螺栓节点相比,所提出的预应力套管螺栓连接梁柱节点初始刚度是其3倍以上;使用方形套管可延缓木材劈裂、减缓节点的刚度退化,但承载力比圆形套管节点降低9%。

关键词：胶合木结构梁柱节点预应力套管螺栓连接套管形状拟静力试验受力性能

框架-核心筒结构中支承楼面梁的连梁抗震性能研究

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建筑结构学报 2024年第10期45卷 78-86页

作者：虞终军王建峰段炼同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法,基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法,并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围,结果显示楼... 详细信息

为得到适用于工程应用的连梁数值模拟方法,基于OpenSees平台提出了一种考虑截面剪切非线性的适用于不同跨高比的钢筋混凝土连梁模拟方法,并通过试验结果验证了模拟方法的准确性。计算了实际工程中连梁承担的集中力取值范围,结果显示楼面梁传递到连梁上的集中力相比连梁自身的受剪承载力较小,通常仅占5%~10%。提出了支承楼面梁的连梁有限元分析模型,并通过对不同跨高比的连梁在不同集中力作用下的低周反复加载数值分析,研究了滞回曲线、刚度退化和耗能能力等抗震性能。结果表明:连梁跨中受集中力后等效刚度减小且减小的比例与集中力大小及加载位移角相关;连梁跨中承受集中力后,随着加载位移角增大,滞回环面积变化比例呈现出先增大后减小的规律;滞回环面积减小比例与集中力大小及加载位移角相关,集中力、加载位移角越大,滞回环面积减小比例越大;总体上,集中力对连梁的能量耗散系数影响不大;当连梁跨中承受的集中力为受剪承载力的10%且加载位移角为4.0%时,等效刚度减小为跨中不受力连梁的82%,滞回环面积减小为跨中不受力连梁的89%,能量耗散系数基本不变。

关键词：钢筋混凝土连梁剪切非线性 OpenSees 数值模拟抗震性能