2024年, 第39卷, 第01期　
刊出日期：2024-02-15

  

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  爆炸冲击波下地应力对岩石裂纹扩展的影响

  李晓静, 韩雪瑞, 张向阳, 刘宇轩

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 1-8+30.

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  随着地下工程深度的增加，地应力对爆炸引起的断裂影响不容忽视。为了探讨地应力大小和方向对岩体爆破的影响，文章以花岗岩为研究对象，通过有限元程序LS-DYNA和颗粒流程序(Particle Flow Code, PFC)相结合的爆破模拟方法研究了爆炸冲击波下地应力对岩石裂纹扩展的影响。结果表明：双轴等压应力对岩石近场裂纹的影响较小，而对远场裂纹发育有较大的抑制作用；单轴应力条件下，与应力垂直方向的压缩效应得到增强，而拉伸效应受到抑制，应力垂直方向的裂纹数量远小于平行方向的。
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  火灾后正六边形孔蜂窝组合梁受力性能研究

  吕俊利, 齐雪婷, 高青松, 李汝凯, 祝健

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 9-15.

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  火灾后蜂窝组合梁受力性能研究可为建筑结构受火后的加固修复提供重要依据。文章通过两个火灾后正六边形孔蜂窝组合梁的静力加载试验，分析了不同开孔率的正六边形孔蜂窝组合梁的破坏形态和承载性能。结果表明：火灾后正六边形孔蜂窝组合梁在正弯矩作用下会发生弯曲破坏，临近梁端的第3个孔压缩变形较为严重且两侧钢梁腹板局部屈曲，两加载点之间板顶混凝土破坏严重，钢梁上部板面出现纵向贯通裂缝；开孔率是影响火灾后正六边形孔蜂窝组合梁极限承载力的重要因素，相较于开孔率为70%的蜂窝组合梁，开孔率为60%的蜂窝组合梁的极限承载力和延性分别提高了20%和35%;所提出的正六边形孔蜂窝组合梁受火后剩余承载力计算方法具有较好的精度。
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  平臂式塔式起重机自振周期计算方法研究

  韩志聪, 郭兵, 李加敖, 石言民

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 16-22.

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  塔式起重机的自振周期是其基本属性，关乎风振动力系数的选取，影响风载荷及其对塔身偏移的计算。文章以永茂5513型塔帽式和中天6513型平头式塔式起重机为例，简化塔身的刚度简化，将塔式起重机简化为单自由度模型，推导了自振周期简化公式，对比分析了现场测试和有限元模拟结果，验证了该公式的可行性，并引入考虑塔机质量分布影响的修正系数，修正了其简化公式。结果表明：塔式起重机自振周期简化公式计算结果与现场实测自振周期吻合较好，在粗略计算塔式起重机自振周期时可以使用该简化计算公式。根据有限元模拟结果，给出了塔式起重机自振周期简化公式的修正公式，并给出了塔帽式、平头式塔式两种起重机修正系数的推荐值及线性内插公式。
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  基于社会网络分析法的建筑施工高处坠落事故成因研究——以华东地区为例

  孙家坤, 姚慧

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 23-30.

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  明确建筑施工高处坠落事故发生的关键成因及其关联性，可以有效预防事故的发生，为此类事故的防控工作提供参考。文章收集2012—2021年间华东地区的145份建筑施工高处坠落事故调查报告，基于文本挖掘进行结构化处理，识别出25项成因要素，运用社会网络分析法，借助社会网络分析软件Ucinet构建建筑施工高处坠落事故成因关系网络，分析了整体网络密度、个体网络密度、网络中心性以及核心边缘结构。结果表明：主体责任不落实、防护措施不到位、监督检查不力、现场管理不到位、安全教育培训不到位、安全意识淡薄、防护用品使用不当等7项要素是高处坠落事故中的关键成因，可将其作为建筑施工高处作业的安全防控重点，以减少高处坠落事故的发生。
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  基于正交试验法的太阳能复合热水系统优化

  王强, 田佳琪, 尹梓壮, 李鹏, 陈安新

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 31-38.

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  为降低生活热水能耗，实现空气源热泵辅助太阳能供热水系统的高效节能运行，选取济南市某高校学生宿舍空气源热泵辅助太阳能供热水系统作为研究对象，利用瞬时系统模拟软件搭建了系统仿真模型，并采用无交互作用的正交试验法，分别以全年系统性能系数和太阳能保证率为优化目标，优化了太阳能集热器面积、集热器倾角、热泵制热功率及水箱容积，并分析其结果的经济性和节能性。结果表明：当以系统性能系数为优化目标时，最优组合中集热器面积为390 m²、集热器倾角为42°、热泵制热功率为50 kW、水箱容积为23.94 m³,而动态费用年值为7.38万元，较天然气系统年节省标煤为17.12 tce;当以太阳能保证率为优化目标时，最优组合中集热器面积为342 m²、集热器倾角为44°、热泵制热功率为35.5 kW、水箱容积为20.58 m³,而动态费用年值为6.56万元，较天然气系统年节省标煤为16.63 tce。
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  热重及热显微镜测定超细煤粉着火点的研究

  马阳, 闫敏

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 39-47+116.

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  研究不同测定及计算方法对煤粉着火点数值的影响能够为理论研究及工业应用提供指导。文章选取了3种具有代表性的煤——铁岭褐煤、内蒙古烟煤、河南无烟煤，经超细化粉碎得到了不同粒径的样品，分别置于空气、纯氧、二氧化碳富氧、氮气富氧等气氛中，在热显微镜下研究样品的着火点；利用热重分析仪，在空气气氛下获得了10和20℃/min升温速率下的热重曲线，使用切线法及固定失重率法获得了着火点数据。结果表明：氮气富氧气氛比二氧化碳富氧气氛更有利于着火，超细化对无烟煤着火改善的作用最明显；在相同升温速率下，热重切线法得到的着火点数值高于固定失重法，且明显高于热显微镜直观观测到的数值；利用热重法分析着火点发现，升温速率越大，着火点数值越高，但是着火所需时间更短。
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  基于剪切稀化模型的三通减阻数值模拟

  张志, 张浩, 李茂林, 石若冉

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 48-56.

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  为了研究添加表面活性剂在供热管道局部构件处的减阻效果，选取三通构件模型，利用计算流体力学软件模拟管内不同雷诺数下纯水和CTAC/NaSal溶液的流动。通过网格无关性、对比减阻规律验证了Carreau-Bird模型的可靠性，着重分析了减阻率、流速分布和湍动能的变化，并采用Ω准则和Q准则分析三通涡结构变化。结果表明：三通中添加CTAC溶液，减阻效果小于直管，但在较小雷诺数下就达到减阻率最大值；添加CTAC溶液改变了三通内流速分布，会使管内低速流动区域减小，而高速流动区域增大，出口段湍流流动层流化；降低了壁面附近的涡量，但增加了涡旋中心区的涡量。
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  辐射供冷位置对室内热舒适和能耗的影响分析

  张雨虹, 宋永兴, 张林华

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 57-63.

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  辐射供冷空调系统是一种舒适、节能的新型空调系统。为了对比地面、顶板、墙面3种辐射供冷末端位置的室内热舒适和能耗情况，以济南市某办公建筑为例，利用仿真软件建立了辐射供冷加独立新风的复合空调系统，对比分析了3种辐射供冷方式的室内热舒适和房间能耗。结果表明：3种辐射供冷模型下，室内的相对湿度都在40%～60%舒适范围内；墙面和顶板辐射供冷的预测平均投票(Predicted Mean Vote, PMV)值在0.25～0.50之间，而预测不满意百分数(Predicted Percentage of Dissatisfied, PPD)值小于10%,PMV-PPD指标达到了Ⅰ级，热舒适性较好；在设计日运行时间内，地面、顶板、墙面辐射供冷的总能耗分别为5.59、6.23、6.16 kW·h,地面辐射供冷的节能性最好。
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  度效两维视角下城市居住用地评估与分类研究——以济南中心城区为例

  尹宏玲, 徐会芝, 褚晨晨, 齐文菲

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 64-71.

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  城市居住用地评估是实施分类引导、提高利用效率的前提和基础。文章基于土地利用强度和服务效能两维构建的城市居住用地评估逻辑框架，借助空间叠加技术评估和划分了济南中心城区居住用地类型，并提出城市居住用地分类引导策略。结果表明：济南中心城区居住用地平均容积率为1.73,利用强度为中等，空间上表现出“大分散、小聚集”的分布特征；居住用地服务人群活力均值为0.22,而服务规模整体不高、服务质量差异较大，服务效能总体呈“中心-外围”圈层结构；形成了高效型、服务型、开发型和低效型4种类型居住用地，高效型和服务型用地属中心聚集型，开发型和低效型的空间分布相对分散，4类用地的规模和空间分异明显。
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  装配式建筑PC构件产销一体化管理系统研究

  陈继文, 许钦圆, 高晓明, 杨红娟

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 72-80.

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  混凝土预制(Precast Concrete, PC)构件是装配式建筑主体结构的基础，提升其生产的智能化、信息化水平尤为关键。文章以PC构件厂的生产管理模式和普遍管理现状为研究对象，基于PC构件生产线模式的需求分析，设计管理系统的基本组成架构、静态和动态信息模块，完成管理系统的开发。通过订单跟踪和生产管理在管理系统中的集成，完成PC构件的多品种、小批量生产的一体化管理；并基于数字孪生模型与PC构件生产设备之间的信息交互，实现订单跟踪的可视化管理。结果表明：管理系统通过对PC构件的订单跟踪和质量管理，可实现订单数据的全面分析和精细化管理，并有效提升生产效率和决策管理水平。
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  脱硫建筑石膏制备石膏晶须及其应用研究

  周旭, 井敏, 武吉伟, 娄宇, 程显然

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 81-90.

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  以脱硫建筑石膏为原料，采用水热法制备石膏晶须，可以实现脱硫石膏的高效利用。文章研究了工艺条件对石膏晶须形貌的影响，通过扫描电子显微镜和X射线衍射等测试手段表征晶须形貌及物相，并研究了自制的石膏晶须对水泥基体材料力学性能的影响。结果表明：以脱硫建筑石膏制备的石膏晶须不用预处理原料，操作较简单；溶液的质量分数5%、反应温度140℃、反应时间2.5 h、反应pH值5、媒晶剂用量2%是最理想的工艺条件，可制备出形貌优良、长径比约为100的石膏晶须；掺入1.5%的石膏晶须时，水泥材料的抗折、抗压强度分别提高了30.5%和28.4%。
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  铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷形成机制研究

  葛瑞超, 徐勇, 甘信柱, 汪文洋

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 91-97.

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  研究铝硅合金阳极氧化表面黑斑缺陷的形成机制，可以为铝硅合金阳极氧化工艺的调控提供一定的理论和实践依据。文章采用扫描电子显微镜、光学显微镜、能谱分析和X射线衍射等测试技术，分析了铝硅合金工件阳极氧化过程中出现的黑斑缺陷。结果表明：与正常区域组织相比，铝硅合金工件黑斑缺陷区域的组织形貌、相分布和体积分数发生了明显的变化；正常区域组织中的针片状化合物和缺陷区域组织中鱼骨状化合物主要相成分为二元铁铝化合物，黑斑缺陷区域的富铁相发生共晶转变会使其形态复杂化；而由相转变产生的黑斑缺陷与阳极氧化过程中的电化学工艺有关。
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  大气校正算法对高光谱反演水体叶绿素a浓度的影响

  孟祥亮, 冯建飞, 付萍杰, 张家威, 张雨煊, 孟飞

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 98-107.

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  针对水体叶绿素a浓度监测时大气介质影响光谱真实性的问题，文章从影像外部大气产品校正、内部大气补偿参数校正和光谱均值校正等方面分别对资源1号02D（ZY-1 02D）高光谱卫星影像进行大气校正以突出水体信号，同时借助多维光谱指数和CatBoost机器学习算法进一步提高水体叶绿素a浓度的反演精度。结果表明：大气校正算法在独山湖的应用中，6S优于QUAC,而FLAASH最差；CatBoost模型能够更好地拟合预测误差，提高反演精度；6S算法-四波段参数-CatBoost模型的反演组合效果最好（R²=0.80）。
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  基于GPU的实景三维模型裁剪算法研究

  马东岭, 李铭通, 朱悦凯

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 108-116.

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  图形处理器(Graphic Processing Unit, GPU)作为主流高性能计算的加速设备，已越来越多地应用于诸多领域的并行计算中，利用GPU的并行计算能力，可以极大地提高传统算法的计算效率。文章主要研究GPU多线程计算方法与统一计算架构(Compute Unified Device Architecture, CUDA)技术在实景三维模型裁剪中的应用，提出了一种基于GPU的实景三维模型裁剪算法，包括设计了基于面拓扑的多级索引结构，以实现线程内重复交点快速查找；提出了一种轻量多边形三角化方法，优化算法流程；使用多种优化策略，在不影响裁剪网格质量的情况下进一步提高算法的性能。结果表明：根据模型大小与裁剪次数的不同，相较于传统算法，所提方法在单次裁剪的情况下加速比可达13.93,在多次裁剪的情况下加速比可达35.85,显著地提高了模型的裁剪效率。
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  基于出行需求的轨道车站公交接驳范围研究

  毕亚茹, 于晓桦, 谭佳慧, 刘欣萍

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 117-125.

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  确定合理的公交接驳范围是规划公交接驳线路、优化接驳设施的基础。文章提出了公交接驳潜在客流的概念及其识别方法，基于可达性一致原理，依据居民出行目的分析和潜在客流兴趣点挖掘，同时考虑相邻车站客流竞争关系，提出车站公交合理接驳范围的确定方法。结果表明：根据车站周围的土地利用性质，济南地铁2号线的19个车站可分为居住类、办公类、商业类、混合类等4大类；随着出行环境的改变，公交接驳区域潜在客流的出行交通方式转为“公交+轨道”的组合方式；基于客流出行需求特征分析，可获得办公类车站彭家庄站的公交合理接驳范围，即半径为2.43 km的扇形区域。
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  工业园区综合能源系统评价及碳排放核算研究综述

  崔萍, 张来伟, 李骥, 谢晓娜

  山东建筑大学学报. 2024, 39(01): 126-134.

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  在能源短缺的背景下，大力发展综合能源系统、推广工业园区碳排放核算是园区节能减排、能源结构转型升级的重要途径，也符合绿色低碳发展的要求。文章概述了工业园区综合能源系统的发展历程、系统形式和特征，梳理了国内外对园区综合能源系统评价指标体系和评价方法的研究现状，分析了工业园区碳排放的特点，梳理了碳排放核算方法的研究现状，指出目前存在的问题并展望了下一步的研究。建立更综合、更全面的评价指标体系，以及运用组合评价方法对园区综合能源系统进行主、客观综合评价是今后的研究重点。建议运用全生命周期的思想制定工业园区混合式温室气体核算方法，解决核算体系现有的难题。