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台风作用下超高层建筑模态参数识别的短时贝叶斯谱密度法及应用

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建筑结构学报 2024年第9期45卷 181-190页

作者：李飞强谢壮宁华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640

为更加准确地提取台风作用期间超高层建筑结构模态参数的时变特性,基于贝叶斯谱密度模态识别方法,引入短时傅里叶变换时频分析方法,在贝叶斯识别过程中考虑加窗效应影响,提出适用于非平稳激励下结构模态参数识别方法--短时贝叶斯谱密度... 详细信息

为更加准确地提取台风作用期间超高层建筑结构模态参数的时变特性,基于贝叶斯谱密度模态识别方法,引入短时傅里叶变换时频分析方法,在贝叶斯识别过程中考虑加窗效应影响,提出适用于非平稳激励下结构模态参数识别方法--短时贝叶斯谱密度法(ST-BSDA)。在采用数值模拟验证了该方法可靠性和准确性的基础上,将ST-BSDA用于台风“海高斯”过境期间高度210 m超高层建筑实测数据的模态参数识别,并对风场和结构模态参数取值的不确定性对结构风振响应的影响进行了研究。结果表明:利用ST-BSDA方法识别结果的平均值可以较好地表征结构模态频率、阻尼比的时变特征,其识别精度对荷载激励形式不敏感;台风过境期间,实测建筑结构前两阶自振频率变化率最大可达7.3%,与设计阶段有限元模型计算结果相对误差最大可达20%,阻尼比小于现行规范所建议的2%;相较于2阶模态响应,结构1阶模态响应对风速、风向、自振周期(频率)以及阻尼比的变化更为敏感;根据实测的模态参数结果对结构的风致响应进行重分析,得到的结构峰值加速度和实测结果吻合较好。

关键词：超高层建筑模态识别短时贝叶斯谱密度法现场实测风洞试验风致响应

硫-氯耦合侵蚀和钙溶蚀作用下混凝土中物质传输与反应机理的数值研究

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硅酸盐学报 2024年第5期52卷 1486-1498页

作者：计洌刘清风上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院海洋工程国家重点实验室上海200240 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510640

混凝土易受硫酸盐和氯盐的耦合侵蚀,且常伴随钙溶蚀作用,会产生严重的耐久性问题。为探明耦合侵蚀工况下混凝土的劣化机理,建立了一套基于化学反应的多离子耦合侵蚀模型,并通过第三方试验验证了模型的可靠性。本模型能够基于不同的初始... 详细信息

混凝土易受硫酸盐和氯盐的耦合侵蚀,且常伴随钙溶蚀作用,会产生严重的耐久性问题。为探明耦合侵蚀工况下混凝土的劣化机理,建立了一套基于化学反应的多离子耦合侵蚀模型,并通过第三方试验验证了模型的可靠性。本模型能够基于不同的初始材料参数和外界离子浓度预测出物质传输和产物分布情况,通过离子渗透深度、时变扩散系数和产物含量等指标研判混凝土劣化进程。同时,模型通过综合考虑钙溶蚀、硫酸盐侵蚀和氯盐侵蚀三者之间的耦合作用揭示了复杂环境因素对混凝土劣化过程的影响。研究发现短期内硫-氯间的耦合作用会抑制2种盐类的侵蚀,而忽略钙溶蚀作用会导致混凝土内部生成的钙矾石量减少但分布更广。基于该模型进一步探讨了环境/材料变量对硫-氯耦合侵蚀的影响,为预防硫-氯耦合侵蚀下混凝土耐久性问题提供理论参考。

关键词：氯离子硫酸盐钙溶蚀耦合侵蚀数值模型

基于文献计量的土地利用变化与碳汇评估交叉研究进展

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生态学报 2024年第13期44卷 5893-5903页

作者：王春晓李明倩深圳大学建筑与城市规划学院深圳518060 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州518060

在“碳中和”的背景下,土地利用变化与碳汇评估的结合日趋紧密,受到了景观生态学、人文地理学等多个学科的关注,二者的交叉研究已成为当下研究热点。对土地利用变化和碳汇评估进行研究,对于实现碳中和、碳达峰具有重要意义。以2003—202... 详细信息

在“碳中和”的背景下,土地利用变化与碳汇评估的结合日趋紧密,受到了景观生态学、人文地理学等多个学科的关注,二者的交叉研究已成为当下研究热点。对土地利用变化和碳汇评估进行研究,对于实现碳中和、碳达峰具有重要意义。以2003—2023年Web of Science的核心数据集3556篇英文文献和中国知网CNKI数据库363篇中文文献为研究对象,采用CiteSpace软件制作科学知识图谱,梳理了土地利用变化和碳汇评估交叉研究的概况、研究领域及方向和发展脉络及趋势。研究发现,近20年来土地利用变化和碳汇评估交叉研究的刊文量呈逐年增长趋势,根据关键词聚类情况可将文献主要分为三类议题:1)土地利用类型碳汇评估;2)生态系统服务碳汇评估;3)土壤和植被碳汇评估。其中,土地利用类型碳汇评估是土地利用变化和碳汇交叉研究的重点。研究热点从碳汇评估方法研究逐渐向气候变化及土地利用变化下的碳汇预测模拟转变。在研究方法上,遥感数据分析方法得到不断改进,同时人工智能和机器学习方法也逐渐开始为更多学者采用。在未来的研究中,应发挥学科交叉的优势,完善该领域的研究深度和广度,加强综合性的碳汇评估研究,强化对政策的响应并提出合理的国土空间规划建议,为早日实现碳达峰、碳中和目标提供科学依据和参考。

关键词：土地利用变化碳汇评估文献计量 CiteSpace

基于大涡模拟的CAARC模型角区开槽气动优化研究

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振动与冲击 2024年第7期43卷 126-133,167页

作者：徐洲洋罗凯文杨易华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

超高层建筑属风敏感结构,对建筑外形进行适当气动优化可有效降低结构风荷载及风致响应。基于大涡模拟(LES)方法,采用一种新的入口湍流生成方法——NSRFG(narrow-band synthesis random flow generation)方法,进行超高层建筑标准模型(CAA... 详细信息

超高层建筑属风敏感结构,对建筑外形进行适当气动优化可有效降低结构风荷载及风致响应。基于大涡模拟(LES)方法,采用一种新的入口湍流生成方法——NSRFG(narrow-band synthesis random flow generation)方法,进行超高层建筑标准模型(CAARC)角区开槽的气动优化研究。首先进行了CAARC高层建筑标准模型绕流模拟,并将模拟结果与风洞试验结果对比,以验证NSRFG方法的适用性;然后以CAARC模型为基础,设计了4种开槽气动优化方案,通过LES模拟得到基底弯矩功率谱,以估算建筑顶部位移响应和顶部峰值加速度响应。结果对比显示:对于矩形截面高层建筑标模,无论原型还是4种开槽气动优化方案,横风向脉动响应和峰值加速度响应整体比顺风向大;与全封闭原型相比,采取不同开槽方案均能降低顺风向和横风向风振响应,其中角区开槽对顺风向响应的优化效果最好,周向开槽对横风向响应的优化效果最好;4种开槽方案对于横风向响应的优化效果明显优于顺风向,其中相对而言周向开槽优化效果相对最好,使横风向脉动位移响应和横风向峰值加速度响应分别降低28.4%、32.8%。因此,从减小矩形截面超高层建筑结构横风向响应角度考虑,建议采用周向开槽方案。

关键词：大涡模拟(LES) NSRFG方法超高层建筑风致响应气动优化

社交媒体数据分析在台风灾害管理中的应用潜力探究——以台风“杜苏芮”对福建省的影响为例

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热带地理 2024年第6期44卷 1090-1101页

作者：谢雪苗邵亦文深圳大学建筑与城市规划学院广东深圳518060 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510640

社交媒体的迅猛发展为灾害管理领域引入新的理念与技术手段。文章回顾了社交媒体数据的特性及其在台风灾害管理中的应用潜力和价值,为灾害管理领域提供新的研究视角。并以2023年台风“杜苏芮”对福建省的影响为例,运用LDA主题建模方法... 详细信息

社交媒体的迅猛发展为灾害管理领域引入新的理念与技术手段。文章回顾了社交媒体数据的特性及其在台风灾害管理中的应用潜力和价值,为灾害管理领域提供新的研究视角。并以2023年台风“杜苏芮”对福建省的影响为例,运用LDA主题建模方法分析新浪微博台风灾害期间的发文数据,探究社交媒体数据在灾害管理中的应用潜力。结果显示,微博平台活跃度与灾害事件发展进程相关;不同类型用户在灾害发生过程中关注焦点有所差异,个人用户更倾向于关注生活设施恢复和救援物资供应情况,而组织用户侧重于灾情传播和应急处置;主题内容演化分析能反映各城市在灾害管理不同阶段内应急响应和公众关注需求的动态。未来研究可从结合多源数据、利用机器学习和深度学习技术提升主题信息提取的准确性、探索社交媒体数据在灾后紧急救援和基础设施保障需求中的应用等角度展开。

关键词：社交媒体灾害管理台风灾害应用潜力主题建模 “杜苏芮” 福建省

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面向室内空间智能的三维场景图表达与应用

测绘学报 2024年第7期53卷 1355-1370页

作者：汤圣君杜思齐王伟玺郭仁忠深圳大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东深圳518061 深圳大学建筑与城市规划学院广东深圳518061

现有室内三维场景表达聚焦于对象化的描述方法,其要素表达还停留在对象级语义理解层面,欠缺对室内场景复杂关系信息的显示表达。面向室内空间智能任务需求,亟需一个能够完整、准确描述室内要素几何、语义及关系,且具备语义检索和分析推... 详细信息

现有室内三维场景表达聚焦于对象化的描述方法,其要素表达还停留在对象级语义理解层面,欠缺对室内场景复杂关系信息的显示表达。面向室内空间智能任务需求,亟需一个能够完整、准确描述室内要素几何、语义及关系,且具备语义检索和分析推理能力的结构化模型支撑。基于三维场景图基础理论,本文创新性地提出面向室内空间智能的三维场景图表达模型,系统性介绍了室内三维场景图要素层级化组织、几何表达、语义描述、关系描述方法,建立了一个可统一描述室内要素几何、语义及关系的室内三维场景图概念模型。同时,该图模型可以与现有的三维场景表达方法进行融合表达,具有良好的数据兼容性。最终,本文基于公开的IFC模型构建了完整且具有多层级关系信息的三维场景图模型,并且结合大语言模型通过复杂场景检索、拓扑分析等应用对该模型的应用能力、潜力及局限性进行了系统性探讨和分析。结果表明,室内三维场景图模型具备复杂计算和分析能力,可直接与大语言模型集成,通过简单的自然语言提示实现复杂的场景分析应用。

关键词：室内建模图模型 IFC CityGML 大语言模型

内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压力学性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第5期52卷 101-113页

作者：康澜陈炫洪书涛华南理工大学土木与交通学院/亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640

钢管混凝土作为一种发展前景广阔的结构形式,具有较好的承载力和塑性变形能力。矩形钢管混凝土柱作为其中常见的一种形式,在实际工程中的应用较为广泛。该研究基于矩形钢管混凝土在实际应用中存在的长短边约束不一致和对核心混凝土约束... 详细信息

钢管混凝土作为一种发展前景广阔的结构形式,具有较好的承载力和塑性变形能力。矩形钢管混凝土柱作为其中常见的一种形式,在实际工程中的应用较为广泛。该研究基于矩形钢管混凝土在实际应用中存在的长短边约束不一致和对核心混凝土约束不足两个问题,探究一种新型的矩形钢管混凝土构件,即内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱。为此,对11根内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱、2根内置跑道形箍筋的矩形钢管混凝土柱、2根普通矩形钢管混凝土柱开展了轴压力学性能试验,重点分析了并束距、钢管壁厚、混凝土强度等级、箍筋间距、箍筋直径、内置用钢量等重要参数对内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力和延性的影响规律。结果表明:在总用钢量不变的情况下,将矩形钢管的壁厚减薄,并加工成异形箍筋内置于核心混凝土中,能够有效地提高试件的轴压承载力和延性;内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压过程可以分为4个阶段——弹性阶段、弹塑性阶段、塑性强化段、下降段;相比于普通矩形钢管混凝土柱,内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱有更为饱满的塑性强化段。在试验和参数分析结果的基础上,采用已有的约束混凝土本构模型,推导得到内置异形箍筋矩形钢管混凝土柱的轴压承载力计算公式。该研究可为实际工程应用提供科学依据和数据参考。

关键词：内置异形箍筋轴压力学性能轴压承载力矩形钢管混凝土柱

板式超高层建筑横风向基底气动弯矩功率谱的精细化试验研究

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土木工程学报 2024年

作者：陈禹儒胡晓琦谢壮宁余先锋华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室

我国现行荷载规范中横风力相关计算公式适用深宽比范围较小，实际工程中的大深宽比建筑沿用现行荷载规范则会造成较大误差。为此并结合前期工作存在的问题，本文核查所有风场模拟结果并对B、D两类地貌风场重新进行高质量的模拟，进而对... 详细信息

我国现行荷载规范中横风力相关计算公式适用深宽比范围较小，实际工程中的大深宽比建筑沿用现行荷载规范则会造成较大误差。为此并结合前期工作存在的问题，本文核查所有风场模拟结果并对B、D两类地貌风场重新进行高质量的模拟，进而对3种不同高度和7种不同矩形截面尺寸的系列超高层建筑模型进行高频天平测力风洞试验研究，由获的结构基底气动力数据拟合得到横风向基底气动弯矩均方根系数以及无量纲功率谱经验公式。该系列公式适用于深宽比为0.5～5的矩形截面超高层建筑，具有良好的拟合精度与相对更为简洁的公式形式，并在一定的建筑高度变化范围内表现出良好的适用性。和已有文献结果相比，本文试验风场更接近现行荷载规范的标准风场，所得到的拟合公式更能真实反映现行荷载规范各类地貌下矩形截面超高层建筑横风力的实际特征。

关键词：高层建筑风荷载风洞试验横风向基底气动弯矩公式拟合

珠三角巨型城市区域食物供应网络:特征、韧性与保障策略

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自然资源学报 2024年第3期39卷 564-581页

作者：王彦开赵渺希吉瑞师浩辰华南理工大学建筑学院广州510641 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510641

受极端天气、公共卫生和俄乌战争等重大突发事件影响,维育食物系统的稳定成为保障城市地区粮食安全的重要议题。利用食品企业公共交易数据构建耦合地理空间的食物供应网络,并结合网络分析方法,探究珠三角巨型城市区域的食物供应网络结... 详细信息

受极端天气、公共卫生和俄乌战争等重大突发事件影响,维育食物系统的稳定成为保障城市地区粮食安全的重要议题。利用食品企业公共交易数据构建耦合地理空间的食物供应网络,并结合网络分析方法,探究珠三角巨型城市区域的食物供应网络结构特征。在此基础上,评估了风险传播视角下区域食物供应网络的“动态”韧性表现,并识别影响网络稳定的关键性节点。研究发现:珠三角形成了以广佛、深圳为核心的多中心食物供应组织结构和城市自环结构,多中心避险能力较高;区域食物供应具有空间邻近性和来源多样性的特征,交易总量总体符合距离衰减规律;蓄意攻击相比随机攻击能显著降低食物供应网络的韧性,度中心性排名前15的节点是引发级联效应并导致网络性能严重下降的关键性节点。基于上述结果,从深化国内外生产网络合作、强化食物供应基础设施建设和优化国土空间规划格局等方面提出了保障区域食物供应稳定的政策建议。

关键词：网络韧性级联效应食物供应网络巨型城市区域城市食物系统食物安全