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工程力学 2024年

作者：于晓辉周洲吕大刚曾立静韩淼桂林理工大学土木与建筑工程学院北京建筑大学土木与交通工程学院北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室中冶建筑研究总院有限公司国家钢结构工程技术研究中心

余震对结构的地震风险水平具有显著影响。为了解决结构的主余震风险评估问题，该文提出了一种考虑余震影响的地震风险分析方法。该方法将主余震风险分析拆分为两个主要部分：主余震易损性分析和主余震危险性分析。在易损性分析中，以基... 详细信息

余震对结构的地震风险水平具有显著影响。为了解决结构的主余震风险评估问题，该文提出了一种考虑余震影响的地震风险分析方法。该方法将主余震风险分析拆分为两个主要部分：主余震易损性分析和主余震危险性分析。在易损性分析中，以基于位移的易损性函数作为基本公式建立主震易损性函数和余震易损性函数，通过全概率定理将二者相结合，得到基于向量式强度参数的主余震易损性函数；在危险性分析中，利用Copula函数构造余震强度参数的条件概率分布，基于一种改进的“间接式”危险性分析方法将条件概率分布与主震危险性曲线结合，获得同时考虑主震和余震的地震危险性函数；将主余震易损性函数和主余震危险性函数进行卷积，并将传统风险积分公式拓展至二元积分域，得到考虑余震影响的需求风险函数。为验证该文方法的可行性，以一栋按照我国规范设计的钢筋混凝土框架结构作为研究对象，以50年作为结构的服役期，探讨了该结构在服役期内地震风险水平的变化，结果表明：在相同服役时间条件下，主余震序列作用下结构的年均需求风险大致是单一主震作用下需求风险的2倍。随着结构服役时间增加，主震和主余震序列作用下结构达到各个极限状态的风险显著提高。当结构服役时间达到40年时，主余震序列作用下结构的倒塌风险已增长至新建结构主震倒塌风险的69倍，说明余震对结构风险水平的影响不可忽视。

关键词：余震风险分析需求风险向量式强度参数钢筋混凝土框架结构

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新型抗震支吊架振动台试验研究

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世界地震工程 2022年第2期38卷 80-88页

作者：郑力畅齐行军庄建许国山李东军哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 黑龙江日甲生科技有限公司黑龙江哈尔滨160066

在地震作用下,抗震支吊架理应保障建筑机电工程设施和管道系统均具备良好的服役性能。因此,对抗震支吊架的抗震性能进行检测至关重要。本文以某典型地下室抗震支吊架为对象开展了顺管向地震模拟振动台试验,通过多工况试验对比分析了不... 详细信息

在地震作用下,抗震支吊架理应保障建筑机电工程设施和管道系统均具备良好的服役性能。因此,对抗震支吊架的抗震性能进行检测至关重要。本文以某典型地下室抗震支吊架为对象开展了顺管向地震模拟振动台试验,通过多工况试验对比分析了不同支吊架的位移和加速度的地震响应。试验结果表明:抗震支吊架显著降低了管道位移,减振率最高可达到96%,但对于加速度响应的抑制作用较小。易损性分析表明:采用成品支吊架时,管道系统在遭受相当于设防烈度的地震作用时会发生严重损伤,而采用抗震支吊架的管道系统能够保全其功能。

关键词：抗震支吊架振动台试验抗震性能易损性分析

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地震及次生突发灾害下公路桥梁网络韧性评估

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中国安全科学学报 2022年第8期32卷 176-184页

作者：刘振亮苑溦李素超石家庄铁道大学安全工程与应急管理学院河北石家庄050043 河北省大型结构健康诊断与控制实验室河北石家庄050043 哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 江苏开放大学建筑工程学院江苏南京210036 哈尔滨工业大学(威海)土木工程系山东威海264209

为明确地震作用和地震引发的次生突发灾害(EISE)对公路桥梁网络韧性的影响,首先,提出综合考虑区域地震危险性、EISE特性、桥梁易损性和交通流特性等因素的公路桥梁网络韧性分析方法;然后,分析EISE的响应机制,建立EISE对公路桥梁网络影... 详细信息

为明确地震作用和地震引发的次生突发灾害(EISE)对公路桥梁网络韧性的影响,首先,提出综合考虑区域地震危险性、EISE特性、桥梁易损性和交通流特性等因素的公路桥梁网络韧性分析方法;然后,分析EISE的响应机制,建立EISE对公路桥梁网络影响的模型,并发展地震及EISE作用下公路桥梁网络功能状态分析方法;最后,建立公路桥梁网络应对地震及EISE韧性评估指标,通过美国旧金山部分公路桥梁网络在地震及EISE作用下的韧性评估算例,验证该方法的实用性和有效性。结果表明:与单体桥梁相比,桥梁网络性能受地震动和EISE的相互作用,不仅受地震强度的影响,还受到地震位置的影响。所提方法能够合理评估桥梁网络应对地震EISE韧性。

关键词：地震地震引发的次生突发灾害(EISE) 公路桥梁网络韧性评估地震易损性

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玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂板材的制备与性能研究

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纤维复合材料 2024年第1期41卷 9-17页

作者：张藕生张云峰杜浩强郭瑞田经纬李承高张劭亦咸贵军中石化(上海)石油化工研究院有限公司上海201208 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090

玻璃纤维增强热塑性复合材料具有重复成型、高韧性、高耐久性、可设计、环境友好及可回收利用等优势。为解决由聚丙烯树脂粘度高与尼龙树脂吸水率高引起的复合材料成型工艺与耐久性问题,本项目采用模压工艺研发并制备了玻璃纤维增强聚丙... 详细信息

玻璃纤维增强热塑性复合材料具有重复成型、高韧性、高耐久性、可设计、环境友好及可回收利用等优势。为解决由聚丙烯树脂粘度高与尼龙树脂吸水率高引起的复合材料成型工艺与耐久性问题,本项目采用模压工艺研发并制备了玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂复合材料板材,研究了混杂模式对于板材力学性能与热性能的影响规律与机理,比较分析了水分子在混杂复合材料内的扩散行为。研究发现,单层层间交替混杂模式板材具有最高的力学性能,拉伸、弯曲和剪切强度最大提升率为132.8%、127.4%和110.4%,归因于混杂板材中两种预浸带在层间粘结-挤压作用下协同受力,材料性能充分发挥;相比之下,五层预浸带层间交替混杂模式板材存在明显薄弱界面层,削弱了板材整体协同受力作用。此外,混杂板材由于聚丙烯树脂憎水性以及逐层交替混杂模式,延缓或阻止了水分子在尼龙树脂内部的吸收和扩散行为,导致混杂板材吸水率大幅下降,这对于提升尼龙树脂基复合材料的耐久性具有重要意义。

关键词：玻璃纤维增强聚丙烯/尼龙混杂板材力学性能混杂机理吸水性能

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富水砂层盾构叠落隧道下穿施工对既有建筑的扰动效应

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科技和产业 2025年第8期25卷 64-72页

作者：杜有超石立民孔祥勋姚昌瑞马金骥雷云生李春潮刘玉辉中交第一航务工程局有限公司天津300461 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学重庆研究院重庆401135

盾构隧道叠落区间的施工形式复杂,亟须探究周围既有建筑物受上下线隧道施工扰动的响应规律,以降低潜在施工风险。通过有限元方法模拟了泥水盾构机在进行叠落盾构隧道掘进时,对既有建筑基础的影响。首先开挖下行隧道,随后进行上行隧道的... 详细信息

盾构隧道叠落区间的施工形式复杂,亟须探究周围既有建筑物受上下线隧道施工扰动的响应规律,以降低潜在施工风险。通过有限元方法模拟了泥水盾构机在进行叠落盾构隧道掘进时,对既有建筑基础的影响。首先开挖下行隧道,随后进行上行隧道的开挖,研究了这一顺序对基础稳定性的具体影响。模拟结果与现场监测数据进行对比,验证了模型的可靠性。结果显示,下行隧道开挖时,基础底部持续沉降;上行隧道开挖时,基础沉降有所减缓,并出现轻微隆起;上行隧道完成后,基础底部沉降呈线性分布。此外,叠落隧道下穿既有建筑主要影响为基础上传来的竖向荷载增加,使得衬砌受力和变形增大。研究结果将为叠落型隧道工程提供设计和参考价值。

关键词：富水砂层盾构叠落穿越既有建筑地表沉降

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钢管煤矸石混凝土轴压短柱极限承载力计算方法研究

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建筑科学与工程学报 2023年第3期40卷 50-60页

作者：张玉琢刘进隆徐倩王庆贺沈阳建筑大学管理学院辽宁沈阳110168 辽宁工程技术大学辽宁省煤矸石资源化利用及节能建材重点实验室辽宁阜新123000 东南大学土木工程学院江苏南京211189 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

为促进煤矸石在钢管混凝土结构中的应用,选取辽宁地区的煤矸石作为粗骨料,开展6根钢管混凝土和12根钢管煤矸石混凝土短柱轴压试验。根据构件破坏形式与荷载-应变曲线讨论材料强度、钢管约束和取代率对构件轴压承载力的影响规律,进行了... 详细信息

为促进煤矸石在钢管混凝土结构中的应用,选取辽宁地区的煤矸石作为粗骨料,开展6根钢管混凝土和12根钢管煤矸石混凝土短柱轴压试验。根据构件破坏形式与荷载-应变曲线讨论材料强度、钢管约束和取代率对构件轴压承载力的影响规律,进行了设计参数与承载力的相关性分析,在此基础上,讨论规范GB 50936—2014和规程T/CECS 625—2019中的轴压短柱极限承载力计算方法对钢管煤矸石混凝土的适用性,给出圆钢管煤矸石混凝土短柱极限承载力计算公式的建议修正系数。结果表明:轴向压缩试验下构件呈现出局部鼓曲与剪切破坏形态;与钢管普通混凝土短柱相比,钢管对核心煤矸石混凝土具有更好的横向约束效应;相同取代率下提高套箍系数与含钢率将显著提升构件承载力,构件的轴压承载力随煤矸石取代率提升而降低,但最大降低幅度未超过11%:煤矸石粗骨料对承载力的相关系数为-0.33且不具有显著性;现有的规范GB50936—2014和规程T/CECS 625—2019中相关计算方法适用于钢管煤矸石混凝土短柱,引入修正系数后承载力计算的平均相对误差在3%以内。

关键词：钢管混凝土柱煤矸石混凝土轴心受压极限承载力计算方法

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震损钢筋混凝土框架结构余震韧性分析

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建筑结构学报 2024年第7期45卷 143-152页

作者：周洲于晓辉韩淼吕大刚罗开海王建宁长沙理工大学南方地区桥梁长期性能提升技术国家地方联合工程实验室湖南长沙410114 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京102616 桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 中国建筑科学研究院北京100013 中国机械工业集团有限公司北京100080

针对震损结构的余震安全评估问题,提出一种与主震损伤状态相关的震损结构余震韧性评估方法,该方法将余震韧性评估划分为主余震序列选取、震损结构余震易损性分析、震损结构修复时间计算和恢复函数确定4个主要部分,其中选取主余震序列时... 详细信息

针对震损结构的余震安全评估问题,提出一种与主震损伤状态相关的震损结构余震韧性评估方法,该方法将余震韧性评估划分为主余震序列选取、震损结构余震易损性分析、震损结构修复时间计算和恢复函数确定4个主要部分,其中选取主余震序列时同时考虑主、余震条件均值谱匹配;采用Logistic回归方法构建状态相关余震易损性函数;基于结构主余震累积损伤结果并参考GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》计算震损结构修复时间;根据灾后救援力量和社会应急能力,确定震损结构的恢复函数。为验证提出方法的合理性,对一栋钢筋混凝土框架结构进行算例分析,结果表明:随着主震损伤程度的加深,震损结构的余震经济损失显著提高、余震韧性水平明显下降;当主震损伤达到严重破坏状态时,震损结构的余震经济损失比完好结构增加10倍,震损结构的抗震韧性水平比完好结构下降41%;产生主震损伤后,结构抗余震能力呈现出非线性衰减特性,因此,对结构进行抗震韧性评估时有必要考虑当前的震损状态。

关键词：震损结构主余震抗震韧性状态相关余震易损性

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基于自稀疏-生成对抗网络的建筑艺术外形草图智能设计

基于自稀疏-生成对抗网络的建筑艺术外形草图智能设计

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第九届全国结构抗振控制与健康监测学术会议

作者：钱文亮徐阳李惠哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室

建筑艺术外形草图是工程设计创意的集中体现,不仅蕴含着建筑师对于艺术和当地文化的理解,还能反过来启发建筑师得到新灵感。然而,优美建筑的外形草图高度依赖经验,需长时间构思。同时在头脑风暴阶段,建筑师往往会思维枯竭,只能给出有限... 详细信息

建筑艺术外形草图是工程设计创意的集中体现,不仅蕴含着建筑师对于艺术和当地文化的理解,还能反过来启发建筑师得到新灵感。然而,优美建筑的外形草图高度依赖经验,需长时间构思。同时在头脑风暴阶段,建筑师往往会思维枯竭,只能给出有限数量的草图。因此,本文提出了利用草图固有性质-稀疏性的自稀疏生成对抗网络的建筑草图智能生成框架,包含建筑外形草图数据集的生成、自稀疏生成对抗网络(Self-Sparse GAN)和FID草图质量评价指标,克服了建筑外形草图没有明确美学函数、控制方程和评价指标的难点,可以在数秒钟内给出成百上千张设计草图。在自稀疏生成对抗网络中,提出了自适应稀疏变换模块(SASTM)去降低网络参数冗余以提高计算效率和精度,该模块包含稀疏分解和稀疏重组两部分,其中稀疏分解由通道稀疏模块(CSM)和位置稀疏模块(PSM)组成。理论证明SASTM可以利用草图中的稀疏性起到三个作用:减少生成对抗网络生成器的参数数量,保持有用特征通过BN层缓解零梯度问题和驱使生成器中的卷积参数远离负数。数值实验表明Self-Sparse GAN可以生成不同于训练集的建筑外形草图,这也说明提出的方法并不是简单记住训练数据集,而是通过学习训练集中的建筑特征从而创造新的建筑艺术外形草图,同时相对于WGAN-GP有11.87%的性能提升。

关键词：智能设计建筑艺术外形自稀疏-生成对抗网络稀疏性

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考虑尺寸效应的大尺寸混凝土干燥收缩预测方法研究

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混凝土 2023年第3期 1-6页

作者：王庆贺董国明杨金胜张信龙王全刘庆东沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 中国建筑东北设计研究院有限公司辽宁沈阳110006

国内外规范均基于小尺寸试件的实测数据提出混凝土的干燥收缩模型,未充分考虑试件尺寸效应的影响,因而其对大尺寸混凝土的干燥收缩的预测精度较低。基于此,首先对典型的混凝土干燥收缩模型(EC2模型及B3模型)的特点进行评述,明晰构件截... 详细信息

国内外规范均基于小尺寸试件的实测数据提出混凝土的干燥收缩模型,未充分考虑试件尺寸效应的影响,因而其对大尺寸混凝土的干燥收缩的预测精度较低。基于此,首先对典型的混凝土干燥收缩模型(EC2模型及B3模型)的特点进行评述,明晰构件截面形式与尺寸效应对干燥收缩的影响规律;基于收集的15组混凝土收缩试验结果评价规范模型的可靠性,进而提出考虑尺寸效应的大尺寸混凝土干燥收缩模型。研究结果表明,现有的规范模型可有效预测小尺寸混凝土的干燥收缩变形,但会低估大尺寸混凝土的干燥收缩终值,理论厚度大于100 mm(200 mm)时,EC2模型(B3模型)的预测结果平均低于试验结果 33.2%(40.5%);通过引入理论厚度调整系数,得到修正的EC2模型和B3模型,可以有效预测大尺寸混凝土的干燥收缩变形,预测结果与试验结果平均相差15.5%和2.0%。

关键词：大尺寸混凝土干燥收缩尺寸效应收缩模型

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矩形平面气承式膜结构平均风荷载与风响应特性研究

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钢结构（中英文） 2024年第2期39卷 50-57页

作者：武岳张时为赵军宾哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 中建一局集团第三建筑有限公司北京100161

气承式膜结构是典型的风敏感结构,在风荷载作用下膜面会产生较大变形,抗风问题是制约膜结构发展的重要因素。为了研究矩形平面气承式膜结构的风荷载特性,设计并制作了6个不同的刚性模型,利用尖劈、粗糙元和锯齿挡板对A、B、C共3类地貌... 详细信息

气承式膜结构是典型的风敏感结构,在风荷载作用下膜面会产生较大变形,抗风问题是制约膜结构发展的重要因素。为了研究矩形平面气承式膜结构的风荷载特性,设计并制作了6个不同的刚性模型,利用尖劈、粗糙元和锯齿挡板对A、B、C共3类地貌进行模拟,在大气边界层风洞中进行了矩形平面气承式膜结构刚性模型测压试验,分析了风向、矢跨比、长宽比以及地面粗糙度等因素对结构表面平均风压分布的影响,并计算了结构在不同风向角下的风力系数。基于风洞试验获得的风荷载数据,在有限元软件ABAQUS中对原型尺寸的矩形平面气承式膜结构进行了风振响应分析,膜面选用M3D4R单元建模,拉索选用T3D2单元建模,研究了不同风向角下结构的平均风响应特性,总结了风荷载作用下膜面的位移及应力分布规律,确定了出现位移极值及应力极值的位置,最后提出了适用于矩形平面气承式膜结构的风荷载体型系数分区方案,并给出了不同分区的建议取值。研究表明:矩形平面气承式膜结构的平均风压系数受风向和结构长宽比的影响较大,受地面粗糙度影响较小;长宽比越小,上吸区的风压越小;随矢跨比增加,迎风区正风压系数增加,上吸区负风压减小;0°风向角下矩形平面气承式膜结构的风力系数最大;0°及45°风向角下,矩形平面气承式膜结构的迎风面及顶部变形较大,90°风向角下迎风面变形较大而顶部变形较小;0°及90°风向角下,结构两侧与中部连接的凸起部位应力较大,45°风向角下迎风面拐角处出现明显褶皱并伴随应力集中;0°风向角下位移及应力均最大,90°风向角下位移及应力均最小;建议0°和90°风向角下矩形平面气承式膜结构风荷载体型系数采用5分区形式,45°风向下采用7分区;0°及90°风向角下结构分区风荷载体型系数受矢跨比影响明显,45°风向下结构分区风荷载体型系数受长宽比影响明显。

关键词：气承式膜结构风洞试验非线性有限元分析平均风响应分区风荷载体型系数

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