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木框架-正交胶合木剪力墙多层结构体系关键节点力学性能试验与数值模拟

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土木工程学报 2024年

作者：李征王子为何敏娟韩倩文刘青同济大学土木工程学院同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司

胶合木（Glulam）框架结构能提供开阔的使用空间，正交胶合木（Cross Laminated Timber,CLT）剪力墙结构能提供较大的抗侧刚度，文章提出了一种二者相结合的结构体系，并针对体系中的2类关键节点开展研究，即CLT剪力墙-CLT楼板节点（简... 详细信息

胶合木（Glulam）框架结构能提供开阔的使用空间，正交胶合木（Cross Laminated Timber,CLT）剪力墙结构能提供较大的抗侧刚度，文章提出了一种二者相结合的结构体系，并针对体系中的2类关键节点开展研究，即CLT剪力墙-CLT楼板节点（简称剪力墙-楼板节点）和CLT剪力墙-胶合木梁节点（简称剪力墙-梁节点）。开展的主要工作如下：(1)自攻螺钉抗剪与抗拔试验；(2)剪力墙-楼板节点的抗剪与抗拔试验；(3)剪力墙-梁节点的弯剪复合试验。试验结果显示：自攻螺钉抗剪荷载-位移曲线有明显的弹性段和塑性段，而抗拔延性稍差。剪力墙-楼板节点抗剪试件的典型破坏模式为钉拔剪与木材劈裂破坏，其承载力达峰后会突降；剪力墙-楼板节点抗拔试件的典型破坏模式为钉拔出与木材承压破坏，其初始刚度较高、延性较好。剪力墙-梁节点抗弯剪试件的典型破坏模式为钉拔出破坏，节点有较好的延性，但滞回曲线捏缩效应明显。根据试验结果，文章对自攻螺钉、剪力墙-楼板节点、剪力墙-梁节点的力学指标进行了计算，其中，剪力墙-楼板节点试件的抗剪、抗拔承载力分别为26.66kN、 21.50kN；剪力墙-梁节点试件的承载力、弹性刚度和延性系数均值分别为10.89kN·m、 459.40kN·m/rad和3.68。最后，文章对这2类关键节点进行了数值模拟，数值模拟结果与试验结果吻合较好。文章针对胶合木框架-正交胶合木剪力墙结构的关键节点开展试验及数值模拟研究，以期为该类结构的工程应用提供理论与技术支撑。

关键词：正交胶合木胶合木框架连接节点拟静力试验数值模拟

模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

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建筑钢结构进展 2024年第2期26卷 83-89,103页

作者：常明媛朱劭骏陈韬陈琛钱昆王一凡中建科工集团有限公司广东深圳518054 同济大学土木工程学院上海200092 上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法,分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数,形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题,并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算... 详细信息

为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法,分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数,形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题,并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例,阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明,在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一;基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解,并可为模块单元尺寸的选型提供依据;基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集,并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果,建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸,并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。

关键词：模块化钢结构建筑平面布局自动生成遗传算法密铺

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袁烽:建筑数智时代的引领者

中外建筑 2024年第1期 1-7,I0002页

作者：袁烽凌鑫同济大学建筑与城市规划学院 Architectural Digital FUTURES建筑数字学会国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海市数字建造工程技术中心上海建筑学会数字建筑分会《中外建筑》

在当前信息化时代的宏观背景下,数智建造正成为建筑行业的基本战略,借助数字技术驱动行业发展,实现建筑全过程、全要素、全参与的数字化、在线化、智能化,已经成为产业链上各相关方高度一致的共识。建筑师与建筑学都面临着前所未有的挑... 详细信息

在当前信息化时代的宏观背景下,数智建造正成为建筑行业的基本战略,借助数字技术驱动行业发展,实现建筑全过程、全要素、全参与的数字化、在线化、智能化,已经成为产业链上各相关方高度一致的共识。建筑师与建筑学都面临着前所未有的挑战,目前行业发展状况如何?建筑师该做怎样的转变?新技术与新应用如何才能迅速普及?新技术为城乡建设带来什么积极作用?近日,《中外建筑》深度专访同济大学教授袁烽,就相关问题进行了探询。

关键词：数智建造人工智能 3D打印:技术赋能

深圳某地铁车站小盾构先行大盾构扩挖施工模拟分析

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城市轨道交通研究 2024年第3期27卷 92-96页

作者：李红柯磊李宣颍周浩肖波张姣龙中铁五局集团第五工程有限责任公司郴州423002 中铁五局集团有限公司贵阳550003 同济大学土木工程学院上海200092 上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092

[目的]深圳地铁14号线(以下简称“14号线”)肿瘤医院站首次采用小盾构先行、大盾构扩挖的施工工法。鉴于目前根据已有成果难以预测小盾构先行开挖且回填后,大盾构在形成的人工复合地层中掘进引起的地层稳定性,需要对采用此种工艺施工的... 详细信息

[目的]深圳地铁14号线(以下简称“14号线”)肿瘤医院站首次采用小盾构先行、大盾构扩挖的施工工法。鉴于目前根据已有成果难以预测小盾构先行开挖且回填后,大盾构在形成的人工复合地层中掘进引起的地层稳定性,需要对采用此种工艺施工的车站进行模拟分析。[方法]采用MIDAS/GTS软件,研究大盾构隧道开挖以及支护结构施作完成后,不同回填材料和不同埋深对地层沉降以及大盾构管片结构受力的影响。[结果及结论]当小盾构隧道分别采用C40混凝土、C15混凝土及渣土回填时,随着回填材料强度递减,大盾构开挖引起的地层位移递增,盾构管片结构的最大应力亦递增;当回填材料为C15混凝土和C40混凝土时,盾构掘进对围岩与地层的影响不大。建议本工程采用C15混凝土的回填方案;大盾构在小盾构隧道不回填的情况下直接掘进,存在较大的风险;埋深在21~45 m范围内,对地面沉降的影响不明显;随着埋深增加,地应力显著增加,隧道结构应力亦随之增加;14号线肿瘤医院站最终采取C15混凝土回填方案,地面沉降监测基本符合数值模拟计算的结果。

关键词：地铁车站小盾构先行大盾构扩挖施工模拟

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隧道结构3D打印修复混凝土特性试验研究

建筑施工 2024年第10期46卷 1588-1591页

作者：袁勇陶亚欣姚旭朋张友华荣耀孙洋同济大学上海200092 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092 江西省交通投资集团项目建设管理公司江西南昌330200 江西省交通科学研究院有限公司江西南昌330200 根特大学根特9000

基于3D打印的隧道结构修复技术是应对隧道结构修复需求快速增长的技术途径之一,在当前城市化进程中,特别是对于地铁隧道来说,修复技术的研究和应用显得尤为重要。在对地铁隧道结构修复需求分析的基础上开展掺生物炭的3D打印混凝土特性试... 详细信息

基于3D打印的隧道结构修复技术是应对隧道结构修复需求快速增长的技术途径之一,在当前城市化进程中,特别是对于地铁隧道来说,修复技术的研究和应用显得尤为重要。在对地铁隧道结构修复需求分析的基础上开展掺生物炭的3D打印混凝土特性试验,探究了掺有生物炭的3D打印混凝土的特性。全面研究了不同剂量生物炭条件下3D打印混凝土的水化性能、流动性和可泵性,以及在不同龄期的力学表现和收缩性能,并评估了其对3D打印混凝土可建造性的潜在影响。试验结果表明生物炭的加入会显著改变3D打印混凝土的性能,这为3D打印混凝土在隧道结构修复技术中的应用提供了科学依据。

关键词： 3D打印混凝土隧道结构修复生物炭水化性能可建造性

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隧道衬砌裂缝特征对承载力的影响分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第7期56卷 37-45页

作者：刘学增李振杨芝璐桑运龙孙州同济大学土木工程学院上海200092 岩土及地下工程教育部重点实验室(同济大学) 上海200092 上海地下基础设施安全检测与养护装备工程技术研究中心上海200092 上海同岩土木工程科技股份有限公司上海200092

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试... 详细信息

为明确松动荷载作用下,衬砌裂缝特征对结构承载性能的影响,通过1∶10模型试验和数值分析研究了带裂缝结构的受力变形特征、破坏模式和极限承载能力。结果表明:对于预制裂缝长度不超过L/3(试件纵向长度)、深度不超过0.7 H(试件厚度)的试件,裂缝发展存在阶段性特征,试件破坏由拱腰失效引起,属于延性破坏。对于预制裂缝长度不低于2 L/3或深度不低于0.9 H的试件,裂缝发展过程不存在阶段性特征,试件破坏由拱顶失效引起,属于脆性破坏;随裂缝长度和深度增加,结构极限承载力降低。当预制裂缝长度为L/3且深度为0.3 H、0.7 H、0.9 H,以及长度为2 L/3且深度为0.3 H、0.7 H时,试件极限承载力依次为完整试件的86.96%、78.26%、73.91%、69.57%、60.87%。相比于裂缝深度,纵向长度对结构承载性能影响更明显,可作为裂缝评价的重要指标;提出了基于裂缝特征的衬砌承载力预测公式,可明确带裂衬砌的极限承载力,为结构性能评估、加固时机及加固参数的选取提供依据。

关键词：隧道工程极限承载力模型试验裂缝特征扩展有限元

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基于标准化系列化部品的工业化住宅设计思考

建筑钢结构进展 2019年第3期21卷 23-32页

作者：郑华海李元齐刘匀上海同济绿建土建结构预制装配化工程技术有限公司上海200092 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

当前,建筑工业化是我国传统建筑业转型升级的重要方向之一的观点已深入人心。面对量大面广的住宅建筑需求,国内掀起了一股住宅工业化研究与应用热潮,无论是政府、企业还是研究人员都意识到住宅工业化必将迎来大规模的发展。如何走出上... 详细信息

当前,建筑工业化是我国传统建筑业转型升级的重要方向之一的观点已深入人心。面对量大面广的住宅建筑需求,国内掀起了一股住宅工业化研究与应用热潮,无论是政府、企业还是研究人员都意识到住宅工业化必将迎来大规模的发展。如何走出上世纪失败的大板式装配化住宅陷阱,保证二次住宅工业化顺利进行,探索新型的工业化住宅设计理念方法,已成为解决问题的关键之一。阐述了我国住宅工业化建造的重要性以及新型工业化住宅内涵,简要回顾了国内外住宅工业化的发展现状,分析了目前国内住宅工业化存在的问题,指出了我国现行的工业化住宅设计建造方法的不足,提出基于标准化系列化部品的设计是工业化住宅,特别是低层工业化住宅设计思想的方向之一。最后,探讨了基于标准化系列化部品的工业化住宅设计方法,并提出实施方法建议。

关键词：工业化住宅标准化系列化部品工业化建造标准化设计

以钢结构建筑为抓手推动建筑行业绿色化、工业化、信息化协调发展

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建筑钢结构进展 2016年第2期18卷 1-6,25页

作者：沈祖炎罗金辉李元齐同济大学土木工程学院上海200092 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092

建筑工业化、绿色建筑和建筑一体化信息管理(BIM)已经成为我国建筑行业实现产业升级的三大重要战略方向,引起了行业的高度重视和各级政府的关注和支持。从建筑行业贯彻国家五大发展理念的角度,结合新型建筑工业化、绿色建筑和建筑一体... 详细信息

建筑工业化、绿色建筑和建筑一体化信息管理(BIM)已经成为我国建筑行业实现产业升级的三大重要战略方向,引起了行业的高度重视和各级政府的关注和支持。从建筑行业贯彻国家五大发展理念的角度,结合新型建筑工业化、绿色建筑和建筑一体化信息管理的发展背景,提出了三者的发展理念、策略以及它们之间的相互关系。剖析了钢结构建筑在实现新型建筑工业化、绿色建筑以及充分发挥BIM平台功能等方面的优势,提出应以钢结构建筑为抓手,推动建筑行业绿色化、工业化、信息化"三位一体",协同发展的建议。

关键词：建筑工业化绿色建筑建筑一体化信息管理钢结构建筑协调发展

建筑固废材料的阻抗谱与力学性能和孔隙结构的关系

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建筑材料学报 2022年第11期25卷 1203-1209页

作者：刘琼程圣博肖建庄孙畅上海理工大学环境与建筑学院上海200093 同济大学土木工程学院上海200092 同济大学国家土建结构预制装配化工程技术研究中心上海200092

测试了不同建筑固废材料(加气砖、红砖、砂浆)的电化学阻抗谱,从Nyquist曲线中提取关键信息及参数,结合力学性能、压汞试验数据进行对比分析,揭示了阻抗谱参数与力学性能和微观结构的关系.结果表明:固废材料的抗压强度越高,电荷传递电阻... 详细信息

测试了不同建筑固废材料(加气砖、红砖、砂浆)的电化学阻抗谱,从Nyquist曲线中提取关键信息及参数,结合力学性能、压汞试验数据进行对比分析,揭示了阻抗谱参数与力学性能和微观结构的关系.结果表明:固废材料的抗压强度越高,电荷传递电阻(Rct2)越大,二者呈线性相关关系;固废材料中可溶性盐越多,孔溶液电阻(Rs)越小,砂浆的Rs值均在0.3Ω以下,而加气砖和红砖的Rs均大于55.0Ω.试件尺寸也会影响试件与电解质之间的接触电阻,主要体现在高频区圆弧直径的变化,试件尺寸越大,高频区圆弧直径越小.另外,建立了固废材料阻抗谱参数与抗压强度、孔隙率之间的内在关系,可以实现对固废材料性能的智能检测与快速评估.

关键词：建筑固废电化学阻抗谱水泥基材料等效电路模型