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

  • 绿色建筑评价体系中的“共享使用”指标

    羊烨;李振宇;郑振华;

    通过对美国、英国、德国和中国的绿色建筑评价体系比较研究,提取绿色建筑评价体系中的共享指标。结果表明,共享是绿色建筑评价体系的重要组成部分,而且其重要性在提升。在不同的评价系统中,共享指标的分布不同,且共享指标的贡献率不同,最高可以达到6.23%。最后,提出中国的绿色建筑评价体系应搭建建筑运营的后评估共享平台,并建立共享指数这一量化参数,度量运营阶段共享空间的共享属性,推动绿色建筑评价和绿色建筑设计的发展。

    2020年06期 v.48 779-787页 [查看摘要][在线阅读][下载 2759K]
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  • 纤维混凝土组合桥面板裂缝宽度计算方法

    戴昌源;苏庆田;冯小毛;周小勇;徐晨;

    为了考虑纤维混凝土中纤维对裂缝的桥接作用并计入其对抑制组合桥面板混凝土裂缝产生与发展的有利作用,提出了一种纤维混凝土开裂后残余应力的计算方法和考虑残余应力的裂缝宽度计算方法。综合考虑影响混凝土开裂后残余应力f_(R,1)的因素有:纤维屈服应力σ_y、纤维体积率V_f、混凝土抗压强度f_(cm)、纤维长度l_f、纤维特征参数a,推导了上述因素对影响纤维混凝土开裂后残余应力的相关性。基于35组纤维混凝土梁三点加载缺口梁试验数据进行回归分析,并得到了具有95%保证率的f_(R,1)计算公式。在欧洲规范混凝土裂缝宽度计算方法的基础上,考虑纤维混凝土开裂后残余应力的贡献,提出了一种组合桥面板负弯矩区裂缝宽度的计算方法。通过一个纤维混凝土组合桥面板负弯矩加载试验对该计算方法进行验证,结果表明,计算得到的开裂后钢筋应力及裂缝宽度与试验结果吻合较好。

    2020年06期 v.48 788-795页 [查看摘要][在线阅读][下载 2927K]
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  • 超高墩对山区三塔斜拉桥力学响应的影响

    潘子超;方许锐;胡晓红;杨鸿波;徐向东;马白虎;

    多塔斜拉桥是跨越宽阔水面和山谷的一种可行方案。然而,山区多塔斜拉桥的超高桥墩会改变全桥结构的整体刚度,使其力学响应有别于普通的多塔斜拉桥。为研究超高墩对三塔斜拉桥力学行为的影响程度,以某在建的超高墩三塔斜拉桥为例,首先确立了力学响应指标和计算方法,然后分析了桥墩高度、桥墩高差、主梁刚度和主塔刚度对塔顶位移、墩底弯矩、跨中挠度等结构响应的影响规律。结果表明:当桥墩高度增加时,车道荷载和温度荷载所引起的墩底附加弯矩会随之减小,而塔顶的纵向位移和主梁的跨中挠度随之增大;桥墩高差对桥墩的内力影响很大,高差较大时,矮墩会承受更多的弯矩;提高主塔刚度能够更有效的控制结构位移。

    2020年06期 v.48 796-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 2316K]
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  • 配置高延性不锈钢钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

    赵勇;张琛;王晓锋;

    进行了6个配置高强度、低弹性模量、高延性的不锈钢钢筋混凝土柱的拟静力试验,并与普通钢筋柱对比,研究其破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性等抗震性能和承载力,并分析轴压比和纵筋配筋率的影响。结果表明:不锈钢试件均发生柱根部正截面压弯破坏;其滞回曲线与普通钢筋试件的相似,但耗能能力更好;不锈钢试件的位移延性系数比普通钢筋试件的略低,但其屈服位移和极限位移分别比普通钢筋试件的大21%~24%和2%~19%;不锈钢试件的受弯承载力计算值和试验值之比与普通钢筋试件的相近,平均为0.79,具有一定的安全储备;当箍筋间距大于100mm时,其约束作用对试件承载力的提高不明显。

    2020年06期 v.48 803-810页 [查看摘要][在线阅读][下载 3922K]
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  • 多层地铁车站结构性能试验研究

    陈之毅;刘文博;陈炜;

    为掌握地震作用下多层地铁车站结构从材料、局部构件到整体结构的非线性破坏状态,以上海市某多层地铁车站工程为背景,开展了1:10大型静力推覆(Pushover)试验。结合地下结构地震响应特征,采用倒三角分布的侧向位移推覆加载模式,并由多个作动器实现多点协调加载。分析研究了多层地铁车站结构的裂缝开展过程、结构及构件破坏形态、塑性铰开展顺序、Pushover曲线,并总结了结构整体和中柱的破坏模式,给出车站结构重要性能点数值,综合评价了多层地铁车站结构的抗震性能及特点,可为基于性能的抗震设计提供依据。

    2020年06期 v.48 811-820页 [查看摘要][在线阅读][下载 5538K]
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  • 硫酸盐侵蚀后地铁盾构隧道纵缝接头抗弯力学模型

    郑勇波;白廷辉;李晓军;

    基于地铁盾构隧道混凝土被硫酸盐侵蚀实际工况,建立了能够考虑接缝细部构造、表面混凝土及螺栓等且接缝截面可离散为不同类型受压区的纵缝接头正弯矩力学模型。采用全积分形式进行混凝土本构关系运算,适用分析混凝土被硫酸盐侵蚀后接缝面混凝土压碎、螺栓屈服以及接头极限状态。结合数值计算进行对比分析,两者结果基本一致,验证了力学模型合理性。研究结果表明:正弯矩作用下,混凝土被硫酸盐侵蚀对纵缝接头力学性能的影响主要表现在外表面边缘混凝土接触之后。随着硫酸盐侵蚀时间的增长,纵缝接头极限弯矩不断减少,但减幅较为平均。同时,各变形量最大值也随着侵蚀时间的增长而减小,但减幅各自不同。随着硫酸盐侵蚀厚度的增大,纵缝接头极限弯矩及各变形量最大值均不断减少,且减幅不断增大。

    2020年06期 v.48 821-830页 [查看摘要][在线阅读][下载 2250K]
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  • 盾构隧道纵缝接头极限状态试验研究

    李晓军;周晓舟;沈奕;朱合华;

    纵缝接头对盾构隧道衬砌结构的变形和内力起控制作用,且不同受力状态下的盾构隧道接头的力学性能差异较大。基于1:1的纵缝接头正、负弯矩荷载试验,通过加载接头至极限破坏,获得了纵缝接头在轴力和弯矩共同作用下的接缝张开、接头挠度、螺栓和管片混凝土的应变。根据连接螺栓、密封垫和管片混凝土的工作状态,确定了纵缝接头的使用状态极限;根据接头最终破坏的变形和承载状态,确定了纵缝接头的承载能力极限。最后,在对比试验结果与设计结果的基础上,研究了现行安全系数设计方法的安全储备。

    2020年06期 v.48 831-840页 [查看摘要][在线阅读][下载 2763K]
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  • 上海临港砂质粉土硬化土小应变模型参数研究

    陈尚荣;李通达;梁发云;顾晓强;

    硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排水剪切试验,三轴固结加卸载试验,固结试验以及共振柱试验,获得上海临港地区浅层砂质粉土的硬化土小应变本构模型的试验参数,包括土体的初始剪切模量、土体强度参数和加卸载模量等。将试验结果与已有文献的相关数据进行对比分析,试验结果可为上海地区浅层砂质粉土的深基坑工程数值分析提供参考数据,具有工程参考价值。

    2020年06期 v.48 841-846页 [查看摘要][在线阅读][下载 1226K]
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交通运输工程

  • 跟驰行驶状态下的驾驶模拟有效性研究

    张彦宁;郭忠印;李振江;

    为验证驾驶模拟技术在跟驰行为研究中的有效性,设计了实车实验与驾驶模拟实验。选取了跟驰距离、跟驰距离标准差、车头时距及驾驶员反应延迟时间作为分析指标,并采用Wilcox检验、生存分析方法分别验证了非时间数据、时间数据的有效性。结果表明跟驰距离、车头时距、驾驶员反应延迟时间具备绝对有效性,两种不同实验环境下跟驰距离标准差随跟驰速度变化趋势相同,具备相对有效性。实车实验中,前车加速度、前后车相对距离、前车加速度变化状态显著影响驾驶员反应延迟时间。有效性分析结果为基于驾驶模拟实验的跟驰行为研究提供前提条件,生存分析结果可用于驾驶员反应延迟时间建模及跟驰模型优化。

    2020年06期 v.48 847-853页 [查看摘要][在线阅读][下载 1892K]
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  • 公交站点排队溢出控制方法

    施卫国;马万经;刘兴永;

    为解决公交站点因需求集中而出现的排队问题,以排队原因为切入点,通过分析,揭示了站点供给与公交需求之间的矛盾关系是造成公交排队的根本原因。建立了一种防止公交排队溢出的交叉口控制方法。首先,建立公交延误模型和站点停靠时间模型。然后,基于这两种模型和信号方案,建立了公交溢出判断模型和公交准点判断模型。最后,将这些模型应用到控制方案中,提出了一种新的公交防溢出方法,实现交叉口公交防溢出功能和公交优先控制。利用VISSIM软件对该控制方法进行了仿真分析,结果表明该控制方法能够有效防止公交排队溢出进入交叉口。

    2020年06期 v.48 854-860页 [查看摘要][在线阅读][下载 1567K]
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  • 城轨交通换乘站结点换乘设施行人拥堵分析方法

    何彬;顾保南;杨照;

    以城市轨道交通换乘站内的"十"形结点换乘设施为研究对象,根据车门至站台梯组的走行距离确定了换乘客流到达时间分布,在考虑设施断面上下游的流密速基本关系及梯前区域、换乘平台、楼梯客流的相互影响关系的基础上,利用分时段客流迭代构建了结点换乘设施行人拥堵分析方法。算例表明,该方法能够在各车门下车换乘人数和站台行人设施布置方案已知的情况下快速分析多向客流的换乘客流量不同组合下"十"形结点换乘设施的行人拥堵情况。

    2020年06期 v.48 861-868页 [查看摘要][在线阅读][下载 1552K]
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机械、车辆与能源工程

  • 面向增材制造的零件结构及工艺设计

    王玉;李帅帅;于颖;

    从零件结构设计中的拓扑优化、介观结构、零件整合、流体管道及热交换器设计方面和工艺设计中层内轨迹、建造方向、多轴建造及曲面分层设计方面系统地论述了国内外面向增材制造的零件设计的研究进展,并在此基础上提出了AM零件一体化设计、多尺度下异构胞状结构设计、面向零件性能的工艺设计以及连续碳纤维增强复合材料工艺设计四个未来发展趋势。

    2020年06期 v.48 869-879页 [查看摘要][在线阅读][下载 3598K]
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  • 质子交换膜燃料电池建模研究评述

    戴海峰;袁浩;鱼乐;魏学哲;

    车用动态工况下,质子交换膜燃料电池(PEMFC)内部压力、温度和气体浓度直接影响整个系统的性能和耐久性,因此需要借助数学模型分析电池内部传质、传热和化学反应过程,以优化燃料电池系统设计及控制。然而,燃料电池是一个非线性、多输入、强耦合的系统,模型的建立涉及从原子分子级尺度,到材料晶格结构级尺度,再到部件、电堆和系统级尺度。针对多尺度建模问题,从关键部件、单体、电堆及系统等角度,对不同尺度的建模方法进行全面梳理,并阐述了未来建模的挑战及发展趋势。

    2020年06期 v.48 880-889页 [查看摘要][在线阅读][下载 1013K]
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  • 低压EGR对增压直喷汽油机燃烧和油耗的影响

    楼狄明;王博;

    基于一台增压直喷米勒循环发动机,加装低压废气再循环系统(LP-EGR),通过改变EGR率,研究LP-EGR对汽油机燃烧和油耗的影响。研究结果表明:在中小负荷工况下,EGR通过降低泵气损失来减小发动机油耗,油耗最高能减小8.41%;在大负荷工况下,EGR通过抑制爆震,修正点火时刻来降低油耗,油耗最高能减小5.67%;在近全负荷工况下,EGR通过降低排气温度,减少"过喷油"来降低油耗,油耗可减小20.4%。在燃烧方面,EGR会导致燃烧放缓,燃烧循环变动增大。随着EGR率的增大,着火时刻推迟,燃烧持续期增大,最大放热率降低,缸内最高温度降低;由于优化了点火提前角,缸内最高压力增大。

    2020年06期 v.48 890-897页 [查看摘要][在线阅读][下载 2012K]
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  • 基于列车电机械制动系统夹紧力的控制算法优化

    吴萌岭;雷驰;陈茂林;

    针对轨道列车电机械制动系统(EMB),提出一种夹紧力的精确控制方法。首先,研究了EMB的开环控制特性。由于电机损耗、机械传动装置的加工与装配精度、内部阻力等因素影响,力的传递也会存在误差,从而导致EMB开环响应较差。以PID控制为基础,研究了系统闭环响应特性,并通过引入缓冲过程和跟踪微分器,设计了夹紧力控制优化算法。最后,通过硬件在环试验,验证了夹紧力优化算法的控制精度与跟随效果,同时对比分析了EMB夹紧力与某电控空气制动系统制动缸压力的频率特性。

    2020年06期 v.48 898-903页 [查看摘要][在线阅读][下载 2712K]
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  • 高速列车不同转向架区噪声特性及主要噪声源分离

    王东镇;葛剑敏;

    以某型高速列车为研究对象,基于线路运行类比测试,对车辆运行时主要噪声源之一的转向架区噪声开展研究。通过对不同转向架区噪声进行类比测试和对比分析,确定了350km·h-1及以下速度等级中间车拖车转向架区的主要噪声源为轮轨噪声,头、尾拖车转向架区主要噪声源为气动噪声,中间车动车转向架区主要噪声源为牵引系统噪声。基于以上的分析结论和一定的假设,对车头、车尾和中间动车转向架区主要噪声源进行了分离特性研究,获取了主要噪声源的频谱和贡献特性。研究结果可为高速列车减振降噪设计提供依据和指导。

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经济与管理科学

  • 中国光伏产业政策目标协同度量化评价模型

    李军强;韩振;任浩;

    以227项中国光伏产业政策为例,提出了我国光伏产业政策力度和政策目标的量化标准,在此基础上,构建了我国光伏产业政策目标协同度模型,探讨了不同政策目标协同对于光伏产业绩效产生的影响。研究结果表明:我国光伏产业政策目标协同对光伏产业绩效具有显著的方向性差异;光伏市场的培育应当与规范市场秩序政策协同使用;厘清地方及区域经济发展与光伏市场培育、技术自主研发之间的关系,找到通过技术创新实现地方及区域经济发展的有效协同路径,成为产业技术突破的关键环节;注重"扶持性"政策与"规范性"政策的有效匹配,摆脱规范行业标准政策在制定和执行中长期所处的"掉队"状态,制定全面的、前瞻性的光伏行业标准体系。

    2020年06期 v.48 913-921页 [查看摘要][在线阅读][下载 1039K]
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  • 基于栈式降噪自动编码器的建筑工程施工成本预测

    刘必君;叶雨辰;

    以高层建筑工程项目为例,对建筑工程施工成本影响因素进行可靠地识别和合理量化。基于深度学习下的栈式降噪自动编码器理论,结合神经网络,构建非线性工程项目的施工成本预测模型。通过实际案例在Matlab平台上进行仿真预测,实证了该方法在预测建筑工程施工成本上的可靠性和精确性。

    2020年06期 v.48 922-928页 [查看摘要][在线阅读][下载 1096K]
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  • 《同济大学学报(自然科学版)》征稿启事

    <正>《同济大学学报(自然科学版)》是由同济大学主办的自然科学综合性学术期刊,主要刊登国内外土木建筑工程、交通运输工程、环境科学、材料科学、新能源技术等学科的高水平首发研究成果。本刊为中国自然科学核心期刊和中国科技论文统计用刊源之一,并被EI等40多个国内外权威检索系统收录。本刊目前采用网络投稿与审稿,不接收纸质稿件和E-mail投稿。网络投稿请

    2020年06期 v.48 929页 [查看摘要][在线阅读][下载 385K]
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