带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构静力性能研究

为实现钢框架结构震后损伤可快速修复的功能,基于损伤控制思想,提出一种带可更换抗侧耗能装置的装配式钢框架结构.利用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,首先对该钢框架结构的受力机理开展研究,分析钢框架体系内力流传递路径,提出结构的合理失效顺序,建立相应失效准则;而后对该装配式钢框架结构与对应刚接框架及铰接框架进行对比分析;最后进行变参数分析,着重讨论该柱脚节点抗侧剪切件截面宽度、厚度及高度、节点板连系螺栓数量、柱脚横梁刚度及柱轴压比等参数对该装配式钢框架结构力学性能的影响.研究表明,合理设计的该装配式钢框架结构在屈服荷载及抗侧刚度两方面可以与对应刚接柱脚框架完全等效,且该新型钢框结构主体构件的应力分布优于对应刚接框架,可以将结构内的塑性损伤集中在翼缘连接盖板、抗侧耗能装置等易于更换的耗能元件上,使梁柱等主体构件基本处于弹性状态,具备震后可恢复功能.     

基于数字孪生的桥梁拆除多维模型

进入经济发展的新时代,许多老旧桥梁的安全性、适用性及耐久性等各项功能均难以满足现代城市交通发展的新需求,亟需拆除重建。为了安全、快速、经济的实现桥梁拆除,提出一种基于数字孪生的桥梁智能拆除方法,该方法基于数字孪生理论和数字孪生五维模型,综合运用云计算、大数据、人工智能、物联网等关键技术和BIM(Building Information Modeling)模型构建了基于数字孪生的桥梁智能拆除方法框架。通过数据共享、信息可视化、智能分析决策等手段,提高安全预警水平,增强决策能力,为桥梁拆除行业向信息化、智能化转型提供了支持。     

部分装配式框架结构自动拆分办法

对现有的基于BIM技术部分装配式结构拆分办法进行了总结.利用Dynamo对Revit进行二次开发,实现了部分装配式框架结构BIM模型的自动拆分,主要功能有:构件的批量化拆分、复杂构件的智能命名.该方法以模型整体为出发点,对模型进行自动拆分,将预制构件的几何信息、钢筋信息和节点连接等添加进模型,再进行分析复核、碰撞检测等,对模型优化调整,形成合理的设计方法,以此BIM模型指导的生产和安装.     

数字孪生变电站框架设计与关键技术研究

随着智能电网快速推进与新技术领域的出现，以变电站为代表的能源互联网系统拓扑结构趋于复杂，传统运维管理模式已经难以满足变电站规划设计、监测分析和运行优化的要求。数字孪生（Digital Twin, DT）技术的发展给电力系统的智能化管理带来诸多便利。然而作为推动能源电力行业数字化、智能化的关键技术，相关研究与应用处于初期起步阶段，将数字孪生技术工程应用于能源电力各业务环节依然存在诸多挑战，亟需开展系统性研究，以突破适应能源电力行业特殊性的数字孪生关键技术。为此，本文以变电站作为应用场景，首先对变电站运维管理现状进行了分析，指出现阶段变电站巡检模式缺陷、模型精度不够、感知参量单一、缺乏对数据的深度挖掘等问题。以此设计了一套涵盖空间信息与设备建模、变电主设备机理建模、智能反馈控制、设备感知网络、基于数据驱动的数字孪生体模型的仿真，以及三维可视化渲染与应用的数字孪生变电站模型框架。然后讨论了变电站数字孪生技术面临的问题与挑战，包括：高性能、低成本、高精度、低功耗、高集成度与智能化的变电站专用传感器研制；海量多源异构数据存储管理与计算资源优化分配；孪生模型精度亟待提升与可解释性缺乏论证；“数据安全”与“数据孤岛”给数据驱动的模型训练带来挑战；高精度实景三维重建与虚拟实体动态更新算法的研究。针对提出的问题与挑战，进而探讨了解决问题的关键技术研究，包括基于压缩感知理论的新工艺、新材料的智能传感器技术；海量多源异构数据分布式云存储技术与以安全私有云为核心的数据管理体系；云边协同计算技术；数据驱动与机理知识融合建模技术；满足隐私保护和数据安全前提下的模型训练技术——可信联邦学习；实景三维重建、点云语义分割、点云动态可视化、虚拟现实等计算机视觉相关技术。结合数字孪生模型设计与关键技术问题的探讨，给出了一套面向工程应用的数字孪生变电站系统设计方案，重点阐述了包括变电站设备实时监测、设备故障诊断与故障预测、运维决策优化与智能反馈控制等典型的应用场景。数字孪生技术与变电业务各环节的深度结合，有助于智慧变电站运维管理发展与效能提升、开辟数字化智能变电站运维管理新模式。进一步，数字孪生技术的发展成熟必将推动整个能源电力行业打破数据、技术壁垒，实现电力全产业链上下游企业的价值、技术协同，构建更大范围的数字孪生系统，具有显著社会效益和战略意义。     

基于Unity3D康复机器人数字孪生模型的实时驱动

人机共融是康复机器人领域研发创新的热点,数字孪生是实现人机共融的重要技术手段。以本课题组研制的康复机器人为研究对象,提出一种采用Unity3D平台接收传感器数据实时驱动数字孪生模型的方法。在SolidWorks软件中根据机器人下肢结构的物理参数建立物理模型,将其导入Unity3D平台中绑定相匹配的运动模型生成孪生模型;通过传感器建立下肢结构与孪生模型的联系,在平台中创建一种采用循环体流程设计的实时数据驱动脚本,实时收发代码并更新位置参数,达到实时数据驱动的目的,且对该方法的实时性和准确性进行验证。结果显示：下肢结构膝关节的实际活动范围与孪生模型预测的的活动范围基本相同,两者在6个周期内的峰值加权平均时差为134.26 ms。采用本文建立的孪生模型可准确表达实体运动机制,模型的实时性也较好。     

预制装配式分体柱框架抗震性能研究

已有研究表明分体柱具有较好的延性,能运用于地震多发的房屋结构中。为方便施工,提出预制装配式分体柱框架结构的设想,通过有限元数值模拟,对整体柱框架结构和分体柱框架结构的抗震性能进行对比分析。结果表明：地震作用下装配式分体柱框架结构加速度响应较现浇整体柱框架更易趋于稳定;与整体柱框架相比,装配式分体柱框架位移响应较大;装配式分体柱框架结构的基底剪力均小于整体柱框架结构的;现浇整体柱框架结构的混凝土节点损伤区域与分体柱框架结构相比较大,证明钢套筒对框架结构节点起到保护作用;装配式分体柱框架结构更适用于硬质场地。整体表明装配式分体柱框架结构的延性更强、耗能性能更好,且更加稳定。     

基于BIM技术的装配式混凝土结构设计施工流程及应用研究

随着互联网和智能技术的发展,尤其BIM 技术的发展应用使得建筑工业化的路线更加明确。本文从 国家产业政策、建筑工业化体系发展、建筑能耗和经济等方面分析了BIM+装配式结构的优势,进而在基于 BIM 技术的基础上设计了装配式剪力墙结构一体化工作流程,对装配过程中的关键节点工艺流程进行了探讨, 对PC 结构施工图深化和各种碰撞进行了协同工艺流程设计,实现了BIM 技术与装配式结构的良好结合。最 后以某装配式剪力墙结构体系的高层建筑为例就基于BIM 技术标准化设计、产业化生产与建造关键流程等进 行了分析,分析表明把BIM 技术应用于钢筋混凝土装配式结构体系中,提升了设计精准度,有利于建筑工业 化,提升了全过程建筑的工期、成本和环保等效益,并且随着规模扩大效益越明显。     

插接装配式混凝土梁柱节点抗震性能

为提高装配式混凝土结构的装配效率,提出一种基于局部型钢与混凝土组合结构形式的插接装配式混凝土梁柱节点.通过低周往复加载试验将插接装配式混凝土节点抗震性能与现浇混凝土节点进行对比,结果表明:插接装配式节点主要在梁端发生型钢与周边混凝土的滑移破坏.由于受到拼接区组合效应问题及不同材料间几何非线性变形的限制,该新型装配节点的...     

基于压电陶瓷传感器的钢筋混凝土框架结构裂缝损伤全过程监测

基于压电陶瓷传感器开展了动力荷载作用下的钢筋混凝土框架模型结构裂缝损伤全过程监测试验。在1个2层2榀钢筋混凝土框架结构中埋入压电陶瓷传感器,对模型结构先后施加拟动力荷载和拟静力荷载的作用,监测结构在荷载作用下的损伤发展全过程,并采用移动平均法对监测数据进行平滑处理。结果表明：所采用的监测方法能够有效监测结构健康状态的发展趋势,但受环境等因素的影响,监测数据存在波动性,给损伤识别带来一定困难;采用移动平均法进行数据处理可使损伤识别结果更加准确;基于压电陶瓷传感器的混凝土裂缝损伤监测方法可用于结构的长期监测,有效的数据平滑滤噪措施对于损伤的正确识别具有重要意义。     

面向物联网的分布式跨平台数据传输系统设计

基于物联网的工业生产环境监控系统主要利用传感器实时感知和采集监测对象的信息,通过传感器网络将这些实时数据汇聚到数据服务器.针对异构传感器组网中的跨平台数据传输问题,提出了面向物联网的5层分布式跨平台数据传输框架,采用Zig Bee组成传感器网,开发传感器网数据协调器汇聚传感器数据,利用TCP/IP协议下的套接字技术实现数据的跨平台传输,网络层将传感器网采集到的实时监测数据传输到数据服务器,提供监控对象的实时数据服务,在此基础上,实现了基于多监控指标安全阈值限定的自动智能报警功能.设计的物联网数据传输系统已经应用到了工业环境监控领域,实现了监控对象的实时数据采集和智能预警.     

基于IFC标准的装配式建筑空间自组织建模方法研究

基于国际IFC标准,研究装配式建筑构件的空间实时定位算法,将微机电系统(MicroElectro-Mechanical System,MEMS)传感器应用于建筑业,对微机电系统传感器进行研究和开发,借助MEMS-IMU记录装配式构件在安装过程中的空间位置和姿态变化数据,结合已有的BIM构件库,研究基于IFC标准的建筑信息模型自动生成算法,以参数化获得最终IFC标准数据模型,为装配式建筑竣工模型的自动生成奠定基础。     

基于卷积神经网络的预制叠合板多目标智能化检测方法

在生产过程中,预制构件尺寸不合格问题将导致其在施工现场无法顺利安装,从而影响工期。为推进预制构件智能化生产的进程,以预制叠合板为例,基于卷积神经网络研究生产过程中的智能检测方法,在生产流水线上设计并安装图像采集系统,建立预制叠合板尺寸检测数据集。通过YOLOv5算法实现对混凝土底板、预埋PVC线盒及外伸钢筋的识别,并以固定磁盒作为基准参照物进行尺寸检测误差分析,实现混凝土底板尺寸、预埋PVC线盒坐标的检测,在降低训练数据集参数规模的工况下保持较高的识别精度。结果表明：该方法可以有效检测预制叠合板的底板数量和尺寸、预埋PVC线盒数量和坐标,并实现弯折方向不合格的外伸钢筋检测,并能降低人工成本,提高检测精度,加快检测速度,提高预制叠合板的出厂质量。     

钢纤维高强砼与高强砼框架节点抗震性能分析

在四榀高强混凝土框架节点及两榀钢纤维高强混凝土框架节点缩尺模型抗震性能试验的基础上．对高强混凝土框架节点和钢纤维高强混凝土框架节点梁端抗弯承载力、梁端抗剪承载力、位移延性及耗能性能进行了分析．结果表明，钢纤维高强混凝土材料能明显提高节点的初裂值及抗剪承载力，有较好的延性。从而可以在核心区少配箍筋．甚至不配箍筋．这样既保证了抗震性能要求．又解决了框架节点区钢筋密布而带来的施工困难．有良好的经济效益。     

不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能试验研究

为研究不同连接形式的装配式混凝土梁柱节点受力性能,对1个现浇混凝土节点和2个装配式混凝土梁柱节点试件进行循环往复加载试验,分析节点的破坏特征、梁端弯矩—转角、节点核心区剪力—梁端转角、刚度退化、钢板的应变等。结果表明：方钢管连接的装配式混凝土节点呈梁端弯曲破坏,设置端板和水平连接板的装配式节点和现浇节点呈节点核心区剪切破坏。装配式节点的梁端弯矩和节点剪力显著提高,梁端转角显著增加,节点核心区剪切变形减小,刚度退化变缓,受力性能得到明显改善。在节点核心区设置方钢管和十字隔板作为钢骨架的节点受力性能最佳,远优于现浇节点。在节点核心区加入钢连接件,预制梁端设置预埋工字钢,现场采用焊接或者栓接装配,后浇连接区混凝土,这种连接形式能够有效传力,提升装配式节点的受力性能。     

PC基础隔震结构新型隔震层框架节点抗震性能分析

基础隔震结构对于隔震层的整体性要求较高,隔震层构件的连接性能则直接影响着隔震层的整体性和抗震性能。本文针对预制装配式混凝土框架隔震结构的隔震层部分,对梁底纵筋的焊接连接方式进行了改进并开展拉拔试验,提出了一种新的框架节点连接方式。利用ABAQUS建立了新型隔震层框架节点与传统现浇节点的有限元分析模型,施加低周往复荷载作用,对比两类节点的整体性和抗震性能差异,并对新型隔震层框架节点的连接构造进行改进。分析结果表明：采用钢板焊接连接时,钢筋连接试件的抗拉强度与通长钢筋接近,在钢板上开槽再焊接可显著减小连接钢板的弯曲变形;预制装配式隔震层框架节点的承载能力、刚度和耗能能力均低于现浇节点,但变形能力较强;在预制梁端部增设锚固钢筋后,梁端局部区域的配筋增大,预制装配式隔震层框架节点的承载能力、刚度和变形能力均显著提高,由于锚固钢筋抑制了梁端受力纵筋的塑性发展,因此耗能能力较降低;改进的预制装配式隔震层框架节点的承载能力、刚度和变形能力均强于传统现浇节点,具有良好的结构整体性,可用于实际工程。     

型钢混凝土梁式转换节点抗震性能研究

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式下的拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了不同于普通框架节点的转换节点的破坏机制、耗能能力、强度退化等.分析得出节点型钢腹板的剪应力方程,利用试验数据可求得腹板上测点的应力值.为了与试验结果相互验证,建立有限元模型,进一步对比分析证明了转换节点在地震力下的受力特性符合节点斜压杆机理.     

基于BIM智能的物业管理体系研究

本文基于BIM模型的智能物业管理体系研究,首先分析了BIM和建筑物的有效结合,然后建立了基于BIM信息下的智能物业管理理论体系和物业管理体系框架组成内容。本文涉及的内容为BIM技术与GPS技术、5A系统和FM系统相结合而组成的可视化智能化平台。应用这种可视化的智能大平台构建起智能物业管理体系的具体组成内容。最后结合实际案例分析出基于BIM的智能物业管理体系的优点,总结出BIM和物业管理相结合是以后物业管理发展的方向也是人们应该重视和研究分析的重点。     

BIM技术在装配式建筑中的应用

为了使预制建筑的施工质量和管理效率得到显着提高,从建筑设计、预组件生产、工程建设到整个预制建筑物的维护各阶段分析BIM技术及其应用。并根据每个阶段的建设要求,采用BIM技术制定相应的质量控制流程和相应的有效管理措施,从事前、事中、事后三个方面展开,使预制建筑施工过程中的质量问题得到有效管理。