基于国内外标准的结构用玻璃构件承载性能设计对比

目前,各国结构用玻璃设计标准相对其他传统建筑材料仍欠成熟,且其中关于玻璃构件承载性能的设计方法也存在较大的差异。为此,对比分析了我国与美、澳、英、欧等国家和地区结构用玻璃设计标准在适用范围、设计理论以及构件承载性能设计模型的异同。结果表明：JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》中对结构用玻璃设计标准的适用范围和设计理论有待进一步扩大和完善;对夹层玻璃的有效厚度计算偏于保守;对玻璃的鲁棒性设计模型缺失问题亟待解决。此外,针对结构用玻璃的特性和需求,对设计标准中应进一步考虑的问题提出了建议,包括玻璃构件连接节点的应力集中、环境荷载耦合劣化以及玻璃结构在极端荷载作用下的安全等。     

基于改进分水岭算法的堆积态再生混合粗骨料图像分析

提出了一种基于改进分水岭算法分析堆积态混凝土–碎砖再生混合粗骨料图像的方法,并基于体视学原理建立了二维轮廓信息与三维粗骨料几何特性的数学关系。根据混凝土再生粗骨料和碎砖再生粗骨料的色相差异和粗骨料颗粒间的距离,引入阈值分割和距离变换分步对堆积态的再生混合粗骨料图像进行颗粒边缘的识别和分割。结果表明:提出的分析方法可以识别不同种类粗骨料和提取粗骨料颗粒轮廓信息,并快速计算出粗骨料的粒径、级配、碎砖粗骨料含量、长宽比、球度等几何特性。     

基于多速度元胞自动机的海洋平台人员疏散

为了研究海洋平台人员疏散过程,定量评估疏散方案的合理性,基于元胞自动机模型开发适用于海洋平台人员逃生疏散的仿真系统,提出在离散模型中精确考虑多种人员速度的方法. 使用真实海洋平台疏散实验数据校核模型参数,并对比商业软件maritimeEXODUS的计算结果,验证仿真系统的可行性. 从疏散时间和出口使用效率对无烟和有烟场景下的人员疏散结果进行对比和量化分析,并提出优化方案. 结果表明：有烟环境不仅折减人员移动速度,延长疏散时间,更会影响人员的路径选择,导致疏散不平衡.     

基于模拟退火法的能源隧道取热段最优化设计

能源隧道作为地源热泵系统是应用于地下结构的一项节能技术,近年来在中国得到了应用.但有关的设计方法尚未成熟,其中,取热段的长度设置及位置选择问题往往依靠工程类比,缺乏便捷可靠的辅助方法.为了解决上述问题,基于数值模拟和模拟退火算法,提出了取热段最优化设计方法,该方法能够根据现场地质和气象条件自动选取隧道取热段位置.利用该方法分析设计参数对换热效率、最优取热段长度及起止位置的影响.结果表明,减小埋管间距、降低设计进水温度、增大管内循环介质流速以及增大取热段埋深,有利于提高换热效率、减小取热段长度和降低建造成本;对于某一取热段长度,起始位置在数米范围内的偏差基本不会影响总的取热量.研究成果可为能源隧道的工程实践提供参考.     

Research on fire resistance test of a steel frame building under spreading fire

为研究蔓延火灾下钢框架结构建筑室内火灾温度场、钢构件温度分布和位移的发展规律，对1个足尺的两层钢框架结构进行蔓延火灾试验，测量试验区域内关键位置的空气温度、钢构件温度和位移。试验结果表明：试验中火源房间内的火灾过程呈现4个明显的发展阶段，受火70min时室内火灾达到全盛，测得火灾烟气层最高温度730℃；受火82min时火灾从火源房间蔓延至邻近房间，导致了邻近房间内各受火钢构件温度峰值出现在不同时刻，同时，各构件历经扩散热烟气加热、直接受火加热和冷却降温3个阶段，呈现反复升降温的受火过程；受火过程中，钢构件温度变化显著滞后于火场温度，受火钢柱先后升温产生向上的轴向变形。与传统室内火灾相比，蔓延火灾扩大了火场范围和钢结构受火范围，对结构安全和人员安全造成更大威胁，因此在进行结构抗火设计时应得到充分考虑。     

语义网赋能建筑信息交付及模型数据模式分析

针对以建筑信息模型（BIM）进行交付的信息共享模式所依赖的工业基础类（IFC）标准行业适用性不足且难以拓展的问题,探讨在IFC基础上引入语义网实现异源数据集成共享,并于语义层面实现信息交付。首先,通过算法解析和模型转化介绍语义化建模方法,并以二层钢框架厂房结构为例对该方法进行说明;然后,通过对转化案例进行数据模式分析,以验证建筑信息交付的准确性和建筑语义的可传递性。案例实践论证基于IfcOWL本体的语义化建模方法的可实施性;通过分析该语义化模型单元实例的数据模式,探究制约该语义化建模方法赋能建筑信息交付的关键因素;针对语义化建模方法所面临的问题,提出冗余信息规避、领域本体开发和轻量化语义建模的初步解决思路。SPARQL查询实例表明,所解析的数据模式对规避冗余信息有效。因此,该方法在共享和集成建筑多源异构信息方面具有优势,能有效提升建筑信息管理的智能化水平。     

羟丙甲纤维素对铜污染土-膨润土屏障工程特性的改良效果

土-膨润土屏障作为污染场地隔离保护的重要手段之一，现已在工程中广泛应用。在土-膨润土屏障中加入羟丙甲纤维素（HPMC），能有效弥补因在重金属污染环境中受侵蚀而导致防渗性能衰减的问题。通过自由膨胀试验、扫描电镜试验、渗透试验、一维压缩试验与直剪试验，研究铜离子对膨润土膨胀性能的破坏作用及HPMC的改良作用机理，并研究高铜离子浓度（50 mmol/L）环境下不同掺量的HPMC对屏障材料防渗性能的改良效果及其对力学性能的影响规律。结果表明：HPMC可减小铜污染膨润土的团聚，并保持膨润土的连续结构；随着HPMC掺量的增加，屏障材料受破坏程度变低，防渗性能更好，其渗透系数k <10^-10 m/s；材料压缩性变大，但抗剪强度略有降低。     

三维混凝土细观模型构建与骨料形态对氯离子扩散影响的数值研究

氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的首要因素,而骨料自身特性对氯离子在混凝土中的传输行为有重要的影响。本工作提出了一种高效构建细观尺度下混凝土三维几何模型的方法,能够实现工程中常见碎石、卵石和片状骨料的生成和投放。将生成的几何模型进一步应用于氯离子扩散行为预测,并与第三方试验结果进行对比,验证了其可行性与准确性。本工作所提出的三维混凝土细观模型能够实现混凝土几何参数的精细控制,能够对骨料形状、体积分数、粒径以及连续级配等骨料形态学特征对氯离子传输的影响进行较全面的量化分析。此外,本工作还探究了实际中因振捣而导致的骨料不均匀分布对氯离子传输性能的影响。结果表明骨料的曲折度和体积分数的增大会降低氯离子的扩散速率;骨料级配连续的混凝土中小粒径骨料可填充在大粒径骨料的间隙中,相比于单一骨料级配的混凝土,其抗氯性能更高;混凝土振捣而产生的骨料不均匀分布对混凝土耐久性的影响同样不可忽视。     

荷载作用下开裂混凝土中多离子传输的数值研究

临海地区的混凝土结构因氯离子侵蚀会导致严重的耐久性问题,尤其是在同时承受荷载作用的情况下。服役中的混凝土往往存在初始缺陷,荷载的持续作用会使得混凝土内部的孔隙结构进一步粗化并引起开裂,进而加剧氯盐侵蚀。同时,混凝土孔隙液中存在的多种离子也会影响到氯离子的传输。为了深入研究荷载-氯盐影响下的混凝土结构耐久性劣化,本工作针对前述机理开展多相数值研究,通过全面考虑荷载引起的混凝土开裂和孔隙损伤,以及异种离子间的电化学耦合效应的共同影响,提出了经过第三方试验验证的荷载-多离子传输耦合模型。研究发现,荷载大小和荷载施加方式的改变不仅会影响孔隙结构和裂缝形态,也会使静电势的分布产生差异,进而共同影响离子浓度的变化。荷载作用下的多离子电化学耦合效应会显著影响离子的传输规律,仅考虑单一离子会导致氯离子摄入量的预测偏低。荷载的作用同时还会放大环境条件(如盐溶液浓度)对氯传输的影响。     

基于机器学习算法的夹层玻璃冲击破坏预测模型研究

在诸如风致飞射物撞击等刚体冲击作用下, 建筑夹层玻璃因自身脆性特征极易破坏。针对这个问题提出了在刚体冲击下夹层玻璃破坏状态的预测方法, 综合考虑了玻璃构型、中间胶层、支撑条件及尺寸等多种设计参数。首先针对多类夹层玻璃进行往复刚体冲击试验, 建立567组PVB及210组SGP的两种不同中间胶层的夹层玻璃试验数据库; 随后基于鲸鱼优化下的核极限学习机(WOA-KELM)机器学习算法, 建立夹层玻璃破坏状态的预测模型, 并与支持向量机(Support Vector Machine, SVM)及最小二乘支持向量机(Least Squares Support Vector Machine, LSSVM)建立的相应预测模型进行对比分析。结果表明, WOA-KELM模型破坏状态预测精度达88.45%, 能较好地预测夹层玻璃的破坏, 满足工程应用的需求, 且预测模型精度及实时性均优于其他模型。