ISSN 1000-6869 CN 11-1931/TU
回顾了我国钢结构设计规范的编制和历次修改的过程，并对若干重要内容在历次版本规范中的发展进行概述，包括设计方法、钢结构材料、结构分析、疲劳验算、受弯构件的整体稳定、轴压构件的弯曲稳定、轴压构件的弯扭稳定、压弯构件的平面内稳定、压弯构件的平面外稳定、受弯构件腹板的局部稳定和屈曲后强度、受压构件腹板的局部稳定、受压构件的计算长度、节点及其计算、钢管结构和钢与混凝土组合梁等内容。分析表明：我国规范与国外规范相比已毫不逊色，且具有明显的特色。同时还分析了我国规范取得了进展的原因，对我国规范的进一步发展作了展望，对主要修订内容提出了建议。参13
回顾了我国钢结构设计规范的编制和历次修改的过程，并对若干重要内容在历次版本规范中的发展进行概述，包括设计方法、钢结构材料、结构分析、疲劳验算、受弯构件的整体稳定、轴压构件的弯曲稳定、轴压构件的弯扭稳定、压弯构件的平面内稳定、压弯构件的平面外稳定、受弯构件腹板的局部稳定和屈曲后强度、受压构件腹板的局部稳定、受压构件的计算长度、节点及其计算、钢管结构和钢与混凝土组合梁等内容。分析表明：我国规范与国外规范相比已毫不逊色，且具有明显的特色。同时还分析了我国规范取得了进展的原因，对我国规范的进一步发展作了展望，对主要修订内容提出了建议。参13
在回顾了我国建筑抗震设计规范的发展沿革的基础上，简要介绍了《建筑抗震设计规范》历次版本的主要特点，着重阐述GB 50011—2001规范的最新修订情况。这些修订包括：建筑抗震设防水准、设计基本地震加速度、基本要求和概念设计、场地分类和评估、地震作用和抗震验算等基础性内容，各类建筑结构的抗震设计规定、计算方法和抗震措施，新增加了结构抗震性能设计要求以及大跨度空间结构、地下建筑等内容。1976年7·28唐山地震造成未设防或设防能力低的各类房屋建筑严重破坏和倒塌，通过对地震区建筑震害的调查研究，吸取经验教训，对TJ 11—78《工业与民用建筑抗震设计规范》及时进行了修订。2008年5·12汶川地震全面考验了各类建筑结构，凡按照现行规范设计建造的建筑都能达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标。在震中地区，由于实际地震影响烈度远高于设防烈度，致使具备一定抗震设防能力的建筑结构不可避免地产生了破坏。通过对这些震害的研究，对多道抗震防线、强柱弱梁、剪力墙连梁、砌体结构整体性、楼梯间、非结构构件等抗震设计问题提供了有益的启示，及时地体现在GB 50011—2001《建筑抗震设计规范》的修订中。抗震性能设计方法被明确地编入新修订的《建筑抗震设计规范》，充实了中国特色的“三水准两阶段”抗震设防理念。图3表7参7
半个世纪以来我国混凝土结构理论及规范从无到有，经历了从照搬、模仿到依据试验研究和工程实践自主编制的过程。早期的《钢筋混凝土结构设计规范》（草案）和GBJ 21—66规范，基本引用、参照原苏联的规范；TJ 10—74规范则采用安全系数法进行设计。30多年来混凝土结构设计规范国家标准管理组围绕规范修订，组织进行了六批系统的试验研究，奠定了我国现代混凝土结构理论的基础，并成为规范修订的主要依据。GBJ 10—89规范确定了我国混凝土结构设计规范的基本模式，GB 50010—2002及修订的新规范将从“构件分析”向“结构分析” 过渡。本文简介了新版混凝土结构设计规范的修订原则及主要内容，并对今后混凝土结构试验及科研方向提出了建议。参6
近年来随着我国砌体结构理论研究和应用的发展，出现了许多新的结构体系、研究成果，对砌体结构有了新的功能要求，因而需要对原有砌体结构设计规范进行完善和修订。结合规范编制工作，对砌体结构设计规范的发展历程进行了回顾，概述了我国砌体结构在新型墙材应用、新的承重体系、砌体结构的节能体系及数值分析方法等方面的进展，并对2010版砌体结构设计规范修订的重点内容，即砌体结构耐久性、框架填充墙的连接方式和裂缝控制、夹心墙的设计以及砌体抗剪强度等进行简要介绍，进而展望了砌体结构的主要研究方向。参30
对我国建筑地基基础设计规范的编制和历次修订工作进行了总结和回顾。TJ 7—74《工业与民用建筑地基基础设计规范》是我国地基基础设计的第一本规范，打破了一直沿用前苏联HNTY 127-55规范的历史。GBJ 7—89规范在TJ 7—74规范遗留问题深入研究基础上进行了补充、修改工作，内容上更加完整，与我国其它规范同步引入概率极限状态设计的术语和设计表达。GB 50007—2002规范进一步明确了在地基基础设计中两种极限状态的使用范围和计算方法；强调地基基础设计按变形控制设计的原则；同时学习和研究了国际上先进标准规范的内容，对规范整体内容进行了调整，基本实现了与国际先进标准规范的接轨。《建筑地基基础设计规范》正在进行新的修订工作，针对目前国内高层建筑以及地下空间利用的需求，对大底盘高层建筑基础设计、抗浮设计、复合地基设计等内容充实、补充和完善。每一次的修订工作都对规范进行增补内容，有助于提高我国地基基础设计水平，促进行业技术进步起到了重要作用。参3
JGJ 99—98《高层民用建筑钢结构技术规程》于1998年颁布实施至今已过去10多年，在这期间，人类遭受了多次特大地震灾害，也给土木工程工作者很多启示。这次《高层民用建筑钢结构技术规程》的修订，参考了国内外研究成果，着重对框架梁柱连接的形式和节点、构件的设计计算方法进行了修订及补充，内容包括：考虑塑性铰外移的加强型连接和骨式连接的构造及计算方法，高强螺栓群连接的设计，梁腹板与箱形柱连接时抗弯设计以及构件连接系数等规定。修订的《高层民用建筑钢结构技术规程》还补充或修订了高层建筑用钢板、无粘结耗能支撑、钢板剪力墙等抗震技术。参9
论文阐述了我国空间结构的发展概况，结构类型和形式繁多，且不断创新，需要采用按单元组成方法来分类空间结构。21世纪后，我国空间结构的发展又进入一个崭新阶段，应用范围和领域不断扩大，除在体育场馆、航站楼等大跨度公共建筑中大量采用外，在新建大型铁路客站、无站台柱雨篷、桥梁结构工程和高层建筑结构中也获得创新应用。空间结构工程的国际合作方面，应以积极态度对待国外建筑方案屡屡中标我国空间结构工程的现象。由于多项空间结构之“最”在中国，表明中国已是空间结构大国，现正是加快迈向空间结构强国的最佳时机。展望中国的空间结构，提出了应着力关注和研究的问题。图41表8参19
复杂高层建筑的震害在近来的历次地震中都有发生，其抗震分析和设计难度较大，提高其抗震性能是当前建筑抗震的难点之一。通过对近10年来国内在复杂高层建筑抗震方面的研究进行回顾和总结，重点介绍了组合剪力墙及筒体结构、钢管混凝土结构、结构模型振动台试验和三种消能减震方法。提出了采用新型高效的结构体系及高性能抗震部件或消能减震新技术改善复杂高层建筑抗震性能。这些研究工作与工程实践紧密结合，大部分研究成果已在实际工程中成功应用。图18参28
高层建筑钢-混凝土混合结构体系兼有钢结构和混凝土结构的优点。近年来，混合结构在我国高层及超高层建筑中得到了广泛的应用，但国内外对混合结构体系的抗震性能及设计中的一些关键技术问题尚有争议。对高层混合结构常用结构体系及工程应用实例等进行梳理，对混合结构的整体抗震性能、延性、构件设计、节点连接的可靠性、竖向变形差异、施工过程模拟、弹塑性时程分析、阻尼比等关键技术进行了讨论，并提出今后高层混合结构发展需进一步开展的研究工作。图6参10
以钢-混凝土组合框架结构和框架-核心筒混合结构为对象，综述了在钢-混凝土组合结构体系方面的一些研究新进展。针对组合框架中楼盖的空间组合作用进行了试验研究，发展了三种组合结构地震反应分析模型，重点讨论了在杆系模型中考虑楼盖空间组合作用的方法，从而实现组合框架结构体系的大规模计算。通过刚度解析和数值分析，对框架-核心筒混合结构体系中框架与核心筒的刚度匹配、位移限值指标的取值进行探讨，并对不同混合结构体系的位移特性、失效模式以及安全性能进行对比，为框架-核心筒混合结构的体系优化提供参考。最后，对组合结构体系的研究进行了展望，建议进一步完善组合结构体系的计算手段及其优化指标。图13表3参17
钢结构节点的耗能能力是节点性能的一种表现，对结构整体的抗震性能有着重要影响。综述了钢结构连接节点耗能机制的研究现状，以及对高强度螺栓连接的端板式柱梁节点进行了试验研究。结果表明：节点耗能能力可由不同部件提供；不同部件耗能能力的发挥和发挥程度，与相关的变形模式以及不同破坏模式的出现顺序直接相关。指出了在一些承重功能与耗能功能集于同一构件的结构体系中，充分利用节点耗能能力有助于提高结构整体的抗震性能。提出必须对不同类型的结构深入研究其节点的耗能机制、节点耗能与构件耗能的关系，以及相关的设计原则和构造措施。图4表1参51
高性能计算技术以分布式计算资源和网络技术为基础，依托高端并行计算技术和可视化，可高效地解决大型复杂结构高精度分析、优化和控制等问题，从而促进工程结构设计水平和设计质量的提高。近年来，我国土木工程正处于高速发展时期，随着计算机软硬件技术的发展，常规的工程设计有限元分析和设计计算已经普及。而由于超高、超长、大跨度等复杂工程的大量涌现，工程结构设计中对高性能计算的需求越来越迫切。高性能计算是指运用有效的算法，快速完成科学研究、工程设计、金融、工业以及社会管理等领域内具有数据密集型、计算密集型和I/O（数据输入输出）密集型的计算。本文概要地介绍了高性能计算技术的有关概念、国内外发展现状，以及在工程结构分析中应用的最新进展，供工程设计人员参考。图3参9
钢-混凝土组合结构抗火性能研究是当前的研究热点之一，国内外学者对此展开大量试验研究和理论分析。通过介绍国内外研究者在组合板、组合梁、组合柱等构件以及结构节点和结构体系抗火性能方面研究概况，分析了我国现有防火设计规范的特点以及工程应用情况，指出现有研究的不足，对组合结构抗火研究领域在高温材料热-力耦合本构关系、计算理论、数值火灾试验和设计方法等方面需进一步研究的工作进行了展望。文中指出，建立考虑升降温、多轴应力状态、不同加卸载路径的钢材和混凝土热-力耦合本构关系，建立基于整体性能、考虑升降温全过程的结构抗火分析理论，建立整体结构数值火灾试验方法，提出“三水准”结构抗火设计与灾后结构损伤评估原则以及基于时变可靠度和结构整体性能的组合结构抗火设计方法是钢-混凝土组合结构抗火性能研究的关键科学问题。表2参119
简要总结了近年来混凝土结构（包括新建混凝土结构、加固混凝土结构、循环再利用混凝土结构）抗火研究的主要进展，分析了其中尚存在的一些问题，在此基础上建议给出了该领域今后的发展趋势。并针对编制中的《混凝土结构耐火设计技术规程》进行了简要说明。分析表明：由于高温下混凝土结构达到变形极限状态和承载力极限状态的升温时间一般较为接近，为与常温下混凝土结构设计统一并考虑常规设计习惯，可以高温下混凝土结构的承载力极限状态为基础进行耐火设计；结构随机抗火特性、构件高温协同作用、结构整体火灾行为、减振控制装置抗火性能等是今后一段时间混凝土结构抗火领域值得关注的研究课题。参92
上海中心大厦高632m，采用了巨型框架-核心筒-伸臂桁架抗侧力结构体系，为钢-混凝土混合结构。简要介绍了该结构工程的建筑设计、结构体系特点以及结构整体设计指标，并对计算结果进行分析。针对结构分析中若干关键问题的分析结果：结合规范与建筑功能布局，合理确定了结构活荷载取值；对结构进行了详细的风致响应研究，将风洞试验结果与荷载规范结果进行比较，并探讨了两者之间的差异；对结构进行了详细的地震作用反应分析，确定了性能化目标和地震动反应谱，得到了结构的抗震可靠度；对巨型柱承载力以及延性进行了详细研究，分析了巨型柱钢骨选型的影响因素；对结构用钢量进行了合理优化，并采取了具体的优化措施，可节省钢材12000t；罕遇地震作用下弹塑性时程分析表明，结构能够满足抗震性能化目标，具有较好的延性。图17表8参3
结合作者完成的开合屋盖工程设计经验，对开合屋盖结构设计的关键技术进行了较为全面的论述。屋盖的开合方式应根据建筑方案、使用功能、自然条件、运营管理等因素综合确定，应明确规定活动屋盖开合的基本状态；从结构安全与经济性的角度来看，将抵抗荷载与作用最有利的活动屋盖位置作为基本状态较为合理；活动屋盖应采用整体刚度较小、对边界条件不敏感的柔性结构，对安装误差与结构变形具有较大的适应能力；固定屋盖，尤其是轨道桁架应具有较大的刚度，并严格控制施工精度；活动屋盖位于全开、半开及全闭三种状态的荷载取值存在很大差异，需要分别进行计算分析；应考虑活动屋盖与固定屋盖之间的相互作用，轨道桁架、台车及连接部件应在罕遇地震作用下保持弹性；在活动屋盖处于非基本状态或行走过程中，地震作用可适当折减；应通过对多种驱动方式进行技术经济比较，确定活动屋盖开合驱动与控制系统，系统应便于操作与维修，驱动控制系统的维护管理工作对保证活动屋盖运行的可靠性与耐久性非常重要。图15表2参19
基于性能的抗震设计是结构抗震设计的发展趋势。以基于性能的结构抗震设计研究内容和发展趋势为背景，从地震危险性分析、结构反应性能参数确定、结构抗震性能水平划分及性能目标确定、基于性能的抗震设计方法等四个方面对国内外基于性能的空间结构抗震设计研究现状进行了总结。依据有效性和充分性原则研究确定适合于不同类型空间结构的标量式、向量式或其它形式的地震动参数，提出了空间结构反应性能参数确定中的关键问题。空间结构抗震性能水平划分研究中需要综合考虑结构及非结构构件因素，通过数值仿真和试验相结合的研究手段确定能够合理划分其性能水平的自定义综合式标量指标、向量式指标或者两者结合的指标，空间结构性能目标确定及抗震设计方法研究应基于可靠度理论及“投资-效益”准则。参58
随着大跨度网壳结构近些年在重大工程中的大量应用，该结构在强震作用下的失效机理问题也逐渐突出，为空间结构学者所关注。在总结了近些年大跨度网壳结构强震失效机理领域的研究进展基础之上，介绍了适用于网壳结构强震失效机理分析的基于荷载域全程响应的分析方法，以及在该方法中引入材料损伤累积的研究过程；定义了网壳结构在强震作用下的两类失效模式，即由几何非线性引起的动力失稳和由过度塑性损伤导致的动力强度破坏；论述了基于模糊数学中模糊综合判断理论的判别网壳结构强震失效模式的方法；在此基础上，对网壳结构动力损伤模型的建立也进行了阐述，并对网壳结构在强震下失效极限的确定方法进行了总结。图5表3参20
针对大型火车站房的大跨楼盖的振动舒适度问题，围绕基于人体舒适度的大跨楼盖减振设计理论和方法，首先介绍了新研制的可调节刚度调谐质量阻尼器（tuned mass dampers，简称TMD）；随后，系统研究了各种可能引起动力效应的人体活动，建立了起立、步行等人致动力荷载的模拟方法，进而给出基于有限元模型的大跨楼盖人致振动分析方法；在分析大跨楼盖多重调谐质量阻尼器（multiple tuned mass dampers，简称MTMD）减振机理的基础上，借鉴已有的MTMD研究成果，提出了考虑人体舒适度的大跨楼盖MTMD减振设计方法；据此对数个大型结构开展了MTMD减振设计、分析与现场实测研究。理论和实测结果表明，利用本文方法设计的MTMD系统可以有效地控制大跨楼盖的竖向振动。本文的可工作为类似的大跨楼盖的振动舒适度的分析和控制系统的设计提供参考和借鉴。图18表10参13
针对山地风场中超高层建筑风荷载特点，在1.4m×1.4m风洞中进行了11个不同高宽比、厚宽比矩形截面和圆形截面超高层建筑表面测压风洞试验，分析了阻力系数平均值、均方根值和升力、扭矩系数均方根值受来流风湍流度、建筑高宽比、厚宽比和层相对高度等因素的影响。结果表明：矩形截面建筑各气动力幅值特性明显随湍流度、建筑高宽比、厚宽比、层相对高度的改变而变化，而圆形截面建筑各气动力幅值特性仅随湍流度、层相对高度的改变而变化。根据风洞试验结果，建立了正方形截面和圆形截面风荷载幅值特性的数学模型，通过比较说明与风洞试验结果吻合较好，可为山地风场中的超高层建筑风致响应计算提供依据。图11表5参10
针对结构性能的数值模拟方法进行了综合分析，基于离散单元法提出了结构倒塌分析的理论模型。通过试验研究了混凝土块体间碰撞的力学行为，并结合扩展的数值分析建立了混凝土块体在不同碰撞形式下的计算模型。针对建筑物内的局部爆炸作用，在分析构件反应的基础上采用离散单元法对结构平面及空间倒塌过程进行了数值模拟。建立了适用于任意加载路径的材料弹簧力-位移本构关系，据此分析了地震作用下钢筋混凝土框架结构以及砌体结构空间倒塌过程。采用基于OpenGL的图形建模技术，实现了结构倒塌过程数值模拟结果的三维可视化。模拟结果与振动台模型试验结果及工程实测结果比较表明，所采用的离散单元法适合结构大变形阶段的分析。为提高计算效率和精度，有必要采用多尺度的模拟分析。另外，对不同荷载及作用下建筑结构抗倒塌设计方法进行了总结。并指出结构参数对抗连续倒塌性能的影响、结构倒塌机理、实用的防连续倒塌设计方法以及地震作用下结构防倒塌定量设计方法等方面尚待深入研究，以便建立相应的防倒塌设计规范。图15参21
提出一种拟线性摩擦阻尼器，其构造部件主要包括套筒、滑动轴和摩擦环。滑动轴与摩擦环同轴连接为一个整体，套筒中部的内径稍大于其他部位，在内壁形成很浅的凹槽，摩擦环装配在此凹槽内。通过合理设计，使得初始状态时摩擦环与套筒内壁保持间隙配合，二者接触面上无接触应力；而当滑动轴相对套筒左右移动时，摩擦环与套筒内壁形成过盈配合，在接触面上产生摩擦应力，偏离初始位置的移动幅度越大，接触面产生的摩擦阻力也越大，使该阻尼器提供近似线性滞回阻尼，即阻尼力的大小与位移幅值近似成正比，阻尼力的方向与速度相同。有限元数值模拟和试验研究结果表明：该阻尼器能够实现位移相关的线性滞回阻尼的基本特征，基于弹性力学给出的近似计算公式能够反映试验得到阻尼器滞回特性，可以用于阻尼器的初步设计。图12参23
以竹代木研发的轻型住宅结构体系，提出了充分利用竹材这种我国固有的绿色可持续资源的工业化方向。总结了轻型胶竹框架结构试验、设计和工程应用。所提出的轻型竹结构住宅在北美轻型木结构类似的所谓二乘四构造基础上进一步提高了模块化设计，增加了工厂预制加工量，以减少现场施工量，并以平台式施工加快安装速度。重点分析了胶竹材料的基本力学性能，抗震设计方法以及构造处理和建造方法等关键技术。竹框架结构住宅的设计和建造充分利用了竹材的轻质高强、可加工性和良好的耐久性能等，同时竹材也是良好的低碳建材。研究内容及单体住宅的建造表明现代竹结构住宅适用于商业建筑或住宅建筑，符合建筑绿色环保和可持续发展的要求。图11表2参27
从混凝土微观结构出发，研究普通混凝土、高性能混凝土成型过程的时变温度场；对裂缝持续增长的早龄期混凝土物理、力学特性进行深入、系统的研究；综合考虑混凝土材料、结构特征,研究混凝土结构早期裂缝的成因机理、分析方法与控制措施；提出裂缝开展的预测和控制方法，建立裂缝扩展过程的损伤模型；在理论分析与试验研究的基础上，总结了混凝土早龄期的水化、温度、收缩、徐变、力学性能和断裂性能随时间的发展规律；综合分析各种因素对混凝土早期开裂的影响，推导了混凝土结构内部应力的增量计算方法。对室内试验与实际工程的研究表明：对混凝土早期开裂的分析应该是对混凝土温度、收缩、徐变、力学性能、结构特征等因素的综合动态分析，提出的混凝土早龄期开裂分析模型与试验结果吻合良好，采用理论模型结合数值模拟的方法可以有效提高分析过程的效率与准确性。图18参22
运用科学文献计量方法，基于中国学术期刊网络出版总库对《建筑结构学报》2000—2009年的载文情况（包括载文量、基金论文数量、载文基金类别、载文地域分布、载文内容和载文参考文献分布等）进行了定量分析；基于Web of Science数据库和中国引文数据库对《建筑结构学报》的国内外影响力（高被引文章、施引期刊分布）进行了定量分析，从而全面客观地揭示了《建筑结构学报》的发展态势、整体水平以及在国内外学术界的影响。本文在运用文献计量方法进行期刊影响力评估，尤其是在基于引文的期刊国际影响力方面进行了探索研究。图4表6参12
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