摘要：在通过化学爆炸模拟核爆炸加载的缩尺结构抗爆试验中,为使结构变形满足几何相似,需设计约束和封闭等特殊方案来提高化学爆炸荷载作用时间,显著增加了缩尺结构试验的成本和难度,且缩尺比例越小,误差越大。为解决该问题,提出一种爆炸荷载作用下钢梁动力响应的相似分析方法,并通过数值计算验证了该方法的准确性。结果表明:在弹性响应阶段,若要使钢梁跨中最大变形满足几何相似,则需要模型与原型材料相同且几何形状相似,化学爆炸加载模型与核爆炸加载原型结构的等效静载相同;在塑性响应阶段,钢梁跨中最大变形无法满足几何相似,仅在缩尺模型化学爆炸荷载持时长于一最小作用时间的情况下,可通过几何相似系数与延性比系数的乘积来表示模型和原型的变形相似关系,并给出了延性比系数的解析表达式。

摘要：随着钢结构桥梁建设需求不断提高、应用日益广泛,耐候钢以其优良的耐候性能,从材料层面为钢桥防腐提供了一种理想方案;但是,由于中国应用耐候钢的时间较短,耐候钢在某些自然环境下的适用性尚未得到充分论证,对其腐蚀后基本力学性能和疲劳性能的认识尚不完善。为此,以钢桥常用的Q355NHD焊接耐候钢及其对接焊缝为研究对象,针对中国滨海城市常见的工业海洋大气环境,通过周期浸润加速腐蚀试验探讨Q355NHD的耐候性能,并对腐蚀后Q355NHD的单调拉伸性能和疲劳性能开展试验研究。基于形貌观察、基体扫描、锈层分析和腐蚀深度计算等多角度分析,发现在模拟工业海洋大气环境下,Q355NHD尽管会形成具有一定致密性的锈层,但其腐蚀速率等宏观指标相比于普通钢并不突出。腐蚀后单调拉伸试验结果表明:腐蚀8周(等效于青岛受工业污染的海洋大气环境下自然腐蚀20年)后Q355NHD母材试件的屈服强度和抗拉强度分别下降8.1%和7.2%,对接焊缝试件的屈服强度和抗拉强度分别下降14.1%和12.5%。腐蚀后疲劳试验结果表明:腐蚀8周后Q355NHD母材试件和对接焊缝试件的设计疲劳强度分别下降35.6%和30.3%,为317.9 MPa和211.0 MPa,但仍然满足《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中相应构造类别的疲劳设计要求。经与既有文献报道的Q355普通钢试验结果对比,表明尽管Q355NHD在工业海洋大气环境中未表现出良好的耐腐蚀性能,不建议按免涂装使用,但其力学性能在不同批次试验结果中处于较高水平,可以视为一种优质的Q355钢材。

摘要：通过GFRP筋混凝土梁耐火性能的理论分析与有限元计算,提出GFRP筋混凝土结构耐火性能的计算方法。在合理选择GFRP和混凝土材料的热工参数、高温力学参数的基础上,采用有限元分析软件ABAQUS建立三面受火的GFRP筋混凝土梁的高温热力学模型。经与GFRP筋混凝土梁火灾试验结果的对比验证,该高温力学模型具有较高的精确性。对影响GFRP筋混凝土梁高温力学性能的各参数进行有限元分析,结果表明,影响梁耐火性能的主要因素为梁上作用的荷载比、GFRP筋在混凝土截面的位置和受火时间。参考欧洲规范钢筋混凝土抗火性能的设计方法,提出GFRP筋混凝土构件基于力学性能的耐火设计公式。通过混凝土500℃等温线简化受火面积和GFRP筋高温强度等效换算的方式,将火灾下截面的非均匀材料力学性质转变为随受火时间变化的均匀材料,提出了不同受火时刻GFRP筋混凝土受弯构件的承载力计算式。经与有限元分析结果的对比,该计算方法精度较高,可应用于评估不同受火时刻下GFRP筋混凝土的高温承载力。

摘要：历史街区作为人类文化传承的重要载体之一,长期面临各种灾害威胁,且损失愈发严重。我国历史街区大多以砖木材料为主,决定了其在保护延续方面存在较大挑战,特别是在全球极端气候多发以及自然灾害愈演愈烈的背景下,如何保护我国历史街区不再受灾害侵袭,提高历史街区的安全韧性,一直是研究的难点与热点。通过对日本历史街区防灾实践进行梳理研究,本文从韧性视角分析总结了日本历史街区防灾能力提升的经验,包括以防主导的抗火思路、刚柔并济的防洪韧性策略、统筹兼顾的抗震韧性措施、综合利用的雪灾韧性应对,以及系统化的韧性管理策略等;并结合我国历史街区实际情况,提出了针对我国历史街区防灾韧性能力提升的启示思考,以期为我国众多历史街区保护提供借鉴。

摘要：为定量研究老年人对居住环境的热舒适需求及特征规律,2021年夏季对桂林市13个居住小区124户住宅室内外热环境参数进行现场实测,同时对居住其中的175位老年人展开热舒适主观问卷调查,回收有效问卷522份。通过回归分析等统计分析方法,分析个体差异下老年人的热舒适特性和作用机理。结果表明,桂林市老年人夏季实测中性温度为26.3℃,预测中性温度为25.7℃,期望温度为25.4℃,热感觉、热期望、热满意存在同步现象;老年人的热舒适受性别、年龄、健康状况等因素影响,高龄、健康、老年女性的中性温度和期望温度均分别高于低龄、患慢性疾病、老年男性。本研究可为适老建筑室内热环境改善和节能设计提供科学依据。

摘要：极小曲面由数学公式及计算机算法生成,具有特别的数学美感和艺术状态,为建筑空间提供了新颖而丰富的创作题材。然而由于其形态复杂和极致轻薄,对结构设计以及曲面制作技术构成了高难度的挑战。从力学的角度切入,在分析力与形关系的基础上,采用定性分析与定量计算相结合,重点探讨和论证如何将数学模型向力学模型转换的概念和方法。并基于经济性考量,探讨如何通过参数化设计与计算机数字控制机床技术的结合,实现对极小曲面的分解、拟合、制作和拼装。作为一种量化试验的演示和技术路线初探,可为建筑参数化设计与力学协同生形的研究提供实证参考和理论线索。

摘要：带耗能腋撑型钢混凝土梁转换结构是一种新型的转换结构,受力状态和抗震性能有别于普通的耗能减震结构,设计过程缺乏理论指导。因此,该文在建立该种新型结构简化计算模型的基础上,通过理论分析方法推导了结构各控制截面的内力计算公式,建立了一套该种结构基于"强柱弱梁"、"强剪弱弯"和"强节点弱构件"等延性设计思想的设计方法。设计实例分析证明,根据该文方法设计的带耗能腋撑转换结构,相比普通结构转换层处的刚度突变得到了缓解而且结构的延性得到了提高。该文提出的方法可为该种新型转换结构的设计提供理论依据。

摘要：【目的】城市环境与人群舒适度正逐渐受到关注,高质量的城市住区绿化可以改善微气候,提高空间使用率。本研究旨在探究绿化对人体舒适度影响的潜在机制与调控途径,明晰绿化指标之间的差异,为寒冷地区居住区规划设计提出相应的绿化配置策略。【方法】选取寒冷地区城市郑州的3个典型住区作为研究样本,进行冬季住区微气候实测及舒适度调查,通过回归分析,明确绿视率、植物视图因子两种绿化指标与舒适度的定量关系,厘清绿化对微气候环境舒适度的调控机制,并利用中介效应分析揭示二者作用途径的差异。【结果】回归分析结果表明,绿视率、植物视图因子与舒适度评价呈显著负相关(b=-0.181,P<0.01)、(b=-0.202,P<0.01),且绿化指标对舒适度存在直接和间接两种影响;两种绿化指标与风速呈显著负相关,与其他热环境因子皆显著正相关;舒适度与风速评价呈现显著正相关,与其他热环境因子负相关关系显著。通过中介效应分析表明,绿视率主要通过76.7%的间接影响和23.3%的直接影响共同调控舒适度,植物视图因子则主要通过87.9%的间接影响调控舒适度,直接影响效应不显著。【结论】两种绿化指标是从不同的角度来表征绿化结构,在评价人群与空间偏好的环境绿化设计中宜采用绿视率作为指标,而对于微气候适应性研究则更适合采用植物视图因子。

摘要：为了研究连续型拓扑优化理论在实际工程中的应用,该文给出了一种多层钢框架支撑体系连续型拓扑优化设计方法。基于灵敏度分析,探讨了连续体结构在多工况荷载作用下、同时受应力和多位移约束的拓扑优化删除准则。为保证拓扑优化结果的合理性,提出了设计区域平均厚度的概念。在该文给出的优化设计方法中,首先在不考虑位移约束的情况下对无支撑钢框架进行优化设计,然后在有位移约束的条件下采用渐进结构优化算法和删除准则对支撑体系进行连续型拓扑优化设计,并将获得的支撑最优拓扑构形转化成相应的杆件。通过一个3跨12层钢框架支撑体系的拓扑优化设计实例验证了该文给出的钢框架支撑体系连续型拓扑优化设计方法的有效性。

摘要：为了研究离散型拓扑优化理论在实际工程中的应用,在遗传算法和渐进结构优化算法的基础上对有支撑钢框架的离散型拓扑优化设计进行了分析。通过引入拓扑变量并修改无效杆件的弹性模量,提出了一个能适用于桁架结构、刚架结构和桁架刚架混合结构的离散型拓扑优化问题统一数学列式。该统一数学列式能解决桁架拓扑优化问题中以截面面积作为设计变量而造成的奇异最优解问题。在此基础上,通过结合遗传算法和渐进结构优化算法,形成了一种求解大型多变量复杂离散型拓扑优化问题的复合拓扑优化算法,并将其应用于有支撑钢框架结构的拓扑优化设计中。通过一个3跨12层有支撑钢框架拓扑优化设计实例的对比分析,证明了上述复合拓扑优化算法能够克服遗传算法无法对生成的拓扑构形进行冗余检查的缺点,可有效地对大型多变量有支撑钢框架结构进行离散型拓扑优化设计。