托换节点的可靠性是保证房屋整体平移安全的重要因素之一. 为研究砖柱托换节点在平移过程中的受力性能，以某保护建筑为例，采用ABAQUS有限元软件建立了平移工程中砖柱托换节点的有限元模型，分别对采用高性能水泥复合砂浆钢筋网（HPFL）加固的托换节点和未加固的托换节点的受力和变形性能进行分析，同时结合现场监测数据对有限元结果进行对比分析. 结果表明，采用HPFL加固方式能有效提高砖柱托换节点的承载力和变形能力，有效抵抗平移过程中各种不利作用，该加固托换方式是安全可靠的；实际监测结果与模拟结果吻合较好，证明了该模拟方法的可行性.  [PDF](2.30 M)(31)

为充分研究钢纤维混凝土的力学性能，基于混凝土的弥散开裂模型，并考虑纤维与混凝土之间的黏结作用，建立了新的钢纤维混凝土本构模型. 在模型中分两种情况考虑纤维作用，混凝土开裂前，纤维与混凝土完全黏结，服从复合材料理论；混凝土开裂后，将分别考虑混凝土和钢纤维的贡献. 通过黏结滑移模型，计算钢纤维在混凝土中脱黏和拔出过程中，纤维对开裂后混凝土的增强作用. 采用Fortran编程，利用有限元软件ABAQUS中提供的子程序Umat，将提出的本构模型引入ABAQUS，并用于有限元模型去模拟钢纤维混凝土的拉伸和四点弯曲试验. 通过数值模拟结果和试验数据的对比，充分验证了所提出的钢纤维混凝土本构模型的准确性. 并对钢纤维混凝土的受拉强度、残余强度、受弯强度以及韧性等力学性能进行详细的分析.  [PDF](1.55 M)(36)

为了改善正交钢板带加固砖砌体墙的应力滞后问题，提出在横向钢板带中施加预拉应力，并进行了5片墙体的低周往复荷载试验，得到试件的破坏过程，分析其滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和延性. 结果表明：预应力钢板带加固砖砌体墙能够有效地提高其抗震性能；横向钢板带中的预应力水平在适当范围内提高时，能进一步提高试件的承载力，且对开裂点抗侧刚度几乎无影响，但延性有所下降；提高墙体的负荷水平，试件的承载力和抗侧刚度均增加，延性有小幅下降；当墙体的高宽比提高至1时，加固效果相对较差. 此外，基于横向钢板带中应变发展规律的分析，可以发现施加预应力能有效提高材料的利用率. 最后，给出了预应力控制的建议值和抗剪承载力计算公式.  [PDF](3.56 M)(23)

基于ANSYS/LS-DYNA软件建立了预应力钢筋混凝土T形梁、炸药和破片的数值模型，并探究其承受冲击波-破片复合作用时的动态响应及损伤，对研究方法的有效性进行了试验对比验证. 分析了冲击波、破片群单独作用及二者复合作用下T形梁损伤和位移响应的异同. 运用参数化分析方法，研究张拉控制应力、纵筋配筋率、非加密区箍筋配箍率、混凝土抗压强度、炸药比例距离及爆心位置等因素对T形梁损伤效应的影响，结果表明：随着张拉控制应力、纵筋配筋率及非加密区箍筋配箍率的增加，T形梁的抗爆性能呈现非线性增强；混凝土抗压强度对T形梁抗爆性能增强效果不明显；比例距离相同时，炸药质量比爆心到梁表面距离对梁的毁伤效果影响更为突出，炸药质量越大，T形梁毁伤越严重；当爆心偏离T形梁面正上方时，梁跨中底面横桥向上各点位移峰值从靠近爆心一侧向远离爆心一侧，近似呈均匀增加；爆心偏离中心点距离越小，梁跨中底面位移动态响应越大.  [PDF](2.78 M)(17)

基于CR全量非线性计算模式，结合考虑梁元剪切效应的Timoshenko梁理论，采用梁柱理论（稳定函数格式）建立精细高效的综合考虑单元轴力、弯矩、剪力及其耦合效应的平面梁元分析理论. 采用梁柱理论，结合CR坐标法，完善高精度目标下的平面梁元几何非线性问题快速求解方法；以二阶梁柱理论为基础，推导考虑剪切效应的转角位移方程具体格式，获得刚度系数的精确稳定函数表达式，在保证数值精度及计算过程稳定性的前提下，将上述稳定函数幂级数化且提出对应的截断准则，随后推导了剪切变形影响下考虑梁元弓弦效应的单元节点计算表达式；编写程序对本文提出的方法与经典算例进行对比检验，并结合实际工程进行分析. 研究结果表明：对一般的多跨连续梁结构，利用本文计算理论能获得与经典算例一致精度的计算结果；对发生大位移的类如肘型刚架结构，利用本文理论可获得其考虑剪切效应的荷载-位移全过程变形曲线，其跃越屈曲第一及第二临界点亦与经典文献符合；对不同主梁形式的特大跨度斜拉桥结构，利用本文理论亦可得到合理的整体变形特征，同时明显提高分析效率.  [PDF](654.26 K)(26)

为科学合理计算钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度，综合考虑钢梁与混凝土桥面板层间滑移效应、钢-混组合梁全截面剪切变形及混凝土桥面板收缩徐变的影响，运用能量变分法推导出钢-混组合梁挠度计算的控制微分方程. 引入均布荷载作用下简支和两跨连续钢-混组合梁的自然边界条件，求解出了钢-混组合梁在这两种边界条件下的挠度计算公式. 计算公式的可靠性得到了实测值和有限元值的验证. 研究结果表明：考虑剪切变形与层间滑移后，两跨连续钢-混组合梁跨中最大挠度计算值相对于初等梁理论增大37.4%，而同时考虑混凝土收缩徐变后其挠度计算值增大58%；简支钢-混组合梁考虑混凝土的收缩徐变后挠度计算值相对于初等梁理论增大1.55倍，可见混凝土的收缩徐变效应对钢-混组合梁的挠度影响较大. 研究成果可为实际工程中钢-混组合梁在长期荷载作用下的挠度计算提供理论依据.  [PDF](1.63 M)(14)

为了研究钢筋混凝土牛腿的抗剪承载力，并评估我国和欧美规范牛腿设计方法的准确性和安全性，基于收集的209组牛腿竖向受剪试验数据对ACI 318-19、EC2、CSA A23.3-04和其他主要的牛腿抗剪承载力计算方法进行评估，发现欧美规范拉压杆模型方法较为保守，而软化拉压杆模型（softened strut-and-tie model，SSTM）能够较好地预测牛腿的抗剪承载力. 在此基础上，设计了一系列满足我国规范要求的钢筋混凝土牛腿，主要变化的参数包括剪切跨度、混凝土强度、钢筋强度等，通过将牛腿的设计剪力与软化拉压杆模型计算得到的抗剪承载力进行对比，分析了不同设计参数下我国规范方法的准确性和安全性. 并根据参数分析结果拟合了牛腿承载力修正系数的简化公式，并通过试验数据验证了简化公式的准确性和合理性. 最后对牛腿在剪力作用下的设计方法提出了改进建议，可供钢筋混凝土牛腿设计参考.  [PDF](1.74 M)(17)

结构弹塑性特征的差异会引起残余位移较大的离散性，使得强震下结构残余位移难以准确预测. 为准确评估和预测震后结构残余位移，实现精细化的抗震设计和评估，有必要研究结构残余位移的离散性. 鉴于此，基于大量分类地震动记录，选用不同的归一化参数分别定义残余位移比，通过非线性时程分析建立单自由度体系残余位移比谱，研究弹塑性特征参数（延性系数和强度折减系数）以及场地条件对残余位移比离散性的影响，建立了残余位移比变异系数谱的拟合公式. 结果表明：残余位移与弹塑性谱位移的相关性比与弹性谱位移更好；结构残余位移比离散性受场地类别的影响较小；残余位移比变异系数谱分别随延性系数和强度折减系数的增大而增大；选择弹塑性谱位移作为归一化参数可以减小结构残余位移比离散性.  [PDF](1.36 M)(19)

针对轨道不平顺随机特征导致车辆-轨道-地基土耦合系统随机分析计算效率低的问题，采用虚拟激励法降低大样本分析的计算量；针对耦合系统等效刚度矩阵的稀疏特性，采用行压缩（Compressed Sparse Row，CSR）格式存储大型稀疏矩阵，采用预处理共轭梯度法（Preconditioned Conjugate Gradient，PCG）求解对称正定的等效静力平衡方程，最后通过MATLAB-CUDA（Compute Unified Device Architecture）混合平台开发基于GPU的并行计算程序. 数值算例表明：基于MATLAB-CUDA混合平台求解等效静力平衡方程的效率是串行多点同步算法的86.13倍，大大缩短了随机振动分析的总计算时间，且内存占用小、易于在个人计算机上实施；采用PCG法求解车辆-轨道-地基土耦合系统形成的大型稀疏线性方程组时，建议以加速度指标作为迭代收敛精度的控制指标；可通过选取适当的迭代收敛精度，以达到计算精度和计算效率的平衡.  [PDF](1.64 M)(21)

为研究隧道施工顺序对隧道开挖的影响，采用三维有限元分析方法模拟某垂直穿越隧道的开挖过程. 基于砂土的亚塑性本构模型并考虑土体的小应变刚度，分析施工顺序对垂直交叉隧道的影响，研究对既有隧道附近土体的应力传递机制. 研究结果表明：与无既有隧道工况相比，既有隧道的存在使得最大沉降量降低14%；新建隧道在既有隧道上方时，地表沉降较大，但影响范围小，当掌子面接近既有隧道中心线时，既有隧道的应力由拱顶传递至拱肩；当掌子面距离既有隧道中心线后方3D和前方6D之间时，应力释放对既有隧道的影响显著；新建隧道在既有隧道下方时，既有隧道产生的变形和弯矩更大；在垂直交叉隧道施工中，应充分考虑施工顺序对地表沉降、既有隧道的影响.  [PDF](2.04 M)(13)

基于可钻性原理，对现有盾构施工地层的可掘性概念、意义及关键问题进行了梳理，总结提出了表示可掘性的位移法、强度法和能量法，并初步优选了其代表性指标-贯入度，场切入指数和掘进比能. 结合某盾构隧道工程，对掘进过程中盾构的施工参数及可掘性指标变化规律进行了时程分析，提出了盾构掘进工作的4个主要阶段. 分别从单环掘进的不同工作阶段、三类地层条件的施工统计数据和相关文献研究结果三个方面分析了可掘性指标间的相关性，发现贯入度、场切入指数和掘进比能间具有较好的统一性，可作为表示盾构施工地层可掘性的代表性指标. 辅以工程中出现的特殊地层，对可掘性指标响应反馈机-岩状态的可行性进行了案例剖析. 最后，对可掘性问题研究进行了思考，认为盾构施工地层的分类研究应侧重岩土主要物理力学参数与可掘性指标间的统计工作，加快推进传统地勘向基于可掘性的钻探方法技术发展.  [PDF](1.69 M)(24)

针对有限元、地层损失率等方法难以考虑多参数耦合作用情况下的地表沉降预测的问题，基于BP神经网络（BPNN）和随机森林算法（RF）两种机器学习算法的多参数、非线性拟合能力，提出了预测盾构掘进过程中地表最大沉降以及纵向沉降曲线的预测方法. 通过粒子群算法（PSO）确定机器学习算法的最优超参数，通过k折交叉验证方法提高预测方法的鲁棒性. 结果表明BP神经网络的预测结果误差较大，难以预测到较大的地表沉降，随机森林算法能够准确预测地表最大沉降和纵向沉降曲线.  [PDF](1.48 M)(20)

根据兰州地铁沿线站台地下水和土壤中所含腐蚀离子配置含有SO2-4、Cl-、Mg2+的4种复合盐溶液，将钢筋混凝土试件置于复合盐溶液中，每隔90 d通过电化学工作站及超声声速检测仪进行无损检测，利用非单调Wiener随机退化过程，以相对动弹性模量值达到0.4时作为混凝土失效破坏条件，以混凝土裂缝开展宽度达到0.2 mm时的腐蚀电流密度作为混凝土中钢筋的失效阈值，进而建立钢筋混凝土耐久性寿命预测模型. 研究结果表明：复合盐溶液环境下，极化曲线整体向腐蚀电流密度增大和负电位方向移动，交流阻抗图谱呈现双容抗弧，初始时刻低频区阻抗弧半径大，斜率高，腐蚀周期增加，低频阻抗弧半径逐渐减小并向阻抗实部收缩，阻抗谱逐渐左移. 裂缝宽度到达0.2 mm时腐蚀电流密度的失效阈值为7.637 5 μA/cm2，基于Wiener随机过程模型可以很好地反映钢筋混凝土在腐蚀环境中耐久性寿命变化. 钢筋和混凝土寿命曲线均呈现出三阶段变化特点，钢筋寿命曲线第一阶段持续时间更长，第二阶段加速退化速率更快. 通过Wiener随机过程得到钢筋的寿命小于混凝土寿命，在A、B、C、D四种溶液中的寿命分别约为7 200 d、2 900 d、4 500 d及2 000 d，而混凝土在4种溶液中的寿命分别约为10 000 d、6 500 d、5 500 d及5 000 d. 且钢筋寿命对氯盐的敏感性大，而混凝土寿命对硫酸盐的敏感性大.  [PDF](1.69 M)(20)

预制拼装UHPC桥梁的拼接接缝是该类桥梁整体受力尤其是剪切受力的关键. 为探究UHPC大键齿干接缝的直剪性能，基于ABAQUS塑性损伤模型建立了非线性有限元模型，并采用现有文献的UHPC键齿干接缝试验数据进行了模型校验. 以校验的有限元模型为基础，研究了UHPC大键齿干接缝直剪性能及剪切破坏过程，揭示了其两种主要破坏模式，即滑移破坏和直剪破坏. 同时，开展了UHPC干接缝的大键齿尺寸参数分析，考虑的参数主要包括：键齿深度、键齿倾角和侧向应力；根据计算分析结果，大键齿尺寸建议取深齿比0.15~0.25且键齿倾角小于37°较为合理. 此外，基于摩尔应力圆理论和有限元计算结果，建立了UHPC大键齿干接缝直剪承载力计算公式，经试验数据验证具有良好的适用性.  [PDF](2.01 M)(14)

考虑斜拉桥的初始构型和支座刚度，建立了竖向弹性约束下的多索-浅拱动力学模型.　首先基于索和浅拱的经典动力学方程，将浅拱在索-拱耦合处分段，推导了竖向弹性约束多索-浅拱的面内自由振动理论.　然后采用分离变量法对其面内特征值问题进行了求解.　同时以双索-浅拱模型为例，建立了相应的有限元模型，并将论文方法算出的频率和模态与有限元结果进行对比，从而验证了论文方法和模型的正确性.　最后，对竖向弹性约束双索-浅拱的动力学特性进行了系统的参数化分析.　结果表明：竖向刚度对系统的动力学特性有着明显的影响.  [PDF](1.02 M)(14)

基于等效传热系数法与正交试验法，针对既有建筑各组成类型围护结构的热工性能提出了一种分类诊断方法. 该诊断方法首先将各类型围护结构的传热系数综合成一个等效指标——综合等效传热系数. 只需要测量既有建筑室内外温度序列与各类型围护结构的几何尺寸，便可以计算出综合等效传热系数，再通过正交试验法与回归分析法求出各类型围护结构的等效传热系数. 将各类型围护结构的等效传热系数与节能设计标准中传热系数的限值进行比较，便可以诊断其热工性能. 为了验证方法的可行性，以位于长沙市的一栋实验小房为例进行计算，得到了外墙、外窗、屋顶与外门的等效传热系数分别为1.62 W/（m2·K）、2.84 W/（m2·K）、1.25 W/（m2·K）、3.14 W/（m2·K）. 对比等效传热系数与实际传热系数，两者数值吻合较好，证明了该方法在工程应用上具有可行性.  [PDF](343.29 K)(14)

采用MTS万能试验机对不同温度处理后的玄武岩纤维增强复合材料（BFRP）筋和玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋的拉伸和剪切性能进行测试，研究了高温对BFRP筋和GFRP筋力学性能和破坏模式的影响. 利用Weibull模型对不同温度处理后BFRP筋和GFRP筋的拉伸强度进行统计分析，采用热重分析仪定量化阐明BFRP筋和GFRP筋的热分解机制. 结果表明：高温会导致BFRP筋和GFRP筋发生明显的颜色和形貌变化；BFRP筋和GFRP筋的拉伸强度、极限应变、韧性和剪切强度均随着温度的升高而呈先上升后下降的趋势，而弹性模量变化不明显. 与相同温度处理后的GFRP筋相比，BFRP筋的拉伸性能较差，剪切性能较好；BFRP筋和GFRP筋的热分解特性解释了其高温后力学性能的退化机理.  [PDF](2.00 M)(18)

通过5组再生骨料取代率和4组钢纤维体积掺量小梁试件的四点弯曲试验，研究了再生骨料取代率和钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度及尺寸效应的影响. 结果表明：各规格小梁试件的抗折强度均存在尺寸效应，随再生骨料取代率的增加，再生混凝土抗折强度尺寸效应呈先增大后降低的规律，取代率为75%小梁试件抗折强度尺寸效应约分别为取代率为0和100%试件的1.32倍和1.09倍. 钢纤维掺量对再生混凝土抗折强度尺寸效应有一定影响，当掺量为0~0.75%时，钢纤维掺量越大，尺寸效应越明显，钢纤维掺量分别为0、0.25%和0.50%时，试件抗折强度尺寸效应约分别为钢纤维掺量0.75%试件的77%、85%和94%. 钢纤维掺量较大时，钢纤维掺量对尺寸效应的影响较弱，钢纤维掺量为0.75%试件抗折强度尺寸效应度约为1.00%掺量试件的99%. 提出了再生混凝土抗折强度尺寸效应律计算公式，可用于再生混凝土抗折强度的分析计算.  [PDF](1.27 M)(22)

为高效、稳定地求解建设工程项目管理过程中的多资源均衡问题，提出一种基于子集模拟的优化算法.多资源均衡问题中，如直接采用工序计划开始时间作为决策变量，在优化算法的实现时易违反工序间的逻辑关系.为避免该问题，本文采用工序计划开始时间的间隔率变量表示（在二者的映射中考虑工序间的逻辑关系），并据此建立间隔率变量表示的建设工程项目多资源均衡优化模型，以简化基于子集模拟的优化算法的操作流程.通过算例验证，与目前应用较广的遗传算法相比，本文提出的优化算法在最优解的获取稳定性上有较大改进.  [PDF](1.02 M)(29)