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北京大兴国际机场航站楼风场和风压特性实测

建筑结构学报 2024年第7期45卷 120-130页

作者：万华平胡鹏华刘玄张文杰秦凯罗尧治浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 北京市建筑设计研究院有限公司北京100045

大跨度空间结构是典型的风敏感结构,其风场和风压具有强随机性和时空分布特性,因此有必要开展全面、系统的结构风场和风压同步实测研究。基于北京大兴国际机场航站楼的风速和风压实测数据,开展航站楼屋面风场和风压特性研究,分析航站楼... 详细信息

大跨度空间结构是典型的风敏感结构,其风场和风压具有强随机性和时空分布特性,因此有必要开展全面、系统的结构风场和风压同步实测研究。基于北京大兴国际机场航站楼的风速和风压实测数据,开展航站楼屋面风场和风压特性研究,分析航站楼屋面不同位置处的风场特性以及不同风场特性之间的关系,结合实测风场特性研究航站楼屋面风压的时空分布规律和非高斯特性,并对比分析脉动风压功率谱密度和脉动风速功率谱密度。结果表明:航站楼屋面不同位置处风场特性存在较大差异,平均风速与湍流强度及阵风因子呈负相关,湍流强度与阵风因子呈正相关;屋面风压在易产生特征湍流的迎风边缘和连廊位置具有复杂的时空分布特性,屋面大部分区域风压为偏度小于0和峰度大于3的非高斯分布,脉动风压功率谱密度和脉动风速功率谱密度受屋面特征湍流影响显著。

关键词：北京大兴国际机场现场实测风场特性风压分布非高斯特性

复杂温度路径下非饱和土的热-水-力耦合响应特性

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应用基础与工程科学学报 2024年第5期32卷 1294-1306页

作者：陈佩佩金铭张桓伟郭志光白冰诸瑞松北京建筑大学理学院北京建筑大学土木与交通工程学院中国建筑土木建设有限公司北京交通大学土木建筑工程学院

复杂温度路径下非饱和土热-水-力多场耦合研究在交通岩土和工程地质等方面有着重要的意义.考虑孔隙比和温度影响效应修正经典土水特征曲线模型，从而更准确地确定热-水-力耦合数值建模所涉及的关键耦合参数.通过与室内模型试验结果的对... 详细信息

复杂温度路径下非饱和土热-水-力多场耦合研究在交通岩土和工程地质等方面有着重要的意义.考虑孔隙比和温度影响效应修正经典土水特征曲线模型，从而更准确地确定热-水-力耦合数值建模所涉及的关键耦合参数.通过与室内模型试验结果的对比验证，证实了数值模型的精度和可靠性.针对周期循环和指数增长两类典型的温度路径作用下非饱和土热-水-力多场耦合响应特性开展分析，研究结果表明：周期温度荷载作用下温度和饱和度循环变化过程呈现出与温度荷载相同的周期；且其周期变化中均有相位延滞和波幅衰减现象，且距离热源越远，波幅衰减越大；测点总位移亦随温度荷载发生相同周期的循环变化，然而并未出现相位延滞情况，距离热源越近，总位移的波幅越大.在指数增长温度路径下，各测点的饱和度和温度具体表现为先减小后增大，越靠近热源的测点，减小的程度越大且越早达到极低点，而后迅速抬升到稳定阶段；然而总位移曲线却呈现为与温度曲线不同的演变特征.

关键词：复杂温度路径 VG模型修正热-水-力耦合试验验证数值分析

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塔吊与工人空间交互下危险场景自动检测

清华大学学报（自然科学版） 2024年第2期64卷 198-204页

作者：张知田王园园罗柱邦郭子扬郭红领清华大学建设管理系北京100084 中交第三公路工程局有限公司建筑工程分公司北京100020

塔吊作业具有持续时间长、范围大以及与工人空间交互复杂的特点,导致塔吊事故频发且往往损失重大。为了提升塔吊运行相关危险场景检测的及时性和有效性,该文基于信息化手段,提出了塔吊运行过程中危险场景的自动检测方法。该方法基于建... 详细信息

塔吊作业具有持续时间长、范围大以及与工人空间交互复杂的特点,导致塔吊事故频发且往往损失重大。为了提升塔吊运行相关危险场景检测的及时性和有效性,该文基于信息化手段,提出了塔吊运行过程中危险场景的自动检测方法。该方法基于建筑信息模型(BIM)、传感器和计算机视觉等技术,通过获取塔吊运行状态与工人作业状态,分析两者之间的空间交互关系,在判别规则的基础上实现了危险场景自动检测。案例应用表明,该自动检测方法是可行的和有效的。

关键词：施工安全塔吊工人危险场景自动检测

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曲线钢箱梁桥面板力学行为及构造优化研究

铁道工程学报 2024年第5期41卷 19-27页

作者：郑小博蒋昆昆侯炜周勇军沈传东长安大学西安710064 中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 中建二局第三建筑工程有限公司北京100700

研究目的:小半径曲线钢箱梁桥正交异性钢桥面板构造繁复,弯扭耦合作用下受力特性极为复杂。为了探究该类型桥面板力学特性,并提出合理构造优化建议,本文依托西安市某立交小半径曲线钢箱梁匝道桥,采用数值分析方法研究局部荷载作用下曲... 详细信息

研究目的:小半径曲线钢箱梁桥正交异性钢桥面板构造繁复,弯扭耦合作用下受力特性极为复杂。为了探究该类型桥面板力学特性,并提出合理构造优化建议,本文依托西安市某立交小半径曲线钢箱梁匝道桥,采用数值分析方法研究局部荷载作用下曲线钢箱梁桥面板力学行为,并基于正交试验方法,利用IntelliJ IDEA软件开发曲线钢箱梁桥面板构造优化程序,实现桥面板多目标构造参数优化。研究结论:(1)边跨最大正弯矩截面为大多数控制细节的最不利荷载控制截面,其中车轮荷载作用于边跨最大正弯矩位置时控制细节3(横隔板过焊孔圆弧位置)的主应力明显大于最大负弯矩和零弯矩位置,且车轮荷载作用于曲线钢箱梁外侧会增大桥面系应力;(2)车轮荷载作用于纵肋正上方和中间时产生的各控制细节主应力较相近,但作用于横隔板中间与正上方造成的局部应力具有显著差异,进而确定曲线钢箱梁正交异性桥面板各控制细节的最不利荷载作用位置;(3)通过多目标优化构造运算确定的曲线钢箱梁正交异性组合桥面板的合理构造,可显著改善桥面板力学特性;(4)本研究成果可为曲线钢箱梁正交异性桥面系构造设计和养护方法提供优化建议。

关键词：桥梁工程局部应力多目标优化正交异性钢桥面板曲线钢箱梁

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高速铁路简支钢-混结合箱梁振动特性研究

铁道学报 2024年第6期46卷 167-172页

作者：刘潇张楠孙琪凯北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市基础设施投资有限公司北京100101

对一高速铁路32 m简支钢-混结合箱梁进行锤击试验,分析其振动特性。建立轨道-桥梁垂向耦合有限元模型,利用谐响应分析计算轨道-桥梁系统各板件的速度导纳,与试验结果进行对比,验证模型的有效性后分析振动在梁上的传递特性。采用虚拟激... 详细信息

对一高速铁路32 m简支钢-混结合箱梁进行锤击试验,分析其振动特性。建立轨道-桥梁垂向耦合有限元模型,利用谐响应分析计算轨道-桥梁系统各板件的速度导纳,与试验结果进行对比,验证模型的有效性后分析振动在梁上的传递特性。采用虚拟激励法得到行车条件下的轮轨力,作用于有限元模型上,讨论钢-混顶板的混凝土厚度、扣件刚度等对钢-混结合箱梁振动的影响。为钢-混结合梁振动的进一步研究提供参考。

关键词：钢-混结合箱梁锤击试验速度导纳振动特性虚拟激励法

藏式古建筑木梁-石墙节点弯矩-转角力学模型

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建筑结构学报 2024年第9期45卷 240-252页

作者：崔玥杨娜郭婷北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中冶检测认证有限公司北京100088

藏式古建筑中木梁与石墙洞口呈简单搭接关系,该类木梁-石墙节点连接薄弱,震坏风险高。以藏式古建筑中的木梁-石墙节点为研究对象,分析其建造过程,剖析其受力机制,给出正反向转动过程中的受力状态判定条件,建立了木梁-石墙节点的弯矩-转... 详细信息

藏式古建筑中木梁与石墙洞口呈简单搭接关系,该类木梁-石墙节点连接薄弱,震坏风险高。以藏式古建筑中的木梁-石墙节点为研究对象,分析其建造过程,剖析其受力机制,给出正反向转动过程中的受力状态判定条件,建立了木梁-石墙节点的弯矩-转角力学模型;通过与有限元模型的对比分析,验证该力学模型的准确性。研究结果表明:建造过程中木梁头顶面与墙洞口之间存在缝隙;木梁-石墙节点的转动过程分为自由转动状态(木梁头在洞口内小幅度自由转动),临界状态(木梁头顶面、底面均与墙洞口接触),挤压状态(木梁顶面、底面弹性变形,木梁头顶面木材嵌压屈服,木梁头底面木材嵌压屈服)等3部分;根据所提木梁-石墙节点力学模型实现算法可快速完成实际节点的弯矩-转角关系计算;理论计算的木梁-石墙节点弯矩-转角曲线与有限元模拟曲线吻合较好,初始刚度误差小于30%,峰值荷载误差小于10%。

关键词：藏式古建筑木梁-石墙节点力学模型数值模拟弯矩-转角关系

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钢板夹心混凝土组合剪力墙的变形能力研究

工程力学 2024年第4期41卷 39-46页

作者：程卫红田春雨王翠坤中国建筑科学研究院有限公司北京100013 国家建筑工程技术研究中心北京100013

为研究钢板夹心混凝土组合剪力墙的变形能力,该文基于平截面假定推导了钢板夹心混凝土组合剪力墙的截面曲率延性系数,并利用等效塑性铰假定进一步得到其位移延性系数,通过已有试验结果验证了该计算方法的可靠性。利用该计算方法研究了... 详细信息

为研究钢板夹心混凝土组合剪力墙的变形能力,该文基于平截面假定推导了钢板夹心混凝土组合剪力墙的截面曲率延性系数,并利用等效塑性铰假定进一步得到其位移延性系数,通过已有试验结果验证了该计算方法的可靠性。利用该计算方法研究了轴压比、端柱套箍指标、剪力墙高宽比、钢板强度、混凝土强度等参数对钢板夹心混凝土组合剪力墙位移延性系数的影响。研究表明:通过控制剪力墙轴压比,适当提高端柱套箍指标,使用低强度钢材以及设置有效构造隔板可有效保证剪力墙的变形能力。

关键词：钢板夹心混凝土组合剪力墙变形能力曲率延性系数位移延性系数轴压比套箍指标

U-T坡面变摩擦阻尼器力学性能及减震效果研究

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 97-106页

作者：李澈张健豪王兵薛彦涛国家建筑工程技术研究中心北京100013 中国建筑科学研究院有限公司北京100013

为了解决摩擦阻尼器出力单一,无法适应各个水准地震的问题,提出了一种U-T坡面原型机构,当其发生远离完全咬合点的错动时,由于坡面作用,能够在法向产生增量变形,且在此过程中坡面保持连续接触。应用此原型机构,设计并制作了能够产生狗骨... 详细信息

为了解决摩擦阻尼器出力单一,无法适应各个水准地震的问题,提出了一种U-T坡面原型机构,当其发生远离完全咬合点的错动时,由于坡面作用,能够在法向产生增量变形,且在此过程中坡面保持连续接触。应用此原型机构,设计并制作了能够产生狗骨形滞回曲线的U-T变摩擦阻尼器,试验结果表明:阻尼器的阻尼力与设计值基本一致;阻尼器表现出良好的耐疲劳性能,满足JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》中对摩擦消能器力学性能要求。针对阻尼器开展有限元分析,验证U-T变摩擦阻尼器工作机理及各部件受力工作状态;并采用ABAQUS的自定义材料接口UMAT,编写用于模拟狗骨形滞回曲线阻尼器的子程序进行数值模拟分析,以一设置该阻尼器的钢框架结构为例,对比分析狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器、普通摩擦阻尼器的减震效果。分析结果表明,狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器具有更好的减震效果,且对预紧力损失不敏感。

关键词：变摩擦阻尼器 U-T坡面消能减震被动控制滞回曲线附加阻尼比

结合多通道MTF和CNN的框架结构损伤识别方法

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振动．测试与诊断 2024年第2期44卷 217-224,404,405页

作者：梁韬叶涛萍李守文方佳畅黄天立中南大学土木工程学院长沙410075 中建二局第一建筑工程有限公司北京100023

为提高复杂框架结构损伤识别的准确率,提出了一种基于多通道马尔可夫变迁场(multi-channel Markov transition field,简称MCMTF)和卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)的框架结构损伤识别方法。首先,采用MCMTF理论将原... 详细信息

为提高复杂框架结构损伤识别的准确率,提出了一种基于多通道马尔可夫变迁场(multi-channel Markov transition field,简称MCMTF)和卷积神经网络(convolutional neural network,简称CNN)的框架结构损伤识别方法。首先,采用MCMTF理论将原始一维振动信号转换为二维图像,实现数据升维和多通道数据融合;其次,以MCMTF转换后的图像数据集作为输入训练CNN模型;最后,经调参优化自动提取损伤敏感特征,并实现损伤识别。将该方法应用于IASC-ASCE Benchmark框架结构数值模型及3层钢框架结构模型试验,对比研究了多通道MTF、单通道MTF和原始数据矩阵3种数据输入方式,CNN、长短时记忆(long short term memory,简称LSTM)神经网络和深度神经网络(deep neural network,简称DNN)3种网络模型,以及噪声对框架结构损伤识别准确率的影响。结果表明:MCMTF与CNN结合方法的损伤识别准确率最优且具有良好的鲁棒性,其对Benchmark框架数值模型模拟损伤的识别准确率可达94.4%,对3层钢框架试验模型实际损伤的识别准确率可达98.4%。

关键词：损伤识别振动响应卷积神经网络多通道马尔可夫变迁场数据升维数据融合