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基于序贯理论的混凝土结构有效预应力实测概率估计方法

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 100-107页

作者：许庆曾滨徐晓达李嘉伟王研妍中冶建筑研究总院有限公司北京100088 清华大学土木工程系北京100084

为建立基于实测数据的混凝土结构有效预应力分布性态评估与评价特征值计算方法,引入预应力比的概念,从单筋、构件、结构3个层次表征有效预应力概率分布性状。通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究各层次预应力比概率分布规律,建立... 详细信息

为建立基于实测数据的混凝土结构有效预应力分布性态评估与评价特征值计算方法,引入预应力比的概念,从单筋、构件、结构3个层次表征有效预应力概率分布性状。通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究各层次预应力比概率分布规律,建立了考虑结构预应力体系布置特征及设计差异影响的高斯混合模型分类简化分析理论;并引入序贯估计理论,以95%保证率特征参数最大估计误差作为约束条件,结合bootstrap方法、EM算法、枢轴量法建立了抽样停止准则,提出了基于实测数据的结构-单筋-构件预应力比序贯抽样估计及评价特征值计算方法;以某无黏结预应力混凝土框架结构为工程实例验证了该方法有效性。研究表明:相比于采用固定样本量的传统抽样方法,序贯抽样方法可有效量化估计精度,减少估计样本数量,降低检测成本;构件评价特征值的最大估计误差随预应力筋数量增加而逐渐降低,估计精度达95%以上。

关键词：预应力混凝土结构预应力比高斯混合模型序贯估计方法最大估计误差

基于分布式光纤传感技术的超长桩承载特性分析

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岩土工程学报 2024年第S2期46卷 140-144页

作者：付张鑫曹文昭吴旭君张兴杰罗沐池中冶建筑研究总院有限公司北京100082 中国京冶工程技术有限公司北京100082

为探究不同地质条件下超长桩承载变形特性及数值模拟中摩擦系数对桩-土相互作用的影响,以深圳湾超级总部某项目系列试桩为背景,采用FBG密集分布式光纤传感技术进行基桩内力测试,并采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对比分析桩、土界面... 详细信息

为探究不同地质条件下超长桩承载变形特性及数值模拟中摩擦系数对桩-土相互作用的影响,以深圳湾超级总部某项目系列试桩为背景,采用FBG密集分布式光纤传感技术进行基桩内力测试,并采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟,对比分析桩、土界面采用不同摩擦系数取值方式时土层平均侧阻力模拟结果。结果表明:(1)灌注桩承载变形特性与桩长和持力层性质密切相关,超长桩轴力沿深度方向基本呈线性递减,端阻比明显减小;持力层为强风化花岗岩层时,试桩轴力沿深度方向呈“大肚形”递减,端阻比低于17.1%。(2)数值模拟中摩擦系数取值方式会对土体侧阻力模拟结果产生较大影响,根据土层性质差异,对桩土界面采用多个摩擦系数能够提高模拟结果准确性。

关键词： FBG密集分布式光纤传感技术超长灌注桩承载变形特性数值模拟侧阻力

基于BIM和深度学习点云分割的施工检查方法模拟研究

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工程力学 2024年第2期41卷 194-201页

作者：张帆孙楚津覃思中赵馨怡中冶建筑研究总院有限公司北京100088 清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一... 详细信息

建筑信息模型(BIM)为工程建设提供了丰富的空间和属性信息,三维激光扫描等三维信息获取技术的发展使获取工程建设三维场景信息变得更加便捷、高效。通过融合实际工程点云与BIM,将有助于实现工程建设质量和进度管理的自动化。既有研究一般比对点云与BIM的全局信息,需要工程人员根据不同规则检查判断,结果难以定量呈现。同时,比对结果无法与BIM构件属性自动关联并服务于智能化分析。针对上述问题,该文引入深度学习点云语义分割技术,对框架梁柱节点实现构件的对象化比对,提高了点云与BIM比对的自动化和数字化程度。模拟试验研究表明,采用的PointNet++模型在框架节点点云语义分割任务中取得了较高的精度,并对数据误差具有较好的健壮性,可为对象化的施工偏差比对提供良好的数据基础。该文方法实现的框架节点施工点云与BIM模型的对象化偏差比对,将在施工偏差展示、测量数据数字化和施工进度管理方面具有良好的应用价值和发展潜力。

关键词：建筑信息模型点云深度学习语义分割施工检查

模块化钢结构建筑连接技术及鲁棒性研究进展与展望

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建筑钢结构进展 2024年

作者：陈金林侯兆新龚超刘兆祥赵木子付张鑫中冶建筑研究总院有限公司中冶建筑研究总院(深圳)有限公司

模块化钢结构建筑凭借标准化、集成化和工业化等优势，迅速得到学术界和工程界的青睐。从模块间连接节点弱、相邻构件协同工作性能差和结构鲁棒性弱三个问题为切入点，归纳国内外模块化钢结构建筑的半刚接和刚接节点，从力学机理和施工... 详细信息

模块化钢结构建筑凭借标准化、集成化和工业化等优势，迅速得到学术界和工程界的青睐。从模块间连接节点弱、相邻构件协同工作性能差和结构鲁棒性弱三个问题为切入点，归纳国内外模块化钢结构建筑的半刚接和刚接节点，从力学机理和施工安装两个维度论述了现有模块间连接节点的发展与不足，提出了“梁端-柱端混合式连接”的解决思路。针对模块化钢结构建筑的模块间梁-梁、柱-柱协同工作，分析它们与钢-混凝土组合梁和格构柱的异同，在考虑建筑装修及施工的基础上提出了非连续连接组合梁（柱）的解决思路，然后总结了模块化钢结构建筑鲁棒性的影响规律。基于现有研究基础，建议在模块间刚性连接节点、非连续连接组合构件及体系分析上开展更为深入的研究。

关键词：模块化钢结构模块间连接节点构件协同工作鲁棒性

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水泥基材料热湿耦合传输性能

同济大学学报（自然科学版） 2024年第4期52卷 574-581页

作者：闵红光张伟平顾祥林同济大学工程结构性能演化与控制教育部重点实验室上海200092 中冶建筑研究总院(深圳)有限公司广东深圳518055

通过大气环境下水泥基材料热湿耦合传输试验,考察了温湿度梯度对湿传输、温湿度分布的影响。试验结果表明,湿传输随着温湿度梯度的增大而加快,且温度梯度比湿度梯度对湿传输的影响大;温度梯度比湿度梯度对温度分布的影响大;温湿度梯度... 详细信息

通过大气环境下水泥基材料热湿耦合传输试验,考察了温湿度梯度对湿传输、温湿度分布的影响。试验结果表明,湿传输随着温湿度梯度的增大而加快,且温度梯度比湿度梯度对湿传输的影响大;温度梯度比湿度梯度对温度分布的影响大;温湿度梯度对相对湿度分布的影响都比较大。因此,在水泥基材料热湿耦合传输过程中,水泥浆的湿传输比砂浆快,且应考虑热传输对湿传输的影响,但湿传输对热传输的影响可以忽略。计算结果表明,热湿耦合传输模型对水泥基材料具有较好的适用性。

关键词：水泥基材料热湿耦合传输性能耐久性

粉煤灰掺量对轻烧氧化镁基制备3d打印用磷酸镁水泥性能的影响

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功能材料 2024年第3期55卷 3170-3177页

作者：李楠梁云钟建军李维红万德田大连大学建筑工程学院大连116622 中国建筑材料科学研究总院北京100000

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析... 详细信息

以实现轻烧氧化镁为原料制备低碳磷酸镁水泥材料的3d打印为目标,采用自主研发的混搅挤功能一化建筑3d打印设备,探究了不同粉煤灰掺量对以轻烧氧化镁为基制备磷酸镁水泥材料性能与打印性能的影响规律,并结合XRD与SEM微观试验进一步分析粉煤灰对其水化产物及晶体样貌的影响。结果表明:与重烧氧化镁相比,由轻烧氧化镁制备磷酸镁水泥的凝结时间大幅缩短;粉煤灰的加入对材料凝结时间影响较小,均在2~3 min左右,但对抗压强度与界面粘结强度有负面影响,当粉煤灰掺量为磷酸镁水泥质量的30%时,抗压强度及界面粘结强度分别下降约34.24%、48.94%;粉煤灰掺量在20%以内时,可有效改善轻烧氧化镁基磷酸镁水泥材料的干缩率,提高体积稳定性;粉煤灰中的活性物质参与水化反应,生成的水化产物与磷酸镁水泥展现出良好的化学相容性,使结构内部更为密实;当粉煤灰掺量为20%~25%时,制备的3d打印用轻烧氧化镁基磷酸镁水泥具有良好的工作性能、体积稳定性能、挤出性能以及建造性能,且满足3d打印对水泥基材料的力学要求。

关键词：轻烧氧化镁粉煤灰掺量磷酸镁水泥 3d打印打印性能

PBL抗剪传力钢筋连接接头受拉力学性能试验

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哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1391-1399页

作者：龚超梁梓豪张素梅李孝忠梁伟桥闫贵海姚志东中冶建筑研究总院有限公司华南事业部北京100088 中国五矿集团有限公司科技管理部北京100010 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院深圳518055

装配式混凝土构件间钢筋的连接是其适用性和经济性的关键环节,针对国内工程常用的灌浆套筒和约束浆锚钢筋连接技术存在施工难度大、效率低、质量不易检验等问题,本文提出了PBL-穿孔钢筋连接接头、PBL-穿孔钢管连接接头和PBL-U形钢筋连... 详细信息

装配式混凝土构件间钢筋的连接是其适用性和经济性的关键环节,针对国内工程常用的灌浆套筒和约束浆锚钢筋连接技术存在施工难度大、效率低、质量不易检验等问题,本文提出了PBL-穿孔钢筋连接接头、PBL-穿孔钢管连接接头和PBL-U形钢筋连接接头3种钢筋连接接头,实现预制混凝土单元间钢筋应力的传递,具有施工简便、质量易保证、成本低等优势。对这3种钢筋接头进行了6组参数共18个钢筋接头试件的拉伸性能试验,研究了新型接头试件的破坏模式、承载力和变形能力等,得到各参数对新型接头拉伸强度的影响规律,并对不同接头的受拉力学性能进行对比分析。研究结果表明:3种钢筋连接接头能够实现钢筋应力的有效传递,验证了新型钢筋连接接头的可行性。

关键词：装配式混凝土钢筋连接接头 PBL剪力键钢管混凝土拉伸试验裂缝发展破坏模式受拉承载力

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SMA碟簧群的循环受压性能及简化模型

工程力学 2024年第7期41卷 163-175页

作者：赵秋红孙泽旺谭志伦天津大学建筑工程学院天津300350 滨海土木工程结构与安全教育部重点试验室(天津大学) 天津300350 天津市政工程设计研究总院有限公司天津300329

该研究提出将多个形状记忆合金(SMA)碟簧片并联排列形成碟簧组,然后在碟簧组间加入垫片分隔、串联排列形成碟簧群,以提供更高的承载力及变形能力。采用有限元软件ABAQUS建立了一系列SMA碟簧群的三维精细化有限元模型,并进行非线性循环... 详细信息

该研究提出将多个形状记忆合金(SMA)碟簧片并联排列形成碟簧组,然后在碟簧组间加入垫片分隔、串联排列形成碟簧群,以提供更高的承载力及变形能力。采用有限元软件ABAQUS建立了一系列SMA碟簧群的三维精细化有限元模型,并进行非线性循环受压分析。结果表明:与钢碟簧的“三角形”荷载-位移曲线相比,SMA碟簧群的荷载-位移曲线呈现鲜明的“旗帜形”特性,具有明显的正向及反向转变平台。随着碟簧片数的增加,碟簧组的总可恢复变形量基本不变,极限承载力及割线刚度近似成比例增加,而随着碟簧组数的增加,碟簧群的总可恢复变形量增加,极限承载力不变,割线刚度近似成比例降低。因此,可根据碟簧群总极限承载力及变形能力的需要,灵活调整碟簧片及碟簧组的数量及布置方式。碟簧组的各层碟簧片由于边界条件不同,应力分布存在明显差异,而变形量亦呈现两端大中间小的哑铃形分布模式,其中加载端碟簧片变形量最大,若超过极限变形量可能发生翻转失效,值得注意。提出了SMA碟簧群的简化模型,通过简化及精细模型的非线性循环受压分析,发现该简化模型的循环受压荷载-位移曲线与精细模型吻合良好,而计算效率提高约38倍。将SMA碟簧群应用于自复位NZ梁柱节点中,并对自复位钢框架进行了验证性的滞回分析。结果表明:采用SMA碟簧群的自复位钢框架最大侧移为4%时可完全复位,且二次刚度相比采用预应力钢绞线的传统自复位钢框架提高近100%,极限承载力提高70%。

关键词： SMA碟簧碟簧群循环受压性能简化模型自复位钢框架

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基于传递率函数的预制混凝土夹心保温墙板连接件损伤识别

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振动与冲击 2024年第14期43卷 308-316页

作者：宋正泉孟宪宏王晓锋沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168 中冶建筑研究总院有限公司北京100088

为解决预制混凝土夹心保温墙板中连接件检测困难问题,提出了基于传递率函数的连接件损伤识别方法。首先介绍了传递率函数原理,建立了用于检测预制混凝土夹心保温墙板中损伤连接件的传递率函数理论模型,得出可用预制混凝土夹心保温墙板... 详细信息

为解决预制混凝土夹心保温墙板中连接件检测困难问题,提出了基于传递率函数的连接件损伤识别方法。首先介绍了传递率函数原理,建立了用于检测预制混凝土夹心保温墙板中损伤连接件的传递率函数理论模型,得出可用预制混凝土夹心保温墙板物理参数表示的传递率损伤指标(transmissibility damage indicator,TDI)。分析理论模型的检测机理表明,该方法不仅可以判断连接件损伤程度而且检测结果不受未被检测损伤连接件干扰。分别设置单损伤和多损伤工况,通过缩尺模型试验,验证了所提出检测方法的可行性,试验结果表明,损伤连接件和无损连接件的TDI指标之间存在着明显的不同,差异达到39.2%,所提出方法可以有效确定连接件的损伤状态与程度,且多损伤工况下其他未被检测的损伤连接件对检测结果无影响。进一步通过数值模拟结果测试所提出方法的抗噪性,建议使用该方法时,保证信噪比在40 dB以上,从而保障方法的鲁棒性。

关键词：传递率函数损伤检测预制混凝土夹心保温墙板连接件传递率损伤指标(TDI)