《工业建筑》年第期|工程诊治与运维特刊——工程结构检测与诊断混凝土监测

基于钢筋锈蚀的混凝土结构耐久性评定

罗大明 1,2   牛荻涛 1,2

1. 西安建筑科技大学西部绿色建筑国家重点实验室

2. 西安建筑科技大学土木工程学院

摘要:侵蚀性环境中的混凝土结构常因钢筋锈蚀导致其耐久性劣化而提前退役 ,对混凝土结构耐久性态进行诊断 ,准确预测其剩余使用年限 ,科学评估其服役能力是结构后续安全耐久运维的基础。研究从结构全寿命周期性能劣化过程出发 ,充分考虑了结构服役环境的复杂性以及钢筋锈蚀对结构性能的影响 ,提出了基于钢筋锈蚀的混凝土结构耐久性极限状态 ,根据实际工程结构钢筋锈蚀的概率分析结果 ,明确了混凝土结构耐久性分级标准 ,给出了基于钢筋锈蚀的混凝土结构耐久性评定标准 ,实现了以钢筋锈蚀进程为依据的混凝土结构耐久性科学评定。研究可为一般大气环境、氯盐环境中以钢筋锈蚀为主要劣化形式的混凝土结构提供耐久性评定依据 ,并对结构后期维护与性能提升具有较好的指导意义。

关键词:混凝土结构; 钢筋锈蚀; 混凝土中性化; 氯盐腐蚀; 性能劣化; 耐久性评定

第一作者:

罗大明,男,1986 年出生,博士,副教授,硕士生导师。

电子信箱:

dmluo@ xauat. edu. cn

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既有玻璃幕墙检测技术的研究进展

简洪树 1 金楠 1,2,3 伍永靖邦 1,2,3 张维 1,2,3 范存君 1,2,3 施钟淇 1,2,3 刘玉珂 1

1. 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司

2. 城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室

3. 城市安全发展科技研究院(深圳)

摘要:玻璃幕墙在我国大型和高层建筑中得到广泛应用的同时 ,安全问题也日益突出。本文主要从近年来事故案例出发 ,分析了导致既有玻璃幕墙坠落的主要安全隐患类型及原因 ,提出了当前幕墙安全检测技术应用所面临的挑战 ,并对国内外关于玻璃幕墙安全检测新技术、新方法的研究作了归纳总结 ,为既有玻璃幕墙安全检测技术的发展提供参考和建议。

关键词:玻璃幕墙; 事故分析; 检测技术; 图像处理; 振动分析

第一作者:

简洪树,男,1995 年出生,硕士。

通信作者:

金楠,女,1990 年出生,博士,jianhs@ szsti. org。

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核电厂海工构筑物氯盐腐蚀耐久性监测研究综述

谷慧 1 荣华 1 李吉娃 1 范兴朗 1 姚继涛 2 程正杰 2

1. 中冶建筑研究总院有限公司

2. 西安建筑科技大学

摘要:核电厂海工构筑物耐久性劣化会削弱结构强度 ,导致混凝土开裂、分层和剥落 ,对结构的安全性和耐久性造成不良影响。现存核电厂在原设计、建造、运营中对混凝土防腐的重要性和必要性考虑严重不足 ,防腐措施控制不够严格,氯盐腐蚀问题突出。若能在结构中预埋或后装可靠的监测传感器 ,实时监测和分析结构损伤数据 ,实现提前预警和寿命预测 ,对保证核电厂老化管理和延寿期间的正常运行具有重要意义。通过对核电厂海工构筑物典型耐久性问题的概述 ,及对海工构筑物最严重的氯盐腐蚀可采用的耐久性监测方法的综述 ,以期准确把握核电厂海工构筑物耐久性问题和监测的研究现状 ,为预警诊治提供参考。

关键词:核电厂; 海工构筑物; 氯盐腐蚀; 耐久性监测

第一作者:

谷慧,女,1990 年出生,博士,工程师。

电子信箱:

guhui@ cribc. com

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逯鹏 1,4 赵天淞 2 王剑 2 赵磊 3 常好诵 1,4 郑云 1,4

1. 中冶检测认证有限公司

2. 天津城建大学

3. 96854 部队

4. 中冶建筑研究总院有限公司

第一作者:

逯鹏,男,1985 年出生,博士,高级工程师。

通信作者:

王剑,男,1981 年出生,博士,副教授,avonlea@ 163. com。

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基于层次分析法-隶属度理论的混凝土框架结构安全性模糊综合评价方法

林拥军 肖恬煦 张曾鹏 谢远昂

西南交通大学土木工程学院

摘要:现有规范、标准采用定性定量相结合的方法对混凝土框架结构的安全性进行评价 ,难以判定同 安全等级结构的相对安全性。根据混凝土框架结构的受力特点 ,建立安全性评价层次模型,结合已有结构设 计、检测、鉴定方面的规范标准 ,构建构件检查项目安全等级评价指标体系 ,基于隶属度函数理论建立检查项 目综合评判矩阵 ,提出混凝土框架结构安全性三级模糊综合评价方法 ,设计主体结构安全性按现行鉴定标准 评定为 A、B、C 和 D 级的工程算例 ,将分别采用本文方法、最大隶属度法和等级加权平均法进行结构安全性评 价 ,并进行对比分析。研究结果表明:基于层次分析法(AHP) 所建立的结构安全评价模型 ,能反映混凝土框 架结构受力特点;采用德尔菲法确定因素重要程度模糊集 ,充分发挥专家集体智慧在评判中作用 ,能较好体 现赋权公平性;以 AHP 层次模型、因素重要程度模糊集和构件检查项目综合评判矩阵为基础的模糊综合评价方法 ,可以量化评估混凝土框架结构安全性 ,与现行规范安全等级评定结果的吻合程度最高 ,构件层、子单元 层和鉴定单元层的平均一致率分别为 71.9%、91.7%和 100%。

关键词:混凝土; 框架结构; 安全评价; 层次分析法; 隶属度函数; 模糊规则

第一作者:

林拥军,男,1974 年出生,博士,副教授。

电子信箱:

scsmith@ 126. com

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基于遗传算法的预应力损失时限预测分析

刘涵婧 1 赵东拂 1,2,3,4 杨昕光 5

1. 北京建筑大学土木与交通工程学院

2. 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室

3. 工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心

4. 北京建筑大学北京节能减排与城乡可持续发展省部共建协同创新中心

5. 中冶建筑研究总院有限公司

摘要:混凝土的收缩、徐变和预应力筋的松弛,会引起预应力损失 ,进而影响预应力混凝土结构的长期使用性能。按现有技术标准得到的预应力长期损失计算值与实际测量值有较大差别 ,故提出一种基于多种群遗传算法对预应力长期损失进行参数反演和预测的方法。采用该方法对影响 JTG 3362—2018《 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》和 ACI 209—1992《混凝土结构中徐变、收缩和温度效应的预测》 中对预应力长期损失计算结果的参数敏感性进行分析 ,并利用多种群遗传算法对敏感参数进行了反演 ,得到了与预应力长期损失实测值较为吻合的损失曲线,同时验证了该方法的可行性和准确性 ,并预测出张拉 30 a 后 ,采用 JTG 3362—2018 和 ACI 209—1992 计算的预应力长期损失分别为 9.5%和 9.2%。

关键词:预应力长期损失; 多种群遗传算法; 参数反演; 预测分析

第一作者:

刘涵婧,女,1997 年出生,硕士研究生,Liu_hanjing@ 163. com。

通信作者:

杨昕光,男,1983 年出生,博士(后) ,高级工程师,yyfreshman@ 163. com。

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基于计算机视觉的复杂隔震结构支座变形监测及分析

杜永峰 1,2 李向雄 1 张超 1 李超 3 麦麦提明·图尔迪麦麦提 3 马振和 3

1. 兰州理工大学防震减灾研究所

2. 兰州理工大学土木工程减震隔震技术研发甘肃省 国际科技合作基地

3. 中国建筑第八工程局有限公司西北公司

摘要:对于超长复杂隔震结构体系,隔震支座在施工阶段易发生较大的侧向位移现象,实时、准确地监测隔震支座变形情况是指导施工进度和评判结构实际受力的有效依据。传统的接触式位移测量方法受维度、精度、操作和安装繁琐等限制,而采用基于计算机视觉的非接触测量方法可有效克服传统方法的不足。基于计算机视觉技术,提出一种位移监测系统,以网络摄像头为采集设备,采用基于颜色匹配技术,实现目标位移测量。该系统在西部某大型航站楼进行了应用,用于结构隔震支座位移的监测,同时对隔震支座的变形和温度的监测数据进行分析。结果表明,基于计算机视觉的监测系统能够精确测量隔震支座变形,可作为一个自动、经济的智能系统对结构长期服务。最后,给出在温度变化下超长隔震结构隔震支座的变形规律。

关键词:计算机视觉; 超长隔震结构; 结构健康监测; 连续自适应均值漂移算法; 隔震支座变形

第一作者:

杜永峰,男,1962 年出生,博士,教授。

通信作者:

李向雄,xiangxiong_li@ 163. com。

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基于计算机视觉的往复荷载作用下钢筋混凝土柱裂缝监测

宋成浩 陈书成 胡晓斌 袁焕鑫

武汉大学土木建筑工程学院

第一作者:

宋成浩,男,1999 年出生,硕士研究生,songchenghao@ whu. edu. cn。

通信作者:

胡晓斌,男,1979 年出生, 教授, 博士生导师,newhxb @ 126. com。

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网架结构拆除倒塌数值模拟研究

陈振明 1,2 梁安锐 2 李纪元 2 张惊宙 3 冯然 2 黄世涛 1 江磊 1

1. 中建钢构工程有限公司

2. 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院

3. 广州大学土木工程学院

摘要:采用数值模拟 ABAQUS 隐式动力分析的方法对三种常见的平面桁架系网架:正交正放、正交斜放、三向网架和四种角锥系网架:单向折线形、正放四角锥、斜放四角锥和三角锥网架进行拆除倒塌研究。通过将平面桁架倒塌试验和深圳体育馆屋盖网架的实际拆除倒塌情况与数值模拟结果进行对比 ,验证了数值模拟的准确性。并 采用杆件的敏感性分析方法计算结构杆件的重要性系数 ,确定了不同类型网架拆除中的重要杆件 ,并制定相应的拆 除方案。网架拆除倒塌的研究表明 ,在拆除网架结构柱端既定的杆件群后 ,其剩余柱端杆件压应力增大 ,并发生受 压失稳屈曲是导致网架发生竖向大变形的主要原因;网架向下倒塌至柱顶下侧时 ,柱 端杆件转为受拉,并通过悬链线效应来传递竖向荷载 ,最终发生的强度破坏是导致网架发生整体倒塌的主要原因。

关键词:网架拆除倒塌模拟; 杆件敏感性分析; 屋盖网架; 平面桁架系网架; 角锥系网架

第一作者:

陈振明,男, 1975 年出生,博士,研究生, 教授级高级工 程师。

通信作者:

冯然,fengran@ hit. edu. cn。

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朱岩 1 蒋青桔 2

1. 陕西建工控股集团有限公司,陕西华山路桥集团有限公司

2. 重庆业典园林工程有限公司

第一作者:

朱岩,女,1989 年出生,硕士,工程师。

通信作者:

蒋青桔,jiangqing1991@ sina. com。

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李红义 邵伟伟 朱占龙 杨伟俊

中铁西北科学研究院有限公司

关键词:小波包能量曲率差; 框架结构; 虚拟脉冲响应函数; 损伤定量

第一作者:

李红义,男,1994 年出生,硕士,中级工程师。

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基于有限元模型修正的预应力混凝土安全壳结构性能评估

李忠诚 1 周艳兵 2,3 蓝天云 1 董占发 1 熊猛 1

1. 深圳中广核工程设计有限公司

2. 深圳市城市公共安全技术研究院有限公司

3. 城市安全风险监测预警应急管理部重点实验室

摘要:核电厂安全壳是保障核电机组安全运行的重要实体屏障 ,打压试验是验证安全壳结构强度和密 封性的重要手段 ,在核电厂建造完成投入使用前 ,通过打压试验来验证安全壳建造质量和结构性能是否满足 设计要求。由于预应力安全壳结构复杂 ,准确地计算预测安全壳在打压试验下的结构响应较为困难。以某 三代核电厂预应力混凝土安全壳为研究对象 ,基于 ANSYS 建立了安全壳精细化三维有限元模型 ,在安全壳预 应力张拉和打压试验期间持续监测结构整体变形和应变 ,并通过预应力钢束分批次张拉期间混凝土应变实 测值和计算值的吻合分析,开展有限元模型初始修正。基于修正后的有限元模型 ,在打压试验前计算预测安 全壳在试验压力下的结构变形。打压试验期间的监测实测数据表明:通过上述有限元模型修正方法 ,可以较 为准确地计算预测安全壳在试验压力下的结构性能。

关键词:有限元模型修正; 安全壳; 预应力混凝土; 结构监测; 打压试验

第一作者:

李忠诚,男,1971 年出生,博士,研究员级高级工程师。

通信作者:

周艳兵,zybtju@ 126. com。

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光纤光栅自感知锚索在某体育场基坑支护工程中的应用

区彤 1 兰春光 2 白石 3 丘友威 1 刘雪兵 1

1. 广东省建筑设计研究院有限公司

2. 北京市建筑工程研究院有限公司

3. 智性纤维复合加固南通有限公司

摘要:在处于淤泥地质环境下的某体育场“双排桩+锚索”的基坑支护工程中,运用自感知锚索开展了试验性的监测应用。监测结果表明,光纤光栅自感知锚索能高效地监测每一时刻锚索的索力,精确获取了预应力张拉施工过程中的索力变化。此外,自感知锚索的监测范围为锚索全长,根据各测点的索力增长曲线可推断出锚索相应部位与岩土体的锚固效果;长期监测的结果表明,自感知锚索对支护结构的位移变形等变化能精确地同步响应,为锚索工程质量和安全提供可靠的数据支撑。

关键词:光纤光栅自感知锚索; 现场监测; 基坑支护; 应力监测

第一作者:

区彤,男,1968 年出生,正高级工程师,国家一级注册结构工程师。

电子信箱:

kogends@ 163. com

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超长环形体育场混凝土结构施工期抗裂性能数值分析

高鹏 1 葛昌文 1 刘毛方 2 孟磊 2 尹宗成 3 王志强 3 甘正永 3 杨璇 3 朱杰 3

1. 合肥工业大学土木与水利学院

2. 安徽金田建筑设计咨询有限公司

3. 安徽水利开发有限公司

摘要:超长混凝土结构在温度变化和材料收缩过程中会产生内力和变形,容易使结构水平构件超过混凝土受拉强度而开裂。针对某周长约为 670 m 环形超长体育场混凝土结构,研究在施工过程中采用不同措施对主体结构的抗裂效果。使用有限元软件对体育场一层混凝土结构进行三维建模,通过“ 生死单元” 实现结构施工过程,通过子程序定义主体结构的混凝土收缩、后浇带混凝土的膨胀和时变弹模。模拟结果表明当按照环形结构在东西两侧由北向南依次施工并合龙的施工组织顺序,早期浇筑的结构北部两侧转角处混凝土板由于温度降低和收缩原因产生的应力水平最高;而使用膨胀后浇带混凝土能有效补偿拉应力和控制裂缝产生。在环境温度低的时期,调整结构合龙时间能大幅降低温度对结构的影响;合理安排后浇带跳仓施工顺序,也能避免板应力沿结构长度的累积。

合肥工业大学科技合作项目(W2020JSFW0260,W2021JSFW0851) 。

第一作者:

高鹏,男,1978 年出生,博士,副教授,硕士生导师。

电子信箱:

penggao@ hfut. edu. cn

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混凝土框架结构拆除改造施工模拟及监测研究

王超 唐冬玥 黄建锋 李建刚

上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验室

摘要:某混凝土框架结构建筑因功能更新进行改造,为满足大空间要求,需进行大范围的柱、梁和板的拆除,具有较高的安全风险。通过有限元分析模拟拆改过程中结构的状态变化,优化改造和监测方案,并在改造施工期间通过自动化监测和人工巡检相结合的方式,对结构的倾斜、沉降、挠曲、损伤等情况进行了全程监测。结果表明:实测值与施工模拟分析结果吻合良好,监测期间未出现报警情况,未发现明显结构损伤,施工模拟与监测相结合可有效降低结构在改造期间的安全风险。

关键词:拆除; 改造; 施工模拟分析; 自动化监测; 巡检

第一作者:

王超,男,1987 年出生,博士,高级工程师。

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预制框架桥顶推施工智能监测与分析

张明亮 1,2 辛亚兵 1,3 胡涛 3 陈浩 1

1. 湖南建工集团有限公司

2. 湖南省建筑施工技术研究所

3. 湖南建工交通建设有限公司

摘要:为实现预制框架桥顶推施工监测智能化,以湖南省常德市善卷路下穿常张高速公路框架桥顶推施工为工程背景,建立基于北斗定位技术的预制框架桥顶推施工智能监测系统,对顶推施工中预制框架桥位移和既有路面沉降进行了监测,并对监测数据进行分析。研究表明:基于北斗定位技术的预制框架桥顶推智能监测系统实现了数据的实时监测,通过系统程序自动分析处理发现,其分析和反馈速度大幅提升,效率更高。

关键词:预制框架桥; 顶推; 北斗定位; 智能化; 施工监测

第一作者:

张明亮,男,1983 年出生,博士,教授级高级工程师,一级建造师。

通信作者:

辛亚兵, 男, 1980 年出生, 博士(后), 高级工程师,xinyabing@ sohu. com。

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基于大数据分析技术的上海近代砖木结构房屋质量劣化评定

白雪 蒋利学 许清风 郑士举

上海市建筑科学研究院有限公司上海市工程结构安全重点实验

摘要:上海近代砖木结构房屋质量劣化程度受到多种因素影响 ,涉及数据量较大 ,考虑到各指标均为 有序分类变量且之间存在着相关关系 ,应用大数据分析技术中的主成分分析法和复相关系数赋权法 ,对上海 近代砖木结构房屋质量劣化进行定量评定 ,以提升评定结果的准确性。首先选取材料强度和构件损伤作为 房屋质量劣化评定指标 ,以此为基础采用主成分分析法和复相关系数赋权法分析评价指标数据 ,获取最终评 价结果 ,即可实现上海近代砖木结构房屋质量劣化评定。工程算例评定结果表明:主成分分析法和复相关系 数赋权法评定数值较为相近 ,且两者与实际鉴定结果一致 ,证实了 2 种方法的可行性。

第一作者:

白雪,女,1989 年出生,博士,高级工程师。

通信作者:

许清风,xuqingfeng73@ 163. com。

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期刊导读 | 《工业建筑》2022年第10期——工程诊治与运维特刊

THE END
0.陈彬科[2]一种跨活断层隧道抗震抗错断初支支护结构,张志强,陈彬科,洪闰林等,专利号:CN212027818U, 2020.11.27.(已授权,除导师外第一)。 [3]层状岩体环向应变多点测试装置,张志强,蒋辉,梅志远,陈彬科等,专利号:CN212432783U, 2021.1.29.(已授权,除导师外第三)。 联系方式 邮箱:603689388@qq.comjvzq<84ekxom0lvlvw4ff~3ep1oohx4342:03:<550nuo
1.北京交通大学教师名录1997.9-2000.4硕士西安建筑科技大学专业 结构工程 2000.9-2003.5博士西安建筑科技大学专业结构工程 2003.7-2005.6博士后北京交通大学开展新型结构设计理论研究 工作经历 2005.8~2006.9北京交通大学任讲师 2007.4~2007.11荷兰Deflt理工大学访问学者 2006.9~今北京交通大学任副教授 jvzquC41hcivn}~0dlzv0niw0et09A:31
2.哈尔滨工业大学土木工程学院导师介绍:郑文忠►个人简介姓名:郑文忠学历:博士职称:教授研究方向预应力结构结构抗火与抗震工程结构加固改造与功能提升在役工程及震损工程抗震加固►教育 ►个人简介 姓名:郑文忠 学历:博士 职称:教授 研究方向 预应力结构 结构抗火与抗震 工程结构加固改造与功能提升 jvzquC41{|4lcx~cp0ipo8mkv1jbq|mk17;d5
3.北京交通大学教师名录北京交大创新科技中心:动车组车下设备吊挂结构抗列车撞击性能可靠性研究 北京交大创新科技中心:CRH380AL-6136列长期跟踪试验,2013-03-01--2015-06-30,412.0万元,主持 北京交通大学:铁路货车载荷谱试验研究-II,2011-01-01--2013-12-31,72.1万元,主持 jvzquC41hcivn}~0dlzv0niw0et07A671