/oa /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230401 目的 研究偏心率对内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱力学性能的影响。方法 利用ABAQUS有限元软件建立了工字型CFRP-高强圆钢管高强混凝土短柱模型，分析不同偏心率下构件的受力-变形关系、各材料分担荷载以及应力发展，探究混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率和CFRP型材对组合柱力学性能的影响。结果 随着偏心率的增大，构件延性提高，初始刚度与极限承载力降低，且降低幅度减小，偏心率与极限承载力呈非线性关系；偏心率越小，加入CFRP型材对组合柱承载力的提高越显著。结论 偏心率越大，混凝土强度的利用率越低，钢管力学性能发挥越充分。偏心率小于0.328时，建议采用增大混凝土强度的方式增加构件极限承载力；偏心率大于0.328时，建议采取增大钢材屈服强度和含钢率的方式增加构件的极限承载力。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 577 586 3600934 李帼昌，于潇，李晓 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230402 目的 研究圆钢管活性粉末混凝土(Reactive Powder Concrete,RPC)短柱轴压承载力与各影响因素之间的非线性映射关系，创建高精度承载力预测模型。方法 引入麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm,SSA)，优化BP神经网络的初始权重、阈值；以155组试验数据为基础，建立并训练SSA-BP神经网络模型，对圆钢管RPC短柱轴压承载力进行预测；将SSA-BP神经网络的预测结果与BP神经网络、遗传算法(Genetic Algorithm，GA)优化的BP神经网络预测结果及代表性公式预测结果加以比较。结果 高79.05%和35.62%，单次运行时间较GA-BP神经网络减少44.34%；SSA-BP神经网络平均误差为3.66%，远低于公式预测误差。 结论 SSA-BP神经网络能够实现圆钢管RPC短柱轴压承载力的高精度预测，为研究圆钢管RPC短柱轴压承载力提供了新方法。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 587 95 1213379 卜良桃,洪俊鹏 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230403 目的 提出一种全栓接蜂窝梁柱端板连接空间节点并探究节点强弱轴向蜂窝梁成铰机制的影响因素及梁铰发展规律，为工程应用提供参考。方法 在验证ABAQUS模型精确度良好的基础上，建立36个蜂窝梁柱端板连接空间节点模型，分析连接刚度(端板厚度)、蜂窝梁节点转动贡献率(开孔率、开孔位置)对节点力学性能及破坏形式的影响，基于等效T型件法及组件法分析了弱轴向节点组件的节点转动贡献率。结果 柱弱轴向弯曲变形及环端板对柱翼缘的约束使强轴向端板的抗弯承载能力降低，连接刚度及蜂窝梁节点转动贡献率足够时，强弱轴向最终均可形成梁铰机制，并具备良好的承载能力。结论 强弱轴向端板厚度分别宜大于tcf (柱翼缘厚度)与0.75 tcf，建议强弱轴向蜂窝梁开孔率分别为60%~65%和65%~70%，蜂窝梁节点转动贡献率可作为节点破坏模式的识别指标，并给出相应的计算方法。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 596 603 3127226 贾连光 李秋镕 郑圆维 王春刚 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230404 目的 解决传统地基处理方法对软土地基区域存在适用性差、效果不明显以及设计计算不准确等问题。方法 通过分析布袋注浆桩复合地基加固机理，在现有复合地基固结研究的基础上，考虑因施工扰动而造成的土体水平渗透系数变化的三种可能模式，推导出布袋注浆桩复合地基固结控制方程，并根据固结解答采用解析方法对复合地基的固结度、孔压等问题进行多方面的分析。结果 给出了布袋注浆桩复合地基固结控制方程以及复合地基在荷载瞬时施加和单级施加情况下的解析解；在相同计算条件下，散体材料桩、布袋注浆桩复合地基、不透水桩复合地基以及天然地基之间的固结速率表现为递减趋势。结论 地基固结随着地基顶面和底面附加应力比值的增大而加快，且接近地表的附加应力越大固结越快。外部荷载瞬时施加，此时地基固结最快；加载历时越久，地基内的最大孔隙水压力值越小。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 604 614 812614 彭仪普，汤致远，邓湘洋，李剑，李子超 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230405 目的 解析轴压下三面受火的中空钢管混凝土叠合长柱的力学行为，建议耐火极限简化计算公式。方法 采用有限元分析软件ABAQUS建立轴压下三面受火中空钢管混凝土叠合长柱温度场和力学分析模型，研究轴压下三面受火中空钢管混凝土叠合长柱的温度场分布、破坏模态、变形特点、内力分布等，分析空心率、截面边长、荷载比和长细比对中空钢筋混凝土柱耐火极限的影响。结果 在高温下中空钢管混凝土叠合长柱发生了内力重分布；截面边长由300 mm分别增加至600 mm、900 mm和1 200 mm时，构件耐火极限分别增长了131.83%、221.81%和312.02%；长细比由22增加至44和66时，构件耐火极限分别降低了25.46%和62.77%；荷载比由0.4分别增加至0.5、0.6和0.7时，构件耐火极限分别降低了39.03%、65.71%和85.54%。结论 中空钢管混凝土叠合柱的耐火性能优于中空钢筋混凝土柱，提出的耐火极限简化计算公式与有限元模型计算结果吻合程度较好。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 615 623 1679109 张波 徐光朋 任庆新 秦笑笑 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230406 目的 明确基坑开挖对天然地基变形的影响及控制措施，以保障基坑及周边建筑群安全和稳定。方法 依托某基坑工程，首先进行不同工况下模型试验，研究基坑开挖对天然地基变形的影响，然后基于室内试验建立数值模型，分析隔离桩对控制天然地基变形的效果。结果 基坑开挖会使邻近建筑物天然地基部分监测点的变形明显超过报警值，建筑物基础靠近基坑一侧的地表竖向位移远大于远离基坑一侧的地表竖向位移。桩间距在1~3 m时，控制天然地基的变形效果比较明显，建议桩间距取1.5 m。隔离桩埋深在3 m以内时，布置埋入式隔离桩的建筑物竖向位移增幅较小，基本在5%以下。结论 基坑与建筑物之间设置隔离桩可有效减小基坑开挖对天然地基变形的影响，基坑开挖深度越大，布置隔离桩的变形控制效果越明显。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 624 632 1308839 韩健勇 王庆海 赵明城 崔中全 柏谦 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230407 目的 提出一种木-钢梁板组合结构，通过木梁包裹薄镀锌钢板和两层木质楼板夹薄钢板的方式，提高木梁和木质楼板的承载力和耐火极限时间，解决传统木梁楼板结构在发生火灾后短时间内容易烧毁、倒塌的问题。方法 参照实际木楼，按1∶1的缩尺比例在试验炉左右两边布置2种不同的梁板组合结构，在相同持荷水平及相同火荷载条件下进行受火对比试验；通过在木梁和楼板中布置热电偶的方法测量并分析各测点的温度变化，用卷尺测量木梁和楼板的炭化深度研究木-钢组合梁板的强度。结果 在相同的火源条件下，新型木-钢梁板组合结构耐火时间相较于传统木质梁板结构至少提高了30 min；薄钢板阻碍了火源热量向木结构辐射，使木梁的炭化深度平均减少了2.5 cm，木板炭化深度平均减少了1.6 cm。结论 在相同荷载条件和火源条件下，木-钢梁板组合结构拥有更好的耐火性能和支撑能力。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 633 641 2594688 刘永军，庄喜弘，郭世庆 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230408 目的 研究高温处理后氯氧镁水泥胶(MOC)粘贴CFRP布加固混凝土的粘结性能，为高温环境下CFRP加固混凝土的工程应用提供参考。方法 采用单面剪切试验，分析温度作用以及CFRP布宽度对CFRP-MOC-混凝土界面、荷载-滑移、应变分布等粘结性能指标的影响，对高温后CFRP-MOC-混凝土界面的有效粘结长度和极限承载力进行研究。结果 随着温度的升高，极限承载力下降，界面整体刚度降低，粘结界面的最大应变不断降低；随着CFRP布宽度的增加，极限承载力增大，界面整体刚度增加，粘结界面的最大应变也增大。结论 笔者建立的高温损伤后CFRP-MOC-混凝土有效粘结长度及界面承载力计算模型可信度较高，可以用来预测高温环境下CFRP-MOC-混凝土界面承载力。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 642 650 1632235 赵少伟，吕冉，郭蓉，王佳 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230409 目的 为促进煤矸石在混凝土中的应用，对钢管煤矸石混凝土的徐变性能和长期力学性能进行深入研究。方法 基于Bazant徐变模型提出考虑煤矸石取代率和粗骨料体积分数综合影响的煤矸石混凝土徐变模型，进而采用逐步积分法与基于龄期调整的有效模量法研究钢管煤矸石混凝土长期性能。结果 50%取代率的煤矸石混凝土较普通混凝土徐变系数增幅在10%以内，100%取代率的煤矸石混凝土增幅约为30%；相对湿度由30%增至80%时，徐变系数降低约40%；抗压强度由30 MPa增至60 MPa时，徐变系数降低约40%；构件厚度达到500 mm以后，对徐变系数影响不显著；基于龄期调整的有效模量法与逐步积分法预测结果差异在10%以内。结论 煤矸石混凝土的徐变系数与取代率呈正相关，与环境相对湿度、抗压强度、砂率、构件尺寸呈负相关，外部钢管可有效降低煤矸石混凝土的徐变变形；基于龄期调整的有效模量法能够快速准确地预测钢管煤矸石混凝土柱的长期变形。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 651 659 939173 王庆贺 张岩 张玉琢 张信龙 岳崇 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230410 目的 探讨不同损伤模型下超高性能混凝土SHPB试验数值模拟效果的差异性。方法 应用大型有限元程序LS-DYNA，结合UHPC材料特性，明确了KCC、HJC和CSC模型中关键参数的取值，建立了超高性能混凝土SHPB试验数值仿真模型。在此基础上，开展不同损伤模型下UHPC试件波形、动态应力-应变曲线、弹性模量和动力增大系数(DIF)值模拟结果与实测结果的对比，探讨不同损伤模型下超高性能混凝土SHPB试验动态破坏进程。结果 CSC模型在低速冲击下能更好地模拟UHPC材料的实测波形和动态应力-应变曲线，而在中高应变率下KCC模型和HJC模型得到的计算波形以及动态应力-应变曲线与实测值吻合度更好；低应变率下三种损伤模型得到的DIF值相差不大，但随着应变率提高，CSC模型在一定程度上将低估UHPC材料的动力特性；UHPC试件破碎程度随应变率的增加而增大，相对于CSC模型在冲击破坏时表现出的核心存留现象，KCC模型和HJC模型分别表现出明显的整体塌陷和边缘塌陷现象。结论 对于UHPC材料，CSC模型适用于低速冲击下SHPC试验数值模拟，而KCC模型和HJC模型适用于中高应变率下数值模拟。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 660 669 1923140 任亮 郑胜佩 蔡昂霖 郭忠照 喻贤明 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230411 目的 研究大型钢管插入式基础在上拔工况下的裂缝产生机理及影响规律，寻求最佳设计参数。方法 基于扩展有限元与内聚力界面接触，建立三维非线性有限元模型，首先通过对比无锚板、单锚板与双锚板构件裂缝扩展过程云图，分析裂缝产生机理，再通过优化设计配筋方案和位置系数，探讨大型钢管插入式基础的裂缝密度和裂尖应力强度因子的变化规律。结果 锚固板的增加会导致基础混凝土开裂，位置系数的取值会影响基础裂缝密度；当配筋率为1.76%时，在钢管外侧设置环状排列纵筋能明显减小锚固板处由于应力集中产生的混凝土开裂；当位置系数为0.33时钢管外侧混凝土的裂尖应力强度因子较小，使得基础构件在满足经济性的同时不会由于钢管外侧混凝土过薄而过早产生开裂。结论 改变基础配筋方式、选取合理的配筋方案以及位置系数能够有效地减少钢管插入式基础裂缝的生成。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 670 678 2134944 孙雅珍 张立 王金昌 程尧 刘燕平 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230412 目的 研究传统风格建筑双枋-柱节点的破坏特征及力学特性。方法 设计了3个典型传统风格建筑双枋-柱节点试件及1个单枋-柱节点试件，对其施加正弦波动力循环荷载，对其滞回曲线、骨架曲线、承载力及延性等进行分析。结果 将传统风格建筑与黏滞阻尼器相结合，可显著提升传统风格建筑双枋-柱节点试件的抗倒塌能力及承载力，延性性能提高了12.7%，承载力提高了15.7%；双枋-柱节点试件承载能力及延性均高于单枋-柱节点。结论 在雀替位置处合理设置黏滞阻尼器可显著改善传统风格建筑双枋-柱节点试件的力学性能。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 679 688 3044841 董金爽 公衍茹 姜宝石 隋龑 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230413 目的 研究正交异性钢桥面板与U肋焊缝在循环荷载作用下萌生于焊趾、焊跟处的疲劳裂纹扩展规律及影响因素。方法 基于扩展有限单元法(XFEM)，利用ABAQUS有限元软件建立了3U肋正交异性板数值分析模型，通过引入初始裂纹长度、面板厚度、应力比三个变量参数，分析评价这些参数变化对焊趾、焊跟处的疲劳裂纹扩展规律及疲劳寿命影响程度。结果 初始裂纹长度由0.5 mm增加至1.5 mm、面板厚度由14 mm增加至20 mm、应力比由0.1增加至0.8时，焊趾处裂纹疲劳寿命分别减少46.6%、提高797%、提高364%，焊跟处裂纹疲劳寿命分别减少51.2%、提高425%、提高351%。结论 XFEM能准确预测面板与U肋焊缝疲劳细节的疲劳裂纹扩展路径及其疲劳寿命；初始裂纹长度越长、面板厚度和应力比越小，疲劳裂纹的扩展速率愈快、相应的疲劳寿命越小。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 689 698 2289839 王占飞 韩迎秋 何志成 王维 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230414 目的 对近零能耗建筑围护结构进行多目标优化，进一步提升建筑能效水平。方法 采用EnergyPlus模拟软件计算建筑使用阶段的能量消耗，利用全生命周期理论建立近零能耗建筑全生命周期运行能耗、碳排放及成本计算模型，基于NSGA-Ⅱ遗传算法，利用MOBO优化工具与EnergyPlus软件耦合联用，选取了7个设计参数作为优化变量，根据决策者的实际需求，采用权重法寻找最优解，对近零能耗建筑的全生命周期运行能耗、碳排放和成本进行多目标、多参数优化研究。结果 最优解下近零能耗建筑节能率、碳排放节约率和成本节约率分别为0.87%、1.51%和3.04%。结论 笔者提出的近零能耗建筑围护结构评价指标体系和围护结构最佳组合形式具有经济性、节能性和环保性，可为近零能耗建筑围护结构设计参数的选取提供参考。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 699 706 1101479 冯国会,陈菲,常莎莎 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230415 目的 研究低掺量下水性环氧树脂、粉煤灰、再生骨料对再生透水混凝土抗冻性的影响。方法 采用正交试验设计，以粉煤灰掺量、水性环氧树脂掺量、再生骨料掺量、冻融循环次数为因素设计不同水平的正交试验，参考慢冻法并采用均值极差法分析质量损失率和强度损失率，研究各因素对于再生透水混凝土抗冻性的影响规律。结果 随着冻融循环次数的增加，再生透水混凝土的强度损失率和质量损失率逐渐增大，其中低掺量(0.5%~2%)水性环氧树脂可以有效提升再生透水混凝土抗冻性能，降低再生透水混凝土的强度损失率、质量损失率；添加再生骨料(30%~50%)可以有效提高再生透水混凝土抗冻性。结论 掺量1%的水性环氧树脂及掺量40%的再生骨料对再生透水混凝土抗冻性提升效果最好；在冻融循环过程中，再生透水混凝土的强度损失率会比质量损失率先变化到破坏标准，该参数能更快判断再生透水混凝土的抗冻性能。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 707 715 2049777 夏冬桃 刘炎昌 吴方红 李向阳 李彪 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230416 目的 为了延缓混凝土初凝和终凝时间而不影响混凝土后期强度，对两种羟基羧酸盐类缓凝组分进行分析研究。方法 分析两种缓凝组分在不同掺量下对普通硅酸盐水泥的凝结时间、扩展度、强度及水化热的影响规律，利用扫描电子显微镜观察水泥的微观结构特征。结果 掺入缓凝组分后，水泥的凝结时间延长了，掺量为0.07%时物理性能最佳，此时初凝时间分别延长了299 min和218 min，扩展度分别延长了35 mm和30 mm，56 d抗折强度分别增加了12.22%和9.65%，56 d抗压强度分别增加了15.67%和11.39%；从微观结构的特征可以看出随缓凝组分掺量增加，水化速率减慢，各水化产物之间交叉连生，形成更为密实的网状结构，改善了水泥试样的后期强度。结论 液体缓凝组分相较于固体缓凝组分能更好地起到缓凝作用，延缓了水泥水化反应及水化产物的生成时间，进而改善了生成物之间的搭接结构，提高了水泥后期强度。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 716 722 1499694 丁向群，胡童童，李小慢，段锦涛，房延凤 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230417 目的 研究微珠、硅灰和减水剂对乳化沥青冷再生混合料路用性能的影响,分析外掺料的作用机理。方法 通过室内路用性能试验评价外掺料对冷再生混合料性能影响效果,结合扫描电镜技术观测沥青胶浆微观形貌,从宏微观角度分析三种外掺料的作用机理。结果 混合料高温贯入强度最高可提升253%,低温劈裂强度最高可提升62%,冻融劈裂强度比最高可达到86.3%；通过扫描电镜观测沥青胶浆的微观形貌发现:加入外掺料,沥青胶浆呈现空间骨架结构,不仅具有良好的稳定性且沥青胶浆强度增强,同时外掺料还能填充混合料空隙,降低混合料空隙率,极大地改善了混合料性能。结论 三种外掺料对混合料路用性能具有良好的改善效果,沥青胶浆呈现空间骨架结构,极大地改善了混合料性能。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 723 730 923609 杨彦海 熊艺衡 陈冠良 岳靓 杨野 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230418 目的 为了满足混凝土预制构件生产对减水剂早强功能的需求，开展早强型聚羧酸减水剂的试验研究。方法 采用TPEG、VPEG两种大单体，调整酸醚比与链转移剂用量，合成了两种聚羧酸减水剂；通过水泥净浆流动度、水化放热速率、胶砂强度、XRD等实验，分析不同减水剂对水泥的分散性能和强度的影响。结果 随酸醚比的增加，掺加两种单体减水剂的水泥净浆流动度均先增加后减小，链转移剂用量变化对水泥净浆流动度无明显影响；掺加减水剂后，水泥水化放热速率有不同程度的降低，影响较小的是TPEG-4∶1-0.31和VPEG-4.5∶1-0.26减水剂；标准养护和蒸汽养护条件下，VPEG-4.5∶1-0.26减水剂各龄期的强度都是最高的，XRD结果显示掺此种减水剂的净浆样品生成了更多的Ca(OH) 2。结论 采用VPEG大单体，通过调整酸醚比和链转移剂掺量，可制备出有利于水泥砂浆早期强度增长的聚羧酸减水剂，VPEG-4.5∶1-0.26减水剂更符合预制构件生产的早强要求。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 731 737 810457 戴民 郭婧雯 常兴科 周贤明 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230419 目的 以角接触球轴承为研究对象，对其内部非标准化的结构尺寸进行多目标优化设计，以提高角接触球轴承的工作性能并提供其个性化结构尺寸方案。方法 通过以基本额定静载荷、基本额定动载荷和最小油膜厚度为目标构建多目标优化数学模型，采用改进后的NSGA-Ⅱ多目标遗传算法进行模型的求解；再利用熵权-TOPSIS评价方法对求解得到的Pareto解集进行评价排序，获得个性化最优方案；最后以7200AC轴承为例，对笔者提出的优化设计方法进行验证。结果 该算例经过多目标优化设计后，基本额定静载荷与基本额定动载荷的最佳优化数值相较于标准值分别提高了38%和8.8%，同时最小油膜厚度也保持了良好的性能要求，以此丰富了该型号的角接触球轴承的内部结构尺寸方案。结论 笔者提出的多目标优化方法具备可行性与多样性，丰富了角接触球轴承的内部结构尺寸家族，为满足不同工作条件下的轴承的个性化需求提供了可靠依据。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 738 745 836241 韩泽光，廖小萱，郝瑞琴，白晓天 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230420 目的 研究直轨倒立摆在导轨限位条件下摆起控制问题,为倒立摆的摆起控制策略提供参考。方法 利用达朗贝尔原理建立倒立摆在导轨限位下倒立摆的系统力学模型,根据现有的倒立摆数据在摆杆处于最低点进行短时加载计算,并从实验观测出发,以摆起终点为目标,对摆起控制量进行优化。结果 对倒立摆系统进行短时加载,倒立摆系统经过14次正反向的加载,成功实现了在6.14 s内对倒立摆系统的摆起控制工作。结论 直轨倒立摆在导轨限位条件下,对其进行短时加载,可以实现倒立摆的摆起控制,有效降低了倒立摆系统控制量出现冗余情况,提高了倒立摆系统的摆起控制效率。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 746 753 619035 侯祥林 朱宸邑 张凤众 张啸尘 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230421 目的 提高人工湿地基质材料处理农村生活污水中总磷、氨氮以及COD的处理效果,确定最佳工艺参数。方法 斜发沸石经氢氧化钠和三氯化铁处理得到复合改性沸石,作为吸附材料处理污水,研究改性方式、粒径大小、沸石投加量、pH值等因素对处理效果的影响,并探讨吸附机理。结果 复合改性沸石在投加量20 g/L、粒径0.2~0.4 mm、pH=7条件下,吸附反应平衡时,总磷去除率84.12%,氨氮的除率81.89%,COD去除率83.41%。复合改性沸石吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级速率方程。结论 复合改性沸石作为基质材料应用于人工湿地处理农村生活污水有良好效果。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 754 760 918444 孙剑平 扈师鸣 李绍峰 /oa/darticle.aspx?type=view&id=20230422 目的 筛选出降解性能更好的玉米秸秆纤维素降解菌株，为秸秆生物降解提供理论依据。方法 利用刚果红染色法对菌株筛选分离并鉴定；通过复合诱变，获得降解性更好的菌株；采用单因素及正交试验测定不同条件下的羧甲基纤维素(CMC)酶活力和滤纸(FPA)酶活力，确定最佳产酶条件。结果 经复合诱变获得1株降解性较好的菌株SF3-3，降解率比未诱变菌株提升18.12%，比单独诱变菌株提升10.84%；最适合产酶条件为温度28 ℃、pH值7.0、接种量2%、转速130 r/min。结论 紫外-微波复合诱变能更好地提升菌株对秸秆的降解性能，最佳的产酶条件能够实现降解性能的进一步提升。 2023年08月04 00:00 2023年第4期 761 768 1003698 魏炜，赵之璧，袁雅姝