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建筑科学
建筑科学

赵基达

月刊

1002-8528

busc@263.net

010-64517786 84272776

100013

北京北三环东路30号

建筑科学/Journal Building ScienceCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是建设部主管，中国建筑科学研究院主办，创刊于1985年，在国内外公开发行的建筑科学类综合性技术期刊。本刊内容丰富、可读、实用，在建筑行业中享有很高的声望。本刊依托建设部和中国建筑科学研究院，得到部、院领导的大力支持，并有许多国内建筑界著名的专家学者组成了编委会，使得本刊更具权威性、指导性。
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    某框筒结构的摩擦摆隔震设计与参数优化研究

    曾德民庞洋王硕雒元嘉...
    1-10页
    查看更多>>摘要：一直以来橡胶支座隔震技术在我国建筑隔震结构中占据主流地位,但近年来摩擦摆隔震支座因其通过摩擦耗能和高自复位能力的特点,逐渐受到工程技术人员的关注.本文以8度区某高层框筒办公楼为例,进行了摩擦摆支座的隔震设计分析,并与橡胶隔震支座方案进行了对比.研究结果表明,两种隔震方案的水平向减震系数比较相近,均能取得显著的隔震效果,但摩擦摆方案大震下隔震位移更小,具有一定优势.该研究进一步对摩擦摆支座参数包括曲率半径、摩擦系数优化分析,可为摩擦摆支座隔震设计提供参考.

    摩擦摆支座橡胶隔震支座摩擦系数隔震设计优化

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    基于机器学习的钢筋混凝土单偏压柱纵向配筋率预测方法研究

    肖岩松杨志勇乔保娟
    11-20页
    查看更多>>摘要：钢筋混凝土(RC)柱纵向配筋计算方法对于保证钢筋混凝土结构安全具有重要意义,各国规范均提出了简便高效的RC柱纵向配筋计算方法.由于采用了一系列简化假定,现有规范计算方法具有一定离散性,计算准确性和精度也有待提升.本文广泛搜集了国内外RC柱试验数据,采用材料强度实测值对中国规范、美国规范和欧洲规范RC柱纵向配筋计算方法进行了校核,结果表明3种计算方法所得小偏压受力状态下RC柱纵向配筋率离散性较大.本文提出了基于机器学习的RC柱纵向配筋率计算方法,基于530个试验样本,训练了决策树、支持向量机、随机森林和极致梯度提升4个机器学习模型,以模型拟合优度、泛化性能与复杂程度为标准进行特征迭代,采用随机搜索和十折交叉验证方法进行超参数调优,通过在测试集上的综合性能评价,确定了极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,下简称XGBoost)最优模型.采用沙普利加性解释(SHapley Additive exPlanations,下简称SHAP)方法与部分依赖图对XGBoost模型进行解释,对模型输出的特征参数影响进行了可视化,证明了特征参数影响的规律与力学规律相符,验证了本文机器学习模型的可靠性.相比于规范计算方法,机器学习模型显示了更高的精度和更低的离散性,可作为"物理驱动"RC柱纵向配筋率计算方法的有效补充,为更加准确高效地完成RC柱设计提供了新途径.

    钢筋混凝土柱承载力设计纵向配筋率机器学习超参数调优可解释性

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    某火箭发射塔试验台承力架防火保护研究

    王长辉赵东拂李磊詹子娜...
    21-29页
    查看更多>>摘要：某火箭发射塔试验台钢承力架除了承受上部火箭发射试验时施加的荷载外,还会受到火箭尾部火焰的高温烧蚀作用,对承力架的安全性和耐久性亟待探究.对涂有耐高温耐烧蚀防火涂料的Q345-D钢板进行斜向喷火缩尺试验,得到其烧蚀现象、烧蚀率及温度数据;使用FLUENT软件对缩尺模型开展流-固-热耦合数值模拟,其温度及烧蚀率与试验数据符合良好,温度最大误差为8.9％,烧蚀率最大误差为7.14％;利用上述方法对三喷管火箭发射试验过程进行模拟,得到不同喷淋量、不同防火涂料喷涂厚度工况下承力架的表面温度和塔架空间温度及速度流场分布.结果表明:缩尺试验中耐高温耐烧蚀防火涂料具有良好的隔热性能和耐烧蚀性能;温度曲线呈现明显的4个阶段:迅速升温阶段、降温阶段、逐渐回升阶段、稳定阶段;当冷却喷淋量为1m3/s时,承力架表面该防火涂料厚度不应低于15mm,喷淋量在此基础上每增加0.5m3/s,该防火涂料最小厚度可减小5.2mm,当喷淋量高于2.5m3/s,承力架则无需喷涂防火涂料.

    数值模拟发射塔承力架温度场流-固-热耦合烧蚀率

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    不同R-μ-T关系下基于规范的能力谱法RC结构易损性分析

    陈戴维马东辉任媛媛王威...
    30-38页
    查看更多>>摘要：确定地震动作用下结构非弹性需求谱曲线对采用能力-需求谱法进行抗震易损性分析具有重要意义.为建立不同R-μ-T关系获得非弹性谱对结构位移响应的影响,本文结合我国建筑抗震设计规范得到基于Ry的规范非弹性谱,并以一栋12层的高层钢筋混凝土框架结构为研究对象,针对不同R-μ-T关系得到非弹性谱对结构目标位移影响进行对比分析.然后本文基于不同R-μ-T关系得到结构位移对结构进行易损性分析,从抗震性能评估的应用角度研究不同R-μ-T关系对结构的影响.研究表明,不同R-μ-T关系的非弹性需求谱得到结构目标位移随地震动强度增加差异逐渐增大,整体差异较小;通过将不同R-μ-T关系下结构的易损性与理论易损性对比发现不同模型计算对结构易损性整体上影响较小,这也验证了基于强度系数折减的能力谱法的有效性.

    能力-需求谱法规范非弹性需求谱R-μ-T关系结构易损性

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    土岩组合深基坑弹性支点法计算改进

    张伟龙衡朝阳
    39-46页
    查看更多>>摘要：桩锚支护是土岩组合深基坑工程的主要支护结构形式,目前一般将岩体取其等效内摩擦角按散体材料考虑,采用土质基坑的弹性支点法计算.因为岩体存在结构面,且与边坡走向所构成空间关系密切,所以该算法存在很大问题.本文考虑土岩组合深基坑特点,提出采用弹性地基梁法计算支护结构内力与位移,按坑内开挖面处在4个深度范围,分别考虑桩下约束和预留岩肩荷载进行计算.包括:①4个开挖深度范围分别为:地面-土岩界面、土岩界面-岩肩顶面、岩肩顶面-桩端附近、桩端附近-基底等,每个深度范围,桩下约束变化状况;②提出了土岩组合深基坑的设计计算流程;③提出考虑岩体结构面的岩肩抗力计算方法;④分析了岩体存在两组结构面,沿交线向坑内滑移时,其楔形体稳定性计算方法.进行了两种算法和经实测验证的可靠数值模拟的对比,改进方法较合理准确.

    土岩组合深基坑桩锚支护弹性支点法计算方法

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    北京地铁车站深基坑任意位置变形预测研究

    李淑张亚芬王笑然李鹏飞...
    47-55,88页
    查看更多>>摘要：深基坑开挖引起的周边变形是一个复杂的三维空间问题,而进行三维数值分析需要花费大量的时间和人力成本,且通常不在项目的早期阶段进行.为便捷地预测深基坑开挖引起的地层变形,本文提出了一种考虑空间效应的简化方法,可以计算任意位置的地层变形.该方法通过引入平面应变系数,可在二维平面应变计算结果的基础上得出基坑长边中心截面的三维计算结果;进一步通过地层竖向变形传递系数、水平变形传递系数和补余误差函数,计算出地层中任意位置变形.并给出了案例验证.该方法避免了三维数值计算效率低、周期长、费用高等缺陷,简单易用.计算结果能直观地反映基坑地层变形的整体状态及量值大小,能在工程建设早期阶段进行变形预测,更好地指导设计与施工.

    深基坑三维变形简化算法地铁车站

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    低周反复荷载作用下SFCBs-RPC框架力学性能分析

    罗来勇姚子豪姚山葛文杰...
    56-66,77页
    查看更多>>摘要：为研究低周反复荷载作用下钢-FRP复合筋(steel-FRP composite bar,SFCB)活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)框架力学性能,基于有限元软件ABAQUS对一榀钢筋混凝土框架在低周反复荷载作用下的力学性能进行分析,模拟结果与试验吻合性良好.在此基础上,建立SFCBs-RPC框架模型,分析混凝土强度、轴压比及柱纵筋配筋率对SFCBs-RPC框架抗震性能的影响.结果表明,SFCB-RPC框架相比钢筋RPC框架具有良好的二次刚度,屈服后承载力提升明显且残余变形率更小,具有良好的变形恢复能力和延性;RPC框架相比普通混凝土框架拥有更高的承载力和延性;框架延性随轴压比和柱纵筋配筋率的增大而降低;SFCBs-RPC框架总体呈现良好延性.

    钢-FRP复合筋活性粉末混凝土混凝土框架抗震性能参数分析

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    半刚接钢框架内填RC墙结构的平面外性能研究

    胡月华孙国华刘文渊
    67-77页
    查看更多>>摘要：为研究半刚接钢框架内填RC墙结构(简称PSRCW)的平面外性能,首先设计了 PSRCW结构的BASE基准试件,并衍生钢柱截面、高跨比、轴压比、钢梁加劲肋、内填墙厚度、开洞率等6个系列16个参数模型.采用ABAQUS程序进行了精细化有限元分析,研究了相关参数对PSRCW结构面外承载力、内力分配规律和破坏模式等性能的影响.分析结果表明:钢柱截面、轴压比、钢梁加劲肋是影响PSRCW结构面外承载力的主要因素;高跨比、钢梁加劲肋、内填墙厚度、开洞率对PSRCW结构面外内力分配有较大影响;通过改变高跨比或增设钢梁加劲肋可改进PSRCW结构的面外破坏模式.

    平面外半刚接钢框架内填RC墙有限元分析

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    火灾后钢筋混凝土柱剩余承载力试验研究与数值分析

    林晓康
    78-88页
    查看更多>>摘要：为研究火灾作用后钢筋混凝土柱的剩余承载力,以受火时间(0、90和150min)、荷载偏心率(0、0.8和1.6)、柱长度(1224mm和2448mm)、截面类型(方形和圆形)以及截面尺寸(边长153mm和306mm)为试验参数,进行了 15个标准火灾后钢筋混凝土柱力学性能的试验研究,获得了破坏形态、荷载-变形曲线、剩余承载力、应变和挠度特征.采用数值方法计算了火灾后钢筋混凝土柱的荷载-变形关系曲线,在参数分析基础上获得了火灾后钢筋混凝土柱剩余承载力设计方法.研究结果表明,经历90min高温后,截面边长306mm钢筋混凝土柱承载力损失率可比边长153mm柱减少16.5％,荷载偏心率超过0.8时的火灾后剩余承载力可比轴心受压情况降低60％以上.随着受火时间、荷载偏心率或长细比的增加,火灾后钢筋混凝土柱的承载力和刚度降低,受火90min和150min后承载力可分别下降52.0％-55.8％和61.1％～65.9％;随着截面尺寸、配筋率、荷载偏心率的增大或长细比的减小,火灾后承载力影响系数增加;提出的火灾后圆形、方矩形钢筋混凝土柱承载力影响系数简化计算公式与数值计算结果和试验结果吻合较好.

    火灾后钢筋混凝土柱剩余承载力受火时间

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    独立基础下临坡岩石地基极限承载力模型试验研究

    吕文龙许勇范昊
    89-98页
    查看更多>>摘要：针对工程中存在的临坡岩石地基安全性的问题,本文通过使用重晶石粉,河砂,水泥、石膏作为相似材料制作出临坡岩石地基模型,通过进行对比试验来研究独立基础下不同坡度β、坡顶距B/b对临坡岩石地基极限承载力的影响.研究发现:①随着临坡岩石地基模型的坡度不断增大,临坡岩石地基模型极限承载力下降明显,坡度45°的模型相较于坡度30°的模型,极限承载力的降幅为25％,坡度60°模型相较于坡度30°模型,极限承载力的降幅为45.8％;②随着加载点不断远离岩坡,临坡岩石地基极限承载力提升明显,B/b=0.5的模型相较于B/b=0的模型,极限承载力的增幅为5.8％,B/b=1的模型相对于B/b=0的模型极限承载力的增幅为23.5％;3)施加至承载力特征值对应的荷载时,计算的原型的位移数值均较小,其Q-S曲线对应的位置均位于直线段,并未到达比例界限,可满足《建筑地基检测技术规范》JGJ 340-2015的相关要求,且得到实际监测数据的验证.

    临坡岩石地基相似材料模型试验极限承载力

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