检索结果-内蒙古大学图书馆

土木工程学报 2025年第1期58卷 35-46页

作者：周长东王玉虔郑玉槟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

竹钢是一种高性能竹基复合材料和重组竹制品,具有可以和钢材媲美的拉、压、弯曲强度。用钢带(无损)或钢带加少量钢钉(微损)锚固竹钢板材加固古建筑木梁,可以实现对古建筑木梁的无损/微损和可逆加固。为了研究不同加固方法和竹钢板厚度... 详细信息

竹钢是一种高性能竹基复合材料和重组竹制品,具有可以和钢材媲美的拉、压、弯曲强度。用钢带(无损)或钢带加少量钢钉(微损)锚固竹钢板材加固古建筑木梁,可以实现对古建筑木梁的无损/微损和可逆加固。为了研究不同加固方法和竹钢板厚度等因素对木梁协同工作性能的影响,该文对10根木梁进行了弯曲加载试验,对试件的受力过程、破坏形态、初始抗弯刚度及变形能力进行了比较和分析。研究结果表明:竹钢板与木梁可以协同工作,加固后木梁的抗弯承载力、刚度均显著提升,抗弯承载力的提高幅度为47.94%~139.74%,刚度的提高幅度为4%~128%;其中全包加固试件加固效果最佳;拉压复合加固和全包加固试件破坏后的残余抗弯承载能力可达未加固木梁极限抗弯承载力的74%~138%,说明采用这两种加固方式对有缺陷木梁进行加固可以弥补木材初始缺陷的不足。建立了竹钢板加固木梁的抗弯承载力计算公式,理论计算与试验结果吻合良好。

关键词：木梁高性能竹基复材可逆加固协同工作抗弯性能

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古建筑砌体结构裂缝损伤监测和数据挖掘

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工程力学 2025年第3期42卷 18-31页

作者：杨娜王烁迪力达尔·迪力夏提北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

通过接触式和非接触式的裂缝监测技术获取古建筑砌体结构健康监测数据,深入挖掘监测数据的有效信息,解析裂缝特征对古建筑结构监测具有重大意义。该文针对古建筑砌体结构健康监测数据提出了异常识别方法,研究了预测模型,并基于数理方法... 详细信息

通过接触式和非接触式的裂缝监测技术获取古建筑砌体结构健康监测数据,深入挖掘监测数据的有效信息,解析裂缝特征对古建筑结构监测具有重大意义。该文针对古建筑砌体结构健康监测数据提出了异常识别方法,研究了预测模型,并基于数理方法判断实时监测数据的异常概率;以砌体结构裂缝开合监测数据与结构内部场环境温湿度监测数据为研究对象,探究砌体结构裂缝开合监测数据的周期性特征及其影响因素。考虑到壁画裂缝在成像时相较于单一背景裂缝具有显著的干扰特性,研究了适用于藏式古建壁画裂缝的监测算法,改进U-Net形成了对环境干扰具备鲁棒性的壁画裂缝分割模型。针对大尺寸壁画裂缝,进一步研发了基于组件树SSR的图像分割算法,随后针对监测系统在图像采集过程中的环境影响因素进行了分析与试验,并通过模拟裂缝发展验证了监测系统在裂缝静止和扩张状态下应用的可行性。

关键词：古建筑砌体结构壁画裂缝结构健康监测数据挖掘计算机视觉

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基于结构光双目视觉的腐蚀钢材表面三维重建

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东南大学学报(自然科学版) 2025年第2期55卷 355-363页

作者：邢佶慧魏妍婧胡灿昱陈爱国杨娜北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设... 详细信息

传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设计条纹结构光编码图案,并求解相位。基于绝对差值求和(SAD)算法完成亚像素绝对相位的立体匹配,为补偿非线性相位误差提出了适用于4步相移法的被动校正法,结合主动相位误差补偿方法进行相位误差修正。对钢腐蚀样品进行重建,并与激光测量仪扫描结果进行对比。实验结果表明,样品的平均腐蚀深度测试相对误差在26.42%以下,证明了双目立体视觉三维重建系统重建腐蚀钢材表面的有效性。

关键词：双目视觉结构光 4步相移互补格雷码非线性相位误差补偿

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基于线性结构模型的古塔刚度中心识别方法研究

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工程力学 2024年第6期41卷 154-163,201页

作者：曹笑楠杨娜白凡北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

基于动力测试的古塔结构状态评估是其预防性保护工作的重要一环。该文结合动力测试方法,提出了一种基于线性结构模型进行古塔刚度中心识别的方法。基于偏心结构动力学理论凝练了非同轴刚度偏心的古塔计算模型与特征方程;基于Bayesian理... 详细信息

基于动力测试的古塔结构状态评估是其预防性保护工作的重要一环。该文结合动力测试方法,提出了一种基于线性结构模型进行古塔刚度中心识别的方法。基于偏心结构动力学理论凝练了非同轴刚度偏心的古塔计算模型与特征方程;基于Bayesian理论线性结构识别模型的推导及Gibbs抽样开展了结构物理参数识别,并结合经典算例对识别结果进行了验证;将该方法应用到我国重点保护文物开元寺塔的刚度中心识别中。

关键词：古塔结构刚度中心线性结构识别模型 Bayesian理论物理参数识别

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双向地震下博物馆滑移型文物的易损性评估

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振动与冲击 2024年第21期43卷 163-173页

作者：刘佩惠大城薛雯北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

为科学开展博物馆滑移型文物的防震预防性保护工作,亟需对其地震风险进行量化评估。为解决风险评估的核心问题,提出了双水平向地震作用下博物馆滑移型文物的易损性评估方法,主要步骤为:考虑结构及浮放界面摩擦行为的非线性,构建博物馆-... 详细信息

为科学开展博物馆滑移型文物的防震预防性保护工作,亟需对其地震风险进行量化评估。为解决风险评估的核心问题,提出了双水平向地震作用下博物馆滑移型文物的易损性评估方法,主要步骤为:考虑结构及浮放界面摩擦行为的非线性,构建博物馆-展柜-文物系统三维非线性有限元模型;将双向谱加速度和文物滑移量的最大均方根值分别作为地震动强度指标和工程需求参数,开展增量动力分析;建立文物滑移的概率地震需求模型及易损性函数。开展了代表典型滑移型文物的浮放物体在双向地震激励下的振动台试验,并结合单向地震激励下的理论滑移运动方程,对模拟滑移的有限元模型的正确性进行了验证;对所采用的地震动强度指标的有效性和充分性进行了检验,分析了固定和浮放展柜、所处楼层、滑移限值、单向和双向地震作用、基础隔震等因素对某四层框架结构博物馆中滑移型文物易损性的影响。结果表明:对于隔震结构及滑移限值取较小值时的非隔震结构,文物的滑移易损性对所处楼层不敏感,而对于滑移限值取较大值时的非隔震结构,则随楼层的升高而增大;非隔震结构内部浮放展柜中文物的滑移易损性低于固定展柜的情况,而隔震结构内部浮放和固定展柜中文物的滑移易损性十分接近;双向地震作用下文物的滑移易损性大于单向地震作用。

关键词：双向地震作用地震易损性增量动力分析滑移运动博物馆-展柜-文物系统

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可更换波折钢板剪切耗能型柱脚节点的滞回性能分析

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第9期57卷 935-946页

作者：窦超杜彦珂杨潇北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

针对传统钢框架在地震作用下底层柱脚容易产生塑性损伤的问题,为实现震后结构功能的快速恢复,提出一种可更换波折钢板剪切耗能型柱脚节点.采用经试验验证的有限元数值计算方法,建立新型柱脚节点的有限元模型.通过对此柱脚节点进行往复... 详细信息

针对传统钢框架在地震作用下底层柱脚容易产生塑性损伤的问题,为实现震后结构功能的快速恢复,提出一种可更换波折钢板剪切耗能型柱脚节点.采用经试验验证的有限元数值计算方法,建立新型柱脚节点的有限元模型.通过对此柱脚节点进行往复加载分析,研究了其滞回性能、应力发展及塑性损伤分布规律,考察了波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc、波形比Ca/Cl及钢柱轴压比n等参数对节点滞回性能的影响规律,给出了关键参数的选取建议,并基于简化受力模型提出了节点承载力计算公式.研究发现:柱脚节点的滞回曲线较为饱满,表现出良好的耗能能力;在往复加载过程中,塑性变形集中在波折钢板上,其他部件均未发生屈服,震后只需更换受损伤的剪切耗能装置即可实现柱脚节点功能的快速恢复.参数分析表明:波折钢板宽高比bc/hc、高厚比hc/tc对柱脚节点承载力和滞回性能影响较大,在初步设计时建议采用0.5≤bc/hc<1.0、hc/tc≤90的波折钢板,同时需控制钢板提供的极限承载力不超过框架柱的边缘屈服承载力,以保证钢柱不发生屈服;钢柱轴压比的增大会加剧P-Δ效应的影响,使得节点承载力显著下降,因此要合理控制轴压比,建议轴压比取值n≤0.4;波折钢板波形比在合理取值下对节点的滞回性能影响不大,推荐取0.1≤Ca/Cl≤0.2.总之,波折钢板剪切耗能型柱脚节点具有承载力高、耗能能力强、损伤控制等特点,在合理设计下可达到减小结构损伤、实现震后可快速修复的目的.

关键词：功能可恢复柱脚节点波折钢板滞回性能设计方法

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CFRP板水平嵌缝加固砖砌体弯曲抗拉性能

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应用基础与工程科学学报 2025年第2期33卷 389-397页

作者：周长东李添景杰婧北京交通大学土木建筑工程学院北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室宁波工程学院建筑与交通工程学院

砖砌体由强度较低、脆性明显的砖块和砂浆砌筑而成，其整体性能和抗震性能较差.将高强度和高模量的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)板嵌入水平灰缝，能够显著增强砖砌体的整体性和力学性能.为研究CFRP板水... 详细信息

砖砌体由强度较低、脆性明显的砖块和砂浆砌筑而成，其整体性能和抗震性能较差.将高强度和高模量的碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)板嵌入水平灰缝，能够显著增强砖砌体的整体性和力学性能.为研究CFRP板水平嵌缝加固对砖砌体弯曲抗拉性能的影响，考虑嵌入CFRP板的间距和CFRP板的宽度，设计了7组共21个砖砌体试件，并开展了沿齿缝截面弯曲抗拉试验.总结分析了试件典型的破坏模式，对比了试件的峰值弯矩、极限挠度和弯曲抗拉强度.试验结果表明：该加固方式对砖砌体弯曲抗拉性能提升效果明显，强度和弯矩提高幅度最大达到900%,挠度提高幅度最大达到450%.基于砌体结构设计规范中的公式，通过对所嵌CFRP板的应变分析得到了CFRP板在受力过程中发挥的作用，并由此建立了加固砌体沿齿缝截面弯曲抗拉强度计算公式，计算值与试验值吻合较好.

关键词：砖砌体 CFRP板水平嵌缝加固齿缝截面弯曲抗拉性能破坏模式应变分析强度计算公式

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平-波折钢板剪力墙往复加载试验及抗侧性能分析

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工程力学 2024年第8期41卷 164-175页

作者：窦超杨潇解程杨娜北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

该文结合普通平钢板墙(FPSW)和波折钢板墙(CPSW)的受力特点,提出了一种新型平—波折钢板剪力墙(FCPSW),即内嵌墙板由两侧平钢板和中间波折钢板通过单边螺栓连接而成。开展了宽高比为1.5的平—波折钢板剪力墙试件的低周往复加载试验,揭... 详细信息

该文结合普通平钢板墙(FPSW)和波折钢板墙(CPSW)的受力特点,提出了一种新型平—波折钢板剪力墙(FCPSW),即内嵌墙板由两侧平钢板和中间波折钢板通过单边螺栓连接而成。开展了宽高比为1.5的平—波折钢板剪力墙试件的低周往复加载试验,揭示了其抗侧承载力性能、破坏形式及多层钢板间的组合机制;采用有限元方法对上述滞回试验进行了模拟,通过施加螺栓垫板对平—波折墙板进行了改进,并与相应的单片平钢板墙、单片波折钢板墙的抗侧性能进行对比分析;考察了平—波折钢板剪力墙体系的板框相互作用,包括边缘框架柱附加弯矩和抗弯刚度要求以及竖向荷载的影响。试验发现:平—波折钢板剪力墙结构在循环加载到5%层间位移角时,未出现明显承载力下降;内嵌墙板呈现多波屈曲,部分连接螺栓脱落后仍能够继续发挥抗侧能力。不同墙板有限元滞回分析对比表明:平—波折剪力墙依靠平钢板和波折钢板之间的相互作用,屈曲变形得到限制,既提高了初始抗侧刚度,又保证了后期承载力的稳定,减小了滞回曲线捏拢现象。同时,板框相互作用分析表明:平—波折钢板墙中由于平钢板和波折墙板的面外屈曲被约束,其边缘框架受到的附加弯矩作用显著减小,抗弯刚度需求小于相应的平钢板剪力墙,且竖向荷载影响亦小于相应的普通单片平钢板或波折钢板剪力墙,表现出较为优越的抗侧性能。

关键词：平—波折钢板剪力墙滞回试验残余承载力抗侧性能板框相互作用

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考虑填充墙力学贡献的规范RC框架办公楼抗震韧性评价

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工程力学 2024年第9期41卷 69-78页

作者：卢啸纪欣如北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

提升建筑结构的抗震韧性是当前工程界抗震减灾的核心任务,根据现代规范设计的钢筋混凝土框架尽管具有较高的抗倒塌安全储备,但其韧性能力并不明确。既有研究在量化结构抗震韧性时,均仅采用结构构件的地震响应作为输入,忽略了非结构构件... 详细信息

提升建筑结构的抗震韧性是当前工程界抗震减灾的核心任务,根据现代规范设计的钢筋混凝土框架尽管具有较高的抗倒塌安全储备,但其韧性能力并不明确。既有研究在量化结构抗震韧性时,均仅采用结构构件的地震响应作为输入,忽略了非结构构件对整体结构地震响应的影响。针对上述问题,该文根据规范最低要求,设计一栋六层钢筋混凝土框架办公楼,并对其抗震韧性进行评价,明确了该办公楼的抗震韧性与《建筑抗震韧性评价标准》中建议的韧性目标的差距,揭示各类构件对结构韧性的影响。对比研究了填充墙力学贡献对办公楼抗震韧性的影响。研究结果表明:该六层框架办公楼的修复费用主要来源于填充墙和暖通类设备的修复工作,而修复时间主要由结构构件和填充墙的修复时间组成。填充墙的力学贡献会提高该办公楼的抗震韧性,减少结构构件和位移型非结构构件的修复费用和时间约50%,但对加速度型非结构构件的影响较小。

关键词：框架结构办公楼抗震韧性填充墙修复时间修复费用

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密肋复合墙板抗火性能研究

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建筑结构学报 2024年第12期45卷 148-159页

作者：王泽林陈安孙静北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

为研究密肋复合墙板的抗火性能,对2个足尺密肋复合墙板分别进行了单面及双面受火工况下的抗火性能试验研究,得到了墙板的温度场变化、位移变化、耐火极限和破坏模式。试验结果表明:单面受火工况下的密肋复合墙板内部沿厚度方向形成明显... 详细信息

为研究密肋复合墙板的抗火性能,对2个足尺密肋复合墙板分别进行了单面及双面受火工况下的抗火性能试验研究,得到了墙板的温度场变化、位移变化、耐火极限和破坏模式。试验结果表明:单面受火工况下的密肋复合墙板内部沿厚度方向形成明显的温度梯度,破坏时背火面加气混凝土砌块和肋梁、肋柱混凝土温度分别为90℃和109℃,墙板破坏模式表现为由热弯曲引起的压弯失稳破坏;双面受火工况下的密肋复合墙板在加气混凝土砌块厚度的中心处形成低温区域,破坏时该处温度为193℃,墙板破坏模式为由材料强度退化引起的轴压破坏;两种受火工况下墙板内加气混凝土砌块和肋梁、肋柱混凝土间存在不可忽略的温度梯度;加气混凝土砌块和肋梁、肋柱混凝土的界面开裂未影响墙板在火灾下的完整性;轴压比为0.5时,单面和双面受火工况下的密肋复合墙板分别在181 min和91 min时达到耐火极限。建立了密肋复合墙板的有限元模型,通过对轴压比及受火工况进行参数分析发现:随轴压比的不断增大,密肋复合墙板在受火过程中的热膨胀极值不断减小,且在轴压比和受火时间相同时,双面受火墙板较单面受火墙板的轴向热膨胀值更大。

关键词：密肋复合墙板单面受火双面受火足尺火灾试验有限元分析抗火性能

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