通过对苏南地区村镇居民的热舒适度调研,分析得到居民冬夏季的容忍温度与期望温度。应用 Desingn Builder 软件对典型村镇住宅进行能耗模拟,并利用正交试验方法研究外墙传热系数、屋面传热系数、外窗传热系数、外窗遮阳系数、窗墙比、气密性、以及建筑朝向七个因素对建筑冬夏季能耗影响的主次关系。基于热舒适度调研结果,给出苏南村镇近零能耗住宅各性能指标的建议值,为苏南村镇近零能耗住宅建设提供参考。
摘要:青藏高原冬季建筑室内热环境问题突出,集中表现为昼夜日较差大、北向昼夜温度低。本文探寻太阳能利用与建筑空间的关联机制,建构空间调控理论模型。开展案例建筑改造前、后对比研究,论证理论模型优越性。旨在构建太阳能利用的建筑空间调控方法,解决该地区冬季室内热环境的时空不均衡问题。
摘要:我国干热气候主要分布在新疆南部,甘肃、青海和内蒙古西北部等边疆地带,在建筑热工设计分区中被划分为严寒、寒冷地区,城镇建筑节能主要强调冬季保温,亟需夏季防热设计指导。不同的是,当地乡土建筑采用遮阳策略综合调节室内、外热环境,形成独特的建筑防热模式,亟待继承与发扬。为此本文以极端干热气候为例,首先通过乡土建筑现状调查,归纳了街巷、庭院,以及建筑屋顶、墙体、窗口等遮阳对象,总结了葡萄晾房、阿以旺、高架棚、棚盖、檐廊、葡萄藤架、透空墙、花格窗等遮阳方式;再次,通过现场测试与数值模拟相结合的方法,采用 Energy Plus 软件,建立典型乡土建筑防热模型并验证其有效性;在此基础上运用正交试验法,以建筑室内外环境全年综合热舒适百分比为评价指标,提出四类遮阳对象的防热节能作用排序,即庭院遮阳屋顶遮阳墙体遮阳窗口遮阳,给出其遮阳面积水平的最佳组合,即屋顶遮阳 100%、墙体遮阳 100%、窗口遮阳 25%、地面遮阳 100%;最后结合现有可行的遮阳方式,建议重点选用屋顶葡萄晾房、高棚架两类综合遮阳方式,形成屋顶、庭院、墙体、窗口的全面遮阳,在条件允许的情况下,考虑到不同季节遮阳需求的差异,高架棚宜采用轻质构造或葡萄藤种植方式,便于在冬季拆除。
摘要:目前近零能耗建筑在我国成规模化推广趋势,从国家到地方的设计与评价标准在逐步完善,且多数标准以限定节能设计参数值来实现近零能耗目标。然而,办公建筑用能需求多样、能耗构成复杂,须通过节能设计参数的综合寻优才能实现能耗最小化的设计目标。基于此,本文首先通过调研确立了寒冷地区办公建筑的能耗构成与建筑信息基准模型,并通过 grasshopper 建立了集模型构建、能耗模拟与自动寻优的参数化一体平台;其次,借助该平台对不同围护结构热工设计参数的办公建筑进行对比研究,确定了照明能耗的重要性及总能耗受多参数交互作用的影响规律;然后,在此基础上,借助遗传算法进行以能耗为导向的设计参数寻优,得到最优结果;再次,以山东建筑大学综合实验楼为实例,通过实测数据与仿真数据对比验证了研究结果的可靠性与准确性;最后,通过数据统计软件对设计参数与能耗结果进行了相关性分析,在 matlab 中凭借数据集训练得到机器学习模型,验证了模型的准确性。研究结果期待可对寒冷地区近零能耗办公建筑的设计与推广提供理论支撑与实践依据。
摘要:复合化设计是一种基于空间和功能关联性的设计策略,能充分激发建筑新的需求与发展。本文以呼和浩特大窑总部基地为例研究复合化策略在接待中心绿色设计中的应用,分别从功能复合、空间复合、绿色技术等方面展开分析,探讨复合化策略对绿色建筑设计的贡献。以复合的概念有效提升建筑的绿色性能,营造出符合地域特征、适应时代要求的建筑形式,以期实现更高的绿色建筑设计目标。
摘要:极简主义艺术对于设计领域的影响是深远的,要素还原是其主要手段之一。从当代建筑和城市规划中的三类要素还原现象——作为美学风格的要素还原、作为操作策略的要素还原和作为营城模式的要素还原入手,通过实证分析和哲学思辨,深入剖析并提炼其内在机理和共性特征,可归纳为结构提纯、空间自律、技术集成和概念直观。基于此,进一步探索出一种本质化与物质化的还原方——面向可能性开放和生成的、以基本关系构造为核心的框架化设计程式及其空间系统和形式语言。最后结合在地实践予以实证。探索旨在回归本源,完善和拓展规划设计学科的内核和边界。
摘要:随着我国城市建设逐步由增量扩张发展到存量更新阶段,对现有工业遗存区的更新与再利用成为目前我国城市发展的一个重要课题。以郑州市第二砂轮厂工业遗存区为主要研究对象,运用空间句法理论,从整合度、协同度、理解度、接连值、可选择度五个方面,结合热力图大数据,对郑州第二砂轮厂进行了宏观和微观尺度上的空间定量化研究,同时对其更新前后空间活力度的变化进行比较,发现更新后的郑州第二砂轮厂工业文创园存在地理位置偏僻、内部缺乏商业体系、内部道路可达性低等问题,提出了相应的空间更新策略,可为郑州第二砂轮厂遗存区及类似工业遗存区的空间保护和再开发利用提供参考。
摘要:国家十四五期间,双碳战略驱动下中小学智慧校园装配式建造模式转型,教室的模数是优选满足工业化与智慧化需求的核心问题。通过分析智慧学校教学单元的教学与空间模式,可提出满足信息化教学与教学模式可变性的智慧教室功能模块。以满足装配式模数协调原则为目标,通过建立模型与数据统计得出适应性最强的高频尺寸对应模数,建立工作流优选模数为建筑师决策提供工具,提高装配式智慧教室标准化程度,达到标准化与个性化的有机融合,基于优选模数建立 BIM 部品族库,形成智慧中小学新型建筑工业化建造模式。
摘要:重型储仓是工业建(构) 筑物中较为常见的设备之一。以某高架式钢储仓结构为研究对象,按是否考虑设备与结构相互作用建立了简化荷载模型与设备-结构一体化模型。选择 18 组与设计反应谱匹配的地震动为输入,对两类模型开展弹性、弹塑性时程分析与增量动力分析,得到结构的动力响应及储仓支承楼层的线性与非线性楼面反应谱。将非线性楼面反应谱作为储仓设备的抗震分析的输入,求解了储仓设备的地震响应。与设备-结构一体化模型在弹塑性时程分析中得到的储仓响应结果进行对比,验证非线性楼面反应谱用于重型储仓设备抗震设计的合理性。结果表明,考虑结构非线性会导致楼面反应谱峰值发生偏移;随着输入地震动强度的增加,设备与结构的相互作用程度会发生变化。由设备-结构一体化模型得到的楼面反应谱对储仓设备进行单独抗震设计时结果偏保守。
摘要:波形焊接线连接的法兰节点以承载力高,受力性能优良等特点在工程中得到了逐步应用,为了对波形焊接线连接的法兰节点的承载力机理进行分析,首先采用理论计算的方法,分析了焊缝有效长度对节点承载力的影响规律,并与环形焊缝的平焊带颈法兰节点进行了对比,然后,采用有限元的手段进行参数化建模,找出节点的最优波形并对其承载力进行了计算,最后,对 4 个波形焊接线 个平焊带颈法兰节点进行了轴压和轴拉试验研究,并讨论了轴拉试验中焊接热对节点承载力折减的影响。研究结果表明,相较于平焊带颈法兰节点,波形焊接线连接的法兰节点通过增加焊缝的有效长度能够使节点的承载力提高;波形焊接线能够将焊缝缺陷以及焊接热影响区从同一断面错开,减小局部应力集中,从而提高承载力。
摘要:为研究薄壁高强钢管混凝土柱抗震性能,开展了超限径厚比下 Q690 薄壁高强圆钢管混凝土柱低周往复加载试验,分析了该类柱破坏形态、荷载-位移曲线、滞回耗能、刚度与荷载退化规律。基于钢材应力三轴度损伤效应建立了薄壁高强钢管混凝土柱有限元损伤模型,揭示了 Q690 薄壁高强钢管混凝土柱的损伤演化发展规律。研究结果表明:Q690 薄壁高强圆钢管混凝土柱破坏时钢管局部屈曲并断裂,核心混凝土被挤密压碎;侧移率 1%~6%时荷载比维持在 0.9 以上,7%~8%侧移率时荷载退化率达 17.4%~23.0%,滞回环较饱满,延性系数位于 2.88~3.61 区间,总体上该类柱具有良好的承载力和塑性变形能力;柱脚混凝土损伤破坏呈 V 形分布,高强钢管发生深度屈服行为,加大轴压比和径厚比增加了薄壁高强钢管混凝土柱断裂损伤发展趋势。
摘要:为提升冷弯薄壁型钢(CFS)墙体的轴压性能,提出在 CFS 墙体中填充磷石膏的构造措施。以磷石膏填充区域及有无覆板为变化参数,设计制作了 4 片全尺寸试验试件,通过轴向加载试验,阐述了试件的破坏过程,分析了各墙体的破坏模式、轴力-位移曲线、应变曲线及承载力等。试验结果表明:试件破坏主要为方钢管墙架柱局部压溃破坏、墙面板破裂、磷石膏压溃,底导轨变形等;与空腔墙体试件相比,仅在墙架柱中填充磷石膏的覆板墙体承载力提升了 37.4%,在墙架柱内与柱间均填充磷石膏的覆板墙体承载力提升了 115.7%,表明磷石膏的填充可有效提升 CFS 墙体的轴压承载力;有无覆板墙体对比表明墙面板对竖向承载力略有影响。此外,还提出了墙体的轴压承载力计算式,验证结果表明,该算式具有良好的计算精度。
摘要:通过对 10 个薄壁方钢管混凝土柱的轴压试验,研究了长细比、壁厚、混凝土强度三种因素对试件破坏形态、荷载-位移曲线、极限承载力及泊松比等力学指标的影响。结果显示,薄壁钢管混凝土柱试件的加载过程与普通钢管混凝土类似,总体上可分为弹性、弹塑性和下降三个阶段。本试验试件破坏均表现为核心混凝土被压碎,钢管外部出现环向屈曲带。利用有限元软件建立了薄壁钢管混凝土柱模型并验证了其有效性与可靠性,分析结果表明:当构件截面含钢率一定时,混凝土强度对钢混结构的组合效率影响十分明显,对于含钢率为 0.02~0.06 的薄壁构件,采用强度等级为 C20~C50 的混凝土能明显提高钢混结构的组合效率;对于稳定承载力,发现不同变化参数下的稳定系数均可以采用以正则长细比为自变量的单一方程来表示。参考 GB 50936—2014《钢管混凝土结构技术规范》提出了薄壁方钢管混凝土柱轴压承载力的简化计算式,计算值与实测值吻合良好。
摘要:L 形配钢型钢混凝土(SRC)矩形柱用作高层建筑角柱时,可避免 T 形配钢 src柱梁柱型钢不连续造成的传力不直接和应力集中问题。为揭示 L 形配钢 src柱偏压力学性能,设计了不同荷载偏心率、长细比和不同配钢形式的 5 根 L 形配钢 src矩形柱和 1 根 T 形配钢 src矩形柱并开展偏心受压试验。试验结果表明:L 形型钢在混凝土的不均匀约束作用下,试件裂缝双向不对称发展,且在同一截面高度处,L 形配钢 src柱拉压区的钢筋和型钢不同时屈服;但型钢不对称并没有明显降低试件的承载力和延性。在试验研究基础上建立有限元模型,拓展分析荷载偏心率、长细比、腹板偏心对 L 形配钢 src柱偏压力学性能的影响,模型分析表明:L 形配钢 src柱的拉压区界限呈斜直线,但因斜率较小且试件承载力与 T 形配钢方式无明显差异,在构件截面设计时相对受压区高度可按直线进行简化;分析多种工况的有限元模型,建议取荷载偏心率 0.45 作为构件设计时大小偏压的初步判别标准。
摘要:为了加强大跨度钢-混凝土组合梁的界面粘结效果,结合实际工程的构造提出十字型 PBL 剪力键。通过 1 组栓钉剪力键和 3 组十字型 PBL 剪力键的推出试验,研究了其破坏模态及荷载-滑移曲线。结果表明:相近截面面积的十字型 PBL 剪力键抗剪性能远高于栓钉剪力键,截面宽度和混凝土强度等级对十字型 PBL 剪力键抗剪性能的影响最大;同时十字型 PBL 剪力键的抗剪承载力随着开孔钢板厚度的增加而提高;抗剪刚度随着剪力键高度的增加有一定的提高。
摘要:复杂大跨度建筑中非对称节点逐渐增多,其非对称性主要体现在构件尺寸不同、含钢率不同等,与常规对称节点相比,非对称节点在传力机理、破坏模式、承载性能上存在诸多差异,因此不能完全按照现有常规节点的计算方法进行设。