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建筑结构学报 2024年第10期45卷 42-53页

作者：张海燕巩俊林万莹吴波华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉430061

为研究钢筋混凝土缩尺模型柱与足尺原型柱耐火性能的关系,对几何相似的若干不同尺寸钢筋混凝土圆柱开展了明火试验和有限元分析,考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率和升温条件等因素对柱耐火性能尺寸效应的影响,分析不同缩尺比柱的受... 详细信息

为研究钢筋混凝土缩尺模型柱与足尺原型柱耐火性能的关系,对几何相似的若干不同尺寸钢筋混凝土圆柱开展了明火试验和有限元分析,考察轴压比、体积配箍率、纵筋配筋率和升温条件等因素对柱耐火性能尺寸效应的影响,分析不同缩尺比柱的受火时间等效关系及热力响应相似性。结果表明:截面尺寸越大,随轴压比增加,钢筋混凝土柱的高温爆裂越严重;箍筋间距减小会加剧混凝土的爆裂程度,从而削弱混凝土柱的耐火性能;随轴压比增大、纵筋配筋率减小,柱的耐火极限降低,且轴压比和配筋率对大尺寸柱耐火性能的影响更显著;小尺寸柱的耐火性能受升温条件影响较大,但大尺寸柱的耐火性能对升温条件变化较为不敏感;在ISO 834标准升温条件下,当柱轴压比不超过0.4、混凝土高温爆裂不明显时,不同缩尺比柱受火时间服从缩尺比的1.46次幂的等效关系,在该关系下不同缩尺比柱的纵筋温度发展、截面平均温度发展、轴向变形发展以及耐火极限均呈现良好的相似性;而当混凝土高温爆裂较为严重、轴压比超过0.4,或升温条件为非标准升温时,采用小尺寸柱的耐火极限及该时间等效关系预测大尺寸柱耐火极限可能偏于不安全。

关键词：钢筋混凝土圆柱明火试验有限元模拟耐火性能尺寸效应

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大矢跨比开口球壳的施工过程优化分析与监测

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西南交通大学学报 2024年第6期59卷 1440-1447,1486页

作者：石开荣林志毅姜正荣陈春光陈一乔梁军华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 广东省建筑工程集团有限公司广东广州510110

为保证复杂空间网格结构的施工安全性,对其进行施工过程优化分析与监测研究.以某大矢跨比单层开口球面网壳结构为例,对该复杂异形结构进行施工全过程的有限元模拟,通过变化支座边界条件、肋杆轴线形状和临时支撑胎架支承方式建立不同的... 详细信息

为保证复杂空间网格结构的施工安全性,对其进行施工过程优化分析与监测研究.以某大矢跨比单层开口球面网壳结构为例,对该复杂异形结构进行施工全过程的有限元模拟,通过变化支座边界条件、肋杆轴线形状和临时支撑胎架支承方式建立不同的有限元分析模型,探讨其关键构件应力与结构位移的变化情况,以对施工过程进行优化分析;在此基础上,采用有临时支撑胎架的弧形杆模型作为最终计算模型进行施工模拟,并将卸载前后的计算结果与现场监测数据进行对比分析,以验证施工过程模拟结果的准确性;进一步对临时支撑胎架的失效敏感性进行研究,以避免出现结构安全问题.结果表明:有限元分析模型与实际结构较为相符,卸载前后各测点的应力变化较小,最大拉、压应力变化量分别为10.61 MPa和−5.67 MPa,该大矢跨比异形球面网壳结构在施工过程中处于可控状态;某一支撑胎架失效对其周边相邻区域的杆件应力、结构位移有较大影响,其中杆件应力最大变化为28.00 MPa,竖向位移最大变化为13 mm,因此,施工过程中应确保支撑胎架的可靠性.

关键词：网壳结构施工过程优化监测卸载

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考虑跨相位冲突的环形交叉口信号周期计算方法

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交通运输系统工程与信息 2024年第6期24卷 86-101页

作者：卢凯陈志学林永杰郭海锋华南理工大学土木与交通学院广州510640 华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510640 浙江工业大学网络空间安全研究院杭州310023

针对信号控制环形交叉口中存在的车流跨相位冲突问题,通过分析车辆在环形交叉口内的行驶轨迹,根据相位通行时间、相位间隔时间及最短相位间隔时间的特点,建立基本周期等式与跨相位间隔时间等式约束。结合相位通行时间、相位间隔时间以... 详细信息

针对信号控制环形交叉口中存在的车流跨相位冲突问题,通过分析车辆在环形交叉口内的行驶轨迹,根据相位通行时间、相位间隔时间及最短相位间隔时间的特点,建立基本周期等式与跨相位间隔时间等式约束。结合相位通行时间、相位间隔时间以及信号周期的不等式约束,考虑环形交叉口相位设计中可能出现总损失时间为负的情况,建立以信号周期最小为优化目标的环形交叉口基本信号配时模型。针对不同相位有序集合,建立一般周期等式与不等式约束,分析不同相位集合下周期取值范围随各相位流量的变化情况,给出环形交叉口信号周期取值范围的计算方法。以总流量比等于1.05为例进行仿真分析,当信号周期取最短信号周期52 s时,交叉口的各项评价指标均达到或接近最佳值。针对3种不同的交叉口进口流量情形,将本文方法与左转二次放行方法及改建十字交叉口方案进行对比分析。实验发现,两种环形交叉口控制方法较十字交叉口控制方法的延误时间与排队长度分别降低了52%和55%,在对向进口流量不均衡时,本文方法较二次停车方法延误时间与排队长度分别降低了43%和44%。此外,以广州市华夏路—金穗路环形交叉口为例进行仿真分析,对比发现,本文方法方案在延误时间、停车次数及排队长度等方面取得了较优的整体控制效益。

关键词：交通工程信号控制跨相位环形交叉口信号周期

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增设角部阻尼器箍头榫木节点的抗震性能

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第7期52卷 119-134页

作者：陈庆军雷浚李冰州左志亮蔡健无华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 广东省普通高校工程抗震研究中心广东广州510640

为了给广府木结构的修复提供理论依据,采用菠萝格木材设计制作了5个箍头榫节点试件。考虑到榫卯构造尺寸的影响,首先进行了未加固无损节点的拟静力试验。然后,采用对原有外观影响较小的雀替型阻尼器对上述节点损坏试件进行加固,以尽可... 详细信息

为了给广府木结构的修复提供理论依据,采用菠萝格木材设计制作了5个箍头榫节点试件。考虑到榫卯构造尺寸的影响,首先进行了未加固无损节点的拟静力试验。然后,采用对原有外观影响较小的雀替型阻尼器对上述节点损坏试件进行加固,以尽可能保留建筑的原始风貌。最后,对加固节点进行拟静力试验,以研究节点的抗震性能变化以及阻尼器的加固效果。结果表明:采用阻尼器加固后的节点试件在加载至破坏时,榫卯处压痕明显,梁外榫外侧劈裂、脱榫现象明显,阻尼器脚部的橡胶与钢板有一定的脱离现象;对节点增设阻尼器能够弥补节点初期损伤导致的受力性能下降,为残损榫卯节点提供较好的后期刚度,提高节点的承载能力和耗能能力;与未加固试件相比,增设阻尼器后,试件的后期刚度、极限承载力、总滞回耗能均有所增加,分别提高18%、19%、20%以上。文中还在已有简化力学模型的基础上,结合OpenSees,提出了一种应用于箍头榫木结构的宏观模型建模方法。采用该方法得到的节点滞回曲线与试验结果吻合良好,可以有效模拟阻尼器加固的箍头榫木节点的滞回耗能特性。

关键词：木结构箍头榫节点节点加固阻尼器抗震性能

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乳化沥青冷再生路面研究进展:材料特性、组成设计及性能评价

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材料导报 2024年第22期38卷 1-10页

作者：虞将苗冯致皓陈富达于华洋华南理工大学土木与交通学院广州510641 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510641 华运通达科技集团有限公司广东佛山528200

乳化沥青冷再生技术在常温下利用沥青路面回收料,实现节能减排、资源集约和可持续发展目标,是目前的热门绿色低碳道路建设技术之一。目前工程中回收料利用率一般低于40%,加之冷再生材料早期强度形成慢、初期强度不足,显著影响其性能与... 详细信息

乳化沥青冷再生技术在常温下利用沥青路面回收料,实现节能减排、资源集约和可持续发展目标,是目前的热门绿色低碳道路建设技术之一。目前工程中回收料利用率一般低于40%,加之冷再生材料早期强度形成慢、初期强度不足,显著影响其性能与工程应用。如何提高回收料利用率、加速早期强度形成成为研究的关键问题。目前研究主要包括材料特性、组成设计和性能评价三大主要方向。在材料方面,道路回收料主要聚焦表面老化沥青活性、颗粒特性、再生剂使用后组分变化等细微观研究,尚未实现工程中道路回收料的高掺量大规模应用;乳化沥青的改性类型、黏度、用量能显著改善冷再生混合料的力学与路用性能,乳化沥青的固化进程决定冷再生混合料强度形成速度。在组成设计方面,回收料级配显著影响材料骨架结构和性能,目前聚焦关键孔径作用、级配改善、材料体积指标等方面的研究,同时现行主流材料成型方法与实际工程存在较大差异,旋转压实法更为贴近实际工程状态,但在旋转参数、成型指标等方面尚未形成统一定论。在性能方面,道路回收料的使用提高了冷再生混合料的高温性能和低频率作用下的疲劳性能,但水泥的使用增强了材料的低温脆性,沥青性能满足使用需求时,应当降低水泥掺量。此外,目前在早期强度形成机理、改善手段方面的研究不足,应加强乳化沥青冷再生混合料早期性能研究,以提高工程建设效率。

关键词：路面工程冷再生沥青路面回收料(RAP) 乳化沥青材料特性组成设计性能评价

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基于ARCS模型的游戏教学法在实验课程中的实践

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力学与实践 2023年第5期45卷 1173-1177页

作者：陈庆军姚妙金季静左志亮华南理工大学土木与交通学院广州510641 亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510641

以注意力(attention)、切身性(relevance)、自信心(confidence)、满意感(satisfaction)四要素为驱动的ARCS学习动机模型是一种激发学生学习动机的教学设计模型。本文介绍在课程“结构模型概念与实验”中基于ARCS模型,在课堂中引入游戏... 详细信息

以注意力(attention)、切身性(relevance)、自信心(confidence)、满意感(satisfaction)四要素为驱动的ARCS学习动机模型是一种激发学生学习动机的教学设计模型。本文介绍在课程“结构模型概念与实验”中基于ARCS模型,在课堂中引入游戏教学法的改革实践。以实践类游戏为例展示了如何基于ARCS学习动机模型进行教学游戏设计,并介绍了课程中所采用的“米粉-棉花糖结构游戏”、“结构仿真平台严肃游戏”、“结构知识、一站到底”游戏、“静动载模型实验竞赛”等案例的实施情况。调查问卷等反馈结果表明:根据课程的特点,精心设计教学游戏并有机融入到课程中去,可提高课堂活力,激励学生主动学习,达到良好的教学效果。文章对其他相似的实验课程具有借鉴意义。

关键词： ARCS学习动机模型游戏教学法实验课程

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雨污水管混接及调蓄池对城市内涝的影响分析——以广州市某高校为例

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给水排水 2024年第S1期50卷 381-388页

作者：田甜胡海英蒋乐欣程香菊章宇达华南理工大学土木与交通学院广州510641 华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州510640

为探究雨污水管混接和天然调蓄空间密集区域内涝的影响,以广州市某高校积水严重区域为例,构建了一维管网与二维地表产汇流模块耦合的水文水动力模型,计算了工况一(现状)、工况二(改造混接雨污水管)、工况三(改造混接雨污水管+调蓄池)在... 详细信息

为探究雨污水管混接和天然调蓄空间密集区域内涝的影响,以广州市某高校积水严重区域为例,构建了一维管网与二维地表产汇流模块耦合的水文水动力模型,计算了工况一(现状)、工况二(改造混接雨污水管)、工况三(改造混接雨污水管+调蓄池)在降雨重现期2a、5a及10a下的易涝区积水情况和研究区排放口排水量。结果表明:工况三削减易涝区现状淹没总面积的效果优于工况二,在三种降雨重现期下淹没面积削减率分别提高了28.4%、37.7%和31.3%;P=5a和10a时,工况三在积水深度为0.15~0.3 m时对应的淹没面积发生陡降;对于同一重现期,研究区排放口排水量峰值和总排水量均呈现工况三最小、工况一居中、工况二最大的规律,与工况一相比,工况二排水量峰值增加了6.2%~14.8%、总排水量增加了10.6%~11.9%,增加了下游管网排水压力;工况三排水量峰值削减了24.3%~29.5%、总排水量削减了36.2%~39%的雨水,大大降低了下游管网排水压力。

关键词：雨/污水管混接调蓄池城市内涝水文水动力模型

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广州西塔抗侧力结构超强能力分析

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建筑结构学报 2024年第5期45卷 42-54页

作者：方小丹张浩鹏凌育洪周靖华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 华南理工大学建筑设计研究院有限公司广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 中新国际联合研究院广东广州510640

为了分析广州西塔模型结构振动台试验在9度罕遇地震作用后损伤较小的主要原因,研究抗侧力结构的抗震超强能力,以及验证广东省标准DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称“《省高规》”)抗震设计反应谱的安全可靠性,采... 详细信息

为了分析广州西塔模型结构振动台试验在9度罕遇地震作用后损伤较小的主要原因,研究抗侧力结构的抗震超强能力,以及验证广东省标准DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称“《省高规》”)抗震设计反应谱的安全可靠性,采用广州西塔原型结构(简称“GZTP结构”)以及基于《省高规》重新进行抗震设计的结构(简称“NGZT结构”),进行反应谱分析、弹性和弹塑性动力时程分析,分析基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》抗震设计反应谱、《省高规》抗震设计反应谱计算的楼层剪力、倾覆力矩分布模式的差异及其主要原因,并计算抗侧力结构的超强系数。分析结果表明,GZTP结构(风荷载控制设计的抗侧力体系)实际具备了“大震不坏”的抗震能力;GZTP结构基于倾覆力矩的超强系数为7.6,弹塑性增量动力时程分析确定的基底屈服倾覆力矩超过8度罕遇地震作用的弹性抗震需求,能够解释7度抗震设防的GZTP结构在9度罕遇地震作用后刚度退化小,未出现明显损伤破坏的振动台试验结果;NGZT结构基于倾覆力矩的超强系数为10.3。

关键词：广州西塔抗侧力结构反应谱时程分析超强能力

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一种考虑时滞的结构显式最优控制方法

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振动工程学报 2024年

作者：林晓祥苏成华南理工大学土木与交通学院亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广州城市理工学院

时滞严重影响控制系统的性能和受控结构的稳定性,一定程度上限制了主动控制技术的工程应用。时滞经典最优控制方法虽然能够考虑时滞问题带来的影响,但该方法在控制律设计中将时滞问题转化为无时滞问题,需要引入考虑时滞段内控制力的扩... 详细信息

时滞严重影响控制系统的性能和受控结构的稳定性,一定程度上限制了主动控制技术的工程应用。时滞经典最优控制方法虽然能够考虑时滞问题带来的影响,但该方法在控制律设计中将时滞问题转化为无时滞问题,需要引入考虑时滞段内控制力的扩维状态向量,因此需要求解扩阶Riccati方程,增加了控制律设计的计算量。本文致力于发展一种考虑时滞的结构显式最优控制方法。建立时滞系统动力响应的时域显式表达式,进而建立关于时滞最优控制力的无约束线性二次型优化问题,推导得到时滞显式最优控制律。由于在显式表达式中可以方便地考虑时滞控制力对结构动力响应的影响,所以时滞显式最优控制律的推导过程无需进行状态向量的扩维处理,且无需求解Riccati方程。以地震激励下设置主动控制装置的三层剪切型结构为数值算例,研究了时滞对主动控制效果的影响,并验证了所提方法的有效性。

关键词：时滞主动控制经典最优控制显式最优控制

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基于DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》设计的RC结构抗侧超强能力试验研究

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建筑结构学报 2024年第12期45卷 1-18页

作者：凌育洪张浩鹏周靖方小丹华南理工大学亚热带建筑与城市科学全国重点实验室广东广州510640 华南理工大学土木与交通学院广东广州510640 广东高校工程抗震研究中心广东广州510640 华南理工大学建筑设计研究院有限公司广东广州510640

为研究钢筋混凝土(RC)结构的抗侧超强能力与安全储备,进行了缩尺平面结构试件的低周反复试验与实际结构的Pushover分析。考虑抗震构造等级,采用允许应力法设计3个12层RC框架结构和3个12层RC框架-剪力墙结构。选取底部3层1榀平面结构,缩... 详细信息

为研究钢筋混凝土(RC)结构的抗侧超强能力与安全储备,进行了缩尺平面结构试件的低周反复试验与实际结构的Pushover分析。考虑抗震构造等级,采用允许应力法设计3个12层RC框架结构和3个12层RC框架-剪力墙结构。选取底部3层1榀平面结构,缩尺比为1/4,分2批共制作12个缩尺平面结构试件,对其进行拟静力试验。考虑高度、楼板翼缘与填充墙等参数,采用Perform-3D建立模型开展Pushover分析探讨抗侧力体系超强系数与侧向延性的变化规律。试验结果表明:12个缩尺平面试件以压弯破坏模式为主,滞回曲线饱满、延性较大,框架结构试件、框架-剪力墙结构试件的屈服超强系数平均值分别为2.21和2.26;抗震构造等级高的试件,呈现超强能力更高、延性更大的趋势。Pushover分析结果表明:罕遇地震作用下RC结构性能点抗侧力超过屈服荷载、未到达峰值荷载,结构超强能力满足设防烈度地震后不坏、罕遇地震后可修、不倒塌的抗震设计要求。建议按DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》设计的RC抗震结构的屈服超强系数值取2.0。

关键词： RC结构抗侧超强能力低周反复试验 Pushover分析允许应力法

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