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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

灌浆插筋式模块钢结构连接节点力学性能试验研究

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第3期57卷 311-320页

作者：陈志华孟凡贵刘红波尚静媛崔萌闫翔宇天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056038 天津津贝尔建筑工程试验检测技术有限公司天津300130 天津建工科技有限公司天津300403

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结... 详细信息

针对模块钢结构建筑间的连接问题,提出了一种新型的由钢筋与CGM灌浆料组成的灌浆插筋式模块钢结构连接节点形式,并采用试验和理论分析的方法,对节点柱的轴压性能、轴拉性能和抗弯性能进行了深入研究,提出了相应的承载力计算方法.研究结果表明:①在轴向压力作用下,此节点上下两侧空钢管发生屈曲破坏,轴压承载力约为钢管截面屈服承载力的97%,表明此节点具有较好的抗压承载能力;不同钢筋直径试件的荷载-位移曲线基本一致,表明节点的抗压承载力与钢筋直径无关;②在轴向拉力作用下,试件在节点的连接缝隙处发生分离,灌浆料表面呈现了斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的极限抗拉承载力为钢管极限承载力的28%~32%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小;③在弯矩作用下,试件一侧受拉、另一侧受压,在节点的连接缝隙处钢管发生分离,受拉区灌浆料形成斜向裂缝;在钢筋直径为14~18 mm的范围内,构件的抗弯承载力为钢管承载力的37%~47%,并且随着钢筋直径的增大,试件的极限抗拉承载力增大、延性减小,试件的屈服位移和极限位移均增大.

关键词：模块钢结构节点水泥基灌浆料轴压性能轴拉性能抗弯性能

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搭接长度等对Ⅱ型APC接头拉伸性能的影响

哈尔滨工业大学学报 2024年

作者：余琼敖晟瑞唐子鸣郭霖谢青海张志陈振海同济大学土木工程学院山西建筑工程集团有限公司山西二建集团有限公司

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响，对63个该接头进行单向拉伸试验，分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明：钢筋直径相同时，随搭接长度增加，平均黏结应力降低，试件强度、延性、最大力... 详细信息

为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响，对63个该接头进行单向拉伸试验，分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明：钢筋直径相同时，随搭接长度增加，平均黏结应力降低，试件强度、延性、最大力总伸长率明显提高，残余变形整体呈下降趋势；钢筋拉断破坏试件强度、延性、最大力总伸长率和残余变形满足规范要求；加载过程中，套筒中部截面短边纵向和长边环向始终受拉；极限荷载下，随搭接长度增加，套筒中部截面短边侧环向压应变先转变为拉应变再向压应变发展，长边侧纵向压应变转变为拉应变；相对搭接长度相同时，极限承载力随钢筋直径增加而提高；提出的极限黏结强度及临界搭接长度计算公式与试验值吻合较好，可为实际工程应用提供参考。单拉工况下，钢筋直径不大于18 mm时，建议接头搭接长度大于12d。

关键词： Ⅱ型APC接头拉伸性能搭接长度黏结强度

寒冷地区半透明光伏窗热工参数限值研究——以太原地区某办公建筑为例

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可再生能源 2024年

作者：胡伊林王昊博程远达王瑞张海云郭霖范宝秀太原理工大学山西建筑工程集团有限公司

由于半透明光伏窗中太阳能电池对太阳辐射光谱的选择作用,光伏窗建筑的能耗和室内光热环境与普通白玻建筑均有差异。将光伏窗应用于建筑时,需有特定的热工参数设计值进行参考,但目前缺少相关依据。因此,文章以太原某办公建筑为例,建立... 详细信息

由于半透明光伏窗中太阳能电池对太阳辐射光谱的选择作用,光伏窗建筑的能耗和室内光热环境与普通白玻建筑均有差异。将光伏窗应用于建筑时,需有特定的热工参数设计值进行参考,但目前缺少相关依据。因此,文章以太原某办公建筑为例,建立基准建筑和设计建筑模型,探究传热系数(Heat Transfer Coefficient,Uvalue)和太阳得热系数(Solar Heat Gain Coefficient,SHGC)对光伏窗建筑能耗的影响,并采用权衡判断法得出光伏窗U值和SHGC值的推荐范围。结果表明,在太原地区应用光伏窗时,较小的U值和较大的SHGC值更有利于建筑节能;当光伏窗建筑窗墙比大于0.60、透过率等于0.46时,U值的最大限值是现有节能标准限值的1.9倍;通过对比不同窗墙比时SHGC值的推荐范围,发现随着窗墙比的增大,SHGC下限值减小了34%。研究结果对于光伏窗建筑热工设计与优化具有一定的指导意义与参考价值。

关键词：半透明光伏窗 U值 SHGC值权衡判断法

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釉质防护涂层的湿化学法制备及劣化性能

材料导报 2024年第4期38卷 75-79页

作者：卜锦超唐中华徐凯何财兵王敏嘉浙江理工大学建筑工程学院杭州310018 浙江临金高速公路有限公司杭州310024 浙江玉釉新材料科技有限公司杭州310051

防护涂层是提升室外工程结构耐久性的重要保障。本工作采用湿化学法在还原性气氛中制备出釉质涂层,并通过XRD、FTIR、SEM、EDS等表征手段对涂层的物相结构和微观形貌进行深入研究,同时测试涂层在冻融循环、氙灯和紫外辐照前后的形貌结... 详细信息

防护涂层是提升室外工程结构耐久性的重要保障。本工作采用湿化学法在还原性气氛中制备出釉质涂层,并通过XRD、FTIR、SEM、EDS等表征手段对涂层的物相结构和微观形貌进行深入研究,同时测试涂层在冻融循环、氙灯和紫外辐照前后的形貌结构演变、铅笔硬度、附着力、光泽度及厚度变化。结果表明:涂层的微观结构为有机硅-无机硅复合网络体系,其他无机相通过有机基团及分子间的配位键共同形成致密化交联。无机相中,微细Ti和TiO_(2)粉在还原气氛中会通过高能机械化学反应生成TiO,TiO拥有较高的抗侵蚀能力。NaAlO_(2)和Al 2O 3容易包覆在未参加反应的TiO_(2)表面,屏蔽TiO_(2)光催化活性对自身耐候性劣化的影响。因此,釉质涂层耐久性优异,在冻融循环和氙灯辐照前后表面宏观/微观形貌、色泽、光泽度、铅笔硬度及附着力基本不变。釉质涂层的铅笔硬度为8H,附着力为1级,60°角光泽度为64.5GU,紫外辐照失光率为1.7%。所有劣化过程中,紫外辐照会削弱涂层的附着力,提升铅笔硬度,且减薄明显。这是由于紫外光子能量高,能促使活性的SiO_(2)发生交联反应生成有机硅,使涂层内部结构更加致密,并能断键产生CH_(2)基团,从而削弱涂层与基体的结合。本研究可为室外工程结构表面防护涂层的发展提供支持。

关键词：防护涂层有机硅-无机硅复合湿化学法劣化性能

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套筒灌浆搭接连接的开洞剪力墙抗震试验

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第9期51卷 1-14页

作者：余琼唐子鸣张亮郭霖范宝秀张志陈振海同济大学土木工程学院上海200092 山西建筑工程集团有限公司山西太原030006 山西二建集团有限公司山西太原030013

剪力墙是高层建筑结构重要的抗侧力构件.为研究纵筋套筒灌浆搭接接头(简称APC接头)连接的全预制开洞墙可靠性,进行了1片现浇墙和2片竖向钢筋采用Ⅰ型、Ⅱ型APC接头连接的预制不等肢开洞墙拟静力试验,研究了试件的破坏形式、滞回性能、... 详细信息

剪力墙是高层建筑结构重要的抗侧力构件.为研究纵筋套筒灌浆搭接接头(简称APC接头)连接的全预制开洞墙可靠性,进行了1片现浇墙和2片竖向钢筋采用Ⅰ型、Ⅱ型APC接头连接的预制不等肢开洞墙拟静力试验,研究了试件的破坏形式、滞回性能、特征荷载、变形、钢筋和套筒应变及结合面抗剪性能等.结果表明:各试件的裂缝发展情况基本相同,墙肢和连梁发生弯剪破坏;现浇墙破坏起始于两墙肢根部,而预制墙套筒上方混凝土先被压碎,各试件墙肢外侧破坏情况较内侧严重;套筒顶部截面为破坏时薄弱面,套筒上方钢筋易压屈,构件设计时箍筋应加强;预制墙的开裂荷载、墙肢屈服荷载和刚度略高于现浇墙,峰值荷载和强度退化系数与现浇墙相当,预制墙延性略差;同一加载级下,各试件耗能能力相当;预制墙灌浆结合面表现出较好的抗剪性能,两种接头在预制墙中均能有效传递钢筋应力.采用APC接头连接的预制开洞剪力墙基本实现“等同现浇”.

关键词：预制混凝土剪力墙 APC接头抗震性能拟静力试验

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椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器传热传质性能及实验研究

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制冷学报 2024年第2期45卷 41-52页

作者：李汉林谷雅秀何跃飞刘力文长安大学建筑工程学院西安710061 山西碧桂园房地产开发有限公司太原030000

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变... 详细信息

介绍了一种椭圆型套管-管翅式蒸发式冷凝器,通过搭建的蒸发式冷凝器性能测试实验系统,研究该蒸发式冷凝器在不同循环水配比、不同地区环境以及“风冷”“水冷”“蒸发冷凝”和“全工况”4种不同运行模式下的传热传质性能与运行特性的变化规律。结果表明:在相同条件下“全工况”模式的热流密度高于“风冷”和“蒸发冷凝”两种模式,而“水冷”模式由于其传热面积远小于其它模式,所以其热流密度最高;“全工况”模式在保持配风量及循环水总量一定的条件下,热流密度随循环水配比的增大而先增大后减小,喷淋水与冷却水的流量最佳配比为2∶5;“全工况”模式在严寒干燥地区、寒冷地区以及夏热冬暖地区的总热流密度分别为5879.64、3964.28及2933.05 W/m^(2),因此不同地区环境运行的传热性能相差较大,该冷凝器“全工况”模式在空气干燥的地区,喷淋冷却水温度范围为13~18℃运行时传热性能较优。在相同的条件下,“蒸发冷凝”模式的水膜传质系数高于“全工况”模式,且两者均随喷淋密度的增大先增大后减小。

关键词：蒸发式冷凝器椭圆型套管-管翅式换热器传热传质性能运行特性实验分析

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黄土包边的循环流化床粉煤灰路基稳定性分析

公路 2024年第1期69卷 65-70页

作者：邓小鹏任慧薛小龙王小敏山西能源学院晋中市030600 山西建筑工程集团有限公司太原市030006

以G307山西汾阳境改扩建工程的循环流化床粉煤灰路基为例,采用室内土工试验及光学显微镜等试验手段对循环流化床粉煤灰的土工力学性质和微观结构进行了研究分析,表明循环流化床粉煤灰具有较高的抗剪强度和压缩模量,能够用于路基填料,但... 详细信息

以G307山西汾阳境改扩建工程的循环流化床粉煤灰路基为例,采用室内土工试验及光学显微镜等试验手段对循环流化床粉煤灰的土工力学性质和微观结构进行了研究分析,表明循环流化床粉煤灰具有较高的抗剪强度和压缩模量,能够用于路基填料,但为保证路堤的稳定,边坡两侧需设包边土防护。基于有限元强度折减法分析了粉煤灰的抗剪强度、黄土包边土的厚度及其抗剪强度对循环流化床粉煤灰路基稳定性的影响。结果表明,随着循环流化床粉煤灰路基养护天数的增加,其抗剪强度会增大,路基稳定性增强;黄土包边土厚度的增加,路基内塑性区逐渐从粉煤灰路基内部转至包边土的内部,路基稳定系数逐渐减小,适宜的黄土包边土厚度为2.0 m~3.0 m;增大包边土的抗剪强度,对路基稳定有利。

关键词：路基工程循环流化床灰包边土路基稳定性强度折减法

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联排凹曲面屋盖的风荷载特性试验研究

浙江大学学报（工学版） 2024年第7期58卷 1467-1478页

作者：郝树仁李天娥彭辉武海全闫月勤李海旺苏宁太原理工大学土木工程学院山西太原030024 山西五建集团有限公司山西太原030013 东北电力大学建筑工程学院吉林吉林132012

为了探究凹曲面屋盖的风荷载特性并为实际工程提供抗风设计参考,对3种联排凹曲面屋盖进行刚性模型风洞测压试验,系统分析联排数及风向角对凹曲面屋盖升力系数、平均风压系数和极值风压系数的影响.结果表明:屋盖整体升力系数随着联排数... 详细信息

为了探究凹曲面屋盖的风荷载特性并为实际工程提供抗风设计参考,对3种联排凹曲面屋盖进行刚性模型风洞测压试验,系统分析联排数及风向角对凹曲面屋盖升力系数、平均风压系数和极值风压系数的影响.结果表明:屋盖整体升力系数随着联排数的增加不断降低,各屋盖的升力系数受风向角影响较大.在不同联排数及风向角下,屋盖整体承受向上的风吸力,屋盖的平均风压系数表现出复杂的波动性;在迎风屋盖边缘处的气流分离现象明显,导致该处存在较大风吸力;越远离迎风侧的屋盖,平均风压系数的波动越小,稳定于-0.1.联排数对极值风压系数的影响不可忽略,尤其是极小值负压系数,边缘屋盖分区极小值负压系数的最小值为-5.1,中间屋盖分区极小值负压系数的最小值为-3.3.基于试验结果,总结给出不同联排凹曲面屋盖分区的平均风压系数和极值风压系数.

关键词：凹曲面屋盖风洞试验风荷载干扰效应风压分区