建筑结构学报

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何宏明, 雷旭, 聂铭, 谢文平, 罗啸宇, 苏成

建筑结构学报. 2018, 39(08): 1-9. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.001

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通过安装于台风中心的输电塔监测装置获取的实测结果，分析了台风“海马”经过期间塔身所处位置的风场特性及其动力响应特征。测试和分析结果表明：台风登陆前后，处于风眼区域的塔身位置处风向相反，登陆时刻的风速明显减小。台风经过期间湍流度和阵风因子均随风速增大呈现明显的非线性减小。10min平均风速大于10m/s后，顺风向湍流度稳定在20%~40%之间，阵风因子小于2.0。塔身位置处的顺风向脉动风速谱相较von Karman经验谱，其低频段吻合较好，高频区域能量明显偏低。不同风速下的塔线体系频率和阻尼相对稳定，对于1阶弯曲，横、顺跨线向阻尼比均约为2.5%，其较一般钢结构的偏高。输电线和塔身的耦合共振不明显。实测塔头加速度频谱分析表明塔身横、顺跨线向的1阶整体弯曲模态振动显著，但其模态位移在塔头总振动位移中占比不到10%，表明塔身动位移是以背景分量为主。

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高频底座力天平试验的耦合气动荷载修正方法的研究及应用

张乐乐, 谢壮宁

建筑结构学报. 2018, 39(08): 10-17. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.002

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高频底座力天平(HFFB)技术被广泛应用于超高层建筑的模型风洞试验以获取作用于结构上的广义气动力。风洞试验中天平模型系统(BMS)的耦合共振抖振响应的影响会使被测信号发生畸变并进一步影响结构风效应估计的准确性。为此，提出了一种针对BMS动态信号畸变的修正方法，采用本征正交分解方法和联合对角化算法实现对BMS测量信号的有效解耦，再采用结合实际气动力特征的参数拟合方法对解耦信号进行精确的参数识别，最终实现对BMS动态畸变信号的准确修正。将该方法应用于某528m超高层建筑HFFB试验的动态测试信号的数据处理并和已有方法进行对比，结果表明建议方法在信号解耦上具有较强的适应性，所采用的参数识别策略可以有效提高在共振区信号的修正精度，与已有方法进行对比表明建议方法的有效性和可靠性。

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考虑二阶振型的高层建筑顺风向风振响应简化计算

邹良浩, 施天翼, 梁枢果, 宋杰, 李峰

建筑结构学报. 2018, 39(08): 18-25. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.003

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为评估高层建筑风振的舒适度，应建立简单实用的结构风振响应计算方法。而我国GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》的高层建筑顺风向风振响应简化计算方法没有考虑二阶振型的贡献。基于准定常理论，采用频域法进行了考虑二阶振型贡献的高层建筑顺风向风致响应评估，并分析了二阶振型对结构风致响应的贡献。结果表明：二阶振型对高层建筑顺风向动力位移响应的贡献一般在2%以内，但对顺风向动力加速度响应的贡献最大能达到18%。在评估结构顺风向风振加速度响应时，二阶振型的贡献不能忽略。在此基础上，推导了考虑二阶振型的对称等截面高层建筑顺风向风振响应简化计算方法。将此简化方法得到的结果与频域法和规范公式得到的结果进行对比，其误差在5%以内，表明简化公式具有较好的精度和适用性。

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复杂塔冠对双塔高层建筑风压特性影响的试验研究

陈强, 陈水福

建筑结构学报. 2018, 39(08): 26-35. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.004

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利用同步测压风洞试验方法，研究了3种典型风向角下圆角三角形截面双塔高层建筑顶部的花瓣形塔冠对建筑表面风压分布特性和风致响应的影响。基于试验数据，对建筑平均风压和极值风压等值线、整体体型系数、风荷载功率谱密度曲线以及基底合力（矩）进行了分析和比较。结果显示，复杂塔冠在整体上抬高了建筑顶部的风致绕流，使得部分风向角下建筑顶部附近的风压出现增大趋势；塔冠的存在同时使各楼层阻力和升力系数增大，且越靠近顶部增幅越明显；当风向沿着双塔形心连线方向时，由上游塔楼漩涡脱落形成的尾流激振现象十分显著，从而使得该风向角下的峰值加速度和横风向等效静力风荷载均达到最大，而塔冠的存在可能改变横风向风荷载的频谱特性，对于文中研究的双塔高层建筑，塔冠使得涡漩脱落频率略向低频转移，故使相应的峰值加速度和等效静力风荷载有所降低。

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考虑百叶窗透风率超大型冷却塔内吸力风振系数研究

柯世堂, 杜凌云, 侯宪安

建筑结构学报. 2018, 39(08): 36-44. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.005

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为研究不同百叶窗透风率下超大型冷却塔内吸力风振系数的分布特性和取值，以国内某在建210m高超大型冷却塔为工程背景，首先通过同步刚体测压风洞试验，得到了不同透风率（0%、15%、30%及100%）下冷却塔结构内表面平均与脉动风荷载。在此基础上，对比分析不同透风率平均和脉动风压分布特性，并采用有限元方法建立了塔筒-支柱-环基一体化仿真分析模型，对该超大型冷却塔进行四种内吸力作用工况下完全瞬态时域动力计算。对比了四种透风率下内吸力风振系数的一维、二维和三维分布特征，分析了以塔筒径向位移、子午向轴力、von Mises应力和环向弯矩四种典型目标响应下的风振系数取值标准，分别给出了此类超大型冷却塔不同透风率下内吸力风振系数的取值建议，即0%、15%、30%及100%透风率下内吸力风振系数分别取为1.69、1.79、1.69和1.57。

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钢筋混凝土板柱结构抗震性能综述

吴越凡, 易伟建

建筑结构学报. 2018, 39(08): 45-54. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.006

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钢筋混凝土板柱结构是一种经济技术指标较优的常用建筑结构形式。相比于钢筋混凝土框架结构，未配置抗冲切钢筋板柱结构的抗侧刚度低，抗震性能差，这是因其节点的传力机制和冲切破坏导致的。多年来板柱结构的抗震性能研究已比较深入，但仍存在不足。文中就板柱结构抗震试验、等代框架模型非线性分析和抗震性能评估等方面介绍已有板柱结构抗震性能研究进展以及设计方法的发展现状，同时对已有成果和规范的设计方法进行总结、归纳及评析，为后续研究提供思路与方向，即需要明确板柱节点的冲切破坏机理，根据机理得到冲切破坏判断准则或计算公式并运用于非线性分析模型中，通过结构非线性分析为板柱结构抗震设计方法提供依据。

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混凝土板柱子结构抗连续倒塌试验研究

黄文君, 李易, 陆新征, 孙海林, 闫维明

建筑结构学报. 2018, 39(08): 55-61. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.007

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节点脆性冲剪破坏易导致板柱结构体系的连续倒塌。对1个横、纵向均为2跨的混凝土板柱子结构进行连续倒塌静力加载试验，试件制作时移除底部中柱以模拟初始失效，试验中首先对中柱柱头施加向下的集中力使其节点发生初始冲剪破坏，其后对楼板施加均布荷载直至发生后继连续倒塌破坏，分析了试件不同变形阶段的受力机理并对承载力进行了评估。结果表明：子结构的中柱节点冲剪破坏具有一定延性，但板内张拉力导致冲剪承载力比中国规范计算值低50%；初始加载时边中柱和角柱分别承担82%和18%的荷载，随着变形增大，边中柱节点逐步损伤，边中柱承担荷载下降、角柱承担荷载上升，结构倒塌时边中柱和角柱分别承担51%和49%的荷载；小变形下试件通过楼板面外受弯能力和面内受压薄膜效应承载，在中柱节点发生冲剪破坏的时刻，受压薄膜效应提供的承载力贡献为12%；大变形下试件通过节点区的残余受弯能力和面内受拉薄膜效应承载，当节点发生严重损伤后，荷载由板底整体钢筋的受拉薄膜效应承担。

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高层混凝土框架核心筒-木盒混合结构抗震性能研究

熊海贝, 陈佳炜, 吴颖

建筑结构学报. 2018, 39(08): 62-70. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.008

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提出了一种以混凝土框架-核心筒结构为“主结构”，每层主结构间内嵌3层装配式轻型木结构为“子结构”的装配式高层建筑结构体系。该混合结构体系实现了建筑使用功能多样化，结构体系集成化，建筑材料绿色化，建造施工装配化的特点。着重研究了体系中主结构与子结构间的连接，根据连接的特点和强弱，提出了3种不同的结构模型：1）重力模型，其特点是主结构与子结构在侧向不连接或弱连接，不考虑子结构对整体结构抗侧刚度的贡献；2）刚度模型，主子结构间采用螺栓有效连接；3）隔震模型，其子结构底面与主结构采用隔震支座连接。采用有限元软件SAP2000对3种具有不同受力特点的模型结构进行抗震性能分析研究。结果表明：重力模型主结构受力安全合理；刚度模型中子结构对整体结构抗侧刚度的贡献可达6%~35%；隔震模型中隔震子结构可明显降低整体结构的地震反应。与建筑功能相同的混凝土框架核心筒结构相比，混凝土框架核心筒-木盒结构自重可减轻25%，地震作用可减小30%，有利于在地震设防区应用。

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型钢混凝土中高剪力墙抗震性能改善措施试验研究

黄宗明, 周珉, 高永, 杨溥, 傅剑平

建筑结构学报. 2018, 39(08): 71-79. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.009

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边框约束区设置竖向型钢的普通型钢混凝土（SRC）剪力墙在实际工程中大量应用。为研究在普通SRC中高剪力墙腹板内增设竖向型钢、在边框暗柱区底部外包钢套筒两种加强措施对提高其抗震性能的有效性，通过7片一字形截面剪力墙的拟静力试验，对竖向型钢设置位置、钢套筒不同构造措施的受力机理以及对剪力墙抗震性能改善效果及原因等进行了分析。试验结果表明：在SRC中高剪力墙的腹板区域内设置竖向型钢对试件水平承载力影响不大，对试件的变形及耗能能力则有明显不利影响；在边框暗柱区底部外包具有一定高度的钢套筒可使剪力墙形成合理的破坏模式，有效提高墙体的极限变形能力；当钢套筒未嵌入基础时，墙体的极限变形能力提高约25%；当钢套筒嵌入基础后，墙体的极限变形能力提高100%以上，破坏位移角达到1/40。

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外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点抗震性能试验研究

牟犇, 井后凯, 张春巍, 王燕, 王悦

建筑结构学报. 2018, 39(08): 80-89. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.010

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通过对7个外加强环不等高H型钢梁-方钢管柱节点进行低周循环往复加载试验，研究节点域受剪承载力、滞回性能、变形能力和破坏模式。研究结果表明：试件的破坏形式有两种，分别为整体节点域的剪切破坏和局部节点域的剪切破坏；梁截面高度比和柱截面宽厚比是影响试件节点域承载力和剪切变形的主要因素；与此同时，随梁截面高度比和柱截面宽厚比的增加，节点域的耗能能力逐步增强；外加强环几何构造对节点域承载力和剪切变形也有一定影响，在框架柱端部弯矩增大系数较低的情况下，外加强环几何尺寸的增加对节点耗能能力有提高作用；节点域进入塑性阶段之前，各试件节点域的承载力无明显退化，从屈服到最终破坏，节点域承载力出现显著退化，承载力退化系数在0.89~0.96之间。不等高梁外加强环节点具有较好的变形能力和耗能能力，所有试件处于极限状态时的等效黏滞阻尼系数均在0.30～0.58之间。

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铝合金板式节点平面外受弯滞回性能试验研究

郭小农, 陈宇, 刘林林, 王丽

建筑结构学报. 2018, 39(08): 90-99. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.011

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为研究节点板厚度、节点板材质、是否设置抗剪键以及加载模式对铝合金板式节点滞回性能的影响，完成了4组共计8个试件平面外受弯的拟静力试验，对其变形特征、破坏模式、承载能力、延性以及耗能能力等进行了分析。结果表明：板式节点在平面外往复弯矩作用下的受力过程可以分为5个阶段，即弹性阶段、螺栓滑移阶段、孔壁承压阶段、承载力退化阶段和破坏阶段；通过破坏后试件的形态特征可归纳出节点的两种破坏模式分别为杆件破坏和节点板块状拉剪破坏，且破坏模式与节点板厚度和杆件翼缘厚度密切相关；由于螺栓滑移的影响，节点的滞回曲线不够饱满；综合对比试件的骨架曲线、位移延性系数和能量耗散系数，节点板较厚的铝合金板式节点具有更好的承载能力、变形能力和耗能能力。

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考虑动力损伤退化的钢筋混凝土柱恢复力模型

李柔含, 李宏男, 李超

建筑结构学报. 2018, 39(08): 100-109. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.012

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基于16根钢筋混凝土柱的静力和动力循环往复加载试验，研究了动力效应对柱抗震性能的影响。依据修正Park-Ang损伤指标建立的静力和动力损伤指标，能够兼顾考虑最大位移与循环加载次数对柱损伤退化指标的影响。分别建立静力和动力加载下性能退化参数与相应位移比、损伤指标之间的关系，并结合建构的动力退化函数，提出能够反映滞回曲线的负刚度段、循环退化效应以及捏缩效应的钢筋混凝土柱动力恢复力模型。与试验数据对比的结果表明，提出的宏观力学模型可以有效模拟静力和动力加载情况下钢筋混凝土柱的滞回特性，且动力恢复力模型相比于静力恢复力模型能够更好地刻画钢筋混凝土柱在地震应变率作用下的力学性能。文中建立的恢复力模型及方法可为钢筋混凝土结构的抗震分析提供理论参考。

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盆地场地远场长周期地震动输入的确定

刘烁宇, 李英民, 戴明辉

建筑结构学报. 2018, 39(08): 110-118. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.013

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盆地场地的长周期结构在远场长周期地震动作用下震害明显，目前国内设计规范尚未将低幅值的远场长周期地震动记录纳入统计范围。研究盆地场地远场长周期地震动输入方法，可用于国内盆地建筑的抗震补充验算。文中针对日本沉积盆地台站地震动记录数据进行统计，拟合出盆地效应与沉积层厚度的关系曲线。结合国内板壳内地震下的基岩地震动衰减关系、盆地效应与沉积层厚度关系曲线以及局部工程场地放大作用，给出适用于国内的盆地场地远场长周期地震动输入方法。基于渭河盆地内的西安市区以及周边地震环境，进行了远场长周期地震动输入方法的案例分析。分析结果表明：盆地效应对加速度反应谱的放大作用和对地震波到达时刻的影响，均随盆地沉积层厚度的增加而变得更显著。文中方法综合考虑了震源分布、震级、震中距、盆地效应和局部工程场地的影响，可用于估计国内盆地场地远场长周期地震动加速度反应谱及其地震动时程，其模拟的加速度反应谱与地震动时程符合实际远场长周期地震动记录的特征。

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超长结构地震行波效应影响因素研究

范重, 柴丽娜, 张宇, 邢超, 刘家名

建筑结构学报. 2018, 39(08): 119-129. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.014

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提出确定超长结构行波效应视波速的实用方法，并对视波速的影响因素进行了深入分析。建立可以同时考虑桩基础水平刚度和转动刚度的多点激励计算模型，并以带有大跨度屋盖的多层超长航站楼为研究对象，对结构在沿长边方向地震行波作用下的位移、楼层剪力和构件内力等进行了全面分析。计算结果表明，视波速主要与基岩剪切波速、震源深度和震中距有关，基岩剪切波速越快、震中距越小、震源深度越深，则视波速越大。多点激励得到的楼层水平剪力小于一致激励，随着视波速降低，多点激励与一致激励下的楼层剪力之间的差异进一步加大。沿长边方向激励时，视波速和基础刚度的变化对下部楼层的层间位移角影响显著；沿短边方向激励时，视波速对上部楼层的层间位移角影响较大，但基础刚度对其影响较小。对称结构在平行于地震传播方向进行多点激励时，结构不发生扭转；在垂直于地震传播方向进行多点激励时，结构出现明显的扭转效应。沿长边方向多点激励时底部楼层部分框架柱内力增大，沿短边方向多点激励时各楼层均有少量框架柱内力起控制作用；随着视波速增大，框架柱内力逐渐减小；考虑基础刚度后，框架柱内力可显著降低。多点激励对大跨度屋盖部分杆件起控制作用；随着视波速降低，大跨度屋盖杆件内力逐渐减小，基础刚度的影响可忽略不计。

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近场脉冲型地震作用下复合自复位结构刚度需求的谱分析

武大洋, 吕西林, 赵斌

建筑结构学报. 2018, 39(08): 130-137. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.015

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复合自复位结构利用摇摆机制和耗能机制控制结构层间位移集中程度的同时降低其层间位移角响应，将损伤集中于可更换的次体系（摇摆部件）中从而使主体系（框架结构）可以快速恢复使用功能。为分析其刚度需求与动力响应之间的关系，提出了拓展的复合自复位结构的双梁模型，将主体系和次体系分别简化为剪切梁和底部带有弹性转动约束的弯曲梁，其动力特征由剪弯刚度比α和弯曲梁底部转动约束刚度比Rf两个无量纲参数决定。通过求解动力方程得到该体系振型和振型转角的闭合解，进而得到体系的广义层间位移角谱和层间位移集中系数谱的计算公式。由简化脉冲模型得到近场破裂的方向性效应引起的双向脉冲和滑冲效应引起的单向脉冲。在这两种近场脉冲作用下分析了参数α和Rf对该体系广义层间位移角谱和层间位移集中系数谱的影响。分析表明，当1≤α≤5和0

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基于系列地震试验基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响研究

吴忠铁, 范萍萍, 杜永峰, 程选生

建筑结构学报. 2018, 39(08): 138-147. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.016

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为了研究基础隔震结构的减震性能及地震波参数的影响，对1个基础隔震结构模型进行了一系列工况的振动台试验。以隔震结构的减震率为指标，分析近场和远场地震下其减震性能的变化，研究相同地震动强度下平均周期、卓越周期、地震动峰值速度与峰值加速度之比、断层距和地震波方向对其减震性能的影响，分析不同地震动强度和多维地震输入下其减震性能的变化，探讨系列地震下其减震性能的退化。研究结果表明，与远场地震相比，近场地震下基础隔震结构模型的减震率相对较低，其减震性能相对较差；地震波参数中卓越周期、断层距和地震动峰值速度与峰值加速度之比及地震动强度对其减震性能的影响明显，宜作为隔震结构减震性能的主要影响因素；系列地震试验表明铅芯橡胶支座具有良好的抗性能退化能力，可以确保隔震结构的减震性能的稳定性。

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截面形状对早龄期钢管混凝土柱多级加载变形及承载力影响的试验研究

余敏, 童栋华, 池寅, 叶建乔, 杜新喜

建筑结构学报. 2018, 39(08): 148-156. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.017

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连续施工过程中钢管混凝土柱受多级荷载作用，而对其进行力学性能研究时，大多将所受荷载简化为钢管的初应力问题，忽略了荷载的多级加载过程与早龄期混凝土收缩徐变的共同影响。为研究多级荷载下早龄期钢管混凝土柱的受力性能，分别对早龄期方形和圆形截面钢管混凝土短柱进行多级加载变形试验和多级加载后试件的轴压承载力试验，分析了不同加载制度对方形和圆形截面试件的变形，以及多级加载后轴压承载力的影响规律。试验结果表明：多级荷载下方形和圆形截面钢管混凝土的早龄期徐变变形均非常明显；同时不同加载制度对试件的变形也有较大影响；在相同加载条件下，圆钢管混凝土柱的变形值要小于方钢管混凝土柱的变形值；多级加载过程对圆形及方形截面钢管混凝土成熟期短柱试件的轴压承载力影响有限，可以忽略。研究可为钢管混凝土柱的连续性施工变形控制和力学性能评估提供参考。

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Q460D高强钢及其焊缝连接疲劳性能试验研究

郭宏超, 郝李鹏, 李炎隆, 刘云贺, 万金怀

建筑结构学报. 2018, 39(08): 157-164. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.018

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在疲劳荷载作用下钢结构焊缝区易发生疲劳断裂，通过Q460D高强钢及其焊缝连接的疲劳性能试验研究，结合试验数据，拟合了Smax-N曲线预测其疲劳寿命，根据疲劳损伤理论分析了疲劳破坏程度，并通过断口形貌揭示了疲劳裂纹扩展规律。研究结果表明：Q460D母材具有较高的疲劳抗力；对接焊缝接头Smax-N的95%保证率曲线与ANSI/AISC 360-10的疲劳设计曲线吻合较好；GB 50017—2003的设计曲线能较好预估循环次数大于40万次以上十字接头的疲劳寿命。损伤指标能够较好地表征疲劳破坏过程中构件内部状态的变化，缺口系数越大，损伤发展越快。瞬断前裂纹扩展规律与损伤发展一致，随着损伤发展疲劳条带间距逐渐变大。

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Q460D高强钢及其螺栓连接疲劳性能试验研究

郭宏超, 皇垚华, 刘云贺, 简政

建筑结构学报. 2018, 39(08): 165-172. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.08.019

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为研究Q460D高强度钢材螺栓连接的疲劳性能，对Q460D高强钢母材、有孔板和螺栓连接3组试件进行了疲劳试验，拟合了Smax-N曲线，并与采用我国规范GB 50017—2003和美国规范ANSI/AISC 360-10相关公式的计算结果进行了分析对比。结果表明：疲劳试验数据总体较离散，但均在95%置信区间内，拟合的Smax-N曲线能反映不同应力幅下试件的疲劳寿命，具有较高可靠度；由于Q460D钢材硬度大，塑性变形能力较差，对缺陷比较敏感；有孔板和螺栓连接试件的应力集中系数均在2以上。其中母材、有孔板的疲劳极限应力试验值分别是采用GB 50017—2003相关公式的计算结果的2.01、1.45倍，是ANSI/AISC 360-10相关公式的计算结果的2.32、1.91倍；螺栓连接试件的疲劳极限应力试验值略低于GB 50017—2003相关公式计算值，是ANSI/AISC 360-10的1.07倍，表明ANSI/AISC 360-10的相关公式更适用于Q460D高强钢螺栓连接疲劳性能的评估。

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2018年, 第39卷, 第08期　刊出日期：2018-08-05

建筑结构学报

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