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折纸型准零刚度系统的隔振性能研究

工程力学 2024年第6期41卷 246-256页

作者：周雅蒙格尔叶震叶霄鹏张家豪冯健蔡建国东南大学国家预应力工程技术研究中心混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189 珠海铁建大厦置业有限公司珠海519030 东南大学深圳研究院深圳518063

准零刚度隔振系统因具备高静态低动态的刚度特性得到广泛研究,但是较短的准零刚度行程限制了其在低频隔振领域的应用推广。基于非线性正刚度和非线性负刚度并联的理念,由Kresling折纸构型启发设计一种新型的准零刚度隔振系统,采用有限... 详细信息

准零刚度隔振系统因具备高静态低动态的刚度特性得到广泛研究,但是较短的准零刚度行程限制了其在低频隔振领域的应用推广。基于非线性正刚度和非线性负刚度并联的理念,由Kresling折纸构型启发设计一种新型的准零刚度隔振系统,采用有限元分析准零刚度隔振系统的可行性。建立了折纸型准零刚度系统的力学模型,研究了在正常工况下阻尼比、荷载幅值和回复力模型高阶项对幅频特性和力传递特性的影响,并扩展到过载工况下折纸型准零刚度系统隔振性能研究。开展折纸型准零刚度系统隔振试验并与有限元结果进行对比分析。分析结果表明,隔振系统随着阻尼增大和激振力幅值减小,响应幅值和传递率均会减小。具备高阶项的回复力模型使折纸型准零刚度系统在正常和过载工况下具有更低的起始隔振频率、共振频率以及振动传递率。试验验证折纸型准零刚度系统具备较为良好的隔振性能。

关键词：折纸准零刚度隔振回复力模型过载

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村镇砌体结构民居地震倒塌易损性分析

东南大学学报（自然科学版） 2024年第5期54卷 1154-1160页

作者：缪志伟陈康诺马栋梁杨冬梅刘一凡东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为了快速定量评估我国村镇区域现存的大量居民自建砌体房屋的地震抗倒塌性能,提出了一种基于简化分析模型的地震倒塌易损性分析方法.针对不同抗震构造措施的村镇典型砌体结构民居,基于砌体墙片恢复力模型和刚性楼板假定,建立结构简化剪... 详细信息

为了快速定量评估我国村镇区域现存的大量居民自建砌体房屋的地震抗倒塌性能,提出了一种基于简化分析模型的地震倒塌易损性分析方法.针对不同抗震构造措施的村镇典型砌体结构民居,基于砌体墙片恢复力模型和刚性楼板假定,建立结构简化剪切层模型,并根据结构的典型地震倒塌破坏模式,确定对应的倒塌判断准则.通过对比所提模型与精细化有限元模型的模拟结果,验证该模型在倒塌分析中的可靠性.基于23条地震动的增量动力分析,得到各简化剪切层模型的倒塌易损性曲线,量化评价结构抗倒塌性能.结果表明:增加构造柱可以显著提高结构抗倒塌能力;相较于现浇楼板,采用预制楼板后结构抗倒塌能力减弱;不设置构造柱和圈梁且采用预制楼板的结构抗倒塌储备系数仅为采用完好抗震构造措施结构的10%.

关键词：村镇区域砌体结构倒塌易损性分析剪切层模型抗倒塌性能

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基于声发射的钢桥面板焊接气孔缺陷在线识别

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 285-293页

作者：李丹陈燕秋王浩聂佳豪刘洋王建国东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京211189 东南大学土木工程学院南京211189 中铁山桥(南通)有限公司南通226532

为实现正交异性钢桥面板机器人智能化焊接过程中缺陷的在线监测,提出了一种基于快速傅里叶变换和支持向量机的气孔缺陷声发射识别方法.通过开展机器人焊接实验,揭示了钢桥面板焊接及缺陷产生过程的声发射特征.无损伤与气孔缺陷2种工况... 详细信息

为实现正交异性钢桥面板机器人智能化焊接过程中缺陷的在线监测,提出了一种基于快速傅里叶变换和支持向量机的气孔缺陷声发射识别方法.通过开展机器人焊接实验,揭示了钢桥面板焊接及缺陷产生过程的声发射特征.无损伤与气孔缺陷2种工况信号的幅值、振铃计数、峰值频率和中心频率等参数重叠交叉严重、相关性不显著,而气孔缺陷信号的傅里叶频谱存在更多高频能量分布,因此以频谱为输入建立2种工况的径向基核支持向量机模型.实验结果表明,与朴素贝叶斯、随机森林和线性核支持向量机模型相比,径向基核支持向量机模型拥有更高的正确率(95.4%)和召回率(94.3%),能够用于焊接过程气孔缺陷的在线识别,具有较强的鲁棒性和实用性.

关键词：钢桥面板焊接缺陷在线识别声发射频谱分析支持向量机

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预应力在我国大跨度结构中的应用研究综述

东南大学学报（自然科学版） 2024年第3期54卷 559-566页

作者：梁书亭王文康朱筱俊徐义威韩天成董俊东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 东南大学建筑设计研究院有限公司南京211189 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

为了提高大跨度结构的正常使用性能,通常在混凝土结构中施加预应力.结果表明,预应力混凝土结构具有更好的使用性、耐久性和大跨度适用性,其中预应力混凝土空心板结构在不显著降低承载力和刚度的前提下明显减小结构自重,预应力型钢混凝土... 详细信息

为了提高大跨度结构的正常使用性能,通常在混凝土结构中施加预应力.结果表明,预应力混凝土结构具有更好的使用性、耐久性和大跨度适用性,其中预应力混凝土空心板结构在不显著降低承载力和刚度的前提下明显减小结构自重,预应力型钢混凝土梁(板)结构采用较小的截面尺寸即可满足承载力和刚度的需求.开发城市地下空间是解决城市用地紧张的有效手段,我国地下大跨空间常用的结构形式主要包括密排框架(肋梁)结构、折板或拱形结构、变截面(加腋)板结构、预应力混凝土结构、型钢-混凝土组合结构和Y形柱结构6种形式,相比之下,跨度较大时宜采用预应力结构.

关键词：大跨度结构城市地下空间预应力技术预应力空心结构预应力型钢混凝土结构工程案例

基于复杂热解模型的CLT房间火灾温度场数值模拟及iBMB参数化火灾升温曲线修正

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 70-80页

作者：聂玉晗张晋姜坤邢智岩东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司江苏南京211100

为研究正交胶合木(cross laminated timber,CLT)自身可燃性对CLT房间火灾温度场的影响,在FDS(fire dynamics simulator)软件中采用复杂热解模型对CLT构件和可移动火灾荷载(木垛)进行精细化实体建模,建立CLT房间火灾试验模型,结果表明,... 详细信息

为研究正交胶合木(cross laminated timber,CLT)自身可燃性对CLT房间火灾温度场的影响,在FDS(fire dynamics simulator)软件中采用复杂热解模型对CLT构件和可移动火灾荷载(木垛)进行精细化实体建模,建立CLT房间火灾试验模型,结果表明,复杂热解模型能够合理反映CLT房间火灾衰减前的温度发展趋势,较准确地预测轰燃温度、峰值温度和火灾充分发展时长,与已有试验结果的误差范围分别为-3.4%~-27.8%、-1.1%~-12.5%和0.3%~34.0%。在上述研究的基础上,基于iBMB参数化火灾升温曲线将可移动火灾荷载简化为一个自定义热释放速率的燃烧器,在FDS中对可移动火灾荷载简化建模,该方法能够提高计算速度,得到的温度-时间曲线在火灾增长和充分发展阶段与试验结果较一致,但会高估火灾充分发展时间,延长15~20 min。最后,通过考虑木材可燃性修正iBMB参数化火灾升温曲线中的火灾荷载密度和峰值热释放速率,得到适用于通风控制型CLT房间火灾升温曲线的理论计算方法,计算结果与试验值吻合较好,峰值温度与试验值的误差范围都在10%以内,与其他学者提出的考虑木材可燃性参数化火灾升温曲线相比,修正的iBMB参数化火灾升温曲线理论计算方法在预测火灾升温时间及火灾衰减阶段温度发展方面更为准确。

关键词：正交胶合木复杂热解模型 FDS模拟 iBMB参数化火灾升温曲线

单层空间网格结构刚性节点的衍生式生成方法研究

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 203-212页

作者：刘峰成冯若强吕召能王琨杨洋居永军扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225127 东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189 江苏扬建集团有限公司江苏扬州225002

单层空间网格结构节点是结构中受力最集中的部位,应具有合理的结构形式和良好的力学性能。目前,国内现有的刚性节点,其种类单一,自重较大,且易出现应力集中,节点品质参差不齐。针对这些问题提出了一种衍生式生成方法,介绍衍生式生成方... 详细信息

单层空间网格结构节点是结构中受力最集中的部位,应具有合理的结构形式和良好的力学性能。目前,国内现有的刚性节点,其种类单一,自重较大,且易出现应力集中,节点品质参差不齐。针对这些问题提出了一种衍生式生成方法,介绍衍生式生成方法的基本原理,给出了其数学模型;基于衍生式生成方法得到了在不同保留质量、施加环向对称约束以及改变保留几何图元种类后的单层空间网格结构刚性节点构型的设计结果;并将所得到的刚性节点构型与传统焊接空心球节点进行静力性能对比分析。结果表明:衍生式生成方法具有较强的探索能力,其所得到的刚性节点造型新颖独特、体态轻盈美观,相比传统焊接空心球节点,质量最大可减少57.1%,最大等效应力最高可下降29.13%,最大位移最多可减少36.36%,可实现单层空间网格结构刚性节点轻质高强、安全美观的多样化设计。

关键词：空间网格结构刚性节点衍生式设计拓扑优化刚性连接

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生物高分子聚合物生态固沙效果初探

岩土工程学报 2024年

作者：童小东慈祥孙任运东南大学土木工程学院上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室

沙漠化治理是一个全球性的难题。相较于传统的沙漠固沙技术，作为环境友好型固化材料的生物高分子聚合物，不仅能有效胶结沙漠砂以抵抗风蚀作用，还能提高沙漠砂的促生性能以促进植物生长，最终达到利用植被实现永久固沙的效果。基于前... 详细信息

沙漠化治理是一个全球性的难题。相较于传统的沙漠固沙技术，作为环境友好型固化材料的生物高分子聚合物，不仅能有效胶结沙漠砂以抵抗风蚀作用，还能提高沙漠砂的促生性能以促进植物生长，最终达到利用植被实现永久固沙的效果。基于前述设想，本文通过表面硬度试验、保水性能试验和植物生长试验研究了黄原胶（XG）、瓜尔胶（GG）以及二者的等质量混合胶（MG）生态固沙的效果。表面硬度试验表明生物高分子聚合物能有效胶结沙漠砂颗粒，质量分数为0.1%的XG、GG和MG溶液分别将沙漠砂的表面压力强度提高了9.4、5.3和8.0倍；保水性能试验表明生物高分子聚合物对沙漠砂保水性能的提升效果随溶液质量分数的增大而增大，且40℃高温养护条件下，生物高分子聚合物促生性能的比较结果为：XG>MG>GG；植物生长试验表明，在室内条件下，生物高分子聚合物能缩短植物出苗时间、提高植物的出苗率和幼苗高度，明显提高沙漠砂的促生性能。本文的研究初步表明，采用生物高分子聚合物实现生态固沙具备理论上的可行性。

关键词：生物高分子聚合物生态固沙表面硬度保水性能

基于UWB的铁路营业线施工要素定位与风险防控研究

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铁道标准设计 2024年

作者：朱涨鑫谢以顺铁栋李超男茅建校王浩东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室中铁二十四局集团江苏工程有限公司

为解决铁路营业线施工要素管理依赖于人工、风险管控滞后的问题，基于超宽带技术（UWB）提出了一种施工机械、人员的定位与风险防控方法，并结合地理信息系统（GIS）建立了可视化管控平台。以某上跨铁路营业线桥梁工程为研究对象，根据... 详细信息

为解决铁路营业线施工要素管理依赖于人工、风险管控滞后的问题，基于超宽带技术（UWB）提出了一种施工机械、人员的定位与风险防控方法，并结合地理信息系统（GIS）建立了可视化管控平台。以某上跨铁路营业线桥梁工程为研究对象，根据施工区域营业线施工的分级管控需求，优化布置了UWB基站和电子围栏边界，为施工要素配置定位标签，然后根据TDOA定位原理实现施工要素的定位，由定位坐标计算人员距离施工机械、电子围栏间的距离，与预设的阈值对比，进行安全风险分级预警，据此设计了施工机械防撞和电子围栏的分级预警方法。在上述基础上，将人员和机械的位置信息以及安全风险分级预警信息等集成至地理信息系统（GIS），在GIS平台实现实时查看人员和机械的具体位置以及自动对安全预警信息进行推送。在实际工程应用中，该施工要素的定位与风险预警方法效果良好，可以有效增强施工场地的安全性。结果表明，所设计方法可以实现人员与机械的实时定位展示以及安全预警的自动推送，有效提高铁路营业线施工的智能化安全监管效率，弥补目前在施工场地人员巡视安全方面的不足。

关键词：铁路营业线超宽带施工要素定位 TDOA 风险防控 GIS

C120超高强钢纤维混凝土抗压强度影响研究

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江西建材 2024年第7期 18-20页

作者：樊永亮梁进辉张祚刚王永刚北京桥昌混凝土搅拌有限公司北京高强亿圆混凝土有限责任公司北京班诺混凝土有限公司北京正富混凝土有限责任公司

为配制C120强度等级钢纤维混凝土，改善混凝土力学性能，文中主要对不同品牌水泥、水胶比、骨料搭配比例、钢纤维和养护方式对超高强钢纤维混凝土抗压强度的影响规律进行试验研究。研究结果表明，冀东水泥体系、金马启新水泥体系60 d抗... 详细信息

为配制C120强度等级钢纤维混凝土，改善混凝土力学性能，文中主要对不同品牌水泥、水胶比、骨料搭配比例、钢纤维和养护方式对超高强钢纤维混凝土抗压强度的影响规律进行试验研究。研究结果表明，冀东水泥体系、金马启新水泥体系60 d抗压强度最优，均超过130 MPa;单纯降低水胶比，混凝土抗压强度无法继续提高；当钢纤维掺量为12%时，混凝土60 d抗压强度达到131.8 MPa,为15%掺量纤维强度的104.4%。

关键词：超高强混凝土钢纤维配合比设计制备技术抗压强度