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关键词： 装配式混凝土框架   预制隔墙大板   抗震性能   有限元分析  

摘要： 预制隔墙大板具有质量轻、强度高、整体性强、工业化程度高等优点。近年来,国家政策助力装配式建筑发展,预制隔墙大板在我国江苏、安徽等地逐渐开始应用。目前预制墙板种类较多,但主要应用于外墙,内墙板应用较少,且预制隔墙大板作为内墙板的相关研究和应用较少见。为了推广预制隔墙大板在装配式建筑内墙中的应用,进一步研究了预制隔墙大板对装配式RC框架结构的抗震性能的影响,本文对该结构进行了抗震性能试验,并利用有限元软件进行了模拟分析和参数分析,主要研究工作如下: （1）对1榀装配式RC空框架、1榀填充加气混凝土砌块的装配式RC框架、1榀内嵌格构式内墙大板的装配式RC框架和1榀内嵌改性石膏隔墙大板的装配式RC框架结构进行了拟静力试验,分析了4个试件的破坏形态、强度、刚度、延性和耗能等抗震性能和关键部位的应力应变;对比装配式RC空框架和填充加气混凝土砌块的装配式RC框架试验结果,分析了预制隔墙大板对装配式RC框架抗震性能的影响。 （2）利用软件ABAQUS对3榀框架进行了有限元建模分析,获取了各试件在单调水平荷载下的水平力-位移曲线和应力云图,通过对比模拟结果与实验结果,验证了模型的准确性,并对各装配式RC框架结构进行了非线性全过程分析,讨论了试件各组件的先后屈服顺序以及对应关键部位的应力分布状态。 （3）利用软件ABAQUS建立内嵌改性石膏隔墙大板的装配式RC框架标准模型,分析了框架柱轴压比（n）、框架高跨比（H/L）、框架混凝土强度(fcu)、框架梁柱配筋率（ρ）、改性石膏墙板厚度（t）和柱间预留缝隙宽度（d）等6个参数对内嵌预制隔墙大板的装配式RC框架结构峰值承载力和抗侧刚度等抗震性能的影响规律。

关键词： 公共建筑   二次供水   分级计量   在线监测   用水规律  

摘要： 通过分级计量的方式，设置远传水表和压力传感器，对某典型办公建筑供水管网实时流量和压力进行长期监测，并对海量监测数据进行了筛分与解析。通过流量监测数据分析，探讨了系统设计秒流量及对应技术参数选择的合理性，阐述了建筑用水量在不同时段的分布规律，并论述了一、二级用水计量存在偏差的原因和不平衡率分析的适用条件。通过压力监测数据，对比分析了管网压力和对应流量的变化及分布规律，进而指出了压力变化与系统运行稳定之间的相关性。

关键词： 主体功能区   生态效率   生态足迹   双重差分方法   作用机制  

摘要： 为适应我国“国土空间管制”的新形势,主体功能区规划是贯彻落实国家生态文明建设的一项重大措施。本文以湖南省县区为例,通过对湖南省县域生态效率进行定量分析和比较,探究主体功能分区政策对生态效率效果及其作用机理。文章以湖南省122个区县为研究单元,通过计算2009—2019年湖南省生态足迹、纳入单位生态足迹、资本存量、劳动力等指标构建随机前沿生产函数,测算2009—2019年湖南省122个县市区生态效率,以《湖南省主体功能区规划》实施作为准自然实验,文章运用双重差分模型,从生态效率视角,选取重点生态功能区为处理组、重点开发区和农产品主产区为对照组,分别计算生态效率值,研究主体功能区规划对生态效率的作用,并运用中介效应模型对产生作用的机制进行分析。结果表明:湖南省生态效率总体不高,且呈现逐年递减的态势。2009—2019年各县市区生态效率介于0.20-0.99,最低值与最高值相差4倍以上,湖南省生态效率差异性较大,空间分布不均匀。重点开发生态效率由2009年0.41减至2019年0.35,农产品主产区生态效率由2009年0.38减少至2019年0.32,重点生态功能区生态效率变化和农产品主产区生态效率值以及变化趋势基本上相同,重点开发区较农产品主产区和重点生态功能区相比生态效率略高。剔除地区、时间等固定效应影响因素后,主体功能分区对重点生态功能区生态效率具有显著的抑制作用,显著水平1%的情况下,重点生态功能区生态效率值平均降低0.0013。中介效应模型回归结果显示,主体功能分区影响生态效率的主要有财政政策和产业政策。

关键词： 国土空间   双评价   内在机理   功能分区   和林格尔县  

摘要： 基于资源环境本底条件科学确定国土空间开发保护格局,优化国土功能分区,是构建国土空间开发秩序的重要内容。可以有效指导国土空间布局、平衡国土空间结构、协调国土空间多目标的用地冲突,促进国土空间规划的有效实施。“双评价”作为国土空间规划的基础研究课题,能够明晰资源环境本底、识别开发风险、测度适宜程度以及开发潜力,为国土空间功能分区提供划定依据。本文以内蒙古和林格尔县为例,以“双评价”内在机理为切入点,开展县级国土空间功能分区研究,通过厘清国土空间开发适宜性评价与资源环境承载能力评价各自的侧重点,构建国土空间功能分区路径,进行国土空间功能分区划定研究。研究结果与结论如下:(1)“双评价”内在机理显示:“双评价”的评价基础具有一致性,评价结果具有协同性,但其评价目标有差异,空间制约力度也不同。国土空间开发适宜性评价侧重于分析有条件支撑人类活动范围内空间利用方式所形成的最佳空间利用布局;资源环境承载能力评价要更加关注资源环境对人类活动高度制约的区域,强调空间底图的“底线约束”。(2)基于适宜性评价的国土空间功能分区初步划定显示:生态保护重要性高值区呈带状分布;农业生产适宜性呈西北强东南弱;城镇建设适宜性高值区集聚于北及中部。基于此初步划定功能分区,以生态保护区、优势产粮区、城镇主建区三大分区为主,共占全县国土总面积的61.38%;沿西北向东南依次分布,集聚态势明显,其他分区交错分布在与三大分区功能相近的区域,各乡镇主导功能区差异明显。(3)基于限制因子承载能力评价的国土空间功能分区修正显示:水资源、碳排放和生态是制约县域发展的要素。通过识别其限制区域,对国土空间功能分区初步结果进行修正后,功能分区类型由8类增加到11类,主要是部分城镇建设功能主导的分区转向生态保护功能主导的分区。(4)国土空间功能分区结果显示:县域功能区以优势产粮区、生态保护区为主,共占国土总面积的46.35%,以城镇主建区、城镇近郊农业区、畜牧业发展区为辅。空间分布呈现主导功能大集中、功能区小交错的态势。从乡镇来看,城关镇各类功能区较为均衡,其他乡镇主导功能区各有侧重。新店子镇、盛乐经济园区主导功能区减少了城镇主建区,盛乐经济园区增加了城镇低碳建设区,其他乡镇未发生变化。(5)功能分区合理性及应用建议显示:在“三区三线”、产业布局现状、自然资源利用现状方面国土空间功能分区结果均较合理。结合县域实际情况,提出秉持“维护优先、有机结合”“维持数量、提升质量”“严控规模、合理布局”的原则分别对生态保护、农业生产和城镇建设功能主导的各分区进行管控。

摘要： ~~

关键词： 土地生态环境敏感性   生态系统服务功能重要性   生态功能分区   肃州区  

摘要： 在城镇化进程的大背景下,城市建设用地的增长速度不断加快,土地资源的不合理利用造成了不同程度的水土流失、生物多样性骤减等生态问题,让一些地区生态环境逐渐脆弱,因此生态环境保护与建设刻不容缓。对区域进行合理的生态功能分区,有利于保护研究区生态系统,协调土地利用与生态环境之间的关系,促进自然资源的可持续利用以及区域社会和经济的共同发展。近年来,肃州区为加快经济建设,提高了城镇的开发力度,因此存在人为过度开荒的问题,这就造成土壤次生盐渍化、土壤沙化和荒漠化等土地退化情形,生态环境脆弱且空间分异特征突出。鉴于此,本文以肃州区为研究对象,结合生态环境现状,主要运用GIS空间分析法,对肃州区土地生态环境敏感性和生态系统服务功能重要性进行评价,将评价结果进行叠加分析,在综合评价的基础上,对肃州区生态功能进行分区,并对各功能区提出生态环境保护措施和建议,可作为生态环境保护、自然资源持续利用、优化土地生产布局和社会经济可持续发展的依据,也可为政府及相关部门制定保护和管理措施提供参考。主要研究结论如下:（1）土地生态环境敏感性评价结果显示:肃州区生态环境敏感性主要以轻度敏感为主,总面积为222711.11hm2,占区域空间总面积的63.89%,多集中在地势平缓区域;不敏感区总面积4963.66hm2,占总面积的1.34%,主要分布在三墩镇、银达镇、清水镇东北部小部分区域;中度敏感区总面积106383.68hm2,占总面积的34.35%,主要分布在北部银达镇、三墩镇、西洞镇、泉湖镇和铧尖镇的水域集中区;重度敏感区总面积835.98hm2,占总面积的0.42%,主要分布在西南东南部边界靠近祁连山区域。（2）生态系统服务功能重要性评价结果显示:肃州区生态系统综合服务功能重要性等级为高度重要,总面积为13.4963万hm2,占区域空间面积的40.25%,主要连片分布在东南部金佛寺镇、清水镇及下河清镇,以林地、草地为主;中度重要面积位居其次,面积为84890.693hm2,占区域空间面积的25.31%,主要分布在区域东南部祁连山下北部平原区,以耕地、草地为主;一般重要区面积为65714.993hm2,占区域空间面积的19.60%,大部分沿北部中度重要环带分布,主要分布在银达镇北部和三墩镇东部,还有少部分零散分布在东洞镇,主要以沙地和裸土地为主;极重要区面积最小,为49776.234hm2,占区域空间面积的14.84%,这部分区域主要以水域、林地、湿地为主,沿河流水域区呈条带分布。（3）将肃州区生态功能区划分为:生态保育区、生态控制区、生态提升区和生态保护区。结果显示:生态保育区主要集中在肃州区北部集中建设区,东南部金佛寺镇、清水镇也有分布。该区可适度开展农业生产建设活动,在坚持节约集约用地的前提下,改良土壤,加大高标准农田的建设力度;生态控制区主要分布在肃州区主要河流的两侧,以及东南部山下平原沿水系源头也有少量分布。该区应以生态系统服务培育为主,加大生态修复工程项目的力度;生态提升区主要分布在东南部金佛寺镇、下河清镇和清水镇以及北部银达镇、三墩镇内生态保护区周围地带。该区应适度开发一定规模的生态农业建设活动,重点进行生态保护建设及修复项目的实施,并加强自然植被的恢复,提高植被覆盖率;生态保护区主要分布在肃州区河流水源所在地、林地、湿地集中区域。该区应禁止一切与生态保护和提高生态系统服务质量无关的人类活动,加大湿地恢复工程和防护林的建设工程,因地制宜改善生物多样性和水源涵养能力,提高生态系统服务的供给。

关键词： 木结构构件   点云分类   PointNet++   有限元分析   健康诊断  

摘要： 中国文化源远流长,其中,木结构古建筑是中国文化的重要组成部分。中国木结构古建筑具有长期稳定性,即使经历了自然和人为损害,仍能够保持其完整性和功能性,这种长期稳定性取决于多个因素,包括建筑材料、工艺、结构和维护等。当前,国家高度重视已有建筑的安全性;单霁翔也在《建立故宫古建筑研究性保护机制的思考》一文中表示评估工作与实际工作脱节,特殊的评价普遍不足。因此,评估古建筑木结构的安全性,并提出合理的修缮方案是需要得到正确处理的问题。利用三维激光扫描技术生成的点云数据用于古建筑木结构构件分类以及安全性的评估,提供了全面的三维数据支持本文主要研究如何实现对古建筑中的木构件进行三维点云自动分割及健康诊断,包括对古建构件现状完整有限元模型的高效建模等。本研究遵循文物修复的可持续发展原则,旨在为故宫建筑的修缮和加固提供理论和技术支持,主要研究内容如下:(1)对于目标为古建筑这样的大场景的三维点云分类任务,深度学习中的Point Net网络与Point Net++网络可以胜任。本文对Point Net++改进,以提升对古建筑中的立柱,梁,枋点云分类的分类效果,除了数据增强方面,本文还通过更新Pointnet++的Adam优化器与交叉熵损失函数,使用Adam W与使用带标签平滑的交叉熵损失函数(Cross Entropy with label smoothing),放弃对网络增加深度,针对性解决“由于数据量小,而引发的过拟合与较差的泛化能力问题”,提高神经网络的准确率与效率,完成对木构件的分割。与原始Point Net++网络相比,本文改进的Point Net++算法在木柱类与梁类的Io U分别提升了39.3%与12.6%。(2)本文经过对建筑历史与考古资料整理分析,参考《营造法式》,《工程做法》,《太和殿三百年》等,在此基础上,针对古建筑三维数字化点云模型,通过对古建点云构件分割算法,点云引导下的标准构件变形算法,生成古建构件现状完整有限元模型。使用有限元方法,结合计算机数值模拟分析方法,量化构件残损状况,对重建的太和殿的简化实体现状模型进行静力分析。太和殿简化实体模型自上而下包括三个组成部分:上层梁架,斗拱,梁架与柱网。把屋面重量换算为集中荷载,集中质量施加在上层梁架的童柱顶与金柱挑尖梁上,下层屋面重量折算并施加在一层挑尖梁上;梁、枋、柱的连接简化为刚性连接;柱底采用铰接的连接方式。(3)应用计算机数值模拟分析得到的构件残损状况量化结果,判断最危险构件,结合累计损伤模型,预估古建筑剩余寿命,进行古建筑健康诊断。健康诊断包括判断损伤状态与评估建筑剩余寿命。将有限元静力分析计算结果与《GB50165-92:古建筑木结构维护与加固技术规范》对比,完成建筑现状损伤的判定。同时,承受恒载轴力与弯矩的木构件通过构件累计损伤模型进行数值分析模拟,来完成损伤耐久性评定,以此评估构件和建筑剩余寿命。考虑到腐蚀因素会引起木材强度的变化,故将所用到的Gerhards累计损伤模型进行腐蚀修整。结合损伤状态与评估建筑剩余寿命分析结果,最终完成太和殿的健康诊断。诊断结果表明:太和殿健康状态良好,各构件应力与应变程度均完全在规范范围内,在不考虑地震洪涝等自然灾害和人为损害等因素下,至少能安全存在1044-1063年,且太和殿立柱与梁枋现存时间为328年,远远短于预估寿命。

关键词： ECC混凝土   混凝土连续梁桥   塑性铰   伸缩缝   抗震性能  

摘要： 水泥基增强复合材料ECC,是一种新型的土木工程材料,其变形能力强,耐久性好,抗裂性能好,在工程实际中被广泛应用。但是目前国内外大多是基于构件来对其进行材料性能的研究,ECC应用于桥梁桥墩塑性铰区域及伸缩缝处研究还很少,本文以内蒙古某4×40m连续梁及某大跨连续刚构桥为工程背景,使用OpenSees软件对连续梁桥墩截面进行弯矩曲率分析,OpenSees软件进行建模分析。 首先,介绍了国内外桥梁破坏形式和桥梁抗震性能增强研究以及ECC混凝土用于增强桥梁抗震性能。详细介绍了普通混凝土、ECC混凝土以及钢筋材料本构关系,设计四种潜在塑性铰区使用ECC增强的桥墩方案,使用OpenSees进行M-φ曲线、轴力-弯矩曲线分析,同时研究不同轴压比情况下桥墩截面M-φ曲线。在相同的轴力下,ECC变形能力更强,随着ECC混凝土含量增加屈服弯矩逐渐增加。构件的轴压比增大,其曲率延性系数逐渐变小,轴压比过大时可能会使构件由弯曲破坏变成剪切破坏,改变了构件的破坏形式,因此应合理设计桥墩截面。 其次介绍了OpenSees建立4×40m连续梁模型,对比分析了几种模型的周期,通过使用peer选取3条加速度峰值为0.3g的地震波进行时程分析,对比分析桥梁地震响应。计算结果表明ECC塑性铰区增强桥墩,桥墩刚度明显降低,延性性能更好,承载能力更大,滞回曲线区域大且形状较为饱满,桥墩墩底截面耗能能力更强,桥墩抗震性能增强。 最后使用建立大跨连续刚构模型,分析地震峰值加速度0.6g的地震作用下,桥梁伸缩缝处使用ECC混凝土的桥梁碰撞响应;分析碰撞间隙不同对结构的影响。结果表明,在伸缩缝处梁端梁段采用ECC混凝土可以降低碰撞峰值力、梁端位移、轴力,并且可以有效减小碰撞力次数,采用ECC混凝土具有缓冲作用。伸缩缝处碰撞力峰值、梁端轴力峰值随碰撞间隙的不断增大,整体均有不断减小的趋势,并且碰撞次数发生次数也逐渐减少。需要综合的去考虑伸缩缝间隙对于桥梁地震响应的影响,合理设计伸缩缝间隙。

关键词： 横断面规划   形态分区   功能分区   形态准则   国土空间规划  

摘要： 在我国建立国土空间规划体系后,规划价值观发生了从工业文明向生态文明的根本性转变,过去城市规划中长期基于功能分区思想的用途分类的管制方法依然延续,但却因其高度排他性和机械性而缺乏适应性,难以很好地满足国土空间规划的目标和要求,导致了规划方法与目标一定程度上的背离,相比之下,受城市形态学和建筑类型学影响产生的形态分区模式更加具有综合性。其中,发源于生态学,在美国对区划条例的批判和反思中引入规划领域,并在新城市主义运动中发展成熟的横断面规划就是以城乡横断面的形态为分区标准的新规划思想与方法。横断面规划蕴含了生态学等丰富的思想内涵,在我国的应用具有三大潜在的优势,尤其是契合国土空间规划的目标和要求。为此,本文验证了横断面规划和形态分区在国土空间总体规划中的适用性,以广州市域为范围基于横断面规划方法进行国土空间总体规划成果的转化,并与现有国土空间规划用途分区进行比较,阐明横断面规划与形态分区的适用性及优势,并进一步基于横断面规划思想对广州市域的形态分区进行建议性优化。应用研究分为现状分析、规划转化、优化建议三部分,首先根据确立的选取原则和方法选取了南北向“山-城-海”以及东西向“佛山-广州-东莞”城乡连绵带等六条城乡横断面,沿横断面线性提取和分类形态特征并归纳形成广州城乡横断面分区,以此作为应用研究的分区标准,然后基于卫星图等图纸资料和矢量数据绘制现状形态分区图;规划转化阶段基于广州市国土空间总体规划的发展愿景和空间格局等规划目标和成果将用途分区规划转化为形态分区规划图,并对两者反映内容的异同进行比较,得出横断面规划与形态分区具有更综合、更整体、更易读等方面的优势,从而论证了其是更加先进的规划方法和表达形式,也更加契合国土空间规划的目标和要求;优化建议阶段,进一步完全从横断面规划思想出发,对从国土空间规划框架下转化而来的六条城乡横断面及市域形态分区规划进行建议性优化,描绘广州城乡发展的空间蓝图。