摘要:总结了钢筋混凝土地下连续墙在工程应用中的局限性，在此基础上提出多腔式型钢混凝土（multi-cavity steel reinforced concrete，MSRC）组合结构作为深基坑支护结构的研究设想并对其抗弯性能开展研究. 对采用不同制作工艺的两类MSRC结构开展纯弯试验. 试验结果显示，两类构件在承载力等性能上差异较小，均表现为受弯破坏且具有较好的延性与后期承载力. 对构件受弯全过程中钢材与混凝土相互作用进行有限元分析，发现钢材在中后期承担了80%以上的弯矩，而混凝土的主要作用是延缓钢材的局部屈曲. 分析混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率对构件受弯承载力与抗弯刚度的影响，结果显示：三类参数均与构件受弯承载力呈正相关，含钢率影响最显著，混凝土强度影响最小；混凝土强度和含钢率与构件初始抗弯刚度和使用阶段抗弯刚度呈正相关，混凝土强度影响较小，含钢率影响显著； 钢材屈服强度与抗弯刚度呈负相关，但影响在10%以内. 在平截面假定基础上给出适用于MSRC结构受弯承载力计算式，计算结果与试验和有限元模拟值吻合较好.

摘要:为探究钢筋混凝土框架结构火灾行为的尺寸效应，对6榀几何相似但比例不同的单层单跨钢筋混凝土平面框架结构开展标准升温条件下的明火试验，然后进行有限元模拟和参数分析，考察柱荷载比和梁荷载比对不同比例框架结构的破坏模式、变形发展以及耐火极限的影响.结果表明：相同受火条件下，几何尺寸和荷载水平相似的不同比例框架的耐火极限存在明显的尺寸效应，随试件尺寸增大，耐火极限增加，但增幅小于按文献中构件的耐火极限相似（或等效）关系推测出的增幅；火灾下钢筋混凝土平面框架结构的破坏模式受梁荷载比、柱荷载比的相对大小影响，当柱荷载比较小、梁荷载比较大时，易发生梁破坏，反之易发生柱破坏；由于混凝土柱的高温性能尺寸效应比混凝土梁的更显著，当小尺寸框架发生柱破坏时，几何和荷载水平相似的大尺寸框架可能发生梁破坏.

摘要:在地形复杂、条件恶劣地区的大跨钢管混凝土拱桥建设中，拱肋采取传统焊缝连接施工难度高且节点质量无法保障.在此基础上提出了一种新型栓焊节点，有效降低施工难度的同时保障了节点质量.采用钢管混凝土新型栓焊节点与外包混凝土组成的劲性骨架（叠合构件）作为拱肋不仅能提升结构承载力，还能改善节点与外包混凝土之间的黏结性能，具有广阔应用前景.由于拱肋受力特点为小偏心受压，为研究钢管混凝土新型栓焊叠合构件的偏压力学性能，开展了缩尺钢管混凝土叠合构件偏压试验，研究不同节点形式下（焊缝连接、栓焊连接）叠合构件之间的力学性能差异，并通过有限元分析进一步探讨了叠合构件的力学行为以及栓焊节点设计的影响.结果表明，小偏压下钢管混凝土部分提供叠合构件的主要承载力，增加外包混凝土中配筋数量能有效提高叠合构件承载力.新型栓焊节点在满足节点安全施工的前提下为叠合构件提供了更加优良的节点性能，提高节点稳定性的同时增强了节点与外包混凝土之间的相互作用，保证叠合构件承载力的同时又提升了延性.当采用钢管混凝土栓焊节点连接形式时，栓焊弧长比应控制在2.00以内.

摘要:工字梁组合刚构桥墩梁节点受力复杂，墩梁节点传力机理与荷载分配规律尚不明确，且缺乏相应的墩梁节点计算方法. 通过对比工字梁组合刚构桥墩梁节点试验结果，采用验证后的实体有限元计算模型，根据墩梁节点各部件在桥墩轴力、弯矩、剪力单独作用下的受力状态，分析墩梁节点的传力机理和荷载承担占比，建立各部件的设计计算方法，并开展工字梁组合刚构桥试设计. 结果表明：墩梁节点的轴力和弯矩传递机理和路径接近，剪力传递机理有所区别；纵梁与横梁各承担45%~55%荷载传递，轴压力和轴拉力作用下纵梁传力路径及荷载承担占比有所变化，直接由纵梁传递的荷载主要通过纵梁下翼缘传递，传递至横梁的荷载主要由横梁腹板栓钉承担. 纵梁设计应考虑桥墩截面附加应力，横梁按照简支梁均布荷载受力模式计算，横梁腹板连接件设计按承担所有传递至横梁的荷载计算，纵梁腹板栓钉及下翼缘栓钉按照构造要求配置. 试设计桥梁墩梁节点验算满足要求，有限元分析与理论计算结果相符，建立的墩梁节点设计方法可适用于工字梁组合刚构桥设计.

摘要:为推动桥梁管养事业发展的数字化、智能化和精细化，保障其安全服役，提出基于无人机路径规划与深度学习的桥梁点云自动化分割方法. 首先对桥梁结构进行倾斜摄影建模，根据模型提供的空间信息，对桥面板、桥侧、桥墩和桥底四部分分别进行无人机飞行路径精细化规划，并按照新路径执行航拍任务，进行三维重建. 其次，通过实桥试验进行方法验证，根据目标分辨率确定无人机飞行高度、航向和旁向重叠率等飞行参数，编写KML文件导入无人机，经验证重建所得的桥梁三维点云模型精度达到毫米级. 最后，制作点云语义分割数据集，将点云数据划分为背景、桥面板、桥墩和盖梁四类，采用轻量高效的RandLA-Net算法进行桥梁构件语义分割，结果MIoU值为98.77%，各类别构件IoU值在95.46%以上，在桥梁点云的自动化分割上取得了良好的效果.

摘要:城市桥梁上的车辆超重荷载是引起桥梁性能劣化和损伤的主要原因之一，传统的运动目标检测算法存在因监控摄像头抖动导致检测精度下降的问题.本文提出一种基于图像最大结构相似度的重车识别方法.基于时域中值法建立桥梁视场背景模型，对待检测图片与背景模型进行分块.通过在对应分块附近搜索最大结构相似度，将该参数作为前景/背景分类依据来降低相机抖动的影响，采用快速傅里叶变换算法提高最大结构相似度的搜索速度.基于长方体外轮廓拟合检测车辆外包络线，提取车辆长宽高特征参数，并设置多组阈值进行重车检测.采用某高架桥监测视频验证方法有效性，结果表明在相机抖动明显情况下，提出的方法仍能较准确地识别重车.

摘要:为解决风压测量中传感器数据间歇性缺失问题，提出基于改进经验模态分解算法（IEMD）和双向长短期记忆网络（BiLSTM）的结构表面风压时程预测方法.首先，采用基于软筛分停止准则的改进经验模态分解方法，将风压时程自适应地分解为多个固有模态函数，并通过样本熵对其进行重构获得子序列；其次，针对各子序列完成双向长短期记忆网络的构建、训练及预测，并利用贝叶斯优化（BO）算法对神经网络超参数进行优化；最后，基于低矮房屋风洞测压试验数据进行了风荷载预测，验证了学习模型的有效性.研究表明，与传统预测模型（多层感知器、BiLSTM）相比，基于改进经验模态分解与BiLSTM神经网络的预测模型具有较高的预测精度和计算效率，适用于高斯与非高斯风压信号预测.

摘要:在中国东南沿海地区，台风造成的损失主要是由于低矮建筑的破坏，台风期间屋面风压的特性具有重要的工程价值. 基于物理学的分形理论，对风压脉冲信号的分形特征展开研究. 依托同济大学浦东实测基地，以2011年台风“梅花”期间低矮双坡实测房屋面风压数据和近地面风速数据为样本，采用盒子计数法估计风压时程序列的分形维数. 论证了分形维数值和风压脉动强弱的正相关性. 分析了屋盖全区域的分形特征以及屋盖坡角和来流方向等对分形特征的影响. 结果表明，台风气候下屋面风压是反持久性时间序列，全屋面区域测点风压分形维数的平均值是1.700. 建筑坡角和来流方向对屋面风压的分形特征影响较大，分形维数的峰值出现在远离来流的向风面山墙区域，局部低值出现在屋脊的中心区域. 对分形特征和非高斯性的相关性进行了分析，分形维数与峰度系数之间负相关性较强，在0°坡角下二者负相关系数为-0.509.

摘要:施工期超长隔震结构所经历的环境温差和混凝土干缩作用具有一定的区域性和随机性，采用概率手段研究施工期超长隔震结构单元划分方法，以有效控制隔震层的温缩变形. 首先，研究了施工期超长隔震结构单元划分机理，提出了隔震层温缩变形的控制方法. 其次，基于广义极值分布模型得到了12个不同环境温湿度分布的高烈度城市最冷月平均最低温度、最热月平均温度和年平均相对湿度的最优分布模型参数，结合超长隔震结构施工期的3个环境温湿度水准，给出了不同水准下12个城市超长隔震结构综合温差的取值建议，进而提出了后浇带最大设置间距计算方法. 接着，总结出了施工期超长隔震结构单元划分方法. 最后，对某在建超长隔震结构单元划分方案进行优化分析，分析结果表明：在隔震层刚度生成时间不变、混凝土干缩模型确定的情况下，为了保证隔震层合成向最大温缩变形控制在55 mm的限值之内，采用后浇带划分方案3和封闭方案1时，需将最冷月隔震层温度提升至-4 ℃及以上. 为了保证结构整体性和施工便利性，可采用后浇带划分方案2和封闭方案1，同时最冷月隔震层温度需达到-1 ℃及以上.

摘要:钢筋混凝土结构是常见的建筑结构形式，其内部爆炸的毁伤效应研究具有十分重要的现实意义.本研究通过与试验数据对比，验证了钢筋混凝土结构有限元建模方法的准确性.基于此方法，建立了2/3缩比的钢筋混凝土剪力墙结构有限元模型，分析不同房间单独爆炸作用下顶板和剪力墙构件的破坏模式和动力响应，以及两个房间连续爆炸后的累积毁伤发展规律.研究表明：采用1 kg TNT单独爆炸时，毁伤主要发生在沿顶板的塑性铰线方向和墙板构件的连接支座处，顶板的破坏程度、位移和加速度响应均显著高于剪力墙，房间二和房间三顶板中心峰值位移分别达到41.5 mm和63.1 mm，残余位移分别为32.2 mm和46.1mm；两个房间连续爆炸工况下，对于强度较低、初始毁伤较大的板构件，二次连续内爆作用下的累积毁伤明显高于单独爆炸的毁伤线性叠加，房间二和房间三的顶板中心峰值位移分别高出133.6%和24.9%，残余位移分别高出144.6%和29.4%，因此必须考虑累积毁伤效应；但是，对于强度较高、初始毁伤较弱的墙构件，二次连续爆炸作用下的累积毁伤略微高于单独爆炸的毁伤线性叠加，可认为二者近似相等，此情况下可不考虑累积毁伤效应的影响.

摘要:基底悬摆隔震（base-suspended pendulum isolation，BSPI）结构是一种新型悬挂隔震结构体系.首先介绍BSPI结构的悬挂隔震层构造和力学模型.然后通过振动台模型试验，验证有限元建模方法的正确性.最后建立BSPI结构和常规框架的有限元模型，进行动力时程分析，得到不同地震作用下的结构动力响应，对比分析了BSPI结构和常规框架结构的抗震性能.研究结果表明：BSPI结构因设置了悬挂隔震层，整体抗侧刚度降低，罕遇地震作用下加速度响应显著减小，仅为常规框架的1/5~1/2；通过在悬挂隔震层设置黏滞阻尼器，有效地控制了结构整体位移，相比于BSPI无控结构，罕遇地震作用下BSPI有控结构的上部结构层间位移降低了约50%；罕遇地震作用下，BSPI上部结构的层间位移角小于1/100，满足抗震设防目标.

摘要:软弱地层中隧道锚喷支护的力学效果主要是形成基于空间边界附近围岩的承载环. 利用岩体评级（RMR）系统中的相关因素与岩体地质强度指标（GSI）所涉及要素之间的对应关系，建立了GSI各项要素指标及其总值确定的简明途径. 利用岩体内摩擦角、黏聚力与霍克-布朗（Hoek-Brown，H-B）准则常数ms、s及a的等效换算关系，结合拉布西维兹剪切楔体滑移失稳模式，导出了基于H-B非线性屈服准则的承载环抗力及其稳定安全系数计算表达式. 实例分析计算结果显示，基于H-B准则计算获得的承载环安全系数与实际情况更为接近，而基于Mohr-Coulomb（M-C）准则的安全系数则过于保守. 承载环力学机制及其总体特征由岩体自身力学属性及锚喷拱架支护结构协同决定. 锚杆长度控制承载环厚度，其与承载环抗力首先正相关，超过一定值后，转变为负相关. 拱架的主要效能在于避免围岩早期出现过大变形松散，喷射混凝土是承载环紧固力（围压）的主要贡献者. 岩体力学属性是承载环抗力大小的控制性要素.

摘要:为描述饱和软黏土的强度变形特性并解决传统弹塑性模型中屈服面角点处塑性应变增量方向不够明确的问题，建立了一种饱和软黏土的蛋形屈服面弹塑性本构模型.首先，基于蛋形函数（ESF），采用相关联流动法则，以塑性体应变作为内变量，建立了饱和软黏土的ESF弹塑性模型.模型通过引入封闭光滑的蛋形屈服面，克服了传统屈服面的角点缺陷.通过调整蛋形形状控制参数，将屈服面灵活转化为包括子弹形、椭圆形在内的多种形式，体现了模型的可退化性及通用性.然后，开展了杭州地区饱和软黏土的应力路径三轴不排水剪切试验，分析了软黏土的力学特征，并据此研究了模型参数在不同围压下的稳定性；最后，编制隐式积分算法有限元程序，利用杭州地区饱和软黏土和相关文献中饱和高岭土在不同围压下的等压固结不排水三轴试验验证模型的有效性.对比结果表明：模型计算值与实测值吻合良好，说明该模型能够合理预测不同类型饱和软黏土的不排水剪切特性.

摘要:为保证软土地层中地铁线路建造及运营的稳定性，可通过注浆加固提高结构周边土体强度，而根据加固程度不同，土体介质的非连续性将逐渐转变，对应动力传递特性随之变化，因此行车状态下加固区及周边地层的动力响应分布模式有待进一步探索. 基于解析理论建立含加固区的地铁线路-地层动力耦合模型，将加固土及天然土考虑为具有不同物理力学属性的饱和多孔介质，利用Biot理论分别推导运动方程，地铁结构视为均匀厚度的无限长圆柱壳体，采用无扭矩条件下薄壁圆柱壳理论进行描述. 根据动力系统各交界面间的位移及应力连续条件，将以上各部位振动方程构建形成耦合动力方程组，计算了地铁周边含加固区地层的振动情况，并进一步对比了加固区刚度及黏滞阻尼对地层动力响应分布及传递的影响. 结果表明：稳态作用下，地铁周边地层切向加速度最大值在结构斜下方两侧30°处呈蝉翼状分布，径向加速度最大值出现在荷载作用方向土体内部；由于输入波形的简谐特性，加速度在地层中呈波动式衰减，但在加固区范围内切向加速度出现明显的放大现象，振动进入天然土后，受地层阻尼影响，动力响应显著衰减；提高加固区刚度有利于降低对切向加速度的传导，而径向加速度变化不大，黏滞阻尼减小时，所传递动力响应有所提升.

摘要:在超高性能混凝土（UHPC）中加入粗骨料可以有效地解决UHPC自身收缩大、成本高等问题.为了研究弯曲应力状态下含粗骨料超高性能混凝土（UHPC-CA）与钢筋的黏结性能，对12根UHPC-CA搭接梁式试件进行4点弯曲加载试验，并采用钢筋开槽粘贴应变片的方式测量了沿搭接钢筋长度方向黏结应力，研究其分布规律.主要研究参数包括粗骨料粒径、粗骨料含量、搭接长度以及保护层厚度.试验结果表明，试件破坏以劈裂破坏为主.粗骨料对钢筋的黏结性能具有双重影响，一方面，骨料与钢筋的互锁机制能增强机械咬合力，提升黏结强度；另一方面，骨料的加入会增加材料的不均匀程度，对黏结性能产生不利影响.5~10 mm粒径的骨料对黏结性能的影响比10~15 mm粒径的骨料更显著，当骨料含量达到800 kg/m3时，钢筋黏结应力沿搭接长度方向的分布变得更均匀.增大钢筋搭接长度和增加混凝土保护层厚度均能增强对黏结强度的保持作用，从而提高试件的峰后黏结强度.提出了考虑粗骨料特征参数的UHPC-CA劈裂黏结强度计算表达式，计算结果与试验结果吻合良好.

摘要:提钛尾渣是含钛高炉渣提钛后所排放的废渣，具有潜在水硬活性，但因含有氯离子，其资源化利用受到限制，需进一步脱氯处理. 本文分析了不同脱氯工艺下提钛尾渣的掺量对水泥浆体的性能影响. 结果表明，掺入提钛尾渣会降低水泥浆体的流动性；提钛尾渣中的氯离子对水泥浆体有促凝作用，且随着掺量的增加，凝结时间缩短明显. 在相同掺量下，几种不同脱氯工艺的提钛尾渣按对水泥浆体凝结时间的缩短程度从大到小排序为：未脱氯渣>水洗脱氯渣>煅烧脱氯渣. 掺入20%以内提钛尾渣对水泥浆体强度影响较小，但当掺量进一步提高时，强度逐渐下降. 提钛尾渣中的氯离子主要以Friedel盐形式存在于水泥浆体中；掺入提钛尾渣后水化产物的Si―O键伸缩振动峰向低波数方向偏移. 提钛尾渣的推荐掺量范围为10%~20%.

摘要:为提升钢纤维在海洋环境中长期性能，基于铁-邻苯二酚仿生络合反应对钢纤维进行表面处理，提升其抗锈蚀能力.采用不同浸泡时间（1 d、3 d、7 d）、不同单宁酸溶液浓度（25 g/L、50 g/L、150 g/L）和不同处理温度（25 ℃和55 ℃）对钢纤维进行表面处理，并通过拉伸强度和表面形貌分析研究了抗锈蚀提升效果和机制.结果表明，仿生络合反应通过在钢纤维表面构建一层致密保护膜，可以有效增强钢纤维的抗氯离子腐蚀能力，并提升其长期拉伸强度.通过模拟暴露试验，研究了表面处理后钢纤维在海水海砂砂浆中长期性能演变规律.结果表明，铁-邻苯二酚络合层在碱性砂浆环境中仍能有效保护钢纤维，提升其长期抗拉强度.同时，单宁酸表面处理能有效提升钢纤维海水海砂砂浆试件的长期抗折承载能力和断裂韧性.本研究可为钢纤维海水海砂砂浆试件的耐久性提升提供新的设计思路，可用于海洋工程建设.

摘要:以S30403奥氏体不锈钢为原材料的热风钎焊不锈钢芯板具有突出的力学特性和环境友好性. 相较于传统热辐射钎焊，热风铜钎焊技术提高了生产效率，并将加工成本降低了30%以上. 热风钎焊时，不锈钢经过铜钎焊炉高速高温（1 100 ℃）热风处理，会影响不锈钢力学性能. 本文对热风钎焊S30403奥氏体不锈钢进行了高温下和高温冷却后拉伸试验，得到弹性模量、名义屈服强度、极限强度、断后伸长率等主要力学性能数据，建立高温下主要力学性能指标计算模型，并基于Rasmussen模型建立高温应力-应变本构关系. 研究表明，热风钎焊S30403奥氏体不锈钢在高温下的初始弹性模量、名义屈服强度、极限强度随温度升高而下降， 900 ℃时，弹性模量约为常温时39%，名义屈服强度约为常温时20%，极限强度约为常温时10%. 采用不同的冷却方式时，热风钎焊S30403奥氏体不锈钢的名义屈服强度、极限强度区别不大，但弹性模量和断后伸长率会发生较明显的变化.

摘要:重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金（SMA）绞线的力学性能，主要关注其回复能力和耗能能力. 分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响. 此外，通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变. 结果表明，经过400 ℃下退火10 min后，SMA绞线具有出色的超弹性性能，应变回复率达到91.7%. 在恒定应变幅值加卸载训练下，SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定，应在工程应用中予以考虑；通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力，未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%；当加载速率大于5×10-4 s-1后，SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感；与SMA丝材相比，SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性，适用于在大变形情况下提供足够的恢复力；试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持.

摘要:为提高明清官式木构建筑遗产建模分析效率，通过多元语义模型参数化生成方法研究，实现同时生成建筑与结构模型.首先，对明清官式木构建筑遗产的基本构件进行分类，并梳理建筑模型和结构模型之间的信息流，采用Grasshopper进行二次开发，完成建筑基本构件库.然后，以全国重点文物保护单位北京德胜门箭楼进行技术实践，通过建筑基本构件库自动生成结构分析模型，并进行结构安全分析.研究结果表明，提出的方法可同时生成用于细节展示的建筑模型，以及可直接用于计算分析的结构模型.研究成果为实现建筑遗产数字化预防性保护提供了理论依据和科学基础.