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2025年  第55卷  第6期

工业建筑遗产保护再利用与城市可持续发展
迭代的赓续:二元思辨视野下的工业遗产保护方法研究——以马钢9号高炉保护为例
贾艳飞, 张智奇, 李振宇, 夏雅丝, 李晓峰
2025, 55(6): 1-7. doi: 10.3724/j.gyjzG24041509
摘要:
工业建成环境是一种具有特别属性的建成空间集合:要素易变,更多地呈现共时性特点;布局相对稳定,更多地呈现历时性的特征。基于工业建成环境的内在建构逻辑,在工业遗产的整体性和真实性二元原则的视角下,提出“布局修复,要素梯度保护”的工业遗产保护路径范式。以工业建成环境现状的初始状态为基准,以布局的完整性为第一准则,要素的真实性为第二准则,诠释“布局修复,要素梯度保护”的方法。将此保护路径范式类推,以马钢九号高炉为例,实证诠释此方法。通过二元思辨反思,总结工业建成环境的可操作的保护方法,探讨工业建成环境保护、修复、更新、利用的迭代赓续,为相关研究与实践提供一定借鉴。
城市更新背景下工业遗产的迭代型保护探索——以上海世博会文化博览区规划为例
陈鹏
2025, 55(6): 8-17. doi: 10.3724/j.gyjzG25020403
摘要:
在存量更新与可持续发展背景下,工业遗产保护面临功能同质化、业态不可持续等挑战。以上海世博会文化博览区为例,探索城市更新中工业遗产的迭代型保护模式。研究指出,传统保护方式因过度依赖资本驱动、忽视长期运营与社区联动,导致“士绅化”循环与二次更新困局。为此,提出“迭代型保护”理论框架,强调动态性、关联性与人本导向,通过分阶段目标设定、价值动态评估、综合干预措施及长效治理机制,实现工业遗产与城市发展的协同演进。案例中,文博区通过整合历史脉络、构建弹性功能布局、创新可逆设计策略及搭建多方治理平台,将工业遗产转化为激发地区活力的文化触媒,推动城市可持续更新。研究表明,迭代型保护不仅为工业遗产提供了适应性路径,也为当代建成遗产的保护与城市整体复兴提供了理论范式,凸显了历史文化资源作为城市发展核心动力的价值。
基于数字足迹的沈阳市工业遗产网络结构构建研究
哈静, 杨文浩
2025, 55(6): 18-27. doi: 10.3724/j.gyjzG24111809
摘要:
聚焦沈阳市的72处工业遗产,以数字足迹为切入点,利用八爪鱼采集器进行数据抓取,并结合ROST CM6的词频与社会网络分析功能,以及UCINET的中心性、结构洞、网络密度和凝聚子群分析手段,深入探讨了沈阳工业遗产网络的游客关注度、发展现状与共现网络特征。研究结果显示:1)工业遗产关注度差异显著。沈阳市工业遗产的关注度展现出明显的差异性和规律性特点。2)核心节点突出。在工业遗产的社会网络共现中,处于网络核心位置的节点与关注度排名前列的工业遗产高度一致。3)连接难度大。各工业遗产点与其他遗产节点的连接存在较大困难,其中50处遗产在网络中处于孤立状态,整体遗产网络呈现出“大分散、小集聚”的特征。4)网络化空间结构构建。为打破当前困境,提出构建以“两核、九节点、七区”为核心的网络化空间结构,旨在通过多线串联、核心节点辐射引领和多组团一体化发展,推动沈阳工业遗产网络的优化与升级,探索工业遗产保护与利用的新路径,推动沈阳城市的可持续发展与工业文化复兴。
生产存续背景下“活态”工业遗产保护和利用策略研究——以上海闸北发电厂为例
孙淼, 滕雨菲, 高霄旭, 陈伟
2025, 55(6): 28-35. doi: 10.3724/j.gyjzG25021211
摘要:
新型工业化引发对于生产存续中“活态”工业遗产的关注,亟待创新有别于去工业化的保护和利用策略。为此梳理了“活态”工业遗产相关概念,总结延续生产功能、保留生产工艺、传承生产文化、促进地方发展的特征。以上海闸北发电厂为例,剖析其作为“活态”工业遗产实施的以“一滴油到一度电”生产工艺流程为主线的适应性保护和复合化利用策略,以协调保护和生产的二元关系。进一步探讨保护和利用的适宜性策略,以期为“活态”工业遗产的可持续发展提供借鉴。
重庆816工程生活区居住政策及住房形态演变研究(1970—1999年)
王倩, 左琰
2025, 55(6): 36-45. doi: 10.3724/j.gyjzG25020402
摘要:
重庆816工程是三线建设的重点军工项目,是我国第二个核原料工业基地。自1966年定点涪陵至停军转民,经历了近60年的建设和变迁。其生活区作为816工程中重要的组成部分,是816工程社会形态最直接的物质体现,映射出我国的规划和建设模式历时性演变。研究首先回顾816工程生活区的基本概况和发展历程;其次,梳理1970—1999年这一时期的816工程生活区住房政策,特别对于住房分配时期的分配原则、住房标准、租金情况进行了深入的剖析,总结816工程生活区住房制度的改革阶段和特征;最后,对生活区建筑结构营造与空间形态展开分析,归纳出以干打垒、红砖楼、灰砖楼、水泥楼等为代表的816工程生活区居住建筑典型的结构形式,并探究其空间布局的演变特征,以期为816工程生活区的保护与发展提供理论基础和依据。
基于遗产价值的铁路遗产保护与再利用策略
安庆龙, 赵志庆
2025, 55(6): 46-53. doi: 10.3724/j.gyjzG25020404
摘要:
针对当前我国铁路遗产保护中存在的价值认知困境与可持续利用难题,研究旨在重构铁路遗产价值体系,探索其动态保护与再生路径。通过构建“观念转变—内涵拓展—可持续转化”框架,系统性整合殖民遗产批判性阐释、线性空间逻辑修复及过程真实性认知,突破传统保护范式的局限性。聚焦多维价值转化机制,结合技术、社会与艺术价值的挖掘,提出权属整合、社区参与及遗产旅游等策略。研究提出,为协调铁路遗产保护与城市可持续发展需求,通过转变存量发展思维与殖民遗产负价值的转化,从遗产真实性、完整性与连续性的角度,深度挖掘铁路遗产的技术、艺术以及社会价值,推动铁路遗产从“静态遗存”向“活性资源”的价值转化,实现文化遗产与可持续发展的协同。
权力关系视角下广州市村级工业园的改造模式研究
叶昌东, 李文灏, 杨镓萍, 黄建林, 陈当然, 陈伟旋
2025, 55(6): 54-62. doi: 10.3724/j.gyjzG25012702
摘要:
聚焦于广州市村级工业园改造,从权力关系的视角出发,分析不同利益主体间的互动及其对改造决策的影响,揭示运营主体主导、政府主导和村集体主导三种改造模式的机制特点和效果差异。运营主体依托其经营权,通过提供专业服务和优化硬件设施,推动企业发展和资产增值;政府则利用管理权,通过政策引导和资金支持,促进产业升级和空间提质;村集体则凭借所有权,注重集体经济的发展和社区环境的改善。通过分析这三种模式在权力基础、主要目标、主体利益出发点、产权配置、风险分配、获利方式和期限、重点改造内容、权力互动机制等方面的差异,进一步解析其权力关系的作用路径和空间效应,同时揭示了权力关系的非单向性和多维性,提出在选用改造模式时要遵守“权力适配”的原则,所选用的改造模式需匹配区域当前发展阶段,并综合考虑各利益主体权益。
德租时期青岛大港的营建规划与整体性保护
潘瑛林, 匡富春, 刘敏
2025, 55(6): 63-73. doi: 10.3724/j.gyjzG25010501
摘要:
海港遗产是我国城市保护中的濒危类型。作为我国的支撑性经典样本与亚洲领先的近代港口,德租时期青岛大港依势做了系统规划与营建,至今保有大尺度的近代港口规划布局。为此,主要从港口工程与城市规划的视角,立足历史,在梳理自然环境与建港背景的基础上,精准勾勒了德租时期大港的全域规划要素,剖析其规划智慧与价值。并结合现状,提出了规划遗产推动的持续性整体保护理念、内容与方略,以期完善我国城市基础设施遗产整体性保护传承的理论与路径。
日本产业遗产申遗的历程、经验与启示
贾超, 韩圣楠, 杨卿, 杜长洋, 高伟俊, 井上朝雄, 王梦寒
2025, 55(6): 74-83. doi: 10.3724/j.gyjzG24111102
摘要:
通过对日本产业遗产申遗历程的系统梳理,结合相关历史资料和现场调研的佐证,从申遗的基础工作、推动因素和主要问题3个方面总结申遗经验,指出日本申遗成功的基础在于对世界工业遗产的持续关注、产业遗产保护体系的建立以及对世界遗产动向的精准把握;申遗的目的在于树立国家形象、支撑经济发展和促进社会认同;主要问题和经验包括全球层面的突出普遍价值、各级政府与民间的协调组织、活态产业遗产的保护管理和多渠道的经费保障机制。最后针对我国工业遗产申遗工作,提出了提升突出普遍价值、构建中国工业化遗产群、建立申遗梯队的具体建议,以期为中国工业遗产申遗提供参考借鉴。
装配式地铁车站新型钢管混凝土结构受力性能与试验研究
我国地铁车站工业化建造技术应用与研究进展
胡双平, 杨勇, 徐龙康
2025, 55(6): 84-95. doi: 10.3724/j.gyjzG25032201
摘要:
地铁车站作为地下城市轨道交通的典型代表,使用工业化建造技术建设预制装配式地铁车站,是助力城市产业优化升级、践行“绿色城轨发展”的重要途径。在分析国外拱形和矩形结构形式预制装配式地铁车站的基础上,介绍了近年来装配式地铁车站在国内部分城市的推广应用,并从其结构类型、受力性能、抗震性能和防水性能等方向,阐述了国内装配式地铁车站的工业化建造技术特点与研究进展,分析了装配式地铁车站模式的优势。并针对当前国内地铁车站工业化建造过程中存在的显著问题进行了反思,剖析了装配式地铁车站造价成本偏高问题,提出了装配式地铁车站存在的结构性问题。结合国内预制装配式地铁车站工程建设现状,重点研究了深圳溪涌站永临结合的地铁结构,并提出一种由预制装配蜂窝型钢混凝土构件组成的装配式蜂窝型钢混凝土地铁车站结构体系。最后就地下工程组合结构研究,装配式车站结构选型,数字化、智慧化、绿色人文化装配式车站设计等方面展开深入思考。
空心钢管-混凝土组合结构管片偏心受压性能试验研究
郭亮, 马银科, 雷永生, 张振洋, 晋瑜阳, 杨勇
2025, 55(6): 96-105. doi: 10.3724/j.gyjzG25032605
摘要:
钢筋混凝土结构管片是隧道和地铁车站重要支护构件,其受力性能决定了隧道和地铁车站的工程质量,目前传统钢筋混凝土管片设计时尺寸较大、混凝土用量大且运输不便,为此将空心钢管设置在传统钢筋混凝土管片中,创新地提出空心钢管混凝土组合结构管片形式。对3个足尺管片试件进行偏心受压性能试验研究,深入分析组合结构管片在偏压荷载作用下的破坏形态、失效机理、承载性能及裂缝发展情况。在此基础上,推导和建立了偏压荷载下组合结构管片的承载能力计算方法。结果表明:组合结构管片中空心钢管和混凝土的黏结性能良好,二者能协同工作,组合结构管片具有良好的承载能力和刚度,试件ZHGP-2在屈服和峰值时对应的侧向挠度最小,侧向挠度相较于试件ZHGP-1、ZHGP-3减小36%、24%;试件ZHGP-2在屈服和峰值时对应的荷载达到最大,峰值荷载相较于试件ZHGP-1、ZHGP-3增大6%、15%,说明预应力试件ZHGP-2可显著提高其抗开裂能力、承载能力及刚度。最后,建立了适用于组合结构管片的正截面偏心受压极限承载力公式,试验值与理论计算值吻合较好,在地铁车站管片应用中具有显著性能优势和广泛应用前景。
空心钢管混凝土组合管片C-T连接接头偏压性能试验研究
郭亮, 马银科, 陈世敬, 相旭, 靳佩云, 杨勇
2025, 55(6): 106-112. doi: 10.3724/j.gyjzG25042303
摘要:
将C-T连接接头用于空心钢管混凝土组合管片中,以实现空心钢管混凝土组合管片的快速连接。为研究空心钢管混凝土组合管片C-T连接接头的受力性能与设计计算方法,进行6个C-T连接接头的偏心受压性能试验研究,其中包括3个单排C-T连接接头和3个双排C-T连接接头,主要考察管片接头形式、偏心率关键参数对接头偏压性能的影响规律。研究在不同参数下试件破坏形态、破坏模式、应力应变发展、承载能力、变形能力等受力性能。结果表明:在偏心荷载作用下,C-T连接接头表现出良好的受力性能,试件均为典型的偏心受压破坏,且随着偏心率的增加,试件的极限承载力逐渐降低。C-T连接接头具有良好的承载能力和刚度,适用于空心钢管混凝土组合管片的现场快速拼接施工。
高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱轴压性能试验研究
胡双平
2025, 55(6): 113-122. doi: 10.3724/j.gyjzG25012103
摘要:
为研究高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱的轴压性能,设计并开展了7根试件的轴心受压试验,包括6根高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱和1根普通钢管混凝土柱。分析了不同箍筋形式、箍筋间距对高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线等轴压行为的影响。结果表明:高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱在峰值荷载时均发生轴压破坏,且在破坏时保持了较好的整体性;高强螺旋箍筋外包UHPC钢管混凝土叠合柱表现出比普通钢管混凝土柱更为优异的承载能力与刚度。在延性方面,高强螺旋箍筋的外包UHPC钢管混凝土叠合柱表现出比钢管混凝土柱更优异的延性。
地铁车站预制空心组合结构承载力及数值模拟分析
郭亮, 马银科, 雷永生, 杨勇
2025, 55(6): 123-132. doi: 10.3724/j.gyjzG23110503
摘要:
预制装配式地铁车站采用的钢筋混凝土结构是重要的支护构件,其受力性能决定了地铁车站的工程质量。传统钢筋混凝土结构存在混凝土材料用量大、施工工艺复杂、自重大导致运输和装配难度较大等问题,将组合结构的思想引入地铁车站结构中,提出钢管-混凝土预制空心组合结构,对钢筋混凝土结构进行优化设计。在保证预制空心组合结构与传统预制钢筋混凝土结构材料成本相近的情况下,设计预制空心组合结构的截面配筋,并提出预制空心组合结构的极限承载力计算模型,绘制N-M关系曲线,最后通过有限元模拟进行验证,计算结果与有限元模拟结果吻合较好。
城乡规划和建筑理论
塑造工业建筑与基础设施的力与美——菲利克斯·坎德拉混凝土伞状壳体研究
姚冬晖, 宣文倩, 吴悠
2025, 55(6): 133-142. doi: 10.3724/j.gyjzG23022009
摘要:
在工业建筑与基础设施的结构设计中,常常只关注其实用、经济等技术要素,而忽略了对结构形态之下艺术品质的塑造。在20世纪中叶,身兼建筑设计师、结构工程师、工程承包商多重角色的墨西哥设计师菲利克斯·坎德拉,从双曲抛物面壳体的结构原理出发,研究类型化的混凝土伞状壳体,在保证实用性和经济性的前提下,将其运用于各种工业建筑与基础设施之中,并通过伞状壳体丰富多元的形式变化,塑造出非凡的艺术品质。对坎德拉混凝土伞状壳体设计原理及其实践案例的研究,同样旨在启示当下的建筑设计与结构设计,寻求建筑艺术与结构技术的统一。
触媒视角下的铁路遗产站点片区城市更新设计探析——以滇越铁路宜良站为例
杨星璐, 车震宇, 梁栋, 李尚容
2025, 55(6): 143-153. doi: 10.3724/j.gyjzG24071908
摘要:
滇越铁路对云南近现代发展起到了重要的推动作用,其遗存的铁路站点不仅是近代云南发展历史的见证,也是工业文明中重要的组成部分。如何将铁路沿线站点进行更新利用不仅对现行存量规划有着重大意义,也实现了对铁路遗产物质层面及精神层面的保护与焕新。为此以滇越铁路宜良站作为研究对象,针对宜良站片区铁路站点荒废、铁路割裂交通、铁路文化缺失等问题,引入触媒理论,发挥触媒理论点-线-面联合的连锁效应,构建乡村、铁路、城市三者融合的城市格局,优化其功能布局、交通组织及空间组织等。通过铁路与公园、旅游、文创等多元素结合的发展路径,探索适合相关铁路等工业遗产发展所需的更新设计,为类似铁路工业遗产的更新改造设计提供一些思路。
长三角三线建设工业遗存空间分布特征研究
张浩, 郑璐, 吴永发
2025, 55(6): 154-167. doi: 10.3724/j.gyjzG24080301
摘要:
三线建设工业遗存是三线建设时期军工建设而留下的工业文化遗存,其价值特殊且成因复杂,探索其空间分布特征对其保护利用具有重要意义。以长三角地区内167处三线建设工业遗存为研究对象,运用GIS分析了长三角三线建设工业遗存的空间分布特征。结果表明:1)73%的遗存位于安徽省,74%的遗存分布于乡村,整体空间区域形成“军工厂+医疗+教育+后勤+管理”功能组合布局模式;2)宏观上空间分布呈现“整体集中、片区分散,一核多副、分布不均”特征,形成了皖南与浙西山区交界区域的1个高密度聚集区,霍山县与舒城县、丽水市的2个次密度聚集区;3)微观层面上具有“靠深山、近水源、接主路、依村落、局部集聚”的共时性特征和“独立转向融合”的历时性演变特征,厂区沿山沟布局,形成了“顺沟串联、宽沟集中、顺沟并联、岔沟放射”4种布局类型,乡村型三线工业遗存与周边村落相依形成了独立、连接、镶嵌3种空间关系。
辽中南城市群工业遗产空间分异特征与影响因素研究
哈静, 张卓
2025, 55(6): 168-181. doi: 10.3724/j.gyjzG24080206
摘要:
辽中南城市群,其悠久复杂的工业史铸就了丰富的工业遗产,既铭刻了区域经济发展的沧桑巨变,也承载了深厚的城市文化记忆。聚焦于辽中南城市群382项已认定及潜在的工业遗产,运用标准差椭圆、核密度估计及空间自相关等先进地理空间分析技术,深入剖析其时空演变与地理空间格局。依托最优参数的地理探测器,精准识别驱动工业遗产空间分布的关键因素,探讨其交互作用与形成机制,旨在揭示区域工业发展的地域差异,为区域经济协调发展提供实证依据,并为工业遗产的有效保护与创新利用构建理论基础,积极响应辽中南城市群区域发展战略,强化工业遗产群的区域特色与整合价值。
工程结构和结构防灾
复杂柱面大跨屋盖结构风压分布特性风洞试验研究
卫思彤, 伍晓红, 赵超, 孙清
2025, 55(6): 182-192. doi: 10.3724/j.gyjzG23022010
摘要:
在大气边界层风洞中模拟B类风场,对复杂柱面大跨屋盖结构刚性模型进行双面测压试验,获得测点在24个风向角下的风压时程。基于试验结果分析了不同风向角和开敞状态对屋盖表面平均风压分布特性的影响,研究了脉动风压频谱特性、相关系数以及测点间的空间相干性。结果表明:屋盖表面主要由负压控制,在结构端部约20 m范围内以及屋盖顶部等区域易形成高负压区,结构体型的复杂性使得结构交界部位在除0°和180°风向角下的局部风压均表现出异于单个柱面结构的风压分布特征;开敞状态使屋盖表面风吸力显著减小;脉动风压频谱特征与湍流尺度有关,迎风侧低频成分明显,背风侧高频成分突出;顺风向和横风向相干性均随频率和测点空间距离的增大而减小,后者衰减得更快。
大跨度预应力管桁架结构风载参数及选型分析
李少荣, 杨小军, 赵文浩, 秦朝刚
2025, 55(6): 193-202. doi: 10.3724/j.gyjzG22080314
摘要:
预应力管桁架结构具有良好的力学性能和经济性,可满足储煤场封闭结构的大跨度需求。以170 m跨度榆树湾煤矿储煤场结构的风洞试验为基础,明确了预应力管桁架结构风荷载最不利风向角和不同分区的风载体型系数;设计了5种截面形式的主桁架,分析了风载和地震作用下,各方案的杆件内力/应力与位移、支座反力、索应力等力学性能关系及结构动力特性。结果表明:各方案优化后杆件的内力沿三心圆轴线变化规律基本一致,且量值相差较小;而各方案单根杆件断面的应力相差较大,其中杆件组合形式为矩形和倒梯形截面时应力水平较高;倒三角形和倒梯形与倒三角形组合设计截面的刚度较大,位移响应和预应力拉索内力均较小,而后者的用钢量稍大。综合分析,杆件倒三角形组合设计截面形式受力性能和经济性良好,设计时可优先考虑。
型钢梁加固混凝土板结构抗弯性能数值模拟研究
陈兆荣, 魏琏, 蔡健, 何钦, 梁贻尊, 崔鹏云, 左志亮, 许勇
2025, 55(6): 203-210. doi: 10.3724/j.gyjzG24051801
摘要:
由于建筑物老化或用途改变,现有楼板不能满足承载力要求,需进行加固处理。以某加固改造项目为背景,型钢梁与楼板的连接方式、是否在垂直型钢梁方向的楼板面粘钢加固为参数,利用有限元软件建立了5个分析模型,研究和比较不同参数对新增型钢梁加固楼板结构抗弯性能的影响规律。结果表明:各加固方式下的型钢梁与混凝土板均共同受弯,梁两侧楼板分别形成受拉塑性区,楼板在垂直型钢梁方向没有负弯矩;界面设胶黏剂或设栓钉连接情况下,加固后结构的抗弯承载力为原结构约2倍;界面不设胶黏剂或黏结失效情况下,加固后结构的屈服荷载仍达到设计荷载的3.11倍,在垂直型钢梁的板面粘钢对承载力没影响;界面设胶黏剂时型钢梁与楼板的接触应力分布最均匀,梁端锚栓应力最小,型钢梁与楼板的协同工作性能最优,其次是界面设栓钉连接的情况。
钢管混凝土叠合柱-部分包裹混凝土组合梁全螺栓装配式框架抗震性能及易损性分析
苏亚森
2025, 55(6): 211-218. doi: 10.3724/j.gyjzG24040309
摘要:
部分包裹混凝土组合梁(PEC梁)与钢管混凝土叠合柱均具有高承载力、高延性及优越的抗火性能,采用全螺栓进行连接可以有效利用2种构件的优异性能,并且避免了常用焊接节点区施工困难且焊接工作量大等缺点,因此,提出了钢管混凝土叠合柱-PEC梁全螺栓连接装配式框架结构。基于组件法,考虑了拉力和压力在外包覆混凝土中的扩散机制,提出了全螺栓连接节点的承载力和刚度设计方法;基于OpenSEES建立了装配式框架结构的弹塑性分析模型,通过试验结果验证了模型的准确性和合理性,选取相应的地震动对装配式框架结构进行时程分析,结果表明:此类装配式框架抗震性能良好,满足现行规范要求。另外,对装配式框架结构的易损性进行分析,结果表明此类框架结构的抗倒塌性能满足规范要求。
装配式可更换钢制耗能连接节点抗震性能试验研究
潘钦锋, 张鹏起, 颜桂云, 余勇胜, 肖三霞, 张晓曦
2025, 55(6): 219-227. doi: 10.3724/j.gyjzG23012909
摘要:
为实现装配式剪力墙与基础的连接和震损可修复性能,提出了一种可更换钢制耗能连接节点。为探究该连接节点的抗震性能和震损可修复性能,分别对采用2种连接形式的可更换钢制耗能连接节点进行了初次加载和震损修复后再次加载的拟静力试验。结果表明:采用开竖缝和水平缝的可更换钢制耗能连接节点的最终破坏模式均由连接节点中的开缝承剪钢板破坏导致,且2种连接形式的可更换钢制耗能连接节点都表现出良好的滞回性能和耗能能力;在2种连接节点中,开竖缝承剪钢板的钢制耗能连接节点具有更好的变形和耗能能力,开水平缝承剪钢板的钢制耗能连接节点具有较高的承载力,但延性和耗能能力略有降低;且2种连接节点在震损修复后均表现出和初次加载时相近的抗震性能,验证了该连接节点能实现装配式剪力墙的震损可修复功能。
集成多感官人机交互的沉浸式虚拟现实火灾疏散行为试验系统
杨海峰, 夏晓露, 林婧, 李楠, 方东平, 邢睿, 徐曼, 陶慕轩, 任维佳, 韩国权, 张帆, 熊淑杰
2025, 55(6): 228-234. doi: 10.3724/j.gyjzG25040702
摘要:
虚拟现实(VR)技术因有着高试验控制、低人体伤害等特点,近年来被逐渐用于火灾中人员疏散行为的相关研究。但其同时面临着如何营造高真实感人机交互环境、如何获得可靠行为试验数据的巨大挑战。基于Unity 3D引擎开发了多感官人机交互的虚拟现实火灾疏散行为试验系统,该系统在虚拟环境中创造出高度逼真的火灾场景,集成视觉、听觉、触觉、温度、嗅觉、运动和社交等多感官的交互功能。该系统可以提升试验参与者在行为试验中的环境代入感,促使其表现出更接近真实情况的行为反应。此外,该系统还具备多元的试验数据采集与分析功能,可实时记录试验参与者在疏散过程中的行为决策与生理状态指标,为疏散行为研究提供了可靠的数据支撑。最后,应用所研发的试验系统开展了一项系统验证性试验,结果表明:系统运行稳定,交互模块与数据采集系统均能正常工作,系统整体性能达到了预期目标,能够有效支持火灾疏散行为领域的试验研究。
重型承插型盘扣式钢管脚手架连接节点抗弯性能研究
刘哲, 刘战伟, 张兆龙, 董超, 邱睿, 赵中伟
2025, 55(6): 235-242. doi: 10.3724/j.gyjzG23080301
摘要:
现今由于大跨度建筑的广泛建造,对于脚手架稳定性要求也越来越高,而此前研究发现承插型盘扣式钢管脚手架连接节点对于脚手架的稳定性起着至关重要的作用。基于此,首先对重型承插型盘扣式钢管脚手架连接节点基于半刚性理论进行有限元建模及分析,将得出的弯矩-转角曲线与已有的重型承插型盘扣式钢管脚手架抗弯试验进行对比,验证了有限元分析的可靠性,建立精细化数值模型,并对影响节点抗弯性能的连接盘厚度、插销材料本构、插销厚度及插入深度4个参数进行分析优化,为后续对节点随机缺陷的研究以及脚手架简化模型的建立奠定基础。
岩土和地下工程
岩石地基斜锚-短桩复合基础抗拔承载性能研究
侯中伟, 田雷, 向城名
2025, 55(6): 243-250. doi: 10.3724/j.gyjzG23070803
摘要:
采用模拟方法构建了山区输电线路岩石地基斜锚-短桩复合基础计算模型,对比模拟嵌岩短桩和斜锚-短桩复合基础的抗拔承载性能,分析抗拔基础荷载-位移曲线特征、岩体及桩身混凝土应力分布范围和特征,研究斜锚与短桩连接节点位置对斜锚-短桩复合基础抗拔性能的影响。结果表明:斜锚-短桩复合基础抗拔荷载-位移曲线呈初始弹性段、弹塑性过渡段和直线破坏段三阶段变化规律,斜锚的锚固作用可将上拔荷载传至更深和更大范围内的岩体,能显著提高斜锚-短桩复合基础抗拔承载能力;斜锚连接节点处桩身截面混凝土总体处于受拉状态,但斜锚与短桩连接位置附近混凝土出现部分压应力区;通过优化斜锚长度及斜锚连接节点位置,可实现减少嵌岩段桩长也能满足基础抗拔承载力的设计要求,从而有效降低基础施工难度,安全和经济效益显著。
高性能建筑材料
新型不锈钢覆层钢筋力学性能试验研究
钟小平, 倪克挺, 黄歆瑶, 张军, 樊玮洁, 朱炳喜, 张瑞, 柴京奥
2025, 55(6): 251-259. doi: 10.3724/j.gyjzG24110701
摘要:
为了获得结构设计所需的力学性能指标,采用扫描电镜(SEM)及单轴拉伸试验方法,研究了新型316SC不锈钢覆层钢筋复合界面的金相组织变化及力学性能。结果表明:不锈钢覆层钢筋复合界面存在一个15 μ左右的冶金结合层,外层不锈钢与内芯碳钢之间冶金结合紧密;不同直径的不锈钢覆层钢筋表现出不同的应力-应变曲线形状,直径12 mm的不锈钢覆层钢筋屈服平台消失,而直径16 mm和25 mm的力学性能与HRB400E钢筋相似,应力-应变曲线中有明显的屈服平台和应变强化段;316L不锈钢与HRB400E碳钢复合而成的316SC不锈钢覆层钢筋,其强度和延性在HRB400E钢筋基础上有不同程度的提高,但弹性模量有小幅降低。在试验研究及理论分析的基础上,建立了不锈钢覆层钢筋的应力-应变本构模型,给出了不锈钢覆层钢筋弹性模量复合计算公式,公式计算值与实测值吻合较好。
干湿循环下带裂缝高延性水泥基复合材料构件钢筋电化学腐蚀模型
郑剑峰
2025, 55(6): 260-267. doi: 10.3724/j.gyjzG23102404
摘要:
为了研究带裂缝高延性水泥基复合材料(ECC)在干湿循环环境下的氯离子侵蚀情况,以裂缝宽度为变量,基于损伤基体下氯离子扩散系数的经验公式以及实测的氯离子扩散系数,建立COMSOL一维电化学数值模型,同时考虑裂缝区域和完好混凝土保护层所包裹下部区域的氯离子浓度的差异,引入阳极塔菲尔斜率修正,最后通过试验数据与模拟结果对比进行数据敏感性分析。结果表明:单一裂缝下受侵蚀的ECC模拟结果和试验数据拟合较好,主裂缝越大拟合结果越准确;越靠近主裂缝,氯离子的浓度越高,越接近氯离子边界浓度时钢筋的腐蚀速率越高;模拟误差随着损伤程度增加而减小,50%损伤条件下最大误差为15%,而90%损伤条件下误差最小仅为10%;ECC腐蚀速率与裂缝宽度在50 ~200 μm范围内符合logistics函数关系,相关系数为0.98。
基于声发射技术的橡胶混凝土受压损伤特性的试验研究
刘欣洋, 郭梦强, 门进杰, 张风亮, 张彬, 李东杰
2025, 55(6): 268-277. doi: 10.3724/j.gyjzG24112802
摘要:
橡胶混凝土是一种广泛应用于工程领域的环保创新材料,为研究其损伤机理,通过运用声发射技术探究其受压损伤的动态过程,并考虑了橡胶含量、橡胶颗粒及加载模式等变量对橡胶混凝土受压损伤特性的影响。结果表明:损伤过程分为4个阶段,分别是初始缺陷压实、裂缝稳定扩展直至贯通、宏观裂缝扩展并伴随鼓包以及压损破坏;损伤的前中期,橡胶含量的增加导致声发射特征参数高的事件数增加,橡胶粒径的减小导致声发射特征参数高的事件数先增加后减少;损伤后期,不同变量下声发射特征参数高的事件数均降低。试验在循环加载下证实了橡胶混凝土存在Kaiser效应,明确其有效应力区间,可忽略其有效应力下限,上限受变量影响的变化趋势同抗压强度一致;并对Kaiser效应在橡胶混凝土中的物理机制进行解析。
基于机器学习的粉煤灰基地聚合物混凝土抗压强度预测
石旭峰, 丁丹婧, 宋慧平, 吴海滨, 安全
2025, 55(6): 278-287. doi: 10.3724/j.gyjzG24102302
摘要:
探究了利用机器学习技术预测粉煤灰基地聚合物混凝土抗压强度。共收集112组数据,选取粉煤灰掺量、组成成分等11个变量为输入,抗压强度为输出,按70%和30%的比例划分成训练集和测试集进行分析。选用一种单个机器学习算法(SVM)和两种集成机器学习算法(RF,Adaboost)构建预测模型。使用训练集和测试集对模型的性能进行评估,同时使用SHAP值算法分析了各因素的影响规律。结果表明:所有模型在两个集上都表现出较强的预测能力,其中,RF模型表现最好,其测试集的决定系数R2=0.91、均方误差ΔMES=14.76、均方根误差ΔRMSE=3.84、平均绝对误差ΔMAE=2.89;使用SHAP值算法确定了粉煤灰掺量、粉煤灰中Al2O3和SiO2含量、NaOH摩尔浓度和水掺量是影响混凝土抗压强度最重要的5个因素。粉煤灰掺量大于400 kg/m3、粉煤灰中SiO2含量小于60%和较高的NaOH浓度都有助于混凝土强度的提升;粉煤灰中Al2O3含量大于15%时,混凝土强度随Al2O3含量的增加而增加;水掺入过多会增加混凝土孔隙,使得抗压强度降低。