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T形截面剪力墙约束边缘构件设计建议

建筑结构 2024年第16期54卷 78-85,59页

作者：张微敬李泽川北京工业大学城市建设学部北京100124

约束边缘构件的构造对剪力墙抗震性能影响较大,抗震规范对T形截面剪力墙约束边缘构件的配筋及长度的相关规定可能存在不足。为研究T形截面剪力墙约束边缘构件的合理构造,基于有限元平台OpenSEES,建立了T形截面剪力墙纤维模型,仿真结果... 详细信息

约束边缘构件的构造对剪力墙抗震性能影响较大,抗震规范对T形截面剪力墙约束边缘构件的配筋及长度的相关规定可能存在不足。为研究T形截面剪力墙约束边缘构件的合理构造,基于有限元平台OpenSEES,建立了T形截面剪力墙纤维模型,仿真结果与试验数据吻合良好,验证了有限元模型的合理性和可靠性。在此基础上,研究T形截面剪力墙翼缘端约束边缘构件纵筋配筋率和腹板自由端约束边缘构件长度对其抗震性能的影响,结果表明:抗震规范对T形截面剪力墙翼缘端约束边缘构件纵筋配置的要求过于保守;降低翼缘端约束边缘构件的纵筋配筋率、同时增加腹板端约束边缘构件长度,可显著提升T形截面剪力墙抗震性能,且用钢量减少。借鉴美国规范ACI 318⁃19,提出了确定T形截面剪力墙腹板端约束边缘构件长度的简化方法,给出了T形截面剪力墙约束边缘构件的设计建议。

关键词： T形截面剪力墙约束边缘构件构造要求抗震性能

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开口索穹顶结构抗倒塌性能及参数影响研究

建筑钢结构进展 2024年

作者：张微敬李鹏伟李永梅北京工业大学城市建设学部

开口索穹顶是一种新型索穹顶，其工程应用较少，抗倒塌性能尚未明确。设计了一组大跨度开口索穹顶结构，进行连续倒塌非线性动力分析，研究不同类型单根索杆破断情况下结构的抗倒塌能力，以及初始预应力、开口大小等参数对索穹顶结构连... 详细信息

开口索穹顶是一种新型索穹顶，其工程应用较少，抗倒塌性能尚未明确。设计了一组大跨度开口索穹顶结构，进行连续倒塌非线性动力分析，研究不同类型单根索杆破断情况下结构的抗倒塌能力，以及初始预应力、开口大小等参数对索穹顶结构连续倒塌性能的影响。计算结果表明：外环索是开口索穹顶结构抗连续倒塌的关键杆件；不同参数的开口索穹顶结构，单根外环索破断，节点的最大竖向位移大多为结构跨度的1/14左右，最大达到结构跨度的1/11，结构发生较大范围的局部倒塌；单根索破坏会引起个别相邻索在内力重分布过程中的应力放大2～4倍，从而接近索的破断应力；初始预应力或开口尺寸增大，结构的倒塌面积减小；跨度或矢跨比增大，屋盖结构的倒塌面积增大；矢跨比对开口索穹顶结构连续倒塌影响显著，随着矢跨比的增大，结构抗倒塌性能迅速降低。建议开口索穹顶采用小矢跨比，增强其抗倒塌能力。

关键词：开口索穹顶抗倒塌参数影响非线性动力分析开口尺寸矢跨比

基于SSA-BP的爆破振动峰值速度预测研究

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爆破 2024年第3期41卷 205-211页

作者：李攀云高文学张小军何茂林葛晨雨王林北京工业大学城市建设学部北京100124 北京市政路桥股份有限公司北京100045

为了精准预测爆破振动峰值速度(PPV),有效降低爆破振动的危害,以星光一号露天矿山爆破工程为依托,选取爆心距、堵塞长度、最小抵抗线、炸药单耗、最大单孔装药量、总延期时间、最大单响药量等7个影响因素作为输入变量,采用灰色关联分析... 详细信息

为了精准预测爆破振动峰值速度(PPV),有效降低爆破振动的危害,以星光一号露天矿山爆破工程为依托,选取爆心距、堵塞长度、最小抵抗线、炸药单耗、最大单孔装药量、总延期时间、最大单响药量等7个影响因素作为输入变量,采用灰色关联分析法评估各因素与PPV之间的相关性,构建麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络的爆破峰值振速预测模型,对三向峰值振动速度进行预测,并与BP神经网络模型预测结果进行对比分析,得到SSA-BP神经网络模型预测结果的平均误差分别为6.08%、7.34%、1.91%,BP神经网络模型预测结果的平均误差分别为22.19%、54.01%、25.29%。研究结果表明:SSA-BP神经网络模型全面考虑了多种爆破设计参数对振动峰值速度的影响;麻雀搜索优化算法有效解决了传统BP神经网络模型容易陷入局部最优的问题,预测结果更精确,与振速监测值吻合度更高、误差更小;并且极大地缩短了样本数据的学习训练时间,加快BP神经网络预测模型的收敛速度,可为类似露天爆破工程质点峰值振速的预测提供借鉴。

关键词：爆破振动露天矿山质点峰值振速预测 BP神经网络 SSA-BP神经网络模型

融合聚类算法与改进哈里斯鹰算法的建筑机器人任务分配方法

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建筑结构 2024年第20期54卷 89-97,42页

作者：刘占省杨煜垚史国梁北京工业大学城市建设学部北京100124

建筑机器人技术处于起步阶段,针对建筑机器人多机任务分配问题的相关研究严重不足。因此,对该问题进行分析,将其转化为多旅行商问题进行数学建模,并提出了融合改进哈里斯鹰算法与聚类算法的建筑机器人多机任务分配方法进行求解。首先根... 详细信息

建筑机器人技术处于起步阶段,针对建筑机器人多机任务分配问题的相关研究严重不足。因此,对该问题进行分析,将其转化为多旅行商问题进行数学建模,并提出了融合改进哈里斯鹰算法与聚类算法的建筑机器人多机任务分配方法进行求解。首先根据建造任务的空间特征和建筑机器人数量利用聚类算法进行任务聚类;针对哈里斯鹰算法参数敏感与易陷入局部最优的缺点进行基于Logistic混沌映射的改进形成改进哈里斯鹰算法,根据建筑机器人的移动方式构造目标函数并在聚类的基础上进行优化求解,最终确定每个建筑机器人的任务集合与任务执行顺序。为验证该方法的有效性,利用随机生成的3*15、5*40、8*70共3组不同规模的建筑机器人*建造任务数据集进行仿真模拟,并将该方法与未融合聚类算法的GA和IHHO任务分配效果进行对比分析。结果表明,聚类能够有效解决建筑机器人任务分配问题,能够有效降低任务集合之间的空间叠加、增强优化算法的迭代收敛性能;基于Logistic混沌映射改进的算法在迭代开始与收敛时的适应度值更佳;随着问题规模的增大,融合改进哈里斯鹰与聚类算法的建筑机器人任务分配方法效果更显著,说明其更适用于解决大规模复杂的实际问题。

关键词：建筑机器人任务分配任务聚类哈里斯鹰算法

含光热电站及碳交易机制下的电气热多能流耦合系统分层优化运行

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电力建设 2024年第3期45卷 27-38页

作者：胡长斌蔡晓钦赵鑫宇罗珊娜北方工业大学电气与控制工程学院北京市100144 北京市城市管理委员会北京市城市运行管理事务中心北京市100045

随着低碳经济的日益发展,电热气系统耦合程度日益加深,传统供能系统采用电热分离方式、输配电网分级调度的运行模式已经难以挖掘出全网资源并实现全局最优的运行策略。为提高新能源消纳,同时求解多能流耦合系统,提出了一种含光热(concen... 详细信息

随着低碳经济的日益发展,电热气系统耦合程度日益加深,传统供能系统采用电热分离方式、输配电网分级调度的运行模式已经难以挖掘出全网资源并实现全局最优的运行策略。为提高新能源消纳,同时求解多能流耦合系统,提出了一种含光热(concentrating solar power,CSP)电站及碳交易机制下的电气热多能流耦合系统分层优化运行策略。上层为多能流耦合系统求解层,为求解复杂多能流耦合系统矩阵值,提出了牛顿法、改进牛顿法以及改进二阶锥协同求解的方法;下层为多能流优化求解层,依据上层所得系统求解值,下层优化以用户总成本经济最小化为目标,引入碳交易机制模型来优化电气热机组不同场景下的时序出力,求解方法上采用混合整数线性规划法。最后,通过仿真算例进行有效性的验证。结果表明,所提方法能够优化系统运行,改善系统准确性及快速性,并且“碳交易和CSP电站”手段能够更好地约束多能流耦合系统碳排放,减轻装置能源压力,提升用户总成本的经济性。

关键词：多能流系统碳交易 CSP电站协同优化

异形多腔钢管混凝土分叉短柱抗震性能试验及数值计算

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振动与冲击 2024年第4期43卷 115-124页

作者：武海鹏崔舒蓉钟志伟王晓蒙甘迈曹万林中国矿业大学(北京)力学与土木工程学院北京100083 北京工业大学城市建设学部北京100124

针对某超高层巨型框架结构中异形截面多腔钢管混凝土(concrete-filled steel tube, CFT)分叉柱,为研究截面加强构造对分叉短柱抗震性能的影响,进行了4个试件在竖向轴压力及水平往复两次的低周反复荷载下的抗震性能试验研究,试件上部为... 详细信息

针对某超高层巨型框架结构中异形截面多腔钢管混凝土(concrete-filled steel tube, CFT)分叉柱,为研究截面加强构造对分叉短柱抗震性能的影响,进行了4个试件在竖向轴压力及水平往复两次的低周反复荷载下的抗震性能试验研究,试件上部为五边形四腔体钢管混凝土双柱肢,下部为八边形十三腔体钢管混凝土单柱肢,以此形成分叉柱;研究的截面构造包括四种:基本构造,钢管钢板整体加厚构造,距中和轴较远的钢管角部钢板内表面贴焊等肢角钢的局部钢板加厚构造,距中和轴较远的钢管腔体内置圆钢管构造。基于试验结果及截面构造特点,进行了数值计算。试验及数值计算结果表明:异形截面多腔钢管混凝土分叉短柱的破坏主要发生在上柱根部分叉截面处,表现为距离中性轴较远处的钢板撕裂以及局部焊缝开裂引起的整块钢板撕裂;内置圆钢管的加强构造承载力提高7.6%、变形能力提高14.4%,综合耗能能力最强,局部钢板加强构造承载力提高9.2%、变形能力下降18.7%,钢管钢板整体加厚构造承载力略有提高、但变形能力下降较多;提出的异形多腔钢管混凝土柱简化建模方法计算效率较高,精度满足工程设计要求。

关键词：钢管混凝土(CFT) 分叉短柱异形截面多腔抗震性能

面向车次取消的票额分配与停站方案组合优化研究

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 99-107页

作者：孙立山刘伊娜许琰孔德文邵娟北京工业大学城市建设学部北京100124

当列车因严重干扰而取消时,大量旅客将在车站滞留,同时铁路公司收益也会受到一定影响,合理的票额分配是解决此类问题的有效方法。在差异化设置换乘旅客优先权基础上,构建了以铁路公司收益最大化和偏离原时刻表最小化为目标的票额分配和... 详细信息

当列车因严重干扰而取消时,大量旅客将在车站滞留,同时铁路公司收益也会受到一定影响,合理的票额分配是解决此类问题的有效方法。在差异化设置换乘旅客优先权基础上,构建了以铁路公司收益最大化和偏离原时刻表最小化为目标的票额分配和停站方案组合优化模型,并通过增加不等式组约束条件将其线性化;利用求解器GUROBI对上述模型进行求解并分析算例。研究结果表明:当列车因干扰而取消时,与不采用任何措施相比,灵活停站策略能有效地减少滞留旅客数量19.7%以上;铁路公司收益增加21.8%以上。

关键词：交通运输工程高速铁路车次取消票额分配灵活停站换乘旅客

交替饥饿下PN1/PN2系统抑制NOB研究

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中国环境科学 2024年第1期44卷 202-210页

作者：李冬任纪元张杰北京工业大学城市建设学部水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124 哈尔滨工业大学环境学院城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为了抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长繁殖,采用序批式反应器(SBR)运行PN1/PN2系统,设置4组反应器R1~R4,分别设置连续运行段和交替饥饿/恢复运行段.饥饿期溶解氧(DO)浓度分别设置为(1±0.5),(2±0.5),(3±0.5),(4±0.5)mg/L,探讨交替周期... 详细信息

为了抑制亚硝酸盐氧化菌(NOB)的生长繁殖,采用序批式反应器(SBR)运行PN1/PN2系统,设置4组反应器R1~R4,分别设置连续运行段和交替饥饿/恢复运行段.饥饿期溶解氧(DO)浓度分别设置为(1±0.5),(2±0.5),(3±0.5),(4±0.5)mg/L,探讨交替周期的选取、饥饿期DO条件对功能菌活性、污泥浓度、粒径及胞外聚合物(EPS)的影响,以期实现部分硝化段的稳定运行.结果显示,相比于好氧氨氧化菌(AOB),NOB在面对饥饿时表现得更为敏感,活性衰减速率更高,恢复期前3d AOB的活性恢复速率高于NOB,因此3d的交替周期能够有效抑制NOB并保留AOB活性.采用交替周期为3d的交替饥饿/恢复策略进行70d的运行,4组反应器的亚硝酸盐氮积累率(NAR)分别达到73.36%、84.43%、91.21%、95.97%,运行过程中出现了污泥减量化的现象,但经过一段时间的适应后R1~R3的污泥浓度能够保持稳定,而R4则呈下降趋势;交替饥饿/恢复策略使系统逐渐排除沉降性能较差的絮体,而沉降性能好的污泥留在反应器内,第70d 4个反应器的污泥粒径分别达到190.69,197.56,207.69,153.56µm;环境变化刺激微生物分泌更多EPS,因此4组反应器污泥的EPS含量都呈现不同幅度的升高.实验结果表明交替饥饿/恢复策略可以刺激污泥产生有利的变化,实现有效的NOB抑制以及稳定的NO_(2)^(-)-N积累.

关键词：短程硝化饥饿好氧氨氧化菌亚硝酸盐氧化菌活性抑制厌氧氨氧化

外源菌剂加速好氧填埋初期稳定化速率及菌群演替分析

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环境科学研究 2024年

作者：邵岩刘名卉王森杰徐华清李静牛耕马晓春林雪冰林威郭晶鑫郑晓伟北京市科学技术研究院资源环境研究所北京市市政四建设工程有限公司北京市政建设集团有限责任公司

好氧稳定化技术是填埋存量垃圾处理及污染控制的重要工艺，也是开展填埋场地生态修复的重要基础。为进一步提高填埋稳定化速率，该研究提出了以好氧曝气和微生物接种为基础的生物强化好氧填埋技术。在厌氧、曝气接种以及不同垃圾含水率(... 详细信息

好氧稳定化技术是填埋存量垃圾处理及污染控制的重要工艺，也是开展填埋场地生态修复的重要基础。为进一步提高填埋稳定化速率，该研究提出了以好氧曝气和微生物接种为基础的生物强化好氧填埋技术。在厌氧、曝气接种以及不同垃圾含水率(37.5%、43.9%、46.7%和52.0%)条件下开展了5组模拟填埋试验，探究了填埋降解52 d过程中反应器堆温、堆体质量、垃圾含水率及有机质含量的变化规律，并解析了堆体内微生物的菌群结构，预测了微生物的功能特征。结果表明：①生物强化好氧填埋组的有机质降解率比厌氧填埋组高6.38%～25.28%，好氧降解过程分为高温期、次高温期和温度稳定期3个阶段；②对比不同垃圾含水率条件下的好氧填埋效果，发现含水率为37.5%的低含水率组的微生物产热和垃圾降解效果较佳；③微生物多样性分析发现，外源投加的微生物物种可在好氧填埋堆体内存活，生物强化好氧填埋高温阶段的优势微生物为厚壁菌门(Firmicutes)的八叠球菌属(Sporosarcina)，其可在偏碱性条件下生长；④降解菌群主要具有锰氧化、化能异养、发酵、氮和硫氧化等功能，垃圾含水率与锰氧化功能基因丰度呈正线性关系，与化能异养功能基因丰度呈负线性关系。研究显示，外源菌剂接种和好氧曝气组合技术在较低含水率条件下可加快生物强化好氧稳定化速率，外源菌种影响了降解菌群结构与功能的演替，研究结果可为生物强化技术在填埋场好氧修复工程中的应用提供理论基础和技术支撑。

关键词：填埋场好氧稳定化生物强化菌群结构生活垃圾