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地下空间与工程学报 2023年第S01期19卷 368-380页

作者：梁宇吕大刚孟建宇哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 哈尔滨工业大学土木工程学院智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室哈尔滨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

使用贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)对城市地下隧道中可能出现的地震、火灾及其诱发的灾害进行风险建模和评估,包括砂土液化、隧道变形和震后火灾等。结果表明,地震和火灾等七种类型的并发型和连锁型灾害对地下隧道的威胁最大;具体而... 详细信息

使用贝叶斯网络(Bayesian Network,BN)对城市地下隧道中可能出现的地震、火灾及其诱发的灾害进行风险建模和评估,包括砂土液化、隧道变形和震后火灾等。结果表明,地震和火灾等七种类型的并发型和连锁型灾害对地下隧道的威胁最大;具体而言,震中距是导致不同震源在研究区地震动峰值加速度(Peak Ground Acceleration,PGA)出现差异的主要原因;标贯击数和PGA等四个变量对砂土液化的影响程度大于其他变量;建筑破坏面积对震后火灾发生影响最大;在火灾的发展演化中,失火车辆的热释放率、隧道几何尺寸和通风风速对多项关键性态指标有着较大的贡献。本文的风险建模和评估可以更好地预测和防范地下隧道中可能出现的多种灾害。

关键词：城市地下隧道多灾害贝叶斯网络风险评估

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预制拼装UHPC组合混凝土柱轴压性能试验研究

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应用基础与工程科学学报 2024年第2期32卷 502-513页

作者：张孝臣王瑞鲁亚吴香国张学森邱发强哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 福州大学土木工程学院福建福州350108 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 中国广核新能源控股有限公司北京100070 健研检测集团有限公司福建厦门361004

为改善装配式建筑连接区域的力学性能,将具有优异力学性能的超高性能混凝土(UHPC)用作连接区域的永久模板,与核心混凝土形成UHPC组合混凝土构件.为研究该新型预制拼装UHPC组合混凝土柱的轴压性能,开展了短柱轴压试验,考察预制UHPC板中... 详细信息

为改善装配式建筑连接区域的力学性能,将具有优异力学性能的超高性能混凝土(UHPC)用作连接区域的永久模板,与核心混凝土形成UHPC组合混凝土构件.为研究该新型预制拼装UHPC组合混凝土柱的轴压性能,开展了短柱轴压试验,考察预制UHPC板中纤维含量和预制UHPC板厚度对轴压性能的影响,分析了组合柱和普通钢筋混凝土柱的轴压承载力、延性和耗能等轴压性能指标的差异.结果表明:相比普通钢筋混凝土柱,组合柱的轴压承载力提高了57%~94%,耗能提高了一倍多;预制UHPC外壳中钢纤维含量为3%组合柱的轴压性能,比纤维含量为2%组合柱的轴压承载力、延性和耗能分别提高了23%、56%和114%,即预制UHPC板中纤维含量从2%提高到3%,显著改善了轴压性能.在试验分析的基础上,参照现行《混凝土结构加固设计规范》提出了该新型预制拼装UHPC组合柱的轴压承载力实用计算表达式,给出了UHPC抗压强度折减系数的建议取值.

关键词：组合混凝土柱轴压试验预制UHPC板纤维含量 UHPC板厚度约束拉杆

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碟簧自复位防屈曲支撑滞回性能试验与模拟

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哈尔滨工程大学学报 2022年第10期43卷 1424-1432页

作者：丁玉坤刘洋涛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

为减小防屈曲支撑的残余变形,本文将防屈曲支撑和预压组合碟簧复位系统并联形成新型组装自复位防屈曲支撑。通过拟静力试验和数值模拟考察了构造和复位比率对支撑滞回性能的影响。试验和模拟均表明:与防屈曲支撑相比,自复位防屈曲支... 详细信息

为减小防屈曲支撑的残余变形,本文将防屈曲支撑和预压组合碟簧复位系统并联形成新型组装自复位防屈曲支撑。通过拟静力试验和数值模拟考察了构造和复位比率对支撑滞回性能的影响。试验和模拟均表明:与防屈曲支撑相比,自复位防屈曲支撑滞回曲线呈旗帜形且残余变形大幅减小;支撑断裂前滞回曲线稳定,试验与模拟结果较一致。复位系统不仅能提供复位力,且可补充耗能。随复位比率的增大,支撑残余位移减小。1/50 侧移角下,当复位比率 α大于 1.1 时,残余变形几乎消失。为改善支撑低周疲劳性能和复位效果,钢板支撑宜采用较长的屈服段。分析表明:总体上,当0.3≤α≤1.1 时,支撑残余侧移角与复位比率间呈线性关系。复位系统内的内外螺杆的初拉力可适度调整自复位支撑受拉侧的初始刚度。

关键词：防屈曲支撑自复位组装构造碟簧滞回性能残余变形试验数值模拟

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带延性增强型节点的屈曲约束支撑钢框架的抗地震倒塌能力

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华南理工大学学报（自然科学版） 2022年第11期50卷 107-114页

作者：何金洲吕大刚贾明明哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨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与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

地震作用下屈曲约束支撑钢框架结构的损伤分布通常是不均匀的,一旦梁柱节点或局部构件发生破坏,屈曲约束支撑的高延性就不能得以完全体现,且结构的局部失效和薄弱层的产生也容易导致结构倒塌。文中提出了两种改进型梁柱延性节点方案,将... 详细信息

地震作用下屈曲约束支撑钢框架结构的损伤分布通常是不均匀的,一旦梁柱节点或局部构件发生破坏,屈曲约束支撑的高延性就不能得以完全体现,且结构的局部失效和薄弱层的产生也容易导致结构倒塌。文中提出了两种改进型梁柱延性节点方案,将其应用于屈曲约束支撑钢框架结构中,使结构整体延性、延性节点和构件局部延性相互协调,形成高延性结构。首先,建立了屈曲约束支撑-延性节点钢框架结构的有限元分析模型,并对模型的准确性和可靠性进行验证;然后,采用增量动力分析方法,分析了屈曲约束支撑钢框架结构整体延性变化对结构体系抗地震倒塌能力的影响;最后,基于倒塌裕度比对结构体系抗倒塌能力进行评价。结果表明:与刚性节点结构相比,采用狗骨节点、上翼缘连接节点的屈曲约束支撑钢框架结构的整体延性增加,结构倒塌裕度比增大,结构抗地震倒塌能力提高。

关键词：延性狗骨节点上翼缘连接节点屈曲约束支撑倒塌裕度比

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衬板轧制铝/镁/铝复合板的波纹界面结构及形成机理

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2023年第4期33卷 1038-1053页

作者：霍鹏达李峰王野李超哈尔滨理工大学材料科学与化学工程学院哈尔滨150040 哈尔滨理工大学先进制造智能技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150001

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,... 详细信息

提出一种采用衬板轧制进行AA1060铝/AZ31B镁/AA1060铝复合板的制备方法。结果表明:传统轧制铝/镁/铝复合板截面轮廓较为平直,而衬板轧制由于衬板可将剪切力部分转化为压应力,从而改变复合板板受力状态,在铝/镁界面连接处形成差速流动,故而界面轮廓呈现波浪状特征,层间实现互锁连接。界面连接强度为64 MPa,是传统轧制复合板的4倍。力学性能测试表明:衬板轧制复合板的抗拉强度可达210 MPa,比传统轧制法提高12.3%。综上可知,衬板轧制法为高性能铝/镁/铝异质复合板成形制造提供一种新思路。

关键词：衬板轧制铝/镁/铝复合板界面形貌连接强度力学性能

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配置新型封闭缠绕式GFRP箍筋混凝土梁的受剪性能试验

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复合材料学报 2022年第11期39卷 5074-5085页

作者：原野王震宇王代玉哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 烟台大学土木工程学院烟台264005

对采用新型封闭缠绕式玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)箍筋的混凝土梁进行了三点加载试验,考察了箍筋形式、纵筋配筋率、剪跨比、箍筋间距对配置新型封闭缠绕式GFRP箍筋混凝土梁受剪性能的影响规律。试验结果表明,新型封闭缠绕式GFRP箍... 详细信息

对采用新型封闭缠绕式玻璃纤维增强树脂复合材料(GFRP)箍筋的混凝土梁进行了三点加载试验,考察了箍筋形式、纵筋配筋率、剪跨比、箍筋间距对配置新型封闭缠绕式GFRP箍筋混凝土梁受剪性能的影响规律。试验结果表明,新型封闭缠绕式GFRP箍筋的弯曲段强度与平直段受拉强度之比达到0.81,是拉挤成型箍筋的2.07倍。剪跨比和箍筋间距相同时,新型封闭缠绕式GFRP箍筋混凝土梁的受剪性能更好,其材料利用效率显著高于拉挤成型箍筋。梁的抗剪承载力随纵筋配筋率增加的提高幅度不大,但梁的延性有较明显改善。当箍筋间距为75 mm,新型封闭缠绕式GFRP箍筋的应变显著增大,同时对剪压区混凝土产生一定的约束作用,提升了受剪承载力。采用中国(GB 50608−2020)、美国(ACI 440.1R-15)、加拿大(CSA S806-12)、英国(BISE−1999)和日本(JSCE−1997)五种纤维增强树脂复合材料(FRP)筋混凝土结构设计规范计算的受剪承载力显著低于试验值,建议适当提高新型封闭缠绕式GFRP箍筋的断裂应变限值。

关键词：受剪性能混凝土梁 FRP筋剪跨比箍筋

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CFRP拉索变刚度黏结型锚固系统受力性能研究

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建筑结构学报 2024年第3期45卷 220-231页

作者：牛延沼李承高咸贵军许国文熊浩白洁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学院黑龙江哈尔滨150090 中国建筑第八工程局有限公司上海200122 上海碳纤维复合材料土木工程应用工程技术研究中心上海200122

碳纤维增强复合材料(CFRP)与钢材相比具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、蠕变小及温度敏感性低等优势,可替代传统钢索用于桥梁结构以提升桥梁跨度及服役寿命。但是,由于CFRP为正交各向异性材料,导致CFRP索难以锚固。为此,提出了一种变刚度... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)与钢材相比具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳、蠕变小及温度敏感性低等优势,可替代传统钢索用于桥梁结构以提升桥梁跨度及服役寿命。但是,由于CFRP为正交各向异性材料,导致CFRP索难以锚固。为此,提出了一种变刚度黏结剂与弯折索体结合的锚固系统,通过理论分析、有限元模拟及试验验证等方法研究了锚固系统的承载性能。结果表明:相比于传统的CFRP平行索锚系统,弯折索锚系统可明显提高锚固承载力及降低索锚滑移量,变刚度黏结介质可明显降低锚具加载端应力集中现象,避免拉索的局部断裂;当CFRP拉索(19根筋)弯折角为4°,黏结材料弹性模量范围为8~18 GPa时,锚固效率达96%,拉索所受压应力和剪应力峰值分别降低约48%和64%。

关键词：桥梁结构 CFRP拉索变刚度弯折锚固系统有限元模拟锚固性能应力分布

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高层RC框架-剪力墙结构地震风险与抗震韧性评估

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建筑结构学报 2022年第S01期43卷 31-42页

作者：董尧徐铭阳吕大刚哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨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与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090 哈尔滨工业大学地震灾害防治应急管理部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

高层RC框架-剪力墙的地震损失巨大且震害时有发生,为揭示结构抵御地震风险能力的差异性,以高层RC框架-剪力墙结构为研究对象,采用PKPM按现行规范设计了典型RC框架-剪力墙结构,以OpenSees为有限元分析平台,采用考虑弯-剪耦合作用的改进... 详细信息

高层RC框架-剪力墙的地震损失巨大且震害时有发生,为揭示结构抵御地震风险能力的差异性,以高层RC框架-剪力墙结构为研究对象,采用PKPM按现行规范设计了典型RC框架-剪力墙结构,以OpenSees为有限元分析平台,采用考虑弯-剪耦合作用的改进多垂直杆模型,建立了RC框架-剪力墙的宏观等效模型,运用并行-多条带分析(parallel multi-strip analysis,PMSA)方法计算其地震易损性,通过比较各构件的易损性参数判断构件破坏次序。采用FEMA P-58方法和性能评定计算工具(performance assessment calculation tool,PACT)对结构在地震作用下的直接经济损失、修复时间和人员伤亡数量三个指标进行基于强度和基于时间的地震损失风险评估。结果表明:虽然天花板及其附属构件破坏造成的直接经济损失不大,但修复时间很长;采用GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》,对五种不同设防水平的RC框架-剪力墙进行抗震韧性评级,说明我国当前以“一致危险”为设防目标的建筑在抗震能力上具有较大的差异性,有必要推行“一致风险”的抗震设计理念。

关键词：框架-剪力墙结构地震易损性地震损失地震风险抗震韧性

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TA15钛合金氧化膜激光清洗温度场有限元模拟

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中国科学：技术科学 2022年第2期52卷 318-332页

作者：李志超徐杰张东赫单德彬郭斌哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院哈尔滨150001

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规... 详细信息

激光清洗是一种利用短脉冲高功率密度激光辐照清洗对象,通过激光和清洗对象发生复杂的物理化学作用,实现污染物被去除的非接触式清洗方式.激光清洗机制十分复杂,主要包括光致分解、光致剥离和光致振动,均与激光清洗过程的温度场分布规律密切相关.本文采用Comsol Multiphysics商业模拟软件,建立了TA15钛合金氧化膜激光清洗有限元仿真模型,分析了光斑形状、激光能量与加载方式、脉冲宽度等对钛合金氧化膜激光清洗过程温度场变化的影响规律.结果表明,在毫秒脉冲激光作用下基材损伤严重,脉冲宽度越短表面热扩散越小,方形平顶光斑较高斯光斑加热更均匀,矩形脉冲较高斯光斑维持高温时间短,基材不易损伤.当方形平顶微秒脉冲激光以矩形加载方式时,钛合金氧化膜激光清洗效果最佳.

关键词：激光清洗温度场氧化膜钛合金有限元模拟

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土木工程结构地震入射方向性效应研究进展

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工程力学 2023年

作者：龚俊支旭东邵永波罗亚红西南石油大学土木工程与测绘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

多维地震动对土木工程结构的入射方向具有高度不确定性，而传统抗震设计方法未考虑地震入射方向性，将导致结构在地震中易出现入射方向性震害，如何保证结构在任意入射方向下的地震安全，是国内外学者十分关注的问题。首先，利用考虑入... 详细信息

多维地震动对土木工程结构的入射方向具有高度不确定性，而传统抗震设计方法未考虑地震入射方向性，将导致结构在地震中易出现入射方向性震害，如何保证结构在任意入射方向下的地震安全，是国内外学者十分关注的问题。首先，利用考虑入射方向的地震动强度参数，多种地震动预测模型被提出，并应用于规范，但规范的措施可靠性低，需要对其做出调整。其次，在建筑结构、桥梁工程和一些特种结构领域，地震入射方向性效应已被广泛研究，结果表明入射方向的影响是显著的，对结构抗震设计具有一定参考意义，但仍存在不足。为了改善土木工程结构的抗震设计方法，多种最不利入射方向求解方法被提出，但适用性低，而利用统计学方法研究入射方向的不确定性是有效的措施，未来需要将其推广应用于不同的土木工程结构，以优化抗震设计方法。此外，以地震动强度和入射方向同为随机变量的四种联合概率地震易损性模型被建立，对多种土木工程结构的地震风险进行了评估，但其分析效率低，有待提高，以实现结构快速风险评估。目前相关研究偏向于采用数值方法研究现象，未来应利用理论和试验技术，实现从现象到机理和理论的突破，最终进行工程应用，为完善抗震规范创造条件。

关键词：土木工程结构地震入射方向综述地震动预测模型最不利入射方向地震易损性

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