大型机场航站楼带大悬挑复杂钢屋盖施工工序研究及工程应用

摘要:大型机场航站楼钢屋盖一般包含屋盖大跨度桁架以及陆侧大悬挑桁架两部分,其施工工序的选定不仅影响钢屋盖在施工阶段、服役阶段的结构安全性,还影响项目建设过程中的施工工期和施工成本。本文通过对大型机场航站楼钢屋盖的结构形式以及安装和卸载方式进行研究,归纳出3 种施工工序。通过建立航站楼简化模型对3 种施工工序进行对比分析,结合杆件应力、结构变形、支座反力等分析数据,考虑施工工期、成本等影响因素,最终给出推荐的施工工序方案。本文的研究成果指导了呼和浩特盛乐国际机场、西安咸阳国际机场T5 航站楼的钢屋盖施工,同时也通过健康监测验证了简化模型分析结果的准确性,可为后续大型机场航站楼项目的钢屋盖施工提供参考。

基于数智化技术的模块化低多层建筑“设计-建造-运维”一体化研究

摘要:随着乡村振兴战略及“好房子”政策的深入推进,乡村宜居型住房建设已日益成为社会关注的焦点。传统乡村住宅建设存在设计效率低、施工周期长、个性化需求难以满足等问题,亟需通过新型技术手段予以优化。模块化钢结构建筑作为兼具高效、绿色、可持续特性的建筑形态,为乡村宜居房建设提供了新的解决方案。文中将钢结构模块化住宅建筑应用于乡村宜居房建设,聚焦模块化钢结构建筑全生命周期研究,覆盖前期方案数字化设计、中期建筑设计及后期建造运维阶段。通过引入AIGC 辅助设计工具、Unity 三维数字化平台及智能布局算法等数智化手段,实现数据在各端的流通,推动钢结构模块化住宅设计、建造与运维的一体化落地及应用,打造契合乡村宜居需求的模块化钢结构建筑解决方案。实践案例表明,与传统设计及建造流程相比,应用数智化技术的模块化钢结构建筑项目在成本控制、建设周期、实施效率及用户满意度等方面均实现了显著改善,同时为打造安全、舒适、绿色、智慧的“好房子”提供了实践案例。

模块化钢结构关键构件与结构整体性能研究进展

摘要:模块化钢结构建筑作为一种新型建筑结构形式,是由工厂预制独立模块单元并在施工现场组装而成的。其标准化的生产流程和灵活的装配方式,在施工效率和可持续性方面优势显著,契合国家推动建筑行业工业化发展的政策方向,现已在现代建筑领域实现快速发展。国内外学者围绕该结构体系开展了广泛研究,但我国模块化钢结构建筑的研究整体仍处于初步发展阶段,尚存在若干关键问题亟待解决,如关键构件间拼合协同的传力机制尚不明晰,结构整体性能及抗连续倒塌能力的研究仍存在明显不足等。文中系统梳理了近年来关于模块化钢结构建筑体系的研究进展,按照“从构件层面递进至体系层面”的逻辑展开论述,以柱类构件(单柱、拼合柱)、叠合梁以及结构整体性能为研究重点,首先聚焦方钢管柱、复杂角形截面柱等单个核心构件,分析其独立受力性能;在此基础上,进一步研究拼合柱、叠合梁等拼合类构件,探究构件间协同工作机制与力学响应规律;最终延伸至结构整体性能层面展开分析。最后,在总结现有研究成果的基础上,提出未来值得深入探索的研究方向,以期为该领域的持续发展提供参考。

钢网格支撑钢框架抗震性能研究

摘要:文中提出了一种钢网格支撑钢框架结构,分析了该结构在单调荷载与循环荷载作用下的力学性能。结果表明:单调荷载作用下,钢网格支撑钢框架的承载力较人字形支撑钢框架的承载力提升约50%,初始刚度显著提高;循环荷载作用下,该结构滞回曲线更饱满,耗能系数更高。结构层间位移角小于1/50 时,钢梁与支撑连接处的竖向位移较小,最大值为11.35 mm,支撑未发生平面外失稳;层间位移角大于1/50 时,钢梁与支撑连接处的竖向位移快速增大。参数分析表明:圆筒节点的肋板高度与厚度对钢网格支撑钢框架的单调加载承载力、滞回承载力、承载力退化水平及耗能系数影响显著,而内、外圆筒厚度的影响相对较小。

岩石领域的纳米压痕技术应用

摘要:准确表征岩石和岩体的力学性质对抽水蓄能电站地下厂房、地下储气库及核废料处置库等工程的稳定性分析与评价具有重要意义。岩石作为矿物集合体,其强度和变形特性受矿物组成、胶结作用、界面形态等因素的共同影响。相较于宏观力学试验,纳米压痕技术所需试样尺寸小、流变试验时间短、易测得微观力学指标、可分离各矿物和胶结作用对岩石强度与变形的贡献,利于揭示岩石宏观力学行为的微观机理等优势,为岩石材料宏观-微观力学特性研究提供了新途径。首先介绍纳米压痕技术的基本原理及数据统计分析方法; 其次分析矿物组成、结构、环境条件等影响因素下页岩、泥岩、花岗岩的纳米压痕力学特性,揭示了岩石的非均质性、各向异性、蠕变特性及尺寸效应; 对比分析了5 种均匀化理论分析方法、3 种数值模拟方法对纳米力学指标跨尺度升级的适用性;最后,对纳米压痕技术在岩石领域的应用前景进行展望。

光纤光栅感知技术在花江峡谷大桥智慧索股中的研发及应用

摘要:介绍光纤光栅感知技术在花江峡谷大桥智慧索股中的研发及应用。花江峡谷大桥作为山区第一跨径大桥和世界第一高桥,其主缆索股的健康监测至关重要。通过创新光纤光栅传感技术,实现了主缆钢丝应力应变、温度和湿度的在线监测与即时安全预警,为桥梁全寿命周期的智慧化运营维护提供了新的思路和方法。

高原服役环境混凝土耐久性研究与性能提升综述

摘要:随着社会与经济的发展,人类社会经济活动范围逐渐扩大,高原复杂环境下的基础设施建设技术取得长足进步。青藏高原铁路的建成势必会加速高原地区的经济发展并推动更多基础设施的建设。越来越多的混凝土工程需要在高原环境中服役,这对混凝土的耐久性提出了更高的要求。混凝土的耐久性关乎工程结构服役阶段的安全与稳定,同时也决定了建筑结构的使用寿命。本文分析了混凝土在高原环境下的劣化过程与机理,总结了相应的改善措施,并分类讨论了辅助性胶凝材料、化学外加剂和施工养护防护制度等因素对混凝土材料的水化硬化过程、微观结构和孔结构发展以及宏观性能的影响,为未来的研究和工程建设提供参考。

聚羧酸减水剂的研究与应用综述

摘要:作为土木工程的核心材料,水泥混凝土的性能提升与低碳化转型发展对减水剂技术提出更高的要求。减水剂的发展共经历了三代革新,以聚羧酸减水剂为代表的第三代减水剂凭借高减水、低掺量、绿色环保和灵活的分子设计特性,成为当前研究焦点。然而,聚羧酸减水剂在研究与应用的过程中,仍然面临多重挑战:减水机理涉及静电吸附与排斥、空间位阻、水化膜润滑和引气隔离“滚珠”等多重理论的协同作用,现有理论难以统一解释聚羧酸减水剂的宏观表现;复杂的工况对减水剂的抗泥性和坍落度保持能力(简称保坍性)提出更高要求,传统分子设计难以满足多样化需求;受水泥矿物组成、含碱量、石膏类型等因素影响,减水剂适配性差异显著,亟需系统性解决方案。本文系统梳理了聚羧酸减水剂从分子设计到工程应用的研究进展:减水剂的发展历程,分散、保坍、抗泥作用机理,与水泥相容性的影响因素,合成工艺、分类与评价方法,以及未来重点发展方向。本文以期为聚羧酸减水剂性能优化、绿色化发展提供重要思路。

混凝土-钢筋界面锈蚀层分布模型及混凝土锈胀开裂时间研究综述

摘要:钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的核心因素,其通过引发保护层开裂、钢筋截面缩减及粘结强度退化,显著降低结构安全性与使用寿命。本文系统综述了钢筋-混凝土界面锈层分布模型及混凝土锈胀开裂时间预测的研究进展。研究表明: 实际工程中锈层呈非均匀分布,其形态对开裂行为的影响显著; 现有预测模型中,非均匀分布模型与数值模型更接近工程实际,但需进一步结合多物理场机理与长期实测数据优化。最后提出未来应重点发展多峰非对称锈层模型、完善非均匀锈蚀解析方法,为钢筋混凝土结构耐久性设计提供理论参考。

超硫酸盐水泥混凝土耐久性研究进展

摘要:超硫酸盐水泥(SSC)是由矿渣、硫酸盐以及碱性组分制备而成的一种绿色低碳胶凝材料。SSC的主要水化产物为C-(A)-S-H和钙矾石(AFt),其后期强度可达普通硅酸盐水泥的强度等级,还具有低水化热、抗硫酸盐侵蚀性能优异等优点。然而,SSC仍存在早期强度低、抗碳化性能不足等缺陷。针对上述问题,当前研究需进一步深入探究SSC组成设计与耐久性的关联性。本文系统综述了近20年来SSC在材料组成设计、抗渗性、抗化学侵蚀性及其他耐久性能方面的研究进展,通过深入分析其耐久性作用机理,揭示了其在耐久性能方面的优势与局限性。最后,对SSC研究和应用所面临的问题进行讨论与展望,为SSC的后续研究与应用提供建议。