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直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳性能评估与加固技术研究

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建筑结构学报 2024年第1期45卷 243-254页

作者：毕登山王建强幸坤涛严勇李忠煜程卓肖树豪中冶建筑研究总院有限公司北京100088 宝武装备智能科技有限公司上海201900

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续... 详细信息

设直角突变式支座的薄腹钢吊车梁,在吊车荷载作用下,腹板平面外变形产生的弯曲应力导致吊车梁腹板的疲劳性能明显降低。实际工程中的直角突变式支座薄腹吊车梁,在插入板端部位置的腹板沿竖向产生疲劳裂纹,裂纹长度最大达到300 mm,继续开裂会严重威胁生产安全。通过实测开裂的直角突变式支座薄腹吊车梁的动态应力、欠载效应的等效系数及平面外动态变形,得出吊车运行频繁程度和插入板端部切角弧度是影响插入板端部位置腹板疲劳强度的关键因素。采用有限元法和疲劳裂纹扩展分析技术,对直角式突变支座薄腹吊车梁插入板端部的腹板开展了拟静态疲劳裂纹扩展模拟,得出裂纹长度与应力强度因子的关系曲线。提出了适用于直角突变式支座薄腹吊车梁的钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固两种加固方法,并对比分析了两种加固方法的有效性。证明钢板高强螺栓加固和“贝壳板”焊接加固均可有效降低裂纹尖端的应力强度因子,提高直角突变式支座薄腹钢吊车梁疲劳强度。

关键词：钢吊车梁薄腹直角突变式支座疲劳性能评估裂纹扩展疲劳寿命加固技术

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多层互剪搅拌桩工法的工艺因素模型试验研究

岩土力学 2024年第1期45卷 68-76页

作者：葛春巍刘钟余桃喜兰伟杨宁晔赵梦雅浙江坤德创新岩土工程有限公司浙江宁波315100 坤德智慧岩土技术研究院浙江宁波315100 中冶集团中冶建筑研究总院有限公司北京100088

采用模型试验方法,对多层互剪搅拌桩工法(contra-rotational shear deep soil mixing,简称CS-DSM工法)的工艺因素进行了试验研究,探索了水泥掺量、单位桩长搅拌次数T、单位体积搅拌能量E以及内外钻杆转速比RN等工艺因素对搅拌桩均匀性... 详细信息

采用模型试验方法,对多层互剪搅拌桩工法(contra-rotational shear deep soil mixing,简称CS-DSM工法)的工艺因素进行了试验研究,探索了水泥掺量、单位桩长搅拌次数T、单位体积搅拌能量E以及内外钻杆转速比RN等工艺因素对搅拌桩均匀性与强度UCS的影响。模型试验研究发现,通过多层互剪搅拌能够根除地表冒浆、防止糊钻抱钻、提高固化材料利用率。18组模型试验结果阐明搅拌桩在T-E-UCS之间存在固有关联,并揭示出机械参数、输出能量与桩身强度之间的本质关系。提供的计算方法可以定性指导选取合理的工艺参数,实现桩身设计强度目标。作为重要工艺因素,内外钻杆转速比RN与桩身强度试验曲线存在极值点,建议在工程中将1.80~2.20作为获取桩身峰值强度的最优RN值域。CS-DSM工法应用的系列研究结果为高质量搅拌桩工艺控制原则和质量保障体系提供了试验依据。

关键词：多层互剪搅拌桩技术搅拌次数搅拌能量内外钻杆转速比 CS-DSM工法

钢结构工程高强度螺栓微小松动视觉检测方法研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 125-141页

作者：姚志东陈志华刘红波卢佳祁天津大学建筑工程学院天津300072 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对... 详细信息

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对钢结构螺栓连接节点,提出了基于深度学习的螺栓松动视觉检测方法。首先,基于YOLOv5检测螺栓目标。针对螺栓感兴趣区域(RoI),基于鲁棒性较高的Attention U-Net提取螺栓轮廓边缘直线。为了提高螺栓目标检测精度,目标检测模型应设定较低置信度阈值以保证目标无漏检,再通过螺栓RoI提取的边缘直线数量筛除伪螺栓。使用透视变换法对节点图像进行矫正,变换所需的参考点是根据螺栓检测框之间空间移动后的相交关系自动定位的。最后,根据矫正图像中的螺栓轮廓边缘直线计算螺栓角度,通过检测螺栓和基准螺栓之间的角度差异判断松动情况。研究结果表明:螺栓目标检测的AP值为0.97;螺栓轮廓边缘检测的准确率、召回率和F1的均值分别为0.846、0.807与0.825,且在多种复杂背景干扰下具有较高的鲁棒性;伪螺栓筛除法可过滤掉99.82%的伪螺栓目标;提出的图像矫正法适用于常见的多种螺栓排列形式的连接节点;当松动判别阈值仅为2.8°时,螺栓松动检测的准确率可达99.7%。该方法在大型钢结构螺栓连接节点自动化运维方面具有较好的应用前景。

关键词：桥梁工程螺栓微小松动检测计算机视觉与深度学习连接节点目标检测轮廓边缘直线检测透视矫正

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可控转角摩擦型铰节点滞回耗能研究

建筑结构 2024年第14期54卷 53-60,68页

作者：赵鹏左龙杜洋中冶建筑研究总院有限公司北京100089

提出一种可控转角摩擦型铰节点,介绍了该节点的构造。利用既有试验对有限元软件ABAQUS模型材料参数进行验证,结果表明,试验结果与数值模拟结果吻合较好。建立25个不同参数的节点模型,探究螺栓预紧力、拼板间摩擦系数、梁固定端距销轴轴... 详细信息

提出一种可控转角摩擦型铰节点,介绍了该节点的构造。利用既有试验对有限元软件ABAQUS模型材料参数进行验证,结果表明,试验结果与数值模拟结果吻合较好。建立25个不同参数的节点模型,探究螺栓预紧力、拼板间摩擦系数、梁固定端距销轴轴心距离、梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度、节点处肋板外伸长度共7个变化参数对节点滞回耗能的影响。通过拟合获得的数据,建立了节点摩擦反力提高系数与摩擦系数、节点安全储备系数与摩擦系数的关系曲线。结果表明:当节点转角大于设定转角后,节点产生的限位接触使节点反力大幅增加,实现限制节点转角的目的;摩擦系数在0.35左右耗能最大;在节点转角小于设定转角时,滑动摩擦反力与螺栓预紧力的比值约等于摩擦系数;节点最终破坏的总耗能随螺栓预紧力的增加而增大;螺栓预紧力超过规范规定的设计值时,对节点的累积耗能提高程度不明显;梁固定端距销轴轴心距离在梁高的0.95至2倍时耗能最佳;梁固定端距销轴轴心距离过大时,将降低节点的极限反力;梁连接端肋板厚度、梁连接端肋板外伸长度、节点处肋板厚度和节点处肋板外伸长度对节点滞回性能影响不显著。

关键词：钢结构节点可控转角滞回耗能摩擦型铰节点

钢纤维和碳纳米管对超高性能混凝土抗氯离子渗透性能的影响

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建筑结构 2024年第1期54卷 128-132,118页

作者：王涛赵进阶杨勇新中冶建筑研究总院有限公司北京100088

碳纳米管的掺入对超高性能混凝土(UHPC)的抗氯离子渗透性能的影响尚不清晰,且很少有涉及加载对UHPC抗氯离子渗透性能影响的研究。因此,通过氯离子扩散系数测试法测定氯离子扩散系数,盐溶液浸泡下测定不同深度处氯离子浓度,观察微观结构... 详细信息

碳纳米管的掺入对超高性能混凝土(UHPC)的抗氯离子渗透性能的影响尚不清晰,且很少有涉及加载对UHPC抗氯离子渗透性能影响的研究。因此,通过氯离子扩散系数测试法测定氯离子扩散系数,盐溶液浸泡下测定不同深度处氯离子浓度,观察微观结构等试验方法来探究碳纳米管和加载对UHPC抗氯离子渗透性能的影响。结果表明:加载造成的损伤会降低UHPC的抗氯离子渗透性能;在不同的加载程度下,不同浓度的碳纳米管对UHPC的抗氯离子渗透性能的影响是有区别的;碳纳米管既起到了填充孔隙的作用,又起到了促进钢纤维电化学腐蚀的作用。

关键词：超高性能混凝土碳纳米管钢纤维氯离子扩散系数氯离子浓度微观结构

基于序贯理论的混凝土结构有效预应力实测概率估计方法

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 100-107页

作者：许庆曾滨徐晓达李嘉伟王研妍中冶建筑研究总院有限公司北京100088 清华大学土木工程系北京100084

为建立基于实测数据的混凝土结构有效预应力分布性态评估与评价特征值计算方法,引入预应力比的概念,从单筋、构件、结构3个层次表征有效预应力概率分布性状。通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究各层次预应力比概率分布规律,建立... 详细信息

为建立基于实测数据的混凝土结构有效预应力分布性态评估与评价特征值计算方法,引入预应力比的概念,从单筋、构件、结构3个层次表征有效预应力概率分布性状。通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究各层次预应力比概率分布规律,建立了考虑结构预应力体系布置特征及设计差异影响的高斯混合模型分类简化分析理论;并引入序贯估计理论,以95%保证率特征参数最大估计误差作为约束条件,结合bootstrap方法、EM算法、枢轴量法建立了抽样停止准则,提出了基于实测数据的结构-单筋-构件预应力比序贯抽样估计及评价特征值计算方法;以某无黏结预应力混凝土框架结构为工程实例验证了该方法有效性。研究表明:相比于采用固定样本量的传统抽样方法,序贯抽样方法可有效量化估计精度,减少估计样本数量,降低检测成本;构件评价特征值的最大估计误差随预应力筋数量增加而逐渐降低,估计精度达95%以上。

关键词：预应力混凝土结构预应力比高斯混合模型序贯估计方法最大估计误差

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混凝土徐变柔度函数的高效逼近方法

原子能科学技术 2024年第8期58卷 1689-1696页

作者：向华伟荣华范兴朗耿岩白林洪中冶建筑研究总院有限公司北京100088 中冶检测认证有限公司北京100088 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518066 浙江工业大学浙江杭州310023

混凝土徐变是引起安全壳预应力损失的主要因素之一,采用指数算法求解混凝土徐变效应时需要将混凝土徐变柔度函数采用Dirichlet级数表达,如何获得精确表征柔度函数的Dirichlet级数是实现指数算法的关键。基于连续延迟谱法,本文提出一种... 详细信息

混凝土徐变是引起安全壳预应力损失的主要因素之一,采用指数算法求解混凝土徐变效应时需要将混凝土徐变柔度函数采用Dirichlet级数表达,如何获得精确表征柔度函数的Dirichlet级数是实现指数算法的关键。基于连续延迟谱法,本文提出一种求解拉普拉斯逆变换的Weeks方法来逼近Dirichlet级数。对工程中常用的CEB MC90徐变模型,构建了基于Weeks方法的Dirichlet级数逼近算法,并给出了提高方法效率的相关参数取值范围。结果表明,提出的方法仅需对原混凝土徐变柔度函数求1阶导数,即可返回时域函数的显示表达式,避免了高阶求导存在计算复杂和计算效率低的问题。将本文方法计算结果与原柔度函数解析解进行对比,验证了方法的有效性。

关键词：混凝土安全壳混凝土徐变柔度函数 Dirichlet级数连续延迟谱 Weeks方法

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滨海环境下既有混凝土结构耐久性分析与评定

建筑科学 2024年第5期40卷 176-185页

作者：闵红光胡俊杰姚志东闫贵海赵木子中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

通过对珠海市体育中心4个场馆的混凝土微观结构、孔径分布和氯离子含量分布进行分析,研究了滨海环境下既有混凝土结构的耐久性能并对其耐久性等级进行了评定。结果表明:滨海环境下既有混凝土结构均存在不同程度的硫酸盐和氯盐侵蚀问题,... 详细信息

通过对珠海市体育中心4个场馆的混凝土微观结构、孔径分布和氯离子含量分布进行分析,研究了滨海环境下既有混凝土结构的耐久性能并对其耐久性等级进行了评定。结果表明:滨海环境下既有混凝土结构均存在不同程度的硫酸盐和氯盐侵蚀问题,处于室外迎风面和潮湿环境的混凝土构件遭受硫酸盐和氯盐侵蚀问题较为严重,混凝土中大孔所占的比例较小;而处于室外背风面和室内环境的混凝土构件所面临的侵蚀问题则较轻,混凝土中大孔所占的比例则较大。基于滨海环境下既有混凝土结构耐久性能分析结果,评定珠海市体育中心4个场馆的混凝土结构耐久性不满足要求并给出耐久性处理措施。

关键词：滨海环境既有混凝土结构微观结构氯盐侵蚀耐久性评定

体验视角下邮轮空间探析——以迪士尼邮轮为例

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船舶工程 2024年第8期 19-31页

作者：刘姗栾雁宁王楠付一丁芦洋幸怡中冶建筑研究总院中船邮轮科技发展有限公司

我国邮轮旅游产业发展基础较好，但在推动邮轮旅游产业高质量发展方面尚存诸多难点。基于当前旅游市场需求、邮轮客群结构和需求体验的演变，以迪士尼邮轮为例，从产品业态、空间规划和主题知识产权（IP）特色等方面对不同系列邮轮的成... 详细信息

我国邮轮旅游产业发展基础较好，但在推动邮轮旅游产业高质量发展方面尚存诸多难点。基于当前旅游市场需求、邮轮客群结构和需求体验的演变，以迪士尼邮轮为例，从产品业态、空间规划和主题知识产权（IP）特色等方面对不同系列邮轮的成功经验进行解析，总结迪士尼邮轮在体验经济和情绪引导上对于主题娱乐产品的规划模式，助力邮轮旅游向高服务、多元化和主题化方向转型，促进国产邮轮主题体验板块的提质升级。

关键词：公共空间主题化邮轮业态布局可持续发展