2009年第31卷第6期文章目次
2009, 31(6):1-6.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.002
摘要:
提出了一种新型风力发电塔架结构形式:构架式风力发电塔架，并根据遗传算法(GA)二进制编码方法，以实际工程为背景，编制了变截面构架式塔架Fortran优化模型程序，分别对塔架进行了截面尺寸优化、形状优化的计算和比较，最后利用有限元软件，采用自定义梁单元参数，建立了传统单管塔优化模型。计算结果表明，构架式风电塔架相对于单管塔架，具有较高的刚度和一阶自振频率，且该结构具有基础工程量小，方便运输，降低施工难度等优点。
提出了一种新型风力发电塔架结构形式:构架式风力发电塔架，并根据遗传算法(GA)二进制编码方法，以实际工程为背景，编制了变截面构架式塔架Fortran优化模型程序，分别对塔架进行了截面尺寸优化、形状优化的计算和比较，最后利用有限元软件，采用自定义梁单元参数，建立了传统单管塔优化模型。计算结果表明，构架式风电塔架相对于单管塔架，具有较高的刚度和一阶自振频率，且该结构具有基础工程量小，方便运输，降低施工难度等优点。
2009, 31(6):7-14.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.003
摘要:
高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全，为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱，将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中，以箱梁为例，设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁，分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性，并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明:2次预应力简支组合梁截面应力梯度小，受力合理，与常规预应力混凝土简支梁相比，徐变上拱减少约40%~60%；并可以降低梁的建筑高度，节约10%左右的预应力筋和一定数量的混凝土,具有明显技术经济优势。
高速铁路预应力混凝土桥梁徐变上拱过大会影响桥上列车运行安全，为了控制预应力混凝土桥梁徐变上拱，将2次施加预应力新技术应用于预应力混凝土梁中，以箱梁为例，设计了4根不同预应力度的2次预应力简支组合梁，分析了其各施工受力阶段截面应力、强度和抗裂性，并进行了结构尺寸与配筋完全相同的常规预应力混凝土简支梁和2次预应力简支组合梁徐变上拱的对比计算分析。结果表明:2次预应力简支组合梁截面应力梯度小，受力合理，与常规预应力混凝土简支梁相比，徐变上拱减少约40%~60%；并可以降低梁的建筑高度，节约10%左右的预应力筋和一定数量的混凝土,具有明显技术经济优势。
2009, 31(6):15-21.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.004
摘要:
提出了一种新型钢砼组合结构——钢箱砼组合受弯构件，该构件由钢箱梁，钢筋混凝土梁及PBH剪力连接件组合。通过对该构件的纯弯试验，研究了该构件的变形及受力性能。试验结果表明，钢箱和混凝土可以充分发挥自身的材料强度，同时避免混凝土开裂和钢材过早局部失稳等问题，是一种较理想的钢砼组合结构受弯构件形式；构件中的PBH剪力键可以很好的协调钢箱和混凝土间的变形。同时对该构件进行结构分析，分析结果与试验结果吻合良好，用同等方法进行了多种影响参数分析，得到各主要构件参数对构件受力过程的影响。该组合构件在主拱中应用时具有良好的工作性能和安全快捷的施工性能。
提出了一种新型钢砼组合结构——钢箱砼组合受弯构件，该构件由钢箱梁，钢筋混凝土梁及PBH剪力连接件组合。通过对该构件的纯弯试验，研究了该构件的变形及受力性能。试验结果表明，钢箱和混凝土可以充分发挥自身的材料强度，同时避免混凝土开裂和钢材过早局部失稳等问题，是一种较理想的钢砼组合结构受弯构件形式；构件中的PBH剪力键可以很好的协调钢箱和混凝土间的变形。同时对该构件进行结构分析，分析结果与试验结果吻合良好，用同等方法进行了多种影响参数分析，得到各主要构件参数对构件受力过程的影响。该组合构件在主拱中应用时具有良好的工作性能和安全快捷的施工性能。
2009, 31(6):22-26.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.005
摘要:
隔震技术不仅广泛应用在中低层建筑中,近来又被用于高层建筑结构的减震设计。对于高层隔震结构, 隔震上部结构需考虑多阶振型影响，且因结构高宽比较大，总变形中存在的弯曲变形部分也应同时考虑。现有的两质点剪切型模型不能很好地反映实际结构的变形特点，一些学者提出的三质点模型，尚缺乏实际的操作性。为此，在已进行研究基础上,根据等效准则，通过对模型结构的计算分析,给出了针对弯剪变形类型规则型隔震结构等效模型的计算方法,利用该等效模型可较为方便对原隔震结构最大反应进行手工计算,从而提高了隔震设计的效率。计算实例表明，文中提出的计算方法是可行和可信的, 等效模型与原结构地震反应具有很好等效性，且计算过程也较为简便。
隔震技术不仅广泛应用在中低层建筑中,近来又被用于高层建筑结构的减震设计。对于高层隔震结构, 隔震上部结构需考虑多阶振型影响，且因结构高宽比较大，总变形中存在的弯曲变形部分也应同时考虑。现有的两质点剪切型模型不能很好地反映实际结构的变形特点，一些学者提出的三质点模型，尚缺乏实际的操作性。为此，在已进行研究基础上,根据等效准则，通过对模型结构的计算分析,给出了针对弯剪变形类型规则型隔震结构等效模型的计算方法,利用该等效模型可较为方便对原隔震结构最大反应进行手工计算,从而提高了隔震设计的效率。计算实例表明，文中提出的计算方法是可行和可信的, 等效模型与原结构地震反应具有很好等效性，且计算过程也较为简便。
2009, 31(6):27-33.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.006
摘要:
针对大跨结构的风振响应特点，研究多目标等效静风荷载的分析方法，并采用该方法对国家体育场等效静风荷载进行了研究。该等效静风荷载分析方法的基本过程是:根据结构风振响应特性，选择风荷载的主要本征模态和结构主导振型惯性力作为构造多目标等效静风荷载的基本向量，根据最小二乘法，得到基本向量的最优组合系数，从而得到针对多个等效目标的等效静风荷载。国家体育场的分析结果表明:在所有风向下的风振响应中，背景响应远大于共振响应，其中0°风向和270°风向对结构最为不利；在针对多等效目标的等效静风荷载作用下，所有关键位置的节点位移响应和支座反力都与实际动力响应极值吻合较好。
针对大跨结构的风振响应特点，研究多目标等效静风荷载的分析方法，并采用该方法对国家体育场等效静风荷载进行了研究。该等效静风荷载分析方法的基本过程是:根据结构风振响应特性，选择风荷载的主要本征模态和结构主导振型惯性力作为构造多目标等效静风荷载的基本向量，根据最小二乘法，得到基本向量的最优组合系数，从而得到针对多个等效目标的等效静风荷载。国家体育场的分析结果表明:在所有风向下的风振响应中，背景响应远大于共振响应，其中0°风向和270°风向对结构最为不利；在针对多等效目标的等效静风荷载作用下，所有关键位置的节点位移响应和支座反力都与实际动力响应极值吻合较好。
2009, 31(6):34-39.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.007
摘要:
为获得腐蚀钢绞线的断裂失效概率模型，需要研究基于某种断裂准则的断裂抗力分布模型。首先提出了以塑性理论中的Mises应变作为断裂参量的腐蚀钢绞线的断裂准则，然后通过对14根氯盐腐蚀钢绞线试样的拉伸试验获得了46根断裂钢丝以及它们在拉断时的平均拉应力及断口处蚀坑的几何形状与尺寸，并采用ANSYS有限元软件模拟得到了每根钢丝的断裂抗力值；以此作为腐蚀钢绞线断裂抗力分布的数据样本，采用数理统计软件SPSS分析了其分布特征，结果表明，在0.05的显著性水平下，腐蚀钢绞线的断裂抗力不拒绝正态分布及对数正态分布，并得到了这两种分布模式下腐蚀钢绞线断裂抗力的分布模型(概率密度函数)。
为获得腐蚀钢绞线的断裂失效概率模型，需要研究基于某种断裂准则的断裂抗力分布模型。首先提出了以塑性理论中的Mises应变作为断裂参量的腐蚀钢绞线的断裂准则，然后通过对14根氯盐腐蚀钢绞线试样的拉伸试验获得了46根断裂钢丝以及它们在拉断时的平均拉应力及断口处蚀坑的几何形状与尺寸，并采用ANSYS有限元软件模拟得到了每根钢丝的断裂抗力值；以此作为腐蚀钢绞线断裂抗力分布的数据样本，采用数理统计软件SPSS分析了其分布特征，结果表明，在0.05的显著性水平下，腐蚀钢绞线的断裂抗力不拒绝正态分布及对数正态分布，并得到了这两种分布模式下腐蚀钢绞线断裂抗力的分布模型(概率密度函数)。
2009, 31(6):40-46.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.008
摘要:
基于计算流体力学软件平台Fluent 6.3，选用基于雷诺平均(RANS)的标准kε、Realizable kε、RNG kε和SST kω4种湍流模型对大气边界层中CAARC标模的单栋高层建筑的三维定常风流场进行模拟分析，并将数值模拟结果与风洞试验结果进行了比较分析。结果表明:数值模拟较好地反映了高层建筑周围风环境的绕流特性和表面风压的分布情况，4种湍流模型均能给出满足工程应用精度的结果。在迎风面时，与试验结果吻合良好；在侧风面和背风面时，数值模拟结果介于NPL与TJ2试验结果之间。迎风面均受有正压力，在迎风面的2/3高度处为最大，两边及底下最小。建筑物的背风面和侧风面全部承受负压力。4种湍流模型的模拟结果之间差异较小，为高层建筑钝体绕流的研究提供了依据。
基于计算流体力学软件平台Fluent 6.3，选用基于雷诺平均(RANS)的标准kε、Realizable kε、RNG kε和SST kω4种湍流模型对大气边界层中CAARC标模的单栋高层建筑的三维定常风流场进行模拟分析，并将数值模拟结果与风洞试验结果进行了比较分析。结果表明:数值模拟较好地反映了高层建筑周围风环境的绕流特性和表面风压的分布情况，4种湍流模型均能给出满足工程应用精度的结果。在迎风面时，与试验结果吻合良好；在侧风面和背风面时，数值模拟结果介于NPL与TJ2试验结果之间。迎风面均受有正压力，在迎风面的2/3高度处为最大，两边及底下最小。建筑物的背风面和侧风面全部承受负压力。4种湍流模型的模拟结果之间差异较小，为高层建筑钝体绕流的研究提供了依据。
2009, 31(6):47-52.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.009
摘要:
长江口北侧分布有海陆交互相黏性土，其物理性质较差，天然含水率接近或大于液限，孔隙比接近或大于1，与一般海相软粘土物性相似，但压缩变形特征与强度指标有别于一般海相软粘土，是一种结构性黏性土。采取自由活塞薄壁取样技术与真空冷冻干燥法，制得不同固结应力水平下的原状样和重塑样，系统地分析了固结试验中原状样与重塑样在不同固结应力下的微观结构及参数的变化规律。研究结果体现了微观结构变化与宏观力学性质的一致性，揭示了结构性黏性土不良物理性质与良好力学特性指标“异常”组合的微观机制。
长江口北侧分布有海陆交互相黏性土，其物理性质较差，天然含水率接近或大于液限，孔隙比接近或大于1，与一般海相软粘土物性相似，但压缩变形特征与强度指标有别于一般海相软粘土，是一种结构性黏性土。采取自由活塞薄壁取样技术与真空冷冻干燥法，制得不同固结应力水平下的原状样和重塑样，系统地分析了固结试验中原状样与重塑样在不同固结应力下的微观结构及参数的变化规律。研究结果体现了微观结构变化与宏观力学性质的一致性，揭示了结构性黏性土不良物理性质与良好力学特性指标“异常”组合的微观机制。
2009, 31(6):53-59.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.010
摘要:
工程岩体质量评价是地下洞室工程选址、设计必须回答的主要工程地质问题，在许多常用的岩体质量评价方法中，岩体的完整性指数是一个重要评价指标，而由于岩芯卸荷效应和室内、原位波速测试的频率差异方面的原因导致岩体完整性指数不能够准确的表示岩体的完整程度，有时甚至会产生岩体完整性指数大于1的不合理的现象。论文针对以上问题开展岩块波速应力关系相关的试验，研究岩块的波速应力关系，提出岩块卸荷指标和频率修正系数2个因子对岩体完整性指数计算公式进行修正，进而对国标BQ岩体质量分级法进行改进。最后将改进的BQ岩体质量分级法在黄岛地下水封石油洞库工程中进行应用，评价结果表明场区绝大部分岩体质量都为I级或II级。
工程岩体质量评价是地下洞室工程选址、设计必须回答的主要工程地质问题，在许多常用的岩体质量评价方法中，岩体的完整性指数是一个重要评价指标，而由于岩芯卸荷效应和室内、原位波速测试的频率差异方面的原因导致岩体完整性指数不能够准确的表示岩体的完整程度，有时甚至会产生岩体完整性指数大于1的不合理的现象。论文针对以上问题开展岩块波速应力关系相关的试验，研究岩块的波速应力关系，提出岩块卸荷指标和频率修正系数2个因子对岩体完整性指数计算公式进行修正，进而对国标BQ岩体质量分级法进行改进。最后将改进的BQ岩体质量分级法在黄岛地下水封石油洞库工程中进行应用，评价结果表明场区绝大部分岩体质量都为I级或II级。
2009, 31(6):60-65.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.011
摘要:
框架剪力墙结构中的框架的受力性能不同于纯框架结构。为了考察框架剪力墙结构中的框架在强震下的抗震性态，首先严格按中国设计规范完成了1个8度0.3 g分区24层和1个8度0.2 g分区30层框架剪力墙结构的抗震设计。然后对结构进行了在相当于罕遇水准的多条地面运动输入下的非弹性动力反应分析，初步识别了结构的地震反应性态。分析结果表明，结构中的框架部分在强震下基本保持未屈服状态，而剪力墙连梁是结构主要的塑性耗能部件，部分墙肢底部也进入了屈服后的塑性变形状态。从框架部分所处的偏有利的受力状态和设计规范对其所采取的强化措施这2个方面分析了框架部分未进入屈服的原因。建议对我国8度区总高超过60m的框架剪力墙结构中的框架部分的现行抗震构造措施可有条件地适度放松。
框架剪力墙结构中的框架的受力性能不同于纯框架结构。为了考察框架剪力墙结构中的框架在强震下的抗震性态，首先严格按中国设计规范完成了1个8度0.3 g分区24层和1个8度0.2 g分区30层框架剪力墙结构的抗震设计。然后对结构进行了在相当于罕遇水准的多条地面运动输入下的非弹性动力反应分析，初步识别了结构的地震反应性态。分析结果表明，结构中的框架部分在强震下基本保持未屈服状态，而剪力墙连梁是结构主要的塑性耗能部件，部分墙肢底部也进入了屈服后的塑性变形状态。从框架部分所处的偏有利的受力状态和设计规范对其所采取的强化措施这2个方面分析了框架部分未进入屈服的原因。建议对我国8度区总高超过60m的框架剪力墙结构中的框架部分的现行抗震构造措施可有条件地适度放松。
2009, 31(6):66-70.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.012
摘要:
火灾时的烟气控制在隧道防火安全设计中占有很重要的位置，为此通过1/20小尺寸模型实验和全尺寸现场试验对水平隧道火灾通风纵向临界风速进行了研究。根据隧道全尺寸试验和小尺寸实验研究结果，并结合Jae等的小尺寸实验结果以及胡隆华的全尺寸试验和数值模拟结果，建立了水平隧道火灾通风纵向临界风速的预测模型。将模型得到的预测结果跟基于气体火源的实验结果进行对比，结果表明 Wu和Barker通过气体火源小尺寸实验所建立的模型预测值偏低。
火灾时的烟气控制在隧道防火安全设计中占有很重要的位置，为此通过1/20小尺寸模型实验和全尺寸现场试验对水平隧道火灾通风纵向临界风速进行了研究。根据隧道全尺寸试验和小尺寸实验研究结果，并结合Jae等的小尺寸实验结果以及胡隆华的全尺寸试验和数值模拟结果，建立了水平隧道火灾通风纵向临界风速的预测模型。将模型得到的预测结果跟基于气体火源的实验结果进行对比，结果表明 Wu和Barker通过气体火源小尺寸实验所建立的模型预测值偏低。
2009, 31(6):71-80.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.013
摘要:
中国是台风频发国家，在台风登陆前对城市各类结构可能发生的损伤程度进行快速预测，对于评价城市防灾减灾能力和灾后应急反应工作能够提供重要依据。针对中国东南沿海城市风灾易损结构之一的轻钢结构工业厂房进行了风灾损伤估计的研究。首先对结构风灾受损原因进行了详细的分析，根据结构破坏特点确定围护构件及连接部位的可靠性为分析重点。台风荷载模型的建立考虑了外风压、风致内压和风致碎片的共同作用。结合规范给出了构件承载力的计算方法，详述了损伤估计的整个流程，划分了厂房结构损伤等级并给出了详细的指标，最后利用0601号台风珍珠实测数据实现了对所建模型损伤估计与预测的全过程。
中国是台风频发国家，在台风登陆前对城市各类结构可能发生的损伤程度进行快速预测，对于评价城市防灾减灾能力和灾后应急反应工作能够提供重要依据。针对中国东南沿海城市风灾易损结构之一的轻钢结构工业厂房进行了风灾损伤估计的研究。首先对结构风灾受损原因进行了详细的分析，根据结构破坏特点确定围护构件及连接部位的可靠性为分析重点。台风荷载模型的建立考虑了外风压、风致内压和风致碎片的共同作用。结合规范给出了构件承载力的计算方法，详述了损伤估计的整个流程，划分了厂房结构损伤等级并给出了详细的指标，最后利用0601号台风珍珠实测数据实现了对所建模型损伤估计与预测的全过程。
2009, 31(6):81-85.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.014
摘要:
研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善；PVA纤维增强板材当纤维掺量达1.7%时表现应变硬化，出现多点开裂；PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板，制作的纤维板/混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度，与普通混凝土梁相比都得以改善；同时与普通混凝土梁相比，复合梁的抗氯离子渗透性能更好。
研究了水灰比、纤维种类、掺量和水泥基材对挤压成型纤维水泥板及其复合梁的力学性能与耐久性能的影响。结果表明掺加纤维后板材韧性有显著改善；PVA纤维增强板材当纤维掺量达1.7%时表现应变硬化，出现多点开裂；PP纤维则呈现应变软化。两种纤维增强水泥基材料性能的差异是由于纤维自身性能的不同。以纤维增强板为底板，制作的纤维板/混凝土复合梁的极限荷载和相应挠度，与普通混凝土梁相比都得以改善；同时与普通混凝土梁相比，复合梁的抗氯离子渗透性能更好。
2009, 31(6):86-91.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.015
摘要:
胶州湾海底隧道是中国自行建造的第2条海底隧道，其设计服役寿命为100 a。分析了海底隧道衬砌混凝土的服役环境，建立了综合考虑氯离子扩散、碳化和弯曲荷载影响的服役寿命预测模型。调查了海底隧道现行施工里程的混凝土耐久性关键参数，建立了海底隧道混凝土氯离子扩散系数与回弹强度间的函数关系，通过预测模型计算了混凝土中氯离子随时间的演化规律及衬砌混凝土服役寿命。结果表明:隧道衬砌混凝土的保护层厚度波动值-4(-6)~+15 mm，标准养护衬砌混凝土氯离子扩散系数均值为2.1(2.7)×10-12 m2/s，混凝土中初始氯离子浓度小于0.35 kg/m3。隧道衬砌混凝土氯离子扩散系数与回弹强度呈线性函数关系，施工里程内氯离子扩散系数波动为1.5~3.5×10-12 m2/s。基于模型计算，胶州湾海底隧道左右线衬砌混凝土的服役寿命均超过100 a。
胶州湾海底隧道是中国自行建造的第2条海底隧道，其设计服役寿命为100 a。分析了海底隧道衬砌混凝土的服役环境，建立了综合考虑氯离子扩散、碳化和弯曲荷载影响的服役寿命预测模型。调查了海底隧道现行施工里程的混凝土耐久性关键参数，建立了海底隧道混凝土氯离子扩散系数与回弹强度间的函数关系，通过预测模型计算了混凝土中氯离子随时间的演化规律及衬砌混凝土服役寿命。结果表明:隧道衬砌混凝土的保护层厚度波动值-4(-6)~+15 mm，标准养护衬砌混凝土氯离子扩散系数均值为2.1(2.7)×10-12 m2/s，混凝土中初始氯离子浓度小于0.35 kg/m3。隧道衬砌混凝土氯离子扩散系数与回弹强度呈线性函数关系，施工里程内氯离子扩散系数波动为1.5~3.5×10-12 m2/s。基于模型计算，胶州湾海底隧道左右线衬砌混凝土的服役寿命均超过100 a。
2009, 31(6):92-95.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.016
摘要:
窗户外部的遮阳系统可以减少进入室内的太阳辐射得热量。目前，在计算遮阳系统对太阳辐射的遮挡作用时，仅仅从几何角度上考虑遮阳构件对直射辐射的减少作用，没有考虑对散射辐射的影响，但在实际中，遮阳构件的存在，对散射辐射的影响不能忽略，特别是对于百叶类型的遮阳构造，由于其布置较为紧密，对直射辐射遮挡较多，进入室内的太阳辐射主要为散射辐射，因此建立详细的散射辐射计算模型，可以正确反映和评估其遮阳效果，并为计算遮阳构件对建筑能耗的影响提供基础。通过分析散射辐射入射到百叶遮阳板上的光学特性，建立用于计算太阳散射辐射透过和反射的数学模型，并根据该模型得到用于计算机编程的算法。该模型和算法可以应用于不同的百叶遮阳系统，为建筑能耗模拟中考虑百叶遮阳板对空调能耗的影响提供理论基础。
窗户外部的遮阳系统可以减少进入室内的太阳辐射得热量。目前，在计算遮阳系统对太阳辐射的遮挡作用时，仅仅从几何角度上考虑遮阳构件对直射辐射的减少作用，没有考虑对散射辐射的影响，但在实际中，遮阳构件的存在，对散射辐射的影响不能忽略，特别是对于百叶类型的遮阳构造，由于其布置较为紧密，对直射辐射遮挡较多，进入室内的太阳辐射主要为散射辐射，因此建立详细的散射辐射计算模型，可以正确反映和评估其遮阳效果，并为计算遮阳构件对建筑能耗的影响提供基础。通过分析散射辐射入射到百叶遮阳板上的光学特性，建立用于计算太阳散射辐射透过和反射的数学模型，并根据该模型得到用于计算机编程的算法。该模型和算法可以应用于不同的百叶遮阳系统，为建筑能耗模拟中考虑百叶遮阳板对空调能耗的影响提供理论基础。
2009, 31(6):96-101.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.017
摘要:
通过对建筑墙体受太阳辐射得热的特性分析，把墙体所受太阳直射辐射得热量进行等效分解，在此基础上建立了建筑朝向转换规则，并以上海地区2种不同长宽比的实际建筑进行模拟分析，得到实际建筑与转换后建筑的冷负荷对比曲线，模拟结果显示，转换后的虚拟建筑冷负荷与实际建筑冷负荷有很好的吻合，建筑朝向对冷负荷影响的实质即为不同朝向的墙体面积和窗体面积的改变，在预测区域建筑冷负荷时，可以应用转换规则，把区域内建筑转换为同一朝向建筑进行分析，减少了朝向因素对冷负荷的影响。
通过对建筑墙体受太阳辐射得热的特性分析，把墙体所受太阳直射辐射得热量进行等效分解，在此基础上建立了建筑朝向转换规则，并以上海地区2种不同长宽比的实际建筑进行模拟分析，得到实际建筑与转换后建筑的冷负荷对比曲线，模拟结果显示，转换后的虚拟建筑冷负荷与实际建筑冷负荷有很好的吻合，建筑朝向对冷负荷影响的实质即为不同朝向的墙体面积和窗体面积的改变，在预测区域建筑冷负荷时，可以应用转换规则，把区域内建筑转换为同一朝向建筑进行分析，减少了朝向因素对冷负荷的影响。
2009, 31(6):102-106.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.018
摘要:
采用正硅酸乙酯(TEOS)代替传统的硅酸钠制备活性硅酸，将活性硅酸与聚合硫酸铁反应合成聚硅硫酸铁混凝剂，并研究了相关机理。由于正硅酸乙酯水解很缓慢，容易控制，可以得到重现性好的产物，有利于进行除藻性能的研究。通过正交实验等研究获得了聚硅硫酸铁的优化合成条件，即铁硅摩尔比为1.0，反应温度为50 ℃和反应时间为60 min。论文还研究了优化条件下合成的聚硅硫酸铁混凝剂除藻性能，得到除藻优化条件，即原水的pH值为11.0、预氧化剂的投加量为0.70 mg/L、聚硅硫酸铁的投加量为24.1 mg/L。
采用正硅酸乙酯(TEOS)代替传统的硅酸钠制备活性硅酸，将活性硅酸与聚合硫酸铁反应合成聚硅硫酸铁混凝剂，并研究了相关机理。由于正硅酸乙酯水解很缓慢，容易控制，可以得到重现性好的产物，有利于进行除藻性能的研究。通过正交实验等研究获得了聚硅硫酸铁的优化合成条件，即铁硅摩尔比为1.0，反应温度为50 ℃和反应时间为60 min。论文还研究了优化条件下合成的聚硅硫酸铁混凝剂除藻性能，得到除藻优化条件，即原水的pH值为11.0、预氧化剂的投加量为0.70 mg/L、聚硅硫酸铁的投加量为24.1 mg/L。
2009, 31(6):107-111.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.019
摘要:
采用多孔混凝土为生态护岸载体，联合微生物、绿色植物等生态因子构建特定岸坡生态系统来研究水源地水质改善效果。实验结果表明，在停留时间(RT)为6 d时，系统对CODMn、UV254、NH+4-N、NO2--N、TN的平均去除率分别达到20.9％、13.4％、81.4％、96.8％和67.7％，相比硬质化岸坡的空白渠，CODMn、UV254、NH+4-N、NO2--N、TN的平均去除率仅为9.6％、5.0％、70.8％、42.4％和34.6％。通过该系统中多孔混凝土载体、水生植物和基质上富集的微生物等生态因子协同作用，使得有机物、氮类污染物去除效果明显。
采用多孔混凝土为生态护岸载体，联合微生物、绿色植物等生态因子构建特定岸坡生态系统来研究水源地水质改善效果。实验结果表明，在停留时间(RT)为6 d时，系统对CODMn、UV254、NH+4-N、NO2--N、TN的平均去除率分别达到20.9％、13.4％、81.4％、96.8％和67.7％，相比硬质化岸坡的空白渠，CODMn、UV254、NH+4-N、NO2--N、TN的平均去除率仅为9.6％、5.0％、70.8％、42.4％和34.6％。通过该系统中多孔混凝土载体、水生植物和基质上富集的微生物等生态因子协同作用，使得有机物、氮类污染物去除效果明显。
2009, 31(6):112-116.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.020
摘要:
绿色建筑中水处理系统中，优质杂排水采用0.72 kgBOD5·m-3·d-1的常规负荷(生物)接触氧化池预处理后，再采用人工湿地进行后处理。试验结果表明，影响该组合工艺出水水质达标的限制性指标为总氮(TN)。为使处理出水达到景观水回用标准，人工湿地的最大水力负荷分别为夏季(30~36 ℃)0.50 m·d-1、冬季(8~12 ℃)0.33 m·d-1，夏季与冬季的最大水力负荷比为3∶2。研究结果结合绿色建筑不同季节的中水用水量需求，可以确定绿色建筑“(生物)接触氧化＋人工湿地”组合工艺处理优质杂排水回用于景观用水的处理规模，指导该组合工艺的设计、运营以及预测处理效果。
绿色建筑中水处理系统中，优质杂排水采用0.72 kgBOD5·m-3·d-1的常规负荷(生物)接触氧化池预处理后，再采用人工湿地进行后处理。试验结果表明，影响该组合工艺出水水质达标的限制性指标为总氮(TN)。为使处理出水达到景观水回用标准，人工湿地的最大水力负荷分别为夏季(30~36 ℃)0.50 m·d-1、冬季(8~12 ℃)0.33 m·d-1，夏季与冬季的最大水力负荷比为3∶2。研究结果结合绿色建筑不同季节的中水用水量需求，可以确定绿色建筑“(生物)接触氧化＋人工湿地”组合工艺处理优质杂排水回用于景观用水的处理规模，指导该组合工艺的设计、运营以及预测处理效果。
2009, 31(6):117-121.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.021
摘要:
通过2组对比试验(垂直流与水平流湿地、单段式与三段式水平流湿地), 考察了不同构型湿地中溶解氧的分布情况及脱氮效果。结果表明: 不同构型人工湿地水力流态的区别，导致了床体溶解氧分布和脱氮效果的差异。垂直流人工湿地独特的结构设计和水力流态更有利于湿地内部的供氧, 局部氧浓度可比水平流湿地高0.17 mg/L；脱氮效果优于相同运行条件下的水平流湿地, NH+4-N、TN去除率分别可提高约9%、5%。三段式水平流湿地通过接触槽内复氧, 有效改善了溶解氧分布, 利于硝化反应进行, NH+4-N去除率最高达66%, TN去除率最高达71%, 分别比单段式湿地提高约8%和5%。此外，三段式湿地在较低水位下运行仍能取得较好的脱氮效果，其最佳停留时间的范围也得以延展。
通过2组对比试验(垂直流与水平流湿地、单段式与三段式水平流湿地), 考察了不同构型湿地中溶解氧的分布情况及脱氮效果。结果表明: 不同构型人工湿地水力流态的区别，导致了床体溶解氧分布和脱氮效果的差异。垂直流人工湿地独特的结构设计和水力流态更有利于湿地内部的供氧, 局部氧浓度可比水平流湿地高0.17 mg/L；脱氮效果优于相同运行条件下的水平流湿地, NH+4-N、TN去除率分别可提高约9%、5%。三段式水平流湿地通过接触槽内复氧, 有效改善了溶解氧分布, 利于硝化反应进行, NH+4-N去除率最高达66%, TN去除率最高达71%, 分别比单段式湿地提高约8%和5%。此外，三段式湿地在较低水位下运行仍能取得较好的脱氮效果，其最佳停留时间的范围也得以延展。
2009, 31(6):122-127.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.022
摘要:
比较研究了5种活性炭(GAC0、GACH、GACF、GACF1M1、GACF1M3)对2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的去除效果，发现GACF1M3有最佳的TCP吸附能力；5种活性炭对TCP的吸附容量分别为160、178、207、194和238 mg/g。着重研究了GACF1M3对TCP的吸附过程。随着TCP初始浓度的增加，TCP的吸附量也相应增加；温度的改变，会影响TCP的去除率，温度从30 ℃增加到45 ℃时，相同条件下的TCP的去除率稍有下降；活性炭的投加量对TCP的去除也有较明显的影响，投加量从10 mg到500 mg，TCP的去除效果明显增强。微酸性的pH值，有利于GACF1M3吸附TCP。在反应动力学的研究中，拟二级反应动力学能较好的模拟反应过程。通过扫描电镜及X射线衍射实验，观察GACF1M3的表面形貌并确定表面负载金属化合物的主要成分为Fe3O4、Mn3O4、FeOxMnO(1-x)。
比较研究了5种活性炭(GAC0、GACH、GACF、GACF1M1、GACF1M3)对2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的去除效果，发现GACF1M3有最佳的TCP吸附能力；5种活性炭对TCP的吸附容量分别为160、178、207、194和238 mg/g。着重研究了GACF1M3对TCP的吸附过程。随着TCP初始浓度的增加，TCP的吸附量也相应增加；温度的改变，会影响TCP的去除率，温度从30 ℃增加到45 ℃时，相同条件下的TCP的去除率稍有下降；活性炭的投加量对TCP的去除也有较明显的影响，投加量从10 mg到500 mg，TCP的去除效果明显增强。微酸性的pH值，有利于GACF1M3吸附TCP。在反应动力学的研究中，拟二级反应动力学能较好的模拟反应过程。通过扫描电镜及X射线衍射实验，观察GACF1M3的表面形貌并确定表面负载金属化合物的主要成分为Fe3O4、Mn3O4、FeOxMnO(1-x)。
2009, 31(6):128-131.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.023
摘要:
通过对沸石滤柱吸附去除饮用水中微量邻苯二甲酸酯(又称为酞酸酯，phthalate esters，PAEs)的研究，探讨其工程应用的可行性。邻苯二甲酸二甲酯(DMP) 、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)4种PAEs被选作目标物质。控制沸石滤柱的空床接触时间为12～18 min，使DMP、DBP、DOP及DEHP 4种酯类进水浓度皆为20~100 μg/L；通过高效液相色谱法(HPLC)测定出水中每种PAE的浓度。研究发现，总PAEs的去除率在24.7%~33.8%之间；随着进水浓度的增加，DMP、DBP的去除率下降，DEHP、DOP去除率上升。
通过对沸石滤柱吸附去除饮用水中微量邻苯二甲酸酯(又称为酞酸酯，phthalate esters，PAEs)的研究，探讨其工程应用的可行性。邻苯二甲酸二甲酯(DMP) 、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)4种PAEs被选作目标物质。控制沸石滤柱的空床接触时间为12～18 min，使DMP、DBP、DOP及DEHP 4种酯类进水浓度皆为20~100 μg/L；通过高效液相色谱法(HPLC)测定出水中每种PAE的浓度。研究发现，总PAEs的去除率在24.7%~33.8%之间；随着进水浓度的增加，DMP、DBP的去除率下降，DEHP、DOP去除率上升。
2009, 31(6):132-136.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.024
摘要:
为提高土地渗滤系统水力渗透性能，构建了2套不同填料的渗滤系统，1装置由红壤与砂分层装填，2装置由红壤与煤渣分层装填，并将二者分别用于处理生活污水。在水力负荷10 cm3/(cm2·d)运行下，1装置对COD、总磷、氨氮的去除率分别为91.1%、97.6%、80.1%，2装置为94.9%、98.3%、89.0%；1装置出水硝氮和亚硝氮的平均浓度分别为54.7 mg/L和0.09 mg/L，2装置为60.3 mg/L和0.15 mg/L。试验结果表明，2装置对COD、总磷和氨氮的去除效果稍优于1装置，但1装置更利于硝氮和亚硝氮的脱除，进一步说明分层装填能充分利用填料性能，有效地提高了土地渗滤系统的水力渗透性能且保持了良好的去除污染物的能力。
为提高土地渗滤系统水力渗透性能，构建了2套不同填料的渗滤系统，1装置由红壤与砂分层装填，2装置由红壤与煤渣分层装填，并将二者分别用于处理生活污水。在水力负荷10 cm3/(cm2·d)运行下，1装置对COD、总磷、氨氮的去除率分别为91.1%、97.6%、80.1%，2装置为94.9%、98.3%、89.0%；1装置出水硝氮和亚硝氮的平均浓度分别为54.7 mg/L和0.09 mg/L，2装置为60.3 mg/L和0.15 mg/L。试验结果表明，2装置对COD、总磷和氨氮的去除效果稍优于1装置，但1装置更利于硝氮和亚硝氮的脱除，进一步说明分层装填能充分利用填料性能，有效地提高了土地渗滤系统的水力渗透性能且保持了良好的去除污染物的能力。
2009, 31(6):137-141.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.025
摘要:
数字图像处理技术应用于墙体浅层裂缝测量可获取数字化的裂缝信息,具有操作灵活、测量精度高等优点，可以克服传统墙体裂缝宽度测量技术的费时费力、精度不高等不足，具有广泛的应用前景。该文提出了一种新的基于神经网络进行图像分割的方法，对墙体裂缝图像进行提取，一定程度上克服了传统分割方法对背景图像的依赖性，减少了伪点和伪区域，降低了采用形态学算法带来的不准确性，提高了测量准确性；同时介绍了对墙体裂缝图像进行数字化处理的具体方法和流程。结合工程实例进行实验，结果表明该技术测量精确，操作方便，具有明显的工程意义和一定的实用价值。
数字图像处理技术应用于墙体浅层裂缝测量可获取数字化的裂缝信息,具有操作灵活、测量精度高等优点，可以克服传统墙体裂缝宽度测量技术的费时费力、精度不高等不足，具有广泛的应用前景。该文提出了一种新的基于神经网络进行图像分割的方法，对墙体裂缝图像进行提取，一定程度上克服了传统分割方法对背景图像的依赖性，减少了伪点和伪区域，降低了采用形态学算法带来的不准确性，提高了测量准确性；同时介绍了对墙体裂缝图像进行数字化处理的具体方法和流程。结合工程实例进行实验，结果表明该技术测量精确，操作方便，具有明显的工程意义和一定的实用价值。
2009, 31(6):142-146.
DOI: 10.11835/j.issn.1674-4764.2009.06.026
摘要:
基于分形算法中的LSystems算法、Shape Grammar和空间曲面方程理论，提出了一种支持创新的自动化、智能化计算机辅助建筑造型设计方法。通过计算机程序在较短的时间内衍生出多个具有一定分形特征的建筑地坪、墙体及建筑穹顶等三维实体，并保存到构件库中，利用构件库的可扩充性实现了设计知识的积累。建筑设计师依据设计需求，选择构件库中的三维实体，然后进行人工组装，设计完成复杂的建筑造型。以一个建筑造型设计为例，验证了方法的有效性。
基于分形算法中的LSystems算法、Shape Grammar和空间曲面方程理论，提出了一种支持创新的自动化、智能化计算机辅助建筑造型设计方法。通过计算机程序在较短的时间内衍生出多个具有一定分形特征的建筑地坪、墙体及建筑穹顶等三维实体，并保存到构件库中，利用构件库的可扩充性实现了设计知识的积累。建筑设计师依据设计需求，选择构件库中的三维实体，然后进行人工组装，设计完成复杂的建筑造型。以一个建筑造型设计为例，验证了方法的有效性。
