2024年, 第39卷, 第02期　
刊出日期：2024-04-15

  

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  考虑粘结滑移本构模型的托换梁承载特性分析

  贾强, 董兆君, 张园

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 1-7.

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  粘结滑移有限元分析是掌握型钢混凝土托换梁变形特性的关键手段。采用有限元分析软件建立了考虑和不考虑型钢与混凝土粘结滑移两种有限元模型，分析了托换梁荷载-挠度曲线、型钢应变及箍筋应变的变化规律。结果表明：不考虑粘结滑移时，托换梁的极限荷载、跨中挠度与试验值差值百分比范围分别为1.0%～6.8%和11.3%～24.5%,受剪段中部、梁跨中位置的腹板应变和内、外侧箍筋应变与试验值的差值百分比分别为23.1%、46.4%、15.8%和45.8%;考虑粘结滑移后，托换梁的极限荷载、跨中挠度与试验值差值百分比范围分别为0.7%～4.5%和5.7%～18.2%,受剪段中部、梁跨中位置的腹板应变和内、外侧箍筋应变与试验值的差值百分比分别为2.7%、1.3%、11.6%和27.7%;考虑型钢与混凝土粘结滑移的有限元模型可更准确地模拟梁的承载力和变形。
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  考虑SSI效应的带地下室RC框架结构抗震性能研究

  钟岱辉, 宋潇然

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 8-15.

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  土-结构相互作用效应(Soil-Structure Interaction, SSI)是带地下室钢筋混凝土(Reinforced Concrete, RC)框架结构抗震性能分析的重要因素。基于模态和动力时程分析，通过有限元分析软件系统探究了地下室顶板嵌固、基础顶面嵌固和考虑SSI效应地下室周围土体嵌固等3种不同嵌固方式的RC框架结构抗震性能。结果表明：考虑SSI效应带地下室RC框架结构的自振周期明显延长，其中心柱剪力、各层加速度和层间位移角均有所减小；基础顶面嵌固模型未考虑SSI效应，其计算结果较为保守；SSI效应对带地下室RC框架结构会产生较大的减震影响。
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  加固后钢筋混凝土十字形柱斜向抗震性能研究

  刘春阳, 王乐超

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 16-26.

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  钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能是影响结构安全性能的重要因素。文章设计了3种新型约束补强方式加固的钢筋混凝土十字形柱试件，在验证有限元建模方法有效性的基础上模拟了斜向低周往复加载，通过分析试件的滞回曲线、骨架曲线、承载力和延性等抗震性能指标研究了试件的斜向抗震性能，并参考相关规范得出了新型约束补强方式十字形柱的压弯承载力计算公式。结果表明：钢筋网格局部加强使试件的斜向峰值位移提高了7.4%～19.4%;柱端嵌贴碳纤维布(Carbon Fiber Reinforced Polymer, CFRP)板条会使试件峰值承载力、延性系数分别提高了约29.2%～34.2%和7.5%～22.9%;柱端嵌贴CFRP板使试件斜向峰值承载力、延性系数分别提高了约99.9%～105.5%和17.4%～24.8%。3种加固方式均可改善钢筋混凝土十字形柱的斜向抗震性能，改善程度由大到小依次为柱端嵌贴CFRP板、柱端嵌贴CFRP板条和钢筋网格局部加强。
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  不同柱失效对T型钢连接子结构抗倒塌性能影响

  陈红, 谭英华, 郭玉旭, 席丰

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 27-37+79.

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  结构倒塌会引起严重的人员伤亡和巨大的财产损失，研究结构抗倒塌性能可为结构设计提供指导和参考依据。文章通过对不同柱失效梁柱子结构的有限元数值模拟，分析结构的破坏模式和抗力机制，研究跨度比对角柱失效工况下梁柱子结构抗倒塌性能的影响。结果表明：中柱失效前，其承担的荷载在失效后的小变形阶段将更多地通过与失效柱强轴方向相连的梁传递到边柱，而在失效后的大变形阶段强轴和弱轴方向传递荷载能力相差不大；边柱失效工况下，只在对称方向的梁内产生了悬链线机制；在角柱失效情形，子结构中的梁构件只经历了梁机制作用阶段。比较3种柱失效工况，其角柱失效最危险，其原因在于梁构件没有产生悬链线机制；在角柱失效工况下，随着跨度比的增加，梁柱子结构极限承载力逐渐减小。
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  基于GS-SVR的架空输电线路工程投资估算预测研究

  高妍方, 戴小建, 李利生

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 38-43.

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  传统的投资估算编制模式存在过度依赖定额的现象，随着大量工程造价数据的积累，利用其实现投资估算，以弥补传统定额计价模式的不足，能够对建设项目工程造价起到总体控制作用。文章以架空输电线路工程为例，基于支持向量回归机(Support Vector Regression, SVR)研究架空输电线路工程投资估算问题。结果表明：通过选取影响架空输电线路工程投资估算的主要指标，构建基于SVR的架空输电线路工程投资估算模型，并利用改进的网格搜索法(Grid Search, GS)优化模型参数，得到基于GS-SVR的投资估算预测模型；与传统的线性回归和SVR模型相比，GS-SVR模型表现出更为良好的性能。
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  浅圆仓不同运行方式对粮堆通风调温效果影响

  杨开敏, 杨泰, 田华, 王远成, 刘家琦, 李加斌

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 44-51.

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  浅圆仓在粮食储藏中有着广阔的应用前景，探究垂直通风与径向通风系统不同运行方式的通风降温效果，有助于为粮食的安全储存提供支持。文章以浅圆仓内粮堆(大豆)为研究对象，通过有限体积法，数值模拟了3种不同风道在正压上行通风和负压下行通风为期14 d的调温过程，获得了粮堆内部的气流和温度分布情况，并对比分析了通风降温速率、均匀性与能耗等。结果表明：各通风方式下均无通风死角，形式差异导致流向与涡团的位置差异；垂直风道正、负压方式下通风7 d后仓内无高温区域，其他两种风道出现高温区域，14 d时各种工况均无高温区域；只有径向风道的负压通风的降温速率与最终温度低于正压通风；径向风道的通风均匀性优于其他两种风道，正压通风的均匀性优于负压通风的；而正压通风的能耗普遍低于负压通风。
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  LBM晶格结构对纳米薄膜超快传热过程影响

  毛煜东, 刘守宇, 于明志, 陈彬剑, 张其龙

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 52-59+88.

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  超快激光加热技术在微纳米器件制造中发挥着重要作用，研究超快激光作用在靶体内部的超快传热过程对器件的热设计有着重要意义。文章基于格子玻尔兹曼方法研究了纳米薄膜的超快传热过程，围绕不同晶格结构对比分析了纳米薄膜内部的能量密度分布，探索了薄膜内部的声子输运特性。结果表明：纳米薄膜受到激光加热后，在应用D2Q9和D2Q5模型得到的结果中，薄膜内部能量均以“波状”形式传递且整体趋势相同，但D2Q9模型得到的数值要略低于D2Q5模型；通过对比应用D1Q3与D2Q9模型得到的结果，发现沿薄膜厚度方向上的能量密度差异较大，说明研究纳米薄膜内部超快传热过程时，不能忽略沿薄膜径向传递的能量。
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  微波-水蒸气法再生载亚甲基蓝废活性炭研究

  庄兆意, 王永民, 庞健, 苏红乡, 杨冬

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 60-64.

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  基于微波的加热特性和活性炭的吸波性，探索出可行、有效的活性炭再生方法，能增加失效活性炭的重复使用率，节约废水处置经济成本。文章采用微波联合水蒸气法进行再生实验，以亚甲基蓝吸附值作为指标评估再生效果，设立单因素实验和三因素三水平正交实验，研究微波功率、微波时间以及蒸气流量对生物炭再生的影响规律，并对原炭、废炭和再生后活性炭开展X射线衍射表征。结果表明：微波功率对再生效果影响最大，且微波功率和蒸气流量越大，再生效果越好，但微波时间不宜过长，在微波功率为800 W、微波时间为15 min和蒸气流量为5 mL/min条件下，再生活性炭的再生率约为75%;微波加热可使吸附质热解，并且水蒸气可清理炭孔，使活性炭恢复到原有的吸附活性，再生活性炭的效果较好，且成本低，可应用到实际工程中。
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  纤维素基粘结剂对型煤成型的影响研究

  马阳, 王晋君

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 65-71.

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  粘结剂成分及配比对型煤的成型过程、强度、成本控制等方面具有至关重要的作用。文章基于冷压成型工艺，改变无机粘结剂、复合纤维素基粘结剂、添加水量的配比，探究了这3种因素对颗粒强度的影响规律及机理。结果表明：影响成型的最关键因素是水分添加量，其次是粘结剂的种类及用量；复合纤维素基和无机成分混合后，增强了成型过程中的机械与物理化学结合力，显著增强了颗粒抗压强度；纤维素Ⅰ(8%)+纤维素Ⅱ(16%)+黄陶土(6%)+水分(20%)配比下的型煤冷、热强度分别达到1 320.16和132.97 N,其成型最为理想，可以指导工业化应用及理论发展。
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  水热同输管网水力工况分析

  邰传民, 田贯三, 雷文君

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 72-79.

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  目前基于余热利用的水热联供技术对我国北方沿海地区实现清洁供热和保障安全供水具有非常重要的意义，水热同输管网作为水热联供系统的重要组成部分，对系统的安全和经济运行具有显著影响。文章基于水热同输原理建立水热同输管网水力计算数学模型，并分析和研究其水力工况。结果表明：随着回流比降低，回水压线变得较为平缓，中继回水加压泵扬程降低；中继回水加压泵需变频或调速运行调节并使其与回流比相等，以适应回流比的变化；随着回流比降低，回水管富裕压头急剧增大，其输送能耗则快速降低。
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  液化天然气空温式气化器应用能耗分区

  任乐梅, 焦文玲, 田兴浩

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 80-88.

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  受地区气候差异的影响，液化天然气（Liquified Natural Gas, LNG）空温式气化器的气化效果存在明显地域差异。文章基于我国2010—2017年的气象数据，通过分析LNG空温式气化器应用中产生的辅热器能耗影响因素，采用相关分析和离散分析对关键气象影响因素进行降维，并基于能耗分析提出空温式气化器的应用能耗分区指标——辅热器度日数EDD（t_s）;采用协同克里金法对分区指标进行空间插值，结合K-均值聚类算法和分级区划方法将我国LNG空温式气化器应用能耗气候区划分为零能耗区、近零能耗区、低能耗区、中能耗区、高能耗区和超高能耗区等6类。在零能耗区，全年气温高于空气基准温度（19℃）,LNG空温式气化器连续运行8 h可保证天然气出口温度不低于标准规定值（5℃）;在其他气候区，LNG空温式气化器在运行周期内需串联辅热器才能保证天然气温度不低于5℃,且近零能耗区、低能耗区、中能耗区、高能耗区和超高能耗区的全年辅热器能耗依次增加。
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  电导探针向量信号处理的泡状流参数分析

  陈宪丙, 刘慎忍, 杨雨菲, 屈晓航, 王昆

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 89-94+121.

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  泡状流广泛存在于化工、石油、电力等工业场合，对其主要参数的测量不仅是工程设计的必须参考，也是进一步开发两相流理论模型的依据。文章提出并制作了小型四电极电导探针测量空气-水盖泡状流，可以获得局部含气率、界面面积浓度和气泡弦长，且通过已知或合理假设的界面运动方向可获得界面的指向和速度，并通过实验对比四电极电导探针和可视化两种测量方法。结果表明：两种方法具有良好的一致性，四电极电导探针简单、高效，可以准确地测量泡状流中相界面指向等参数，还能有效地解决多维两相流参数测量问题。
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  轮胎模具再制造过程碳排放建模分析研究

  赵彦华, 王熙欣

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 95-101.

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  轮胎模具再制造是实现“碳达峰、碳中和”目标的有效方式之一。文章基于生命周期评价理论，系统地分析轮胎模具再制造过程中的碳排放，建立了基于物料流、能量流、废弃物流的再制造过程碳排放量化模型，得出了生命周期各阶段的碳排放；选取轮胎模具再制造过程中的零件侧板，改造焊补、车修、铣修、刻字等工艺，计算改造过程的生命周期碳排放，针对碳排放占比较高的项目提出通过设备优化和改进加工工艺方案来降低碳排放。结果表明：采用生命周期理论能够高效地测算各阶段的设备、物料、废弃物的碳排放；侧板再制造过程中物料和能源的碳排放占比分别为75.3%和18.3%;改造工艺后，其碳排放分别下降了10.7%和6.1%,节能减碳效果显著。
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  光纤铅酸蓄电池安全在线监测技术研究

  赵燕杰, 牛昊, 李惠, 李文敬, 孙纯

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 102-107.

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  铅酸蓄电池的电解液变化对于电池安全运行状态至关重要，研究植入性传感技术有助于精确监控蓄电池内部电解液变化等过程，及时在线获得蓄电池的实时工作性能与状态，在蓄电池安全监测领域具有重要意义。文章提出并设计了一种基于全光纤法布里-珀罗(Fabry-Perot, FP)干涉仪的液体浓度传感器，其探头是由两段单模光纤和一段U形毛细石英玻璃管构成的开放式FP腔，可以使液体轻松进入空腔，不易形成气泡。该结构具有耐强酸强碱、侵入性低、体积小、抗电磁干扰和绝缘体特性等优势，可植入铅酸蓄电池内部，实现对电解液中的硫酸溶液浓度的实时在线监测。结果表明：在硫酸为0～30%的体积分数范围内，FP腔的有效腔长和硫酸溶液的体积分数具有良好的线性度，其拟合系数达0.995,硫酸溶液的体积分数测量值与真实值之间的最大偏移量<±1.05%。
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  脉冲占空比对316L增材件成形质量及性能的影响

  王静, 范剑超, 崔晓杰, 赵博, 霍玉双

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 108-114.

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  脉冲占空比对于成形件的质量有着重要的影响，合理设置这一参数可以提高产品的成形质量。文章通过改变脉冲占空比的大小，利用316L奥氏体不锈钢焊丝制备电弧增材成形件，检测了成形件的成形质量，观察了增材件的金相组织，测试了硬度、拉伸以及电化学腐蚀等性能，分析了脉冲占空比对成形质量及性能的影响规律。结果表明：脉冲占空比对试件硬度的影响不明显，而对试件的力学性能和腐蚀性能表现出较明显的差异。在占空比为50%的条件下，试件的抗拉强度和拉伸总应变的最大值分别为462 MPa、35.0%。在占空比为25%时，最小自腐蚀电流密度为2.956×10^-5A/cm²,耐蚀性最强；而占空比为50%时，试件的最大自腐蚀电流密度为3.853×10^-5 A/cm²,耐蚀性最差。
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  储煤筒仓内钢制螺旋溜槽脱落事故分析

  周学军, 门洪滔, 王振, 蔡雨桐, 田素恩

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 115-121.

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  螺旋溜槽是块煤仓防碎的重要手段，但在其应用过程中，事故的发生却屡见不鲜。针对某储煤筒仓内钢制螺旋溜槽脱落事故，在现场踏勘的基础上，通过检测、有限元分析和理论计算，分析了钢制螺旋溜槽脱落的原因。结果表明：荷载取值不当是造成此次事故的直接原因，而框架和溜槽结构选型和连接构造不合理是间接原因。溜槽支架宜采用多边形框架结构，也可加设框架间支撑体系；其结构宜选用底板宽度较小的U形或L形；计算时，应取溜槽底板投影一个螺距范围内的全部贮料重力且应考虑放料时的动压；螺旋溜槽计算模型应按空间螺旋曲梁计算，并充分考虑扭矩的影响。
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  基于组合权重的混凝土梁火灾后的安全评估

  张玉稳, 刘才玮, 张鑫迪

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 122-127.

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  对火灾后建(构)筑物进行安全风险评估提供系统的评价体系，可为后期加固方案的制定提供参考依据。文章从混凝土梁的材料参数、作用参数和几何参数等方面选取混凝土强度、混凝土表面颜色、最高温度、受火时间、混凝土裂缝和混凝土脱落6个评价指标，基于组合权重及模糊理论建立了火灾后混凝土梁安全风险评价模型，应用于火灾后某厂房的安全风险评价，并对比分析了规范评价结果。结果表明：运用所建模型评定的损伤等级与规范评定的损伤等级吻合度较高，验证了所建立评价体系的准确性和合理性。
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  基于多元智能理论的儿童教育空间设计——以万科·药山西幼儿园为例

  王光银

  山东建筑大学学报. 2024, 39(02): 128-134.

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  幼儿园是儿童早期教育的重要环境载体，基于多元智能理论的儿童教育空间设计可为幼儿园室内设计提供有益借鉴。文章以万科·药山西幼儿园为研究对象，以多元智能理论为指导，分析了儿童教育空间的研究现状，结合学龄前儿童的行为心理特征，遵循“以儿童为中心”的原则，从满足游戏需求、调节空间配置、杜绝零风险环境等方面构建幼儿园空间设计策略，通过对建筑内部空间的规划调配，利用色彩、材料、造型等设计元素重塑室内空间，将项目设计为趣味性、独特性、丰富性的空间布局，满足幼儿对空间环境的需求，构建符合学龄前儿童行为心理需求的多层次教育空间。