建筑结构学报

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熊学玉, 姚刚峰

建筑结构学报. 2017, 38(12): 1-11. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.001

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对两榀无黏结预应力型钢混凝土（PSRC）框架进行了试验研究，分别施加单调与反复竖向荷载，分析并比较不同竖向荷载形式下无黏结PSRC框架的受力特征及其差异，以研究反复荷载作用对其受力性能的影响。试验结果表明：无黏结PSRC框架开裂后刚度不发生明显变化，具有优良的承载力及延性，单调荷载作用下框架的计算延性指标约为3.36；反复荷载作用下，其滞回曲线较为丰满，呈现一定的“捏拢”效应，最大能量耗散系数为1.36；达到极限荷载前，两框架的刚度、所受荷载值及正向作用下的裂缝开展情况基本接近，力加载阶段框架梁上最大裂缝宽度分别为0.11mm和0.08mm，反复荷载对结构性能的退化作用不明显；极限荷载作用后，单调荷载下框架所受荷载下降平缓，而反复荷载作用下框架所受荷载快速下降，且随着变形增大，速度变快。基于OpenSEES程序对竖向反复荷载作用下的无黏结PSRC框架的受力性能进行了模拟，其荷载-位移计算曲线与试验结果吻合良好。

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带混凝土楼板的钢框架梁柱弱轴连接节点滞回性能试验研究

卢林枫, 徐莹璐, 郑宏, 周天华

建筑结构学报. 2017, 38(12): 12-21. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.002

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为研究组合效应对梁柱弱轴连接滞回性能的影响，进行了梁端截面形式分别采用标准型、削弱型、盖板加强型、扩大翼缘型及加腋型的5个纯钢中节点及5个部分抗剪连接的钢-混凝土组合中节点试件的循环荷载试验。对各试件的试验现象、破坏特征、滞回曲线、钢梁应力（应变）分布及耗能进行了分析。结果表明，除了加腋型试件，钢-混凝土组合节点试件梁下翼缘焊缝均发生不同程度的开裂，但梁上翼缘焊缝及腹板螺栓仍可继续承担较大荷载，而纯钢节点试件梁上下翼缘焊缝均出现开裂，承载力迅速降低；纯钢节点的滞回曲线较组合节点的更为饱满，钢-混凝土组合节点试件的滞回曲线受到腹板螺栓滑移的影响而逐渐呈反S形；正弯矩作用下钢-混凝土组合梁截面中和轴显著上移，梁下翼缘应变水平基本高于纯钢节点的；梁端削弱型节点能较有效地实现塑性铰外移，且其滞回曲线最为稳定，推荐优先选用；焊接质量是影响节点滞回性能的关键，建议蒙皮板采用抗层间撕裂的Z向钢材。

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小剪跨比混凝土叠合框架梁梁端抗震性能试验研究

赵勇, 陈嘉伟, 田春雨

建筑结构学报. 2017, 38(12): 22-31. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.003

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设计了8个剪跨比为1.42、配置HRB500高强纵筋的混凝土叠合框架梁梁端试件，对其进行了低周反复加载试验，研究了叠合梁的裂缝发展特征、破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、位移延性等抗震性能以及极限承载能力，分析了配箍形式和结合面类型对叠合梁抗震性能的影响。试验结果表明：叠合试件的水平叠合面和结合面出现开裂和滑移，其滞回曲线出现捏拢，耗能和承载力均小于整浇试件，但其位移延性系数大于整浇试件；受弯破坏试件的位移延性系数为4.2～8.3，剪压破坏试件的位移延性系数为2.4～6.4；达到极限承载能力前，所有试件的高强纵筋均受拉屈服，剪压破坏试件的箍筋也受拉屈服；按规范GB 50010-2010计算的叠合试件承载力与试验值之比的平均值为0.82，受弯破坏的叠合试件与整浇试件的承载力之比的平均值为0.85；配箍形式对叠合试件的极限承载能力影响不大，配置复合式组合封闭箍筋的键槽结合面叠合试件未出现叠合面开裂，其抗震性能相对较高。

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预制混凝土空心模剪力墙受力性能试验研究

初明进, 刘继良, 侯建群, 邱光明, 刘木禾, 王刚

建筑结构学报. 2017, 38(12): 32-40. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.004

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通过1个钢筋混凝土剪力墙试件和5个横向孔洞为矩形的预制混凝土空心模剪力墙试件的拟静力试验，研究了采用纵向孔洞为圆形、横向孔洞为矩形的空心模构造的预制混凝土空心模剪力墙试件的受力性能。结果表明：该预制混凝土空心模剪力墙沿竖向分布钢筋位置出现竖向裂缝，避免了脆性破坏发生，位移延性系数为3.87~6.47，变形性能良好；现浇与预制混凝土结合面是墙体受力的薄弱部位，降低了墙体的受剪承载力，对高轴压比试件尤为显著；空心模剪力墙在正常使用阶段的刚度与现浇混凝土剪力墙相似，在设计计算时无需对刚度进行折减；提高轴压比和减小剪跨比能够增加墙体的初始刚度，但加快了后期刚度退化速率；降低水平钢筋配筋量对墙体的受剪承载力和变形能力影响较小，但降低了开裂荷载，增加了裂缝宽度。

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复式薄壁方钢管混凝土长柱轴压稳定性能研究

王志滨, 高扬虹, 池思源, 黄冀卓

建筑结构学报. 2017, 38(12): 41-48. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.005

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设计制作了8根复式薄壁方钢管混凝土轴压长柱试件，通过试验，研究了长细比和截面类型对复式薄壁方钢管混凝土轴压长柱承载力的影响。试验发现：构件的承载力随着长细比的增大而下降；内置圆钢管高强混凝土后组合柱的承载力提高了33%；内置空钢管后构件的承载力下降了约14%；实心复式薄壁方钢管混凝土柱具有较高的剩余承载力和延性。基于ABAQUS软件和相关的本构模型，建立了复式薄壁方钢管混凝土轴压长柱的有限元模型，有限元计算结果与试验结果吻合良好。基于该有限元模型进行受力性能影响因素分析和参数分析。分析表明：焊接残余应力和钢管弯角效应对轴压承载力的影响均小于1.5%，且二者相互抵消，受力分析时可以忽略；实心复式薄壁方钢管混凝土长柱的稳定系数随着内钢管屈服强度、混凝土强度或径宽比的增大而减小。提出了复式薄壁方钢管混凝土长柱轴压承载力的简化算式，计算值与实测结果吻合较好。

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地震作用下钢筋混凝土框架结构倒塌全过程振动台试验研究

骆欢, 杜轲, 孙景江, 许卫晓, 丁宝荣

建筑结构学报. 2017, 38(12): 49-56. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.006

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以玉树7.1级地震中某底层遭到严重破坏的钢筋混凝土（RC）框架结构为原型，设计了1个1∶5缩尺的三维模型，通过模型的倒塌全过程振动台试验，研究了汶川、玉树地震中高烈度地区RC框架结构出现的典型侧向逐层呈多米诺骨牌式连续倒塌现象的全过程和倒塌破坏机制。试验中该模型结构的倒塌过程共分为两个阶段，即侧向增量倒塌和竖向连续倒塌。当底层层间位移角达到1/19时，试验模型处于临近倒塌状态。在倒塌过程中，底层角柱C3最先丧失竖向承载力，此时竖向倒塌开始发展，结构在重力荷载及输入地震动的共同作用下，底层柱的水平侧移持续增加，造成其相邻的柱B2、B3、C2相继失效，丧失竖向承载力，模型结构的冗余度不足使结构产生更大范围的竖向倒塌，最终模型结构呈侧向逐层连续倒塌。通过对倒塌后废墟的研究，发现模型结构呈“强梁弱柱”型破坏，其破坏模式与震害调查结果一致。最后，讨论了此种废墟下人员生存空间的问题，给出了防RC框架结构倒塌的相关建议。

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适用于我国抗震设计规范的天然强震记录选取

冀昆, 温瑞智, 任叶飞

建筑结构学报. 2017, 38(12): 57-67. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.007

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随着国内外强震记录的积累和结构时程分析的广泛应用，抗震设计中强震记录的选取作为重要的基础性工作受到广泛关注。以我国现行建筑抗震设计规范中的天然强震记录选取为研究对象，基于美国PEER的NGA-West1数据库和我国数字强震台网2007—2015年强震记录数据建立备选数据库，对地震信息筛选条件以及调幅系数区间做了分别研究，提出了利用全周期段匹配结果进行权重函数优化，整理总结了一套系统的包含地震信息筛选、调幅匹配以及筛选验证的完整强震记录选取流程，并选用12层和3层典型平面混凝土框架对不同记录选取方案做了数值模拟验证，采用ATC-63推荐的远场数据集（44条）拟合了该结构的最大层间位移角预测模型，对比抗震设防烈度为7、8度设计目标谱工况下不同强震记录选取方案的数值分析结果，证明全周期段优化权重匹配记录选取方案数值模拟结果与预测响应具有较好一致性，且离散性要优于传统记录选取方案。最后针对常用的7度、8度以及9度罕遇地震作用下的Ⅱ类场地，对应于我国抗震规范目标谱给出了供工程、科研人员参考选用的记录数据集。

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长周期地震波作用下超高层框架-核心筒减震结构动力响应分析

郭彦, 刘文光, 何文福, 董秀玲

建筑结构学报. 2017, 38(12): 68-77. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.008

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选取长周期分量明显的2组地震动记录作为输入，以一超高层框架-核心筒结构为背景，进行了7度多遇地震作用下的弹性分析，并与相应水准普通地震动记录输入下的地震响应分析结果进行了比较。结果表明：长周期地震动输入下结构的地震响应指标如基底剪力、层间位移角和加速度放大系数远比普通地震动的大，采用常规阻尼器已很难满足减震设计要求。基于黏滞阻尼器力学特性，提出了高性能位移放大型阻尼器，建立了理论公式，并对附加位移放大型阻尼器和普通阻尼器的超高层结构在长周期地震动作用下的地震响应进行对比分析。研究结果显示，位移放大型阻尼器对结构内力、位移和加速度的减震效果要明显优于普通阻尼器，能更有效地降低超高层结构在长周期地震动作用下的动力响应。

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受火后型钢混凝土框架结构抗震性能研究

王广勇, 张超, 李玉梅, 王金平

建筑结构学报. 2017, 38(12): 78-87. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.009

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为了给受火后型钢混凝土框架结构的性能评估及修复加固提供方法，进行了火灾后型钢混凝土框架结构的抗震性能研究。在ABAQUS平台上，采用梁单元，同时通过编制材料子程序和场变量子程序，建立了可进行型钢混凝土框架结构火灾升降温作用下的力学性能及受火后抗震性能分析的计算模型。利用该计算模型对火灾升降温作用下型钢混凝土框架结构的变形及内力进行了分析。同时，考虑起火层位置、受火时间等参数的影响，采用考虑升降温的火灾后静力非线性分析方法和动力弹塑性时程分析方法，对火灾后型钢混凝土框架结构的破坏形态、地震作用后结构承载能力、变形特征等抗震性能进行了参数分析。分析表明，火灾升降温过程中，由于结构升温的滞后性，构件的变形增长及恢复也滞后于火灾空气升降温过程，受火后构件有残余变形；针对火灾发生在某一层的火灾工况，受火后框架承受水平地震（静力）作用时，框架破坏机构出现在底部3~5层；当受火层位于底层时，受火后框架的水平地震作用后结构承载能力降低幅度最大，受火时间为180、300min时降幅分别为8%、9%；受火层位置越低，框架顶部位移越大；随受火时间增加，框架顶部位移增大。

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钢管混凝土十字形截面柱耐火性能试验研究

杨勇, 龚志超, 邓辉, 张林, 吴波, 赵登攀

建筑结构学报. 2017, 38(12): 88-96. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.010

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结合钢管混凝土结构和异形柱结构的特点，提出一种由钢管混凝土芯柱和翼柱构成的钢管混凝土十字形截面柱。为研究该钢管混凝土十字形截面柱结构的耐火性能，完成了5个钢管混凝土十字形截面柱足尺试件在ISO 834标准升温曲线下的明火受火试验，研究了轴压比和防火涂层厚度对该钢管混凝土十字形截面柱在高温作用下的破坏形态、轴向变形和耐火极限等性能的影响规律。结果表明，试件轴压比越大，耐火极限越短；防火涂层厚度越厚，耐火极限提高越明显。通过与现行防火规范计算结果的对比发现，该钢管混凝土十字形截面柱具有良好的耐火性能，在防火涂层厚度为10mm时，试件耐火极限可以达到190min。在相同耐火极限下，该钢管混凝土十字形截面柱所需防火涂层厚度约为规范建议的纯钢管柱防火涂层厚度的22%。

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内嵌CFRP板条加固钢筋混凝土梁的抗火性能试验研究

余江滔, 田力康, 徐延宁, 刘媛, 陆洲导

建筑结构学报. 2017, 38(12): 97-104. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.011

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采用外贴碳纤维增强复合材料（CFRP）加固的钢筋混凝土结构，由于CFRP的高温力学性能较差，使得加固后的钢筋混凝土结构存在耐火性能不足的问题。相比而言，将CFRP板条嵌入被加固构件的混凝土保护层之中的嵌入式加固方法，由于外覆混凝土层的保护，CFRP板条的黏结材料可以免受外部恶劣环境、碰撞和火灾的影响，使得加固钢筋混凝土结构在理论上具有更好的抗火性能。为了深入了解内嵌CFRP板条的加固梁在高温下的力学性能，进行了9根内嵌CFRP板条加固梁和2根外贴CFRP布加固及1根未加固的对比梁的高温性能试验，通过ISO 834标准升温试验，研究了4个主要因素，即加固方法（嵌入式/外贴式）、防火保温模式（楔入/单面/三面）、防火材料（超薄型防火涂料/厚型防火涂料）和黏结剂的种类（环氧树脂/氯氧镁水泥）对梁的高温性能的影响。试验结果表明，采用适当的防火保护并选择有效的黏结材料，内嵌CFRP加固钢筋混凝土梁可以达到规范要求的耐火极限。

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高温后再生混凝土力学性能研究

陈宗平, 周春恒, 李伊, 陈建佳, 吴波

建筑结构学报. 2017, 38(12): 105-113. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.012

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以历经最高温度、再生粗骨料取代率、粗骨料类型、混凝土强度为变化参数，设计和制作了168个再生混凝土标准棱柱体试件，对其进行高温后的物理及力学性能试验。试验中观察了高温后试件的表观变化及其受力破坏形态，获取了再生混凝土的高温烧失率以及各试件的轴心受压全过程应力-应变曲线，通过分析各变化参数对历经高温后再生混凝土的物理及力学性能的影响规律，根据最高受火温度和质量烧失率分别提出高温后再生混凝土轴心抗压强度评估公式。结果表明：随着温度的提高，高温后再生混凝土由青灰色变为棕灰色，最后呈灰白色，出现温度裂缝及剥落现象；烧失率随着温度的提高、取代率的增大和强度的降低而显著增大；温度对高温后再生混凝土破坏形态及力学性能的影响最大，温度越高，其轴心受压破坏时的裂缝带越宽，破坏程度越严重；随着温度的升高，其弹性模量的衰减程度要比峰值应力的大；相比卵石骨料再生混凝土，高温对碎石骨料再生混凝土力学性能的影响更为显著；混凝土强度和再生粗骨料取代率变化对高温后再生混凝土的力学性能无明显影响。基于试验结果提出的高温后再生混凝土轴心抗压强度的评估计算结果与实测结果吻合较好。

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高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系预测模型

赵卫平, 朱彬荣, 王丹

建筑结构学报. 2017, 38(12): 114-121. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.013

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提出了一种适用于高温后带肋钢筋与混凝土黏结滑移关系的预测模型。根据拔出试验的破坏特征，将黏结滑移关系曲线的上升段按混凝土开裂与否分为两个阶段，分别建立力学模型以揭示锥楔作用的黏结机制。结合国家标准建议的钢筋外形，归纳了钢筋肋间距与直径之间的关系，提出了以肋间距为主要变化参数的高温后特征滑移，研究发现高温后黏结滑移关系曲线的下降段符合负指数函数衰减规律。除了高温作用对材性的影响之外，高温后界面滑移路径的改变也是影响黏结滑移关系的重要因素。与试验结果的对比表明，所提出的方法可对高温后配箍、短埋黏结试件的黏结滑移关系进行较准确的预测。

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DP型烧结多孔黏土砖砌体基本力学性能试验研究

王秋维, 史庆轩, 何巍巍, 周丽红, 安赟刚

建筑结构学报. 2017, 38(12): 122-130. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.014

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DP型烧结多孔黏土砖的孔型和孔洞率相比普通多孔砖有所变化，为研究对应砌体的力学性能与变形指标，对DP型烧结多孔黏土砖砌体进行了受压和受剪试验，根据试验结果分析了该类砌体受压、受剪的破坏机理和破坏特征。结果表明，大开孔率烧结多孔黏土砖砌体受压破坏时沿竖向形成上下通缝，开孔率较大的DP1型烧结多孔砖砌体的抗压强度比开孔率较小的DP2型烧结多孔黏土砖砌体的低，且变异系数大；砌体破坏形式包括单剪破坏、双剪破坏和砖块压坏三种，DP1型烧结多孔砖砌体抗剪强度比DP2型烧结多孔黏土砖砌体的高。采用最小二乘法对规范公式进行修正，建立了DP型烧结多孔黏土砖砌体抗压和抗剪强度平均值的计算式，计算结果与试验结果吻合较好。计算得到DP型烧结多孔黏土砖砌体抗压和抗剪强度设计值，并根据已有受压本构模型，建立了该类砖砌体受压应力-应变关系式和弹性模量计算式，计算值与试验结果吻合较好。

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反复荷载作用下DP型烧结多孔砖墙体受力性能试验研究

王秋维, 史庆轩, 何巍巍, 周丽红, 安赟刚

建筑结构学报. 2017, 38(12): 131-138. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.015

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为系统研究DP型烧结多孔砖砌体结构的受力性能，对烧结多孔砖横墙和开洞纵墙（共9片）进行低周反复荷载试验。研究了墙体的破坏特征、滞回特性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力和延性等，分析了垂直压应力、水平配筋、洞口大小等对墙体受力性能的影响。试验结果表明：DP型烧结多孔砖墙体主要发生剪切破坏，横墙试件滞回曲线饱满，纵墙试件滞回曲线出现捏拢现象；墙体试件的刚度退化较为平稳，耗能能力较强，位移延性系数均大于2.0；增大垂直压应力，试件承受的荷载提高而延性降低；增加水平配筋，试件承受的荷载和变形能力均得以提高。基于试验结果，对现行规范GB 50003—2011墙体受剪承载力计算式中的墙体约束系数进行修正，提出烧结多孔砖墙体受剪承载力的计算式，理论计算值和试验结果符合较好。

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体外预应力粗料石砌体墙抗震性能试验研究

吴涛, 陈忠范, 高晓鹏

建筑结构学报. 2017, 38(12): 139-147. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.016

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通过7片体外预应力粗料石砌体墙的水平低周反复荷载试验，研究了体外预应力水平、预应力筋布置形式、窗洞口等不同参数对体外预应力粗料石砌体墙的受力过程、破坏形态、受剪承载力、滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力以及刚度退化等的影响。研究结果表明：体外预应力粗料石砌体墙的受力与破坏过程可近似划分为弹性工作阶段、弹塑性工作阶段和摩擦耗能阶段；体外预应力不仅大大提高了墙体的开裂荷载和峰值荷载，同时显著改善墙体的变形能力、延性和耗能能力；墙体开裂荷载和峰值荷载随着预应力水平的提高而增大；墙体滞回性能和耗能能力都随着预应力水平的提高先逐渐增强后逐渐降低，当体外预应力作用为0.3MPa时达到最大；相比在墙体两端和中间同时布置体外预应力筋，预应力筋全部布置在墙体两端可以提高墙体的开裂荷载，但会降低墙体的峰值荷载，以及其滞回性能、能量耗散系数、刚度退化等抗震性能；开设窗洞口对墙体整体性能和抗震性能削弱明显，在实际结构中应尽量避免开过大的门窗洞口。根据试验及理论分析，提出了体外预应力粗料石砌体墙的受剪承载力计算式。

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条石砌体轴心受压性能试验研究

许秀林, 郭子雄, 柴振岭, 叶勇, 王兰, 侯炜

建筑结构学报. 2017, 38(12): 148-153. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.017

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为研究条石砌体的轴心受压性能，进行了27个条石砌体试件的轴心受压试验。主要研究参数包括砂浆强度、砌体高厚比和砌筑方式(干砌甩浆和铺浆)等。通过试验分析了条石砌体在轴压力作用下的破坏特征和荷载-变形关系，研究了不同参数对条石砌体轴心受压承载力的影响。试验过程揭示条石砌体在轴压荷载作用下的破坏形态表现为水平灰缝受压破坏和条石砌块竖向折断，呈现脆性破坏特征。研究结果表明：当砌体高厚比不超过5.75时，在灰缝中配置更多垫片可提高干砌甩浆条石砌体的承载力；铺浆砌筑条石砌体的轴压刚度和承载力均高于干砌甩浆条石砌体。基于对试验结果的回归分析，提出了考虑砌体高厚比影响的干砌甩浆砌筑条石砌体轴压承载力的计算式，计算结果与试验结果吻合较好。

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内填黏土实心结构砖塔振动台试验研究

卢俊龙, 李晓蕾

建筑结构学报. 2017, 38(12): 154-162. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.018

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为研究实心结构古塔在地震作用下的动力反应及破坏机制，以陕西省西安市兴教寺玄奘塔为原型，设计制作了1∶8比例模型结构，进行了振动台试验。通过输入不同烈度的单向、双向及三向地震波，测试了结构楼层的位移及加速度反应，观测了结构破坏现象，分析了结构的动力特性变化规律，对比了各加载工况下结构各楼层地震反应的变化特点。结果表明，设防地震作用下塔体底部楼层首先发生水平开裂与塔身斜向开裂，随着地震烈度的提高，破坏区域随之向上延伸，结构自振频率降低，频响曲线峰值点增多；当地震烈度相同时，不同加载工况下结构的水平反应峰值相差不大，但不同地震波作用下竖向加速度反应峰值相差较大；动力放大系数随楼层高度呈“S”形分布，顶层的水平加速度反应最大，中部楼层的竖向地震反应最大。因此，古塔破坏是在水平向与竖向地震共同作用下发生的，结构的底部及中部楼层为抗震的薄弱部位。

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砖房抗震墙基准面积率分析

苏启旺, 刘成清

建筑结构学报. 2017, 38(12): 163-169. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.12.019

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砌体结构砖房抗震墙基准面积率是多层砖房进行抗震鉴定的重要参数，是确定房屋抗震减灾对策的依据。为了评价砖房抗震墙基准面积率取值的合理性，分析了砖房抗震墙基准面积率取值的影响因素及存在的不足，提出了砖墙构造柱率指标。结合抗震评估指标及判别准则，从地震震害的角度，对砖房抗震墙基准面积率的取值进行考察，提出了考虑砖墙的构造柱率指标和楼板类型不同的砖房抗震墙基准面积率的计算模型，为研究砖房抗震墙基准面积率提供了一条新途径。结合算例，比较了基于地震震害得到的砖房抗震墙基准面积率计算模型取值与现行抗震鉴定标准规定值间的差异，结果表明：预制楼盖且墙体内构造柱含量较少时，两者的基准面积率相接近；同等抗震能力下，楼层墙体内构造柱面积含量的增加可降低地震作用下砖房抗震墙基准面积率的取值。

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2017年, 第38卷, 第12期　刊出日期：2017-12-05

建筑结构学报

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