同济大学学报(自然科学版)

1915 年创刊

月刊

ISSN 1000-0054

CN 11-2223/N.

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土木工程与建筑学

  • 基于多尺度分析的混凝土随机损伤本构关系

    梁诗雪;李杰;俞峰;

    通过多尺度能量积分与能量损伤表达建立宏-细观尺度之间的联系,即混凝土宏观尺度的损伤演化可以通过细观单元的分析获得.根据随机细观单元的数值分析结果,积分得到基本细观单元能量的演化,分别计算受拉与受剪损伤的演化曲线.建议了实用的损伤演化公式,并基于基本单元分析获得随机损伤发展参数的均值、标准差及其概率密度分布.混凝土宏观试验的模拟结果验证了多尺度随机损伤本构模型的正确性.

    2017年09期 v.45 1249-1257页 [查看摘要][在线阅读][下载 2627K]
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  • 预制混凝土梁端预埋槽钢节点静力性能试验

    郭小农;高舒羽;裴进玉;罗晓群;

    预制混凝土梁端预埋槽钢节点是一种用于装配式耗能减震结构体系的新型节点.完成了12根两端预埋槽钢的预制混凝土梁静力承载力试验,考虑了槽钢预埋深度、梁端箍筋间距、梁跨中空腔和槽钢偏心等因素对节点承载力的影响.试验得到了槽钢撬出破坏和梁端部混凝土压碎两种破坏模式.试验结果表明,节点承载力随着槽钢预埋深度的增加而增加;梁端部箍筋间距加密能明显提高节点承载力和变形能力;梁跨中设置空腔对的节点承载力和变形能力影响较小;槽钢偏心对梁产生额外的扭矩,降低了节点的承载力和变形能力.建立了数值分析模型,将数值分析结果和试验结果进行了对比,二者吻合良好,验证了数值模型的有效性,为后续研究奠定了基础.

    2017年09期 v.45 1258-1264页 [查看摘要][在线阅读][下载 1788K]
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  • 框架-核心筒结构框架承担最小剪力比例限制的合理性

    蒋欢军;项远辉;

    规范《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定框架-核心筒结构中框架部分按刚度计算承担的楼层地震剪力最大值不宜小于基底总剪力的10%,而实际工程受建筑布置等因素的限制有时难以满足,工程界对此颇有争议.为探讨其合理性,设计了5个钢筋混凝土框架-核心筒结构,主要的变化参数为框架刚度、框架强度和连梁的形式.利用PERFORM-3D软件进行了弹性反应谱分析和小震、中震和大震下的动力时程分析,考察了各个结构的响应规律.分析表明:当框架部分按刚度计算承担的剪力最大值小于基底总剪力的10%时,增大框架刚度的做法不经济,结构的抗震性能反而更差;增大框架强度的做法减小了框架梁的损伤,改善了结构的抗震性能,但没有形成有效的"强柱弱梁"机制;采用宽连梁和可更换连梁都可以使核心筒自身具有双重抗震体系特征,连梁耗能能力的提高有效地保护了墙肢和外框架,结构的抗震性能得到了显著改善.

    2017年09期 v.45 1265-1272页 [查看摘要][在线阅读][下载 453K]
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  • 火灾下高强钢端板连接节点力学性能有限元分析

    强旭红;任楚超;刘冰;姜旭;宋杰;

    为研究高强钢端板连接节点在火灾作用下的力学性能,对7个梁柱端板连接节点在550℃的火灾高温下进行足尺试验研究.依据试验结果,采用通用有限元件ABAQUS建立高强钢端板连接节点有限元模型,从网格划分、单元种类选择、接触定义、分析步设置以及失效准则的确定等方面详细介绍建立模型过程,并得到高强钢端板连接节点在火灾下和常温下的弯矩-转角关系曲线、破坏模式以及端板的应力分布和屈服线模式.同时,将有限元分析结果同试验研究结果进行对比校验,结果显示,该有限元模型具有足够精确性.

    2017年09期 v.45 1273-1283页 [查看摘要][在线阅读][下载 3506K]
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  • 考虑桥面不平整度的铺装层动力响应研究

    韩飞;王虎;淡丹辉;赵磊;

    为了研究混凝土桥梁在车辆随机动载作用下,桥面不平整度对铺装层控制应力响应的影响规律,采用具有典型性的双自由度1/4车辆模型,考虑车轮的随机动载作用,建立车-桥-铺装层耦合振动的实体模型,研究了铺装层不平整度以及车速变化时,铺装层控制应力的变化规律.结果表明:铺装层的应力极值响应相比于跨中节点的应力时程响应,不仅可以反映车辆荷载的随机性,还能够抓住结构最不利响应;同一不平整度下,铺装层内各项控制应力的极值响应曲线峰值的放大系数非常接近;当桥面平顺性一般或较差时,铺装层各项控制应力的极值相比于桥面绝对平顺时增大了1倍多.通过对桥面铺装平整度进行测量和评估,一定程度上可把握铺装各项控制应力的变化情况,能较为直观、方便地实现对铺装层的检测评估.

    2017年09期 v.45 1284-1289+1297页 [查看摘要][在线阅读][下载 743K]
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  • 塑料排水板结合真空预压法的径向固结解析解

    高广运;聂春晓;张海丘;雷丹;

    塑料排水板结合真空预压的软土地基加固方法是一种经济高效并被逐渐广泛应用的地基加固方法,该方法不仅可以减少堆载预压坝体的高度,还能减少土体的侧向位移.推导的塑料排水板与真空预压结合的非线性径向固结解析解可以较好地用于该种地基加固的预测和分析.求解过程认为软土在一维固结条件下孔隙比与平均有效应力、水平渗透系数成对数线性关系,而非以前认为的一维线性关系,因排水板周围土体被扰动,所以涂抹区中水平渗透系数采用抛物线分布形式,同时还考虑真空预压对固结的作用.退化提出的解析解与前人解析解进行对比验证、完成解析解与试验结果验证,证明了该解析解的正确性.最后,分析了参数κ和C_k/C_c对固结的影响,结果表明C_k/C_c值越大,固结时间越短,κ值增大,固结时间增长.

    2017年09期 v.45 1290-1297页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
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  • 基于有效固结应力法的加筋垫层路堤稳定性计算方法

    徐超;曾庆元;汪天池;

    针对填方路基分期填筑的施工特点,采用了有效固结应力法进行软基加筋垫层路堤的稳定性分析.根据加筋垫层作用原理,通过筋材受力分析和加筋垫层路堤整体稳定的极限平衡分析,阐述了加筋垫层对路堤稳定性贡献的两种途径:潜在滑动面上筋材拉力切向分量直接产生的抗滑作用及其法向分量对土体抗剪强度提高的促进作用.综合考虑加筋垫层的加筋作用及软基在路堤施工过程中固结作用的影响,提出了加筋垫层路堤稳定性分析的改进有效固结应力法公式,并通过编程算例分析讨论了该公式的特点及适用性.

    2017年09期 v.45 1298-1303页 [查看摘要][在线阅读][下载 198K]
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交通运输工程

  • 基于随机生存森林的交通事件持续时间预测

    高珍;柯阿香;余荣杰;王雪松;

    采用随机生存森林模型开展交通事件持续时间分析,克服了传统决策树模型易过度拟合和传统生存分析需限制性假定及识别协变量交互作用的缺陷.该研究基于上海城市快速路网交通事件数据,结合道路几何线形、交通运行、天气状况等数据.原始数据库分为训练数据(80%)和测试数据(20%).分析结果表明事件类型、路段长度、发生地点、剩余车道数、交通流量等变量对交通事件持续时间有显著影响;影响时间预测准确率结果表明随机生存森林模型预测精度显著优于随机森林的预测精度.

    2017年09期 v.45 1304-1310页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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  • 居民非工作活动和出行的结构方程建模

    张萍;邓能静;蒋瑶瑶;

    非工作出行在城市居民出行结构中所占比重呈现不断上升趋势.结合上海市居民出行调查数据,采用结构方程模型(SEM),对社区居民非工作活动和出行的作用机制进行建模分析.研究结果表明个人特征、家庭特征和社区特征都能对居民非工作活动和出行产生影响,但社区特征具有较强作用,而出行者个人属性和家庭属性的影响强度相对要小.个人特征中就业情况对居民非工作活动和出行影响显著,家庭特征中小汽车数量有较强的影响效应,社区特征中社区公共设施覆盖率影响最为显著.

    2017年09期 v.45 1311-1318页 [查看摘要][在线阅读][下载 974K]
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  • 基于运行模式的车辆能耗排放估计方法

    单肖年;陈小鸿;郝鹏;叶建红;

    车辆能耗排放特征与车辆运行模式密切相关.为提高车辆能耗排放估计的准确性,利用稀疏移动传感器数据,提出了一种基于运行模式的车辆能耗排放估计方法.以真实的车辆轨迹数据对模型进行了标定与验证.研究表明,所提出的车辆能耗排放估计方法能够有效地反映真实的车辆能耗排放特征.研究成果有助于拓展稀疏移动传感器数据的应用范围,为估计车辆能耗排放特征提供了一种新的研究思路.

    2017年09期 v.45 1319-1327页 [查看摘要][在线阅读][下载 495K]
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  • 多股道城市轨道交通车站站前折返能力分析

    江志彬;饶娅;

    折返能力是制约线路能力的关键因素之一,以4线站前折返站为研究对象,通过综合考虑车站折返模式、列车停站时间、列车进出车站的均衡性等影响因素,基于N-Track理论模型,建立以总折返过程耗费时间最小为目标的整数规划模型,得到不同股道使用方案与不同折返模式条件下的最大折返能力和股道运用方案,最后以上海轨道交通16号线滴水湖站为实例进行分析,验证评估折返能力与折返股道的使用方式、列车停站时间和列车进出车站的均衡程度的关系.

    2017年09期 v.45 1328-1335页 [查看摘要][在线阅读][下载 659K]
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环境科学与工程

  • 快速城市化下福州市的热环境变迁

    王琳;徐涵秋;

    福建省是国务院提出建设实施的首个"国家生态文明试验区",福州作为福建省省会,其良好的生态环境有着举足轻重的作用.针对福州在发展过程中由非"火炉"城市一跃成为中国新三大"火炉"之首的现象,利用遥感技术反演和提取地表温度及其他城市生态参数,分析它们在1989—2013年间的变化以及"火炉"形成的原因和驱动力.研究发现,在24年间福州的城市热岛效应显著加剧,反映此变化的城市热岛比例指数(URI)从0.29上升到0.53.热场剖面和时空变化分析显示,城市热场的空间结构很大程度上被土地覆盖类型的空间格局所左右.总的看来,城市不透水面面积增大,斑块集聚,植被和水体面积减少且斑块趋于破碎,加上城市通风廊道受阻,导致了福州逐渐演化成为"火炉"城市.该研究为现代城市缓解热岛效应,实现健康可持续发展提供了借鉴和支持.

    2017年09期 v.45 1336-1344页 [查看摘要][在线阅读][下载 2806K]
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  • 基于过滤浓度日数的新风PM2.5过滤负荷特性研究

    张承全;高军;曾令杰;叶蔚;

    我国建筑环境PM2.5过滤或净化计算方法研究已引起广泛关注.针对我国不同区域新风PM2.5过滤负荷差异及变迁,引入不保证天数法,计算确定了各地区PM2.5新风设计负荷;类比空调度日数和采暖度日数提出过滤浓度日数FCD的概念;根据各地PM2.5动态浓度数据及其室内标准浓度,计算得到了历年全国省会及直辖市的FCD;利用统计学方法获得了各地区FCD和新风设计负荷的关系.研究结果表明,FCD指标清晰地反映了全国各地新风PM2.5设计计算负荷水平;FCD值与新风设计负荷表现为高度线性相关,显著性水平P<0.01;可用FCD来直接指示建筑PM2.5的新风设计负荷水平,可为将来新风PM2.5过滤系统设计、对比提供简单直观的依据.

    2017年09期 v.45 1345-1351页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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材料科学与工程

  • 常温养护型超高性能混凝土的弯曲性能表征方法

    王俊颜;李钢;郭君渊;刘超;刘国平;

    采用4点弯曲试验方法对常温养护超高性能混凝土的弯曲性能进行了试验研究,并在试验结果的基础上讨论了适于超高性能混凝土UHPC弯曲性能的评价方法.试验结果表明,UHPC没有明显的初裂点,但有明显的"挠度硬化"行为.结合不同钢纤维掺量下UHPC荷载-挠度关系曲线,分析总结了三种国外常用的弯曲性能评价方法(ASTM C1018法、JSCE SF4法和ASTM C1609法)的优点和不足.通过比较分析,ASTM C1609规定的不同挠度及其对应的弯曲强度给予了UHPC结构设计更为准确的指标,能满足UHPC结构设计的多种需求.

    2017年09期 v.45 1352-1358页 [查看摘要][在线阅读][下载 675K]
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机械、车辆与能源工程

  • 低风阻分体式电动汽车造型设计

    李彦龙;谭嘉伟;李启良;王凡;

    分体式造型是汽车外形设计的全新领域,在造型方面具有突破性的意义,但突出的问题之一是风阻往往比普通汽车更高,因此如何做到低阻化是一个新的课题.以A级车为参考车型级别,建立了分体式低风阻基本造型,并考虑了人机空间等基本实用性因素.之后通过造型不断细化与空气动力学仿真迭代方法,最终获得了风格鲜明的分体式造型,并使其风阻系数C_D仅为0.224 9,达到了预期目标,具有应用与推广价值.

    2017年09期 v.45 1359-1365页 [查看摘要][在线阅读][下载 5081K]
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  • 基于低风阻的电动汽车造型设计

    李彦龙;朱晖;杨志刚;

    分析了当代电动车造型整体格局,确定了目标车型的基本参数.基于最小阻力体气动研究,将低阻生物作为形态仿生对象,完成了低阻车体设计.通过与传统车的对比研究,确定了整车的造型风格.之后对车头、车轮等各部位依次作了造型与气动优化,完成了整车设计.整个过程采用了气动、散热、人机布局、仿生等多元素耦合的研究方法,最终得到了一款全新低阻电动汽车造型,制作了1:1模型.经风洞试验风阻系数C_D为0.193,明显优于0.238的预估目标值.

    2017年09期 v.45 1366-1371页 [查看摘要][在线阅读][下载 3302K]
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  • 环境风洞阻塞比对冷却模块空气侧流场的影响

    王宏朝;单希壮;杨志刚;

    为研究不同环境风洞阻塞比对冷却系统试验的影响,通过数值模拟,建立1:1环境风洞模型及整车模型,分析不同阻塞比下冷却模块空气侧流场及前端的速度轮廓.结果表明:随着阻塞比增高,散热器表面风速分布发生变化,而其速度均匀性变化不大,当阻塞比大于0.486时,通过散热器的冷却空气流量有明显下降,降幅达5%;车辆前端的速度轮廓由于阻塞效应的存在发生偏移,且不同区域的偏移量并不一致.因此,对于环境风洞需要根据不同的试验目标进行阻塞比修正.

    2017年09期 v.45 1372-1376页 [查看摘要][在线阅读][下载 2045K]
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  • 车尾水平收缩气动减阻的规律及机理

    朱晖;郑子浩;杨志刚;

    以MIRA两厢车为对象,采用风洞实验和数值仿真方法,对气动阻力受车尾水平收缩的影响规律进行研究,表明车尾水平收缩提高尾部表面压力水平,有效降低气动阻力;基于可靠性被验证的数值仿真结果,对尾流结构变化规律进行研究,表明车尾水平收缩为尾部死水区提供额外动能,抑制拖曳涡对的形成和发展,减小尾迹区流动能量损失,降低气动阻力.

    2017年09期 v.45 1377-1382+1389页 [查看摘要][在线阅读][下载 2478K]
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  • 定常喷/吸流动主动控制方法减阻研究

    王冰心;杨志刚;朱晖;李彦龙;

    针对Ahmed类车体,在车身斜面选定位置处设置控制槽,采用证明为有效的大涡模拟数值方法,研究喷/吸流动主动控制方法的气动减阻机理及效果.基于流场数据分析发现喷射控制致使车体斜面上流动大分离发生,拖曳涡对得以消除,但尾迹区尺度增大,气动阻力上升;抽吸控制方法抑制和消除展向涡结构的产生及发展,但拖曳涡对未受显著影响,气动阻力下降.

    2017年09期 v.45 1383-1389页 [查看摘要][在线阅读][下载 2148K]
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  • 重型装甲车乘员舱热环境优化分析

    刘研;孙柏林;石红蕾;齐子姝;

    设计了一种采暖系统和一种结构合理的风道结构,达到了改善乘员舱热环境的目的.对采暖系统的结构参数进行优化设计,针对出风口倒角半径、风道轴线与X轴角度、出风口高度、回风口形式等四个因素,根据正交试验理论,确定出最优化设计方案,即出风口倒角半径为60mm,风道轴线与X轴之间的夹角为110°,出风口高度为570mm,回风口形式为Z-6-280×5.对最优化设计方案进行CFD数值模拟,同时监测驾驶员、乘员1和乘员2头部及脚部温度值,说明最优化设计方案的采暖系统对改善驾驶员、乘员1和乘员2乘坐热感觉起到了明显的作用.

    2017年09期 v.45 1390-1398页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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经济与管理科学

  • 低回收价值高环境影响末端产品再利用决策分析

    程东波;霍佳震;

    以低回收价值高环境影响(low commercial value and high environmental impact,LCV-HEI)末端产品(end of life,EOL)回收再利用为目的,在LCV-HEI类EOL产品闭环供应链模型运行机制分析的基础上,通过构建演化博弈模型,研究了原始制造商(origin equipment manufacture,OEM)和EOL处置中心群体在市场机制下的长期演化特征,分析了两个群体在演化过程中的策略选择及稳定均衡点.研究结果表明,需要将OEM再制品价格控制在合理区间.此时,(回收,再利用)策略才成为EOL处置中心与OEM群体的唯一策略,这更有利于促进EOL产品的回收及再利用.并且OEM选择再利用策略,不管利润如何,政府对单位产品补贴满足一定条件,可以促进两个群体演化形成唯一均衡点(1,1).

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  • 基于区间二元语义VIKOR的外包供应商选择模型

    尤筱玥;尤建新;

    在外包战略中,间接成本提升、信息不对称、控制权降低等问题给供应商选择增加了困难.为充分发挥外包优势、降低外包风险,将外包供应商选择准则分为服务质量、价格与成本、沟通与协调以及研发与创新四类,并运用区间二元语义VIKOR模型对外包供应商进行评价及排序.通过算例及比较分析验证了区间二元语义VIKOR模型在外包供应商选择中的优势.结果显示所提出模型不仅有效避免了数据处理过程中信息失真情况,规避了排序结果重复的问题,而且可同时处理定性与定量数据,融入了主客观权重及决策者偏好,从而为企业选择供应商提供了更为理想的方法.

    2017年09期 v.45 1407-1414页 [查看摘要][在线阅读][下载 225K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》2016年工作报告

    <正>2016年,《同济大学学报(自然科学版)》在刊发论文质量、期刊影响力、学术传播广度与速度等方面在我国自然科学综合类学术期刊中继续保持领先水平,期刊影响力指数(CI)在我国大学学报(自然科学版)和综合性科技期刊中排名第4,被评为"中国高校百佳科技期刊"和"第二届上海市高校精品科技期刊"。1.论文刊登情况

    2017年09期 v.45 1246+1415页 [查看摘要][在线阅读][下载 1834K]
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