超高层建筑结构放大型黏滞消能伸臂减震效果研究

閤东东，出生于1984年，男，工学博士，正高级工程师，主要从事结构减隔震研究。email：94028097@qq.com

2 地铁咽喉区层间隔振结构振动传播分析和控制方法研究

束伟农， 朱忠义， 赵帆， 閤东东， 周忠发， 卢清刚， 苗启松

北京市建筑设计研究院有限公司

摘要： 咽喉区上盖建筑受列车运行产生的振动影响最为剧烈，且为大底盘多塔结构，存在结构转换、竖向振动传播与分布规律复杂等特点。为此，对地铁咽喉区上盖结构的竖向隔振关键问题进行研究，基于双自由度力学模型推导了层间隔振结构的动力方程，并结合有限元模型研究了层间隔振结构的动力特性、上盖结构振动传播与分布规律、隔振层的关键参数对隔振效果的影响。研究结果表明：地铁上盖层间隔振结构需要注意下部结构对竖向振动的滤波及放大效应；振动波在下部结构水平构件弯曲振动以及竖向构件轴向振动的自振频率附近的振动响应均存在放大现象，并且弯曲振动的水平转换构件对竖向振动波的动力放大效应更加显著；减小隔振层的竖向隔振频率可有效提高上盖结构的隔振效果；增加隔振层的竖向阻尼，可以降低上部结构在隔振层设计竖向隔振频率处的振动响应。

关键词： 地铁咽喉区；层间隔振；控制方法；振动响应；参数分析

     

3 半主动碰撞耗能技术的减震机理与试验研究

鲁正 ^1,2 ， 黄志矿 ²

1. 同济大学 土木工程防灾国家重点实验室

2. 同济大学 结构防灾减灾工程系

摘要： 为了高效提升建筑结构抗震性能，提高传统被动控制装置的减震效率，提出一种半主动碰撞耗能技术。该技术利用耗能装置的质量块与挡板的碰撞实现主体结构与耗能装置的动量交换，根据半主动控制策略提供控制力，外部能源需求小，且对外激励和结构特性不敏感。基于考虑时滞效应的半主动碰撞控制策略，通过搭建实时监测反馈系统，完成了半主动碰撞耗能装置的设计与制作，并通过五层钢框架振动台试验与数值模拟研究揭示其减震机理。试验与模拟结果表明：该装置可按照设计的半主动碰撞控制策略工作；对比传统的被动碰撞耗能技术，半主动碰撞耗能技术具有更优越的减震性能，可有效拓宽减震频带。

关键词： 振动控制；半主动控制；被动控制；碰撞耗能；振动台试验；时滞效应

     

4 基于BIM可视化编程的轻型结构机器人智能建造研究

高一帆 ¹ ，舒江鹏 ^1,2,3 ， 俞珂 ⁴ ， 金振奋 ^2,3

1. 浙江大学 建筑工程学院

2. 浙江大学 平衡建筑研究中心

3. 浙江大学建筑设计研究院有限公司

4. 斯坦福大学 土木与环境工程学院

摘要： 针对轻型结构快速装配需求，以箱式医疗应急建筑为例，提出一种基于BIM可视化编程的箱式房结构机器人智能建造方法。该方法通过BIM可视化编程算法确定各预制构件的安装顺序和定位，并基于RRT-Star算法生成机械臂安装各构件的作业路径参数。并通过仿真实验对预制构件安装顺序和定位BIM可视化算法以及安装路径障碍物规避RRT-Star算法进行了测试。结果表明，该智能建造方法能够为给定的轻型结构BIM确定合理的预制构件安装顺序，其中生成的各构件坐标值沿 z 轴、 y 轴、 x 轴以升序排列，符合结构在空间上从下到上、从左到右和从后到前的安装逻辑；该智能建造方法能够根据预制构件的刚体模型建立机械臂自动化安装作业的轨迹参数，实现了更适用于建筑应用场景的装配路径避障。

关键词： 应急建筑；机器人技术；BIM可视化编程；运动学分析；智能建造

     

5 两主轴方向抗侧刚度差异及平面长宽比对超高层结构扭转效应的影响研究

周建龙 ^1,2 ，安东亚 ^1,2 ，包联进 ^1,2

1. 华东建筑设计研究院有限公司

2. 上海超高层建筑设计工程技术研究中心

摘要： 通过理论推导、结构动力特性数据统计分析和工程案例研究，提出了一种超高层结构方案控制的策略，即在结构平面两个主轴方向尺寸存在较大差异时,通过合理控制两向平动刚度，使得整体结构在地震作用下的扭转效应最小。建立简化分析模型，推导了扭转位移比与两向平动周期比、平面长宽比以及偶然偏心之间的相互关系表达式，并进行参数分析，得到相关影响规律。结果表明：当平面长宽比较大时，通常会导致地震沿短边方向作用时扭转效应加大，而沿长边作用时扭转效应不显著，当两个方向平动刚度有一定差异且长向刚度大于短向刚度时，多数情况下对两个方向的最大扭转效应有改善作用，且两个方向的相对平动刚度存在最优值，应避免出现短向刚度大于长向刚度的不利情况；对于正方形平面结构，两个方向刚度不一致时也会增大扭转效应。当结构平面两个主轴方向尺寸存在较大差异时，建议结合整体响应指标，并根据两向平动刚度差异的实际情况，确定是否调整结构使得两向动力特性基本一致，明确了不需要调整的基本条件。

关键词： 超高层结构；平动周期比；平面长宽比；偶然偏心；扭转效应

     

6 不锈钢复合钢材焊接圆管截面残余应力试验研究

赵平宇 ^1,2 ， 班慧勇 ^1,2 ， 石永久 ^1,2 ， 王元清 ^1,2

1. 清华大学 土木工程系

2. 清华大学 土木工程安全与耐久教育部重点实验室

摘要： 为测量不锈钢复合钢材焊接圆管试件内外侧的残余应力分布及数值大小，采用分割法对3个试件进行试验。结果表明：由于不锈钢复合钢材的双金属层，圆管内外侧的残余应力分布差异显著；焊缝附近区域主要为残余拉应力，其他区域外侧残余应力总体为拉应力而内侧总体为残余压应力；内外侧残余应力从焊缝起始的半圆周内，总体呈现出拉-压-拉-压的分布特征，且分布区域(角度)较为固定。基于试验结果，提出了适用于本文测量截面尺寸范围(直径为150~300 mm，厚度为6 mm)的残余应力简化模型和分层模型，前者忽略厚度方向上残余应力的差异，后者则考虑内外侧两层材料的残余应力差异，两个模型均与测量结果吻合良好，能够反映该类焊接圆管截面的残余应力分布特征和数值大小。此外，通过在不锈钢复合钢材焊接圆钢管柱的有限元模型中分别考虑所提出的这两个残余应力分布模型，进行了一系列的整体稳定性算例分析，验证了分布模型在钢柱稳定性能分析中的适用性和准确性，两个模型均能应用于后续相关构件稳定性能的研究。

关键词： 不锈钢复合钢材；焊接圆管；分割法；残余应力；分布模型

     

7 复合盐冻后再生混凝土应力-应变全曲线试验研究

曹芙波 ^1,2 ，张秀芳 ¹ ，杨晓刚 ³ ，李名远 ³ ， 刘晓阳 ⁴ ， 王晨霞 ^1,2

1. 内蒙古科技大学 土木工程学院

2. 内蒙古自治区高校智能建造与运维工程研究中心

3. 内蒙古自治区建筑业协会

4.  内蒙古自治区住房和城乡建设绿色研究发展中心

摘要： 为揭示复合盐冻对再生混凝土应力-应变本构关系的影响机理，以强度等级、冻融循环次数为试验变量，对4组共48个棱柱体试件进行复合盐冻后的单轴受压试验。以普通混凝土试件为对照组，结合扫描电子显微镜（SEM）试验分析再生混凝土在复合盐冻前后峰值应力、峰值应变、泊松比以及弹性模量等的变化规律，并建立复合盐冻后再生混凝土的应力-应变本构关系。试验结果表明：经90次复合盐冻，普通混凝土的峰值应力、弹性模量、泊松比是再生混凝土的2.5倍、7.1倍和1.2倍；再生混凝土峰值应力、弹性模量随着复合盐冻次数的增加而降低，但降低幅度随强度等级提高逐渐减小，峰值应变随复合盐冻次数增加而增大。基于已有的普通混凝土应力-应变本构模型，以CEB-FIP模型上升段和过镇海模型下降段为分段式模型，对无量纲应力-应变全曲线进行分段拟合，试验曲线与分段模型曲线吻合较好。

关键词： 再生混凝土；复合盐冻；应力-应变全曲线；本构模型