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模块化热激活墙体性能优化与经济性分析

重庆大学学报 2024年

作者：陈萨如拉陈天航杨洋合肥工业大学建筑与艺术学院安徽建筑大学建筑与规划学院

针对制约热激活类墙体注热效率提升的低品位热量集中堆积问题，提出了一种内部设有特定孔道并用于填充热扩散性填料的模块化热激活墙体(modular thermo-activated wall， MTAW)。建立了MTAW动态传热模型，基于寒冷地区冬季气象条件对比... 详细信息

针对制约热激活类墙体注热效率提升的低品位热量集中堆积问题，提出了一种内部设有特定孔道并用于填充热扩散性填料的模块化热激活墙体(modular thermo-activated wall， MTAW)。建立了MTAW动态传热模型，基于寒冷地区冬季气象条件对比分析了MTAW与2种参考墙体性能差异，探讨了填料腔倾角(θ值)、填料腔几何尺寸(a:b值)和填料导热系数(λf值)对节能潜力与经济性的影响。结果表明：墙体内部增设填料腔并填充热扩散性材料对于总运行能耗和运行费用节省效果显著，相比2种参考墙体，当MTAW填料腔长轴横置且a:b为1:2时，总运行能耗可分别减少2.60%和14.13%；相比2种参考墙体，MTAW总运行费用可分别平均减少12.41%和50.04%；填料腔长轴倾向室内侧时，供热能耗随θ值增大呈现先减小后增加的趋势，各项性能指标在θL为60°时更优；a:b值和λf值与总运行能耗和运行费用成反比，供热能耗和运行燃气费用降低率在λf为12λc时分别可达3.03%和34.53%。

关键词：热激活建筑系统模块化构造模拟仿真能源效率经济性分析

建筑表皮综合环境数字孪生模型构建及模拟平台

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南方建筑 2024年第6期 107-115页

作者：周涵宇王立雄刘刚山东建筑大学建筑城规学院天津大学建筑学院

建筑表皮是多物理环境交互的接口,当前的建筑性能模拟软件多为针对单一环境的模拟,多环境联合模拟的工具平台较少。基于建筑运动几何学,遴选动态表皮的可控运动形式,提取24类动态表皮设计原型,建立面向控制的建筑表皮综合环境数字孪生模... 详细信息

建筑表皮是多物理环境交互的接口,当前的建筑性能模拟软件多为针对单一环境的模拟,多环境联合模拟的工具平台较少。基于建筑运动几何学,遴选动态表皮的可控运动形式,提取24类动态表皮设计原型,建立面向控制的建筑表皮综合环境数字孪生模型,并结合案例对数字孪生模型及模拟平台进行应用验证。使用Python语言将模型封装成动态表皮综合环境模拟平台,针对不同表皮设计形式和环境场景模拟,可以快速直观地分析动态表皮的环境响应关系和性能。模拟平台融合了热环境、光环境、声环境和空气品质这四个综合环境,解决了建筑性能模拟软件无法多环境联合模拟的问题,从而满足对建筑表皮的仿真、预测、优化和控制等实际应用需求。

关键词：动态建筑表皮数字孪生模型模拟平台运动几何学

基于DIC技术的钢筋混凝土梁剪切裂缝自动提取与量化方法

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工程力学 2024年第S1期41卷 187-196页

作者：杨子涵舒江鹏杨静滢李俊白勇浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

针对钢筋混凝土梁实验中剪切斜裂缝的自动化定位、全域范围内各方向宽度量化及扩展追踪问题,该文提出一种基于数字图像相关技术(DIC)的裂缝自动提取与宽度量化的计算方法。由DIC计算得出的水平、竖直、剪切应变场来计算试件表面的主拉... 详细信息

针对钢筋混凝土梁实验中剪切斜裂缝的自动化定位、全域范围内各方向宽度量化及扩展追踪问题,该文提出一种基于数字图像相关技术(DIC)的裂缝自动提取与宽度量化的计算方法。由DIC计算得出的水平、竖直、剪切应变场来计算试件表面的主拉伸应变场,并将试件表面主应变大于某一阈值的部分视为开裂。对开裂部分进行形态学操作,提取出裂缝骨架线。在骨架线两侧定义裂缝运动参考点,根据参考点的运动来计算裂缝的发展规律。该计算方法实现了混凝土梁加载过程中任意方向上裂缝自动化检测及高精度量化,并且能够处理试件局部旋转的问题,充分了利用DIC测量技术的潜力。通过实验室内四组钢筋混凝土梁剪切实验验证该方法的有效性与精度。结果表明:该方法能够在多加载阶段实时追踪全域范围内各方向的裂缝开展并量化。

关键词：钢筋混凝土梁剪切裂缝数字图像相关实时追踪量化主应变场

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考虑温度对静止土压力K_(0)系数影响的统一硬化本构模型

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水利学报 2024年第7期55卷 815-826页

作者：孔令明李自广张海兵北京建筑大学土木与交通工程学院北京102616

K_(0)系数是重要的岩土工程参数,研究其影响因素和变化规律对合理确定地基应力状态至关重要。本研究通过试验和理论方法研究了温度对饱和黏性土K_(0)系数的影响。首先,以饱和标准砂-膨润土混合土样为对象,开展不同温度下的侧限压缩试验... 详细信息

K_(0)系数是重要的岩土工程参数,研究其影响因素和变化规律对合理确定地基应力状态至关重要。本研究通过试验和理论方法研究了温度对饱和黏性土K_(0)系数的影响。首先,以饱和标准砂-膨润土混合土样为对象,开展不同温度下的侧限压缩试验,获得了K_(0)系数随温度的变化规律,发现正常固结土的K_(0)系数随升温而减小,超固结土的K_(0)系数随升温而轻微增大;其次,推导出K_(0)系数与弹塑性屈服面偏转度之间的定量关系,并将其与温控侧限压缩试验结果结合,获得了屈服面偏转度随温度的变化规律;最后,将屈服面偏转度-温度关系引入统一硬化本构模型理论框架,建立了考虑温度对K_(0)系数影响的饱和黏性土弹塑性本构模型。所提出的模型能够较好地模拟多种类型的室内土力学试验。

关键词：黏性土温度 K_(0)系数本构模型

基于界面本构模型的砂土中单桩荷载−沉降响应预测方法

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岩土力学 2024年第6期45卷 1686-1698页

作者：周攀李镜培李盼盼刘耕云张超哲同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092 同济大学地下建筑与工程系上海200092 东南大学岩土工程研究所江苏南京211189

基于界面本构模型提出了一种新的砂土中单桩荷载沉降响应的预测方法。首先,从土−结构界面本构模型出发推导了严格的桩−土界面非线性荷载传递模型,该模型承继了界面本构模型特征,能够模拟桩−土界面上发生的应变硬化/软化、剪胀与应力路... 详细信息

基于界面本构模型提出了一种新的砂土中单桩荷载沉降响应的预测方法。首先,从土−结构界面本构模型出发推导了严格的桩−土界面非线性荷载传递模型,该模型承继了界面本构模型特征,能够模拟桩−土界面上发生的应变硬化/软化、剪胀与应力路径依赖性等行为。此外,采用双曲线荷载传递模型模拟桩端−土相互作用的非线性应力−位移关系。上述荷载传递模型所需参数可以通过室内界面剪切试验和土工试验进行校准。继而,基于荷载传递法,提出了单桩荷载沉降响应分析的一维计算模型,并采用迭代算法进行数值求解。最后,将理论解答与已报道的模型试验、自主开展的模型桩试验以及数值模拟结果进行比较,以验证所提出的理论方法的正确性。试验结果表明,预测值与实测值吻合较好,且该方法能够很好地预测非位移桩与位移桩的荷载沉降响应。提出了一个基于界面本构模型的单桩荷载沉降响应分析框架,为竖向荷载下砂土中单桩优化设计提供了理论参考。

关键词：单桩砂土荷载-沉降响应桩-土相互作用界面本构模型模型试验

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上海深层黏性土的土样扰动评价方法

岩土工程学报 2024年

作者：时振昊屠梓真钱建固黄茂松同济大学地下建筑与工程系同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室

通过室内试验准确获取土样原位力学性质，须借助土样扰动评价方法进行扰动评估。现有的土样扰动评价方法大多针对浅层土，缺乏深层黏性土的相关研究。基于上海深层黏性土一维固结试验及剪切波速试验，结合结构性黏土本构模拟，对比文献... 详细信息

通过室内试验准确获取土样原位力学性质，须借助土样扰动评价方法进行扰动评估。现有的土样扰动评价方法大多针对浅层土，缺乏深层黏性土的相关研究。基于上海深层黏性土一维固结试验及剪切波速试验，结合结构性黏土本构模拟，对比文献中其他黏土试验数据，本文分析了既有土样扰动评价方法对深层黏性土的适用性，提出了基于剪切波速且排除应力和密实状态影响的土样扰动评价指标，利用本文及文献数据验证了上述评价指标的合理性。结果表明：(1)深层黏性土BLOCK样与钻孔样存在显著的扰动差异；(2)对于扰动程度相同的土样，现有评价指标?e/e0随取样深度增大而增大,可能造成对深层黏性土土样扰动的高估，且无法区分不同取样方法引起扰动差异；(3)以室内与原位剪切波速比Vs,lab/Vs,in situ为扰动评价指标，无法反映取样方法对上海深层黏性土的扰动差异，对其他黏土给出的评估结果沿深度离散性较大；(4)本文提出的评价指标可以克服取样深度的影响，对同一地区黏性土，可以较好统一量化取样方法引起的土样扰动程度。

关键词：深层黏性土土样扰动评价取样方法剪切波速

基于墙体储热的分布式光伏取暖供需匹配特性及动态模拟模型

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区域供热 2024年第2期 1-8,50页

作者：职远孙涛杨旭东清华大学建筑学院建筑技术系北京100084

光伏供暖技术面对最大的挑战是解决光伏电力与建筑热负荷的不匹配问题。采用储热技术是克服不匹配的有效方法。基于墙体储热的供暖方案理论模型将光伏发电侧与建筑用能侧连接起来,可以预测不同环境条件、气象参数、建筑参数以及光伏系... 详细信息

光伏供暖技术面对最大的挑战是解决光伏电力与建筑热负荷的不匹配问题。采用储热技术是克服不匹配的有效方法。基于墙体储热的供暖方案理论模型将光伏发电侧与建筑用能侧连接起来,可以预测不同环境条件、气象参数、建筑参数以及光伏系统参数情况下的供暖效果。模型由两部分组成:光伏功率模型(供能侧)和建筑负荷模型(用能侧)。建立模型的目的是通过供能预测和负荷分析确定合理的系统参数,如光伏容量、末端参数、储能容量等,从而解决光伏供暖中供需不匹配的问题。经过实验验证,光伏功率误差小于15%,室内温度预测误差小于1.5℃,具有较高的准确度。可以为光伏取暖系统的设计以及参数选择提供理论依据。

关键词：光伏供暖建筑负荷功率预测差分法

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考虑非均匀性的沥青混合料开裂行为细观模拟

吉林大学学报（工学版） 2024年第6期54卷 1708-1718页

作者：孙雅珍薛博欣孙岩王志臣潘嘉伟沈阳建筑大学交通与测绘工程学院沈阳110168

为探究沥青混合料内部非均匀性对其开裂行为的影响,通过室内试验获取有限元模型所需参数;使用插件实现骨料随机投放,并分别在骨料-砂浆界面处和沥青砂浆单元间插入内聚力单元,基于内聚力模型对细观尺度下沥青混合料中裂缝的萌生、扩展... 详细信息

为探究沥青混合料内部非均匀性对其开裂行为的影响,通过室内试验获取有限元模型所需参数;使用插件实现骨料随机投放,并分别在骨料-砂浆界面处和沥青砂浆单元间插入内聚力单元,基于内聚力模型对细观尺度下沥青混合料中裂缝的萌生、扩展和失效全过程进行模拟;探讨了骨料物理力学性质和界面黏结强度对沥青混合料抵抗拉伸开裂性能的影响。本文研究成果可为沥青混合料的设计提供理论和数据支撑。

关键词：道路工程沥青混合料细观尺度内聚力模型开裂行为非均匀性

冀东地区石木结构住宅气候适应性建构演变过程研究——以唐山市兰成沟村为例

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西部人居环境学刊 2024年第1期39卷 171-176页

作者：杨延岭甘振坤北京建筑大学建筑与城市规划学院

从地域气候适应性建构的角度分析冀东地区的石木结构住宅,并以长城沿线的兰成沟村为研究对象,借助田野调查、问卷收集、图解分析等方法,分析冀东地区传统石木结构住宅的气候适应性建构演变过程,总结该地区住宅在更新过程中存在的问题。... 详细信息

从地域气候适应性建构的角度分析冀东地区的石木结构住宅,并以长城沿线的兰成沟村为研究对象,借助田野调查、问卷收集、图解分析等方法,分析冀东地区传统石木结构住宅的气候适应性建构演变过程,总结该地区住宅在更新过程中存在的问题。通过对住宅的演变过程进行解析,提取传统石木结构住宅的被动性气候适应性建构策略,解析引发其演变的内在因素,从室内空间变迁、功能匹配组织、空间路径系统、材料组织建构四个层面对传统石木结构住宅和新建住宅的气候适应性建构策略进行分析。结果表明,冀东地区传统石木结构住宅中具有许多气候适应性建构智慧,但这些气候适应性应答设计逐渐消失,极大地弱化了住宅对室内物理环境的调控作用。

关键词：兰成沟村石木结构住宅气候适应性

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