《工业建筑》

2022.10

52卷

第597期

工程结构检测与诊断

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

DOI: 10.13204/j.gyjzG22082202

国家自然科学基金项目(52278217) ;陕西省教育厅青年创新团队建设科研计划项目(21JP059) 。

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

DOI:10.13204/j.gyjzG22072513

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

DOI：10.13204/j.gyjzG22061712

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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基于计算机视觉的钢结构表面损伤识别与健康监测综述

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

摘要：由于钢结构材料特性及日常管理不足等原因，其表面损伤情况时有发生。随着数字信息技术的发展，计算机视觉技术已经成为钢结构损伤识别与健康监测的重要手段。本文介绍了计算机视觉技术在钢结构损伤与健康监测方面的相关研究进展，围绕钢结构表面锈蚀损伤、焊缝损伤、螺栓连接损伤的识别技术及钢结构健康监测技术展开讨论，并展望了基于计算机视觉的钢结构损伤识别与健康监测技术的发展方向。

关键词：钢结构损伤; 损伤识别; 计算机视觉; 健康监测; 搭载平台

DOI:10.13204/j. gyjzG22071401

国家自然科学基金面上项目(52078508) 。

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

DOI: 10.13204/j.gyjzG22041612

国家自然科学基金项目(51778532) 。

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

DOI:10.13204/j.gyjzG22060906

北京建筑大学研究生创新项目(PG2022041) 。

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

摘要：通过对图像拼接得到大范围裂缝图像,采用阈值分割算法进行裂缝识别，从而建立起基于计算机视觉的混凝土构件表面大范围裂缝识别流程。在此基础上，对往复荷载作用下的钢筋混凝土柱进行裂缝监测，研究加载过程中混凝土柱表面裂缝开展情况。结果表明：采用图像拼接，可以利用消费级手机分区获取裂缝图像，进而识别混凝土构件表面大范围的裂缝；所建立的裂缝识别流程能较好地识别混凝土柱上大范围表面裂缝，裂缝宽度、长度和倾角识别精度较高；随着位移幅值的增加，混凝土柱表面裂缝长度、宽度和面积增加，倾角减小，损伤随之增加。

关键词：计算机视觉; 裂缝识别; 图像拼接; 往复荷载; 裂缝监测

DOI: 10.13204/j.gyjzG22070112

国家自然科学基金项目(51578429) 。

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

DOI: 10.13204/j.gyjzG22042522

中建股份科技研发计划项目(CSCEC-2020-Z-24) ;国家自然科学基金面上项目(52178131) ;深圳市高等院校稳定支持计划面上项目(GXWD20201230155427003-20200804174353001) 。

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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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

DOI: 10.13204/j.gyjzG22070417

国家自然科学基金项目(52192663) 。

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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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。

关键词：大数据分析技术; 近代砖木结构; 主成分分析法; 复相关系数赋权法; 劣化评定

DOI:10.13204/j.gyjzG22041104

上海市科学技术委员会科研项目(19DZ1202400) ;上海市住房和城乡建设管理委员会科研项目(沪建科 2021-002-040) 。

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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结构病害治理与性能提升

膨胀剂和高吸水树脂组合对混凝土收缩的影响

李威1 韩宇栋1 岳清瑞2 丁小平1 孟兮1 党玉栋3

1. 中冶建筑研究总院有限公司

2. 北京科技大学, 城镇化与城市安全研究院

3. 云南省建筑科学研究院有限公司

摘要：为调控混凝土早期收缩开裂，探究膨胀剂和高吸水树脂内养护剂组合对混凝土早期收缩的调控规律及对力学强度的影响，本研究以膨胀剂和内养护水均占胶凝材料总质量的 0、3%、6%、9% 组合掺入的混凝土作为对象，测试了早期自由变形、抗压和劈裂抗拉强度以及干燥失水率。结果表明:随着膨胀剂和内养护水组合掺量的增加，前 3 d 龄期内的混凝土自由变形曲线由“W” 型逐渐向“L” 型演变，混凝土 28 d 内自收缩和干燥收缩均被调控下降，直至掺量 9%组密封养护下产生 1 310× 10- 6 的明显膨胀；但各组的净干燥收缩仍不能根除，同时 28 d 龄期的力学强度逐渐降低。混凝土 3 ~ 28 d 内净干燥收缩和干燥失水率基本呈线性相关。基于试验结果，确定 6%组合掺量在本研究中相对较优。

关键词：混凝土; 收缩; 膨胀剂; 内养护; 高吸水树脂; 组合调控

DOI:10.13204/j.gyjzG22071808

国家自然科学基金项目(52178263) ; 北京市科技新星计划(Z201100006820024) ; 中冶建筑研究总院有限公司重大课题(YCK2017Ky01) 。

第一作者：

李威,男,1997 年出生,硕士。

通信作者：

韩宇栋,博士,高级工程师,hanyudong@ cribc. com。

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外套钢管加固的钢管混凝土柱轴压力学性能研究

李孝忠 张素梅

哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院

摘要：既有圆和方钢管混凝土柱性能不足时，采用外套钢管可简单高效地对其进行加固。利用 ABAQUS 分别建立外套钢管加固的圆和方钢管混凝土柱有限元模型并与试验进行验证，分析端部长度、夹层材料厚度和强度、钢管径厚比和屈服强度以及核心混凝土强度等因素对外套钢管加固的钢管混凝土柱轴压性能的影响。结果表明：直径不小于 300 mm 的钢管混凝土加固后，其端部长度不超过 60 mm 时无需采取端部加强措施；较小的夹层材料厚度和较高的夹层材料强度有利于保证外套钢管加固效果；较小的外套钢管径厚比、较大的内层钢管径厚比和较低的核心混凝土强度均可以提升外套钢管的加固效果。基于叠加法，分别提出外套钢管加固的圆和方钢管混凝土柱轴压承载力计算方法，其预测结果与有限元及试验结果吻合良好。

关键词：圆钢管混凝土柱; 方钢管混凝土柱; 外套钢管; 加固; 轴压性能

DOI: 10.13204/j.gyjzG22072710

国家自然科学基金面上项目(51878219) ;深圳市高层次人才启动项目。

第一作者：

李孝忠,男,1995 年出生,博士研究生。

通信作者：

张素梅,女,1963 年出生,博士,教授,smzhang@ hit. edu. cn。

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基于 Nernst-Plank 方程的氯盐环境内养护混凝土寿命预测

罗大明1,2 李凡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：沿海、盐湖及除冰盐地区混凝土结构受氯离子侵蚀严重，已造成巨大经济损失。传统基于 Fick 第二定律的氯离子传输模型考虑因素单一，难以反映实际工程中氯离子的传输行为。以 Nernst-Plank 方程为代表的离子传输模型考虑了多种因素协同作用，但因公式复杂不便求解，限制了其在工程中的应用。研究以 Nernst-Plank 方程为基础，分析了水泥基材料在侵蚀环境中的多离子传输模型，开展了氯离子非稳态电迁移试验和混凝土水分传输试验，并考虑混凝土拌和物组成、胶凝材料物理化学特性和结构服役环境特征等，采用 STADIUM® 软件对普通混凝土和内养护混凝土中氯离子传输过程进行模拟。结果表明:内养护作用可以提高混凝土的抗离子侵蚀能力，延长混凝土结构的服役寿命，但后期改善程度有限；STADIUM®软件可以较好地模拟氯离子在混凝土中的传输行为，为混凝土结构的寿命预测提供了一种更为便捷的方法。

关键词：Nernst-Plank 方程; 内养护; 氯盐侵蚀; 传输模型; 寿命预测

DOI: 10.13204/j.gyjzG22073005

国家自然科学基金项目(51808438) ;陕西省教育厅青年创新团队建设科研计划项目(21JP059) 。

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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波形钢板加强的钢管混凝土组合剪力墙抗震性能分析

张良1 吴边2 张凤亮2 刘洋1

1. 中铁五局集团建筑工程有限责任公司

2. 哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院

摘要：波形钢板加强的钢管混凝土组合剪力墙是一种新型的结构抗侧体系，由于采用了“承重抗侧分离”的设计，材料性能发挥充分，组合效应明显，可用于加强钢管混凝土结构的抗侧刚度，提升其抗震性能。为研究该种组合剪力墙的抗震性能，首先对照试验现象，标定有限元数值模拟参数;然后基于 3 组共 12 片试件的有限元模拟计算结果，分析了组合剪力墙在多级水平往复荷载作用下的弹塑性受力及变形发展规律、破坏模式、滞回特征、耗能能力等抗震性能参数;最后研究了不同轴压比、剪跨比、波形钢板厚度对组合剪力墙抗震性能的影响。研究结果表明：组合剪力墙的抗侧力学行为具有明显的两阶段特征，其滞回曲线饱满，强度退化慢，耗能能力好，极限位移角及位移延性均很高；提高轴压比有利于提高极限承载力，但会导致第二阶段承载力的快速下降；剪跨比主要影响组合剪力墙的破坏模式；波形钢板相对高厚比的合理取值范围应在 500~ 800 之间。

关键词：组合剪力墙; 抗震性能; 波形钢板; 钢板剪力墙; 有限元

DOI: 10.13204/j.gyjzG22071409

贵州省科技支撑项目(黔科合支撑[2021]一般 357)

第一作者：

张良,男,1985 年出生,高级工程师。

通信作者：

吴边,781824634@ qq. com。

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基于可靠度的简支梁体外预应力加固设计与优化方法

马士宾 刘月钊 汲港升 徐梓菲 刘子龙

河北工业大学 土木与交通学院

摘要：为了更加科学合理地进行体外预应力加固 RC 简支 T 梁设计优化，充分考虑了体外预应力布筋过程中几何设计值的不确定性和变异性，提出了一种基于目标可靠度的体外预应力加固设计优化方法。利用有限元分析软件，基于六西格玛理论实现体外预应力加固后梁体结构可靠度的计算，采用响应面法分析各随机设计变量(钢束等效直径、钢束夹角、钢束圆角半径、钢束折线长度、钢绞线抗拉强度设计值) 对体外预应力加固后简支 T 梁可靠度的影响规律。结果表明:体外预应力加固后，简支 T 梁的可靠性对体外预应力钢束等效直径的敏感程度最高。考虑在役混凝土桥梁一级安全等级目标可靠指标，给出了体外预应加固各随机变量的设计建议值，并以现场加固桥梁工程为例验证，通过 2 次成桥静载试验，发现跨中挠度及应变都得到了较好的控制，最小校验系数分别为 0.72 和 0.73。

关键词：简支 T 梁; 桥梁加固; 体外预应力; 目标可靠度; 设计优化

DOI: 10.13204/j.gyjzG22052104

国家自然科学基金项目(51978236) ;天津市交通运输科技发展项目(2022-01) 。

第一作者：

马士宾,男,1973 年出生,博士,教授。

通信作者:

刘月钊,liuyuezhaozhao@ 163. com。

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带缺陷 H 型钢栓焊拼接节点承载力评估及受限作用下加固技术研究

吴晨煊1 幸坤涛2 李胜林1 冯绍攀2

1. 中国矿业大学(北京)

2. 中冶检测认证有限公司

摘要：H 型钢栓焊拼接节点具有优良的拼装性能，广泛应用于钢结构建筑。但在施工过程中，这种节点常有错边、气孔、夹渣等焊接缺陷，不满足验收规范的要求，也严重影响结构安全。为保证结构安全使用，有必要研究带缺陷 H 型钢栓焊拼接节点承载力的精确评估方法及受限空间内的加固技术。根据焊缝缺陷程度进行定量分级，提出一种利用缺陷焊缝的有效部分、螺栓摩擦力和缺陷焊缝的抗压能力进行节点剩余承载力精确评估的方法;对 5 种常用梁型、带不同程度焊缝缺陷的节点进行评估，给出了各节点承载力评估结果。基于评估结果，提出了受限空间内将 H 型变为 III 型截面的 H 型栓焊拼接节点抗弯加固方法。

关键词：H 型钢栓焊拼接节点; 焊缝缺陷; 剩余承载力评估; 节点加固

DOI:10.13204/j.gyjzG22050206

第一作者：

吴晨煊,女,1998 年出生,硕士。

通信作者：

冯绍攀,463821140@ qq. com。

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安全运维与高效运维

基于 BIM 的工程管理信息技术研究展望

胡振中 刘毅 林超

清华大学深圳国际研究生院

摘要：随着社会信息化进程的不断加快，信息技术逐渐成为建筑从业人员提升工程管理质量的重要手段，BIM 作为建筑领域数字化发展的关键组成部分被广泛应用于工程管理之中，如何在已有理论和应用的基础上进一步发展工程管理信息技术成为研究者关注的焦点。分别从工程数据的组织与处理以及挖掘与分析这两个方面对 BIM 相关研究进行总结与归纳，包括 IFC 标准、多尺度信息模型、模型轻量化技术，以及工程领域数据挖掘的关键步骤与典型方法。在此基础上，对 BIM 与工程信息技术面临的瓶颈问题进行分析，并指出和探讨了三个未来主要的发展方向：工程领域数字孪生、城市信息模型、工程领域知识图谱，为进一步的研究与技术应用提供参考。

关键词：BIM; 工程管理; 信息技术; 数字孪生; CIM; 知识图谱

DOI: 10.13204/j.gyjzG22073009

国家重点研发计划 (2018YFD1100900) ; 国家自然科学基金(51778336) 。

第一作者：

胡振中,男,1983 年出生,博士,副教授,博士生导师。

电子信箱：

hu. zhenzhong@ sz. tsinghua. edu. cn

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基于数字孪生的建筑运维系统数据融合研究和应用

杨昊 余芳强 高尚 许璟琳

上海建工四建集团有限公司

摘要：在建筑运维系统的数据映射到建筑数字孪生体的过程中，面临着数据离散、多源异构、查询时效性差等问题。为解决上述问题，在建筑运维数据的准备、接入、转换、集成和可视化等方面基于数字孪生体设计了新的运维数据融合路线并构建数据融合系统。利用 Flink 自定义 Source Function 算子、数据转换映射配置、自主研发流式计算引擎和 OLAP 引擎，解决建筑运维系统的上述三个问题。最后以青岛市某三甲医院为例进行实践。结果表明：提出的数据融合路线可以充分满足建筑运维系统数据融合的各项要求；该数据融合系统能够顺利完成该医院多个领域超 30 亿条数据的接入、转换、存储和可视化任务；该数据融合路线也为数字孪生技术的研究和应用奠定了基础。

关键词：建筑运维; 数据融合; 流式计算引擎; 数字孪生

DOI: 10.13204/j.gyjzG22073107

国家重点研发计划(2020YFD100-604) 。

第一作者：

杨昊,男,1997 年出生,助理工程师,whuyanghao@ qq. com。

通信作者：

许璟琳,女,1989 年出生,高级工程师,jinglin. xu@ qq. com。

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基于小波包变换的框架剪力墙结构健康监测研究

刘洋1,2 刘冲1,2 王丽霞3

1. 中交第一航务工程局有限公司

2. 中交一航局第四工程有限公司

3. 天津城建大学

摘要：为了及时发现住宅楼房中业主私自改造楼房所造成的承重墙结构损伤，提出了一种使用基于小波包变换对楼房结构进行健康监测的方法。使用 ANSYS 有限元软件建立框架剪力墙结构的计算模型，模拟多种损伤工况，计算结构上测点的加速度响应，使用 MATLAB 软件对测点响应信号进行小波包变换和小波包能量计算，最后通过损伤指标 DDE(小波包曲率能量标准偏差)进行损伤识别。结果表明：使用小波包能量变换结合损伤指标 DDE 的损伤识别方法能够有效监测框架剪力墙的结构损伤，该方法能够在承重墙结构被破坏时及时获得损伤监测结果，配合预警和报警设备使用将有更好的防治效果。

关键词：剪力墙; 健康监测; 小波包; 小波包能量; 有限元

DOI: 10.13204/j.gyjzG22071916

国家自然科学基金青年科学基金项目(11801400) 。

第一作者：

刘洋,男,1980 年出生,硕士,高级工程师。

通信作者：

刘冲,530377239@ qq. com。

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基于语义分析与密度聚类的高频维修检测方法

向彦州 余芳强 许璟琳 彭阳

上海建工四建集团有限公司

摘要：传统建筑维修工单管理系统容易忽视对工单文本描述部分的分析，导致有价值的信息被淹没在大量杂乱数据中，使得重复、高频工单难以快速准确提取。针对上述问题，采用一种基于关键词库的中文分词算法，对建筑维修工单报修内容的长文本描述进行合理分词;然后，采用基于 K-means 的密度检测算法，引入工单各属性的权值，从而计算任意两个工单间的赋权欧式距离，得到各工单密度并提取候选重复工单集合；最后，采用基于密度的 DBSCAN 聚类算法，确定最终的重复工单集合，并在实际工程中进行应用验证。可较为精准有效地从大量数据中提取重复工单，有助于提升建筑维修工单分析效率，保障后勤精细化管理水平。

关键词：维修工单; 建筑运维; 中文分词; 密度检测; 聚类分析

DOI: 10.13204/j.gyjzG22073011

国家重点研发计划课题(2020YFD1100604) 。

第一作者：

向彦州,男,1998 年出生,xyz1299309760@ 163. com。

通信作者：

彭阳,男,1993 年出生,854525261@ qq. com。

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基于 GIS+人工智能的市政设施管养系统研发与应用实践

何瑞琦 余芳强 许璟琳 赵震 张明正

上海建工四建集团有限公司

摘要：市政设施是城市管理的重要组成部分，传统市政设施管养以“发现问题、解决问题” 的被动式运维为主，是城市精细化管理的薄弱环节。在深入分析市政设施智慧管养需求的基础上，设计了智慧管养系统的系统架构;开发了市政设施 GIS 地图驾驶舱模块；融合边缘侧采集系统数据、道路运行数据、日常养护和应急保养数据实现实施运行数据接入；采用深度学习技术实现对道路裂缝、坑槽、积水结冰等典型病害的智能识别与预警。在实际项目应用表明，基于 GIS+人工智能技术的市政设施管养系统可高效助力路桥病害识别、时空演化和发展趋势分析，对于市政养护高效、高标准、智能化发展具有重要作用。

关键词: 市政设施; 地理信息系统; 智慧管养; 病害识别

DOI:10.13204/j.gyjzG22072810

国家重点研发计划课题(2020YFD1100604) 。

第一作者：

何瑞琦,男,1998 年出生,学士,助理工程师。

通信作者：

许璟琳,女,1989 年出生,硕士,高级工程师,jinglin. xu@qq. com。

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在线运行输电杆塔结构强度实时预测方法

陈岩1 严波1 王青山1 鲁俊2 梁明3

1. 重庆大学航空航天学院

2. 国网经济技术研究院有限公司

3. 西南电力设计院有限公司

摘要：以某 220 kV 双回路直线杆塔为对象，建立塔线体系有限元模型，对基础沉降、滑移、均匀和不均匀覆冰等情况下塔线的变形和应力进行参数化分析，提取杆塔支点和导地线挂点位移及杆件应力，建立数据集。将杆塔支点和挂点作为监测点，利用建立的数据集和 BP 神经网络算法，以监测点位移为输入，建立计算杆塔应力的代理模型。提出利用监测点位移和代理模型快速输出杆塔所有杆件应力，对杆塔结构强度进行实时预测的方法，为输电线路运行状态实时感知及安全预警技术奠定基础。

关键词: 输电杆塔; BP 神经网络; 应力分布; 代理模型; 结构强度

DOI:10.13204/j.gyjzG22072603

国家电网公司科技项目(5200-202126072A-0-0-00) 。

第一作者：

陈岩,男,1998 年出生,硕士研究生,gardenia129@ foxmail.com。

通信作者：

严波,男,1965 年出生,博士,教授,boyan@ cqu. edu. cn。

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