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哈尔滨工业大学学报
哈尔滨工业大学学报

段广仁

月刊

0367-6234

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0451-86414260,86414135

150001

哈尔滨市南岗区西大直街92号

哈尔滨工业大学学报/Journal Journal of Harbin Institute of TechnologyCSCD北大核心CSTPCDEI
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    区域医疗系统抗震韧性综述

    裴顺顺翟长海胡杰
    1-12页
    查看更多>>摘要：韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务.如何综合考虑区域范围内多家医院和交通系统的安全性、应急响应能力、多系统的整合与协作,有效评估区域医疗系统的抗震韧性水平,并提出科学的改进建议,对建设韧性城乡具有重要的理论意义.本文通过梳理国内外文献,阐明了区域医疗系统韧性的概念和内涵,总结了地震后短期应急和长期修复两个阶段韧性评估的重点,归纳了现有区域医疗系统韧性的评估框架,从医院集群系统、面向医疗的交通系统、应急医疗服务系统和医疗-交通耦合系统4个方面阐述了现有评估方法.区域医疗系统韧性的研究旨在提高其面对灾害时的抵抗性、短期适应性和长期恢复性,这些研究对于满足紧急和日常的医疗需求以及指导灾后恢复具有重要意义.目前区域医疗系统抗震韧性的研究取得了一些进展,但仍然存在一些挑战,本文最后展望了未来的研究方向.

    区域医疗系统单体医院交通系统抗震韧性功能评估恢复时间

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    功能可恢复SFCB-ECC-混凝土桥墩抗震性能

    白玉磊靳晓杰张玉峰韩世文...
    13-23页
    查看更多>>摘要：为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料(engineered cementitious composites,ECC)替代混凝土的新型组合柱.在0.13轴压比下,对SFCB-ECC-混凝土组合柱进行低周往复荷载试验研究.评估了 SFCB中FRP体积分数(0％,43.6％,100％)和塑性铰区基体类型(ECC,混凝土)对组合柱抗震性能和可恢复性的影响.之后通过OpenSees进行了轴压比、SFCB配筋率和ECC强度的参数分析.结果表明:SFCB可使试件获得稳定的二次刚度,在2％位移角前,试件无需修复即可快速恢复原有功能;组合柱残余变形随SFCB中FRP体积分数增加而减少,但其初始刚度和峰值承载力也相应降低;在塑性铰区使用ECC可进一步减少残余位移,同时显著提高峰值承载力和延性;参数分析显示增大轴压比将提高SFCB-ECC-混凝土组合柱承载力,但会降低延性;随SFCB配筋率和ECC强度提高,组合柱承载力也相应增大;在实际工程中可合理设计SFCB和ECC材料特性以满足特定结构刚度、强度和可修复性的要求.

    桥梁工程组合柱抗震性能OpenSees钢-FRP复合筋高延性水泥基复合材料可恢复

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    面向抗震韧性评价的型钢混凝土柱易损性函数

    李磊王菲菲代旷宇于晓辉...
    24-34页
    查看更多>>摘要：为满足型钢混凝土(steel reinforced concrete,SRC)结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键.本文首先基于文献调研,结合JGJ 138-2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了 227榀拟静力循环加载的SRC柱,建立标准化的SRC柱试验数据库.其次,考虑失效模式的差异性,将构件分为延性SRC柱和偏脆性SRC柱,并给出了不同类别的构件损伤等级划分标准及对应的修复方法.然后,以位移角为工程需求参数,分别提取了各构件对应不同损伤等级的位移角限值,采用FEMA P-58方法,建立了不同类别的SRC柱在各损伤等级下的易损性函数.最后,给出了与GB/T 38591-2020《建筑抗震韧性评价标准》相容的易损性函数参数表,并分析了抗震等级和轴压比对SRC柱易损性函数参数及易损性曲线的影响.最终,通过分析一幢型钢混凝土框架结构办公楼的抗震韧性,说明了所提出的易损性函数在抗震韧性评价中的作用.

    型钢混凝土柱试验数据库损伤状态易损性函数抗震韧性评价标准

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    考虑构件震害影响的城市桥梁震后通行功能损失评估方法

    李天翊张东昱张晓宇
    35-45页
    查看更多>>摘要：桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用.但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供有效指导.因此,本文提出了综合考虑桥梁构件震害破坏及其对车辆通行影响的桥梁震后通行功能损失评估方法.首先,为了更准确地分析地震对桥梁结构整体系统的影响,采用copula函数,开展了考虑桥梁构件破坏相关性的桥梁系统地震易损性分析;其次,提出了地震导致桥梁车辆通行能力损失的评估方法.该方法综合考虑了桥梁结构损伤、承载力下降导致的开放车道减少以及桥梁伸缩缝损坏导致的车辆行驶速度降低等因素影响,因而可以更准确地反映震后桥梁车辆通行能力;最后,通过一个4跨连续梁桥算例发现相较于现有评估方法,本文提出的城市桥梁震后通行功能损失评估方法具有准确度更高、离散程度和不确定性更小的特点.与传统的定性和主观震后桥梁功能损失评估方法相比,本项研究提出的分析方法从物理层面考虑了桥梁构件震害对桥梁车辆通行能力的具体影响,为震后决策过程提供了一个数学模型.

    桥梁易损性构件破坏相关性车辆通行能力桥梁通行功能损失

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    大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压非高斯特性

    袁家辉陈水福刘奕
    46-55页
    查看更多>>摘要：为探究大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压的非高斯特性,本文对深宽比为1/9～9的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验.基于试验结果,分析了建筑表面风压的三阶和四阶统计矩分布特性,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区;研究了风压的空间相关系数与非高斯性强度的关系,提出了一种新的估算建筑侧风面平均再附长度的计算方法.结果表明:在建筑侧风面上,脉动风压服从高斯还是非高斯分布取决于测点到迎风前缘的距离;除了以往文献指出的迎风面角部、侧风面分离区和背风面风压呈现非高斯性外,再附区后面的风压也呈现出高度的非高斯性;本文提出的相关系数法在计算平均再附长度时具有良好的准确性,利用该方法获得了矩形高层建筑侧风面的平均再附长度沿高度的变化呈抛物线形状.

    矩形高层建筑非高斯特性风洞试验相关系数平均再附长度

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    双壁波纹钢管混凝土构件短柱轴压力学性能

    路博崔燕方勇王玉银...
    56-64页
    查看更多>>摘要：为改善空心钢筋混凝土柱(HRC)的使用与受力性能,提出一种双壁波纹钢管混凝土(CFDCST)构件.本文共进行了4个大尺寸双壁波纹钢管混凝土短柱与2个空心钢筋混凝土短柱的轴压试验,关键试验参数为试件类型与波纹钢管类型.分析构件的破坏模式,对比不同参数下构件的承载力、峰值应变、延性系数等关键力学指标,获得荷载-波纹钢管应变关系曲线以揭示试件的约束机理并验证外波纹钢管类型的影响.试验结果表明:外波纹钢管可为夹层混凝土提供约束作用,且螺旋角越小,外波纹钢管的约束作用越强;内波纹钢管则主要为夹层混凝土内壁提供有效支撑,以保持截面的完整性.名义约束效应系数与空心率相近时,由于咬口滑移影响,大螺旋角双壁波纹钢管混凝土比小螺旋角双壁波纹钢管混凝土的峰值应力、峰值应变与延性系数分别降低15.5％、21.8％与16.7％.在总用钢量相近的情况下,小螺旋角双壁波纹钢管混凝土柱的承载力、峰值应变与延性系数分别比空心钢筋混凝土柱提高10.6％、36.2％与50.0％.基于试验结果,检验了 3种典型承载力公式的适用性,并提出了相应设计建议.

    组合结构空心钢筋混凝土波纹钢管双壁构件约束机理

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    板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算方法

    郑文忠吕盛先郑博文王英...
    65-76页
    查看更多>>摘要：对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法.但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影响.因此,本文首先通过推导给出仅有竖向荷载作用的板柱节点受冲切承载力计算公式和仅有不平衡弯矩作用的板柱节点受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的合理性.然后基于板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的试验结果,拟合得到板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算公式.最后对所提计算方法与不同规范计算方法进行对比,结果表明本文计算方法能够更加准确地预测板柱节点受冲切承载力.

    板柱节点竖向荷载不平衡弯矩受冲切承载力计算方法

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    L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱轴压性能

    吴丽丽刘艳霞武海鹏韩港豪...
    77-91页
    查看更多>>摘要：为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式.设计了 5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、U形管外伸长度和钢材强度等参数对构件承载力和延性等力学性能的影响.结果表明:该类试件的主要破坏形态为中上部局部鼓曲破坏,适量增大U形管外伸长度可以提高承载力,但增大到一定程度之后易发生弯扭破坏;承载力和延性随着钢管厚度和钢材强度增大而增加;混凝土强度对构件的初始刚度和峰值荷载的影响都很小,但对曲线下降段的影响较大;试件端部和中部截面阴角处的混凝土应力值比各边中部更大,说明采用U形钢管与方钢管组合的方式改善了阴角处钢管对混凝土约束普遍较弱的问题.基于"统一理论",给出了两种承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好,两种计算方法在0.44～1.94的约束效应系数范围内具有良好的适用性.

    L形U形管钢管混凝土柱轴心受压承载力

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    钢板混凝土墙-钢筋混凝土楼板连接节点抗剪性能

    于跃隋春光雷永旺郭全全...
    92-100页
    查看更多>>摘要：模块化技术正在推动新一代核电厂的设计和发展,兼具优良工作性能和工业化施工性能的钢板混凝土(SC)结构在模块化结构具有广泛应用前景.SC墙-RC楼板连接节点作为SC模块结构与RC结构之间的典型传力构件,其结构设计必须既要保证荷载的有效传递,又要考虑模块化施工的可行性.为研究SC墙-RC楼板连接节点抗剪性能,设计并完成了 2个"薄墙厚板型"SC墙-RC楼板连接节点循环加载试验,包括GB/T 51340-2018建议的钢筋连接器连接、附加抗剪键等两种连接方式.试验结果表明:在剪跨比1.50下试件均发生RC楼板弯剪破坏,节点主要传力破坏路径为加载端至楼板根部的斜压杆区域,说明节点结合面不配置抗剪键仍满足抗剪要求;试验过程中,直螺纹钢筋套筒无滑脱、未发生钢筋或焊缝拉断,延性系数均大于4,说明钢筋连接器连接的传力性能良好,可作为SC墙-RC楼板连接节点的有效连接方式;该节点核心区仍属于抗剪薄弱区域,若要满足"全强度连接"设计准则,核心区对拉筋体积含钢率应不低于0.59％.

    钢板混凝土墙钢筋混凝土楼板连接节点钢筋连接器抗剪键

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    低温下玄武岩纤维混凝土劈拉强度尺寸效应试验

    余文轩范美妤金浏杜修力...
    101-109页
    查看更多>>摘要：为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸(边长分别为70、100、150和200 mm)、4种纤维体积分数(分数范围0％～0.5％)的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下(温度范围20～-90 ℃)进行了静态劈拉破坏试验.试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大(最大增幅接近130％),呈现出显著的低温增强效应;玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应.不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强;极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强.劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应(最大削弱程度达25.8％).本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考.

    玄武岩纤维混凝土极端低温纤维含量劈裂拉伸尺寸效应

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