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五层足尺预应力压接装配框架结构抗连续倒塌能力有限元分析

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建筑结构学报 2023年第5期44卷 114-124页

作者：郭志鹏郭海山李黎明师燕超史鹏飞周健李思遥苏衍江张云峰中建科技集团有限公司北京100070 天津大学建筑工程学院天津300350

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)体系的抗连续倒塌性能,基于ABAQUS/Standard隐式有限元分析平台,采用多尺度非线性动力分析模型对五层足尺试验模型的顶层角柱、四层边柱和底层角柱失效后的状态分别进行了有限元模拟,并与试验结... 详细信息

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)体系的抗连续倒塌性能,基于ABAQUS/Standard隐式有限元分析平台,采用多尺度非线性动力分析模型对五层足尺试验模型的顶层角柱、四层边柱和底层角柱失效后的状态分别进行了有限元模拟,并与试验结果进行了对比。在此基础上对拆柱等效冲击加载时间、有无楼板作用和楼面重力荷载代表值大小进行参数分析,分析了相关参数对PPEFF抗连续倒塌性能的影响。研究结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合良好;拆柱等效冲击加载时间对结构的稳态位移影响较小,试验采用滑块与双微摩擦面构造的加载方法可行;楼板对结构的抗连续倒塌性能有较大影响,能够降低剩余结构的竖向振动幅度,提高剩余结构的抗连续倒塌性能;楼面重力荷载代表值提升100%的情况下,仅局部混凝土进入塑性,钢筋与预应力筋仍处于弹性工作状态,结构变形较小,PPEFF仍具有良好抗连续倒塌性能。

关键词：预应力压接装配混凝土框架抗连续倒塌数值模拟构件拆除法动态响应

五层足尺预应力压接装配框架结构顶层角柱失效试验研究

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建筑结构学报 2023年第5期44卷 101-113页

作者：师燕超李黎明郭海山李忠献史鹏飞赵博周健刘昊琨郭志鹏天津大学建筑工程学院天津300350 中建科技集团有限公司北京100070

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)结构的抗连续倒塌性能,根据国内外现行抗连续倒塌规程中的拆除构件法,设计并建造了一栋2×2跨带楼板的五层足尺PPEFF结构,进行了结构动力特性测试和顶层角柱失效下的抗连续倒塌试验。通过动力特... 详细信息

为研究预应力压接装配混凝土框架(PPEFF)结构的抗连续倒塌性能,根据国内外现行抗连续倒塌规程中的拆除构件法,设计并建造了一栋2×2跨带楼板的五层足尺PPEFF结构,进行了结构动力特性测试和顶层角柱失效下的抗连续倒塌试验。通过动力特性测试得到了结构的固有频率与阻尼特性,结构实测周期与采用梁柱节点刚接假定的分析结果吻合良好。提出了滑块与双微摩擦面构造及结构柱移除试验方法,能较好地模拟结构柱移除前结构的正常承载状态,操作简便快捷。基于上述方法,开展了移除角柱的抗连续倒塌试验,采用位移计和基于数字图像处理的非接触式位移测量设备,分别获得了顶层角柱失效后的动态响应,两者最大动态位移幅值和残余位移相差不超过3%,吻合良好。试验结果表明,顶层角柱失效后,试验结构在正常使用荷载作用下的抗连续倒塌机制以双向梁悬臂受弯作用为主,楼板作为受拉翼缘提高了梁的悬臂受弯作用,角柱所承担的竖向荷载在剩余结构内进行了重分布,梁内纵向钢筋、楼板钢筋和预应力筋均处于弹性状态,拆柱处悬臂结构最大瞬态转角仅为1/273,PPEFF在顶层角柱失效时具有优异的抗连续倒塌性能。

关键词：预应力压接装配混凝土框架抗连续倒塌角柱失效足尺试验结构柱移除方法动力响应

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装配式轨顶风道有限元模拟分析研究

建筑结构 2022年第S02期52卷 1678-1683页

作者：郝睿董泊君郝宏志辛忠一王海龙中建六局(天津)绿色建筑科技有限公司天津300451 天津大学天津300072

为掌握装配式轨顶风道在正常使用状态下受力变形特征,采用abaqus有限元分析软件对标准段单节装配式轨顶风道进行模拟分析。控制变量分别为混凝土强度等级、风道板厚度以及风道板下是否带梁。结果表明:随着混凝土强度等级的提高,风道板... 详细信息

为掌握装配式轨顶风道在正常使用状态下受力变形特征,采用abaqus有限元分析软件对标准段单节装配式轨顶风道进行模拟分析。控制变量分别为混凝土强度等级、风道板厚度以及风道板下是否带梁。结果表明:随着混凝土强度等级的提高,风道板跨中以及其他连接节点部位变形均有一定程度降低。不同风道板厚度和板下有无梁对轨顶风道的受力变形影响较大,特别的无梁风道板厚度从50mm变为70mm后,跨中最大mises应力值减小了29.2%,而相同板厚下,有梁风道板跨中挠度值相比无梁风道板降低了48.8%。主要结论:吊杆和螺栓在连接部位易出现杆件剪切破坏,应对连接杆件的截面积进行严格控制。装配式轨顶风道无梁风道板厚度控制在70mm左右比较经济合理,能够充分发挥材料强度。无梁轨顶风道适用于标准段,有梁轨顶风道适用于受力复杂的非标段。

关键词：装配式轨顶风道有限元模拟剪切破坏

蒸汽养护参数对混凝土脱模强度与度时积的影响

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施工技术 2020年第21期49卷 61-63页

作者：华学严张立刘光辉牛超段志伟中天建设集团有限公司浙江杭州310020 天津中匠建筑科技有限公司天津300382

为满足预制混凝土构件生产需要,在原材料及配合比固定的情况下,开展正交试验,以研究蒸汽养护参数对混凝土脱模强度与度时积的影响。试验结果表明,混凝土入模温度宜采用标准限值,最佳预养温度宜为25℃,最佳预养时间宜为4h,最佳恒温温度宜... 详细信息

为满足预制混凝土构件生产需要,在原材料及配合比固定的情况下,开展正交试验,以研究蒸汽养护参数对混凝土脱模强度与度时积的影响。试验结果表明,混凝土入模温度宜采用标准限值,最佳预养温度宜为25℃,最佳预养时间宜为4h,最佳恒温温度宜为40℃,最佳恒温时间宜为3h。

关键词：混凝土蒸汽养护脱模强度度时积正交试验

太阳能光热实验建筑外围护结构的艺术表现方法研究

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西部人居环境学刊 2022年第4期37卷 101-107页

作者：李成一王一平尹宝泉中建六局(天津)绿色建筑科技有限公司天津大学建筑学院

缺少兼具多功能性和美学效果的太阳能建筑一体化构件是太阳能建筑发展的障碍之一。为探索一种通用的丰富太阳能集热器美学效果的方法,本研究建造了一座太阳能光热实验建筑。通过在与建筑外围护结构一体化的太阳能集热器玻璃盖板上的半... 详细信息

缺少兼具多功能性和美学效果的太阳能建筑一体化构件是太阳能建筑发展的障碍之一。为探索一种通用的丰富太阳能集热器美学效果的方法,本研究建造了一座太阳能光热实验建筑。通过在与建筑外围护结构一体化的太阳能集热器玻璃盖板上的半色调涂装,模仿其他建筑外饰面材料的视觉效果,并通过运行测试和主观评价验证外围护结构的功能和视觉效果。运行测试结果表明,外围护结构中的太阳能集热器不仅能提供一定量的生活热水,还能通过蓄热墙模式和夜间保温模式降低建筑的采暖能耗。问卷调查和专家评价打分结果表明,盖板上的涂装表现出了一定的视觉效果,并验证了三条艺术表现策略:形状特征优先、以明暗对比为主、兼顾观察距离和角度。本研究是太阳能建筑的一次技术与艺术相结合的大胆尝试,为促进太阳能建筑一体化发展提供了新的思路。

关键词：太阳能建筑外围护结构艺术表现模仿视觉效果

钢结构工程高强度螺栓微小松动视觉检测方法研究

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中国公路学报 2024年第2期37卷 125-141页

作者：姚志东陈志华刘红波卢佳祁天津大学建筑工程学院天津300072 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对... 详细信息

基于计算机视觉的螺栓松动检测方法中,一类是通过对连接节点图像进行透视矫正并分析螺栓轮廓边缘直线角度的变化以及时发现微小的松动缺陷。然而,目前这类方法在图像矫正和螺栓轮廓边缘检测的可靠性方面还有较大的改进空间。为此,针对钢结构螺栓连接节点,提出了基于深度学习的螺栓松动视觉检测方法。首先,基于YOLOv5检测螺栓目标。针对螺栓感兴趣区域(RoI),基于鲁棒性较高的Attention U-Net提取螺栓轮廓边缘直线。为了提高螺栓目标检测精度,目标检测模型应设定较低置信度阈值以保证目标无漏检,再通过螺栓RoI提取的边缘直线数量筛除伪螺栓。使用透视变换法对节点图像进行矫正,变换所需的参考点是根据螺栓检测框之间空间移动后的相交关系自动定位的。最后,根据矫正图像中的螺栓轮廓边缘直线计算螺栓角度,通过检测螺栓和基准螺栓之间的角度差异判断松动情况。研究结果表明:螺栓目标检测的AP值为0.97;螺栓轮廓边缘检测的准确率、召回率和F1的均值分别为0.846、0.807与0.825,且在多种复杂背景干扰下具有较高的鲁棒性;伪螺栓筛除法可过滤掉99.82%的伪螺栓目标;提出的图像矫正法适用于常见的多种螺栓排列形式的连接节点;当松动判别阈值仅为2.8°时,螺栓松动检测的准确率可达99.7%。该方法在大型钢结构螺栓连接节点自动化运维方面具有较好的应用前景。

关键词：桥梁工程螺栓微小松动检测计算机视觉与深度学习连接节点目标检测轮廓边缘直线检测透视矫正

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地铁车站装配式轨顶风道受力性能研究

建筑结构 2023年第S01期53卷 1331-1336页

作者：白楠董泊君刁钰郝睿天津大学建筑工程学院天津300072 天津轨道交通集团有限公司天津300051 中建六局绿色建筑科技有限公司天津300451

以地铁车站轨顶风道为研究对象,通过装配式设计拆分解决了传统现浇轨顶风道施工周期长、作业环境差、质量不易保证等问题。对拆分后的各构件截面尺寸进行了优化设计,在保证正常使用的前提下,减少了材料用量。对优化后的装配式轨顶风道... 详细信息

以地铁车站轨顶风道为研究对象,通过装配式设计拆分解决了传统现浇轨顶风道施工周期长、作业环境差、质量不易保证等问题。对拆分后的各构件截面尺寸进行了优化设计,在保证正常使用的前提下,减少了材料用量。对优化后的装配式轨顶风道及其各连接节点采用规范计算、有限元模拟以及试验对比相结合的方法进行了论证,验证了装配式轨顶风道在正常使用状态下的受力变形特征,结果表明:优化后的风道板跨中挠度能够满足规范要求,吊杆的受力变形满足结构安全使用要求。同时装配式轨顶风道整体的的疲劳试验表明在设计使用年限内,钢筋应力未达到屈服,混凝土未开裂,满足规范设计要求。综合来看装配式轨顶风道在整个生产建造阶段能够减少大量碳排放,更加绿色环保,具有很好的经济效益和社会效益。

关键词：地铁车站轨顶风道装配式工厂预制

复合齿槽劲性连接预制剪力墙抗剪性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第1期55卷 57-65页

作者：张锡治李福林李雅楠李星乾章少华于志双天津大学建筑设计规划研究总院有限公司天津300072 天津大学建筑工程学院天津300072 中铁建大桥工程局集团建筑装配科技有限公司天津300300

为研究钢筋截面面积和H型钢抗剪键对试件抗剪性能的影响,设计制作了3片剪跨比为0.87的足尺寸装配式低矮剪力墙试件.主要研究了在竖向轴压力保持不变的状态下,3片剪力墙试件通过单调推覆荷载作用的破坏过程和最终破坏形态、各阶段荷载特... 详细信息

为研究钢筋截面面积和H型钢抗剪键对试件抗剪性能的影响,设计制作了3片剪跨比为0.87的足尺寸装配式低矮剪力墙试件.主要研究了在竖向轴压力保持不变的状态下,3片剪力墙试件通过单调推覆荷载作用的破坏过程和最终破坏形态、各阶段荷载特征值、荷载-位移曲线,对比分析了新、旧混凝土结合面处普通凿毛、增加钢筋截面面积、增设H型钢抗剪键3种不同的构造处理方式对试件抗剪性能的影响.得出主要结论如下:3片试件的破坏过程及最终破坏形态较为接近,均是剪力墙试件右侧暗柱根部钢筋受拉屈服甚至拉断,左侧暗柱根部混凝土压溃脱落,结合面处开展的水平裂缝为主裂缝;3片剪力墙试件在复合齿槽处的U型钢筋搭接连接均能有效地传递应力,且增加结合面处钢筋截面面积以及增设H型钢抗剪键均能有效地提高试件的抗剪承载力,试件YZW-1、YZW-2、YZW-3的峰值承载力分别为773.4 kN、950.3 kN、925.3 kN,增加钢筋截面面积的试件YZW-2极限承载力提高了22.9%,增设H型钢的试件YZW-3极限承载力提高了19.7%.通过对比3片试件的荷载-位移曲线可以看出,试件YZW-2相较于试件YZW-1,刚度提高很多,抗侧移能力较强,且在实际施工过程中便于操作;而增设了H型钢的试件YZW-3,与试件YZW-1相比,刚度大致相同,后期表现为具有更强的极限变形能力.

关键词：装配式剪力墙复合齿槽 H型钢单调加载抗剪性能

纳米二氧化硅对海砂碱矿渣砂浆高温力学性能的影响

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硅酸盐学报 2024年第2期52卷 652-660页

作者：戎贤刘静杰陈庞李永敢王志勇河北工业大学土木与交通学院天津300401 中建(天津)工业化建筑工程有限公司天津301700

纳米SiO_(2)可明显提升普通混凝土高温力学性能,但其对海水海砂碱矿渣砂浆高温力学性能的影响尚不清晰。因此,研究了掺纳米SiO_(2)海水海砂碱矿渣砂浆25~800℃的力学性能。结果表明:掺加纳米SiO_(2)可以有效减小海水海砂碱矿渣砂浆高温... 详细信息

纳米SiO_(2)可明显提升普通混凝土高温力学性能,但其对海水海砂碱矿渣砂浆高温力学性能的影响尚不清晰。因此,研究了掺纳米SiO_(2)海水海砂碱矿渣砂浆25~800℃的力学性能。结果表明:掺加纳米SiO_(2)可以有效减小海水海砂碱矿渣砂浆高温作用后表面裂缝的数量,3%(质量分数)纳米SiO_(2)可有效抑制海水海砂碱矿渣砂浆高温后膨胀变形;掺纳米SiO_(2)的海水海砂碱矿渣砂浆高温后抗压强度随温度升高先增大后减小,而抗折强度随温度升高持续降低。

关键词：纳米二氧化硅海砂碱矿渣高温作用抗压强度抗折强度