建筑结构学报

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翟长海, 刘文, 谢礼立

建筑结构学报. 2018, 39(09): 1-9. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.001

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现阶段，我国大城市与城市群内人员和社会财富高度密集，基础设施林立，城市地震安全问题严重威胁着我国新型城镇化战略的实施，灾害脆弱性已经成为现阶段城镇化进程中制约城市可持续发展的核心问题，实现工程设施、城市乃至整个社会的抗震韧性已经成为国际地震工程界的共识。抗震韧性城市的研究涉及地震学、土木工程、人工智能、遥感技术、社会学、经济学、管理学等多个学科，是一项极具挑战性的课题。文中阐明了城市抗震韧性的定义，系统总结了城市抗震韧性评估的国内外研究现状，并提出了建设抗震韧性城市所涉及到的科学技术问题及韧性能力提升策略。

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震后可恢复功能木结构研究进展

李征, 周睿蕊, 何敏娟, 李明浩

建筑结构学报. 2018, 39(09): 10-21. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.002

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震后可恢复功能概念引入木结构已成为近年来国际木结构抗震工程研究的热点。可恢复功能木结构体系主要包括自复位木框架结构和摇摆木剪力墙结构，研究表明，带有耗能机制的自复位及摇摆木结构具有很好的抗震性能，结构在震后无损伤或损伤很小，无需修复或稍加修复即可快速恢复使用。阐述了自复位木框架结构和摇摆木剪力墙结构的工作原理，对国内外的研究进展进行总结，综述了木结构中的预应力损失、结构损伤控制的研究成果以及可恢复功能木结构的设计方法。介绍了两个可恢复功能木结构工程案例和可恢复功能木结构的研究趋势，提出了对于耗能件设计、减少预应力损失、结构设计方法以及结构性能评估方法的热点研究方向。

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三层足尺分层装配支撑钢框架结构的振动台试验研究

陈越时, 王伟, 陈以一

建筑结构学报. 2018, 39(09): 22-29. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.003

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为探究分层装配支撑钢框架体系在真实地震动力作用下的响应与性能，以某3层足尺房屋钢框架结构为研究对象，输入不同水准下的3条地震波进行振动台试验，分析了结构动力分步损伤行为、主（余）震层间变形、残余位移响应及其柔性支撑的可修复性。研究结果表明，结构满足我国规范对于抗震安全性的要求。在罕遇地震作用下，结构损伤集中于柔性支撑而主框架基本保持弹性，表现出损伤控制的特征，且震后基本无残余位移。未对支撑进行修复的结构在余震作用下的位移响应有所放大，但对支撑进行简易修复之后，结构抗震性能基本完全恢复。在超大地震作用下，主框架作为第二道抗震防线发展局部塑性变形，但震后残余位移仍然很小。柔性支撑初始是否张紧对结构初始刚度和层间位移分布有较大影响。支撑在动力作用下的突然张紧对结构产生了冲击效应，而支撑的延性可有效缓解此效应的影响。研究总体表明分层装配支撑钢框架体系应用于低多层建筑时具有优良的抗震性能与震后可恢复性。

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足尺砌体填充墙RC框架抗震性能试验研究

林超, 郭子雄, 黄群贤, 叶勇, 柴振岭, 刘阳

建筑结构学报. 2018, 39(09): 30-37. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.004

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为研究砌体类型对填充墙框架结构抗震性能影响，开展了4榀足尺填充墙框架与1榀空框架试件的水平低周往复荷载试验。填充墙砌块类型包括空心黏土砖、混凝土空心砌块、陶粒混凝土砌块和加气混凝土砌块4种。基于试验结果分析了不同砌块类型对填充墙框架破坏形态、滞回特性、骨架曲线、耗能性能、承载力和刚度退化等的影响。试验结果表明：加气混凝土砌块填充墙在整个加载过程中均表现出良好的整体性，而其他三种砌块填充墙在位移角1/50时即出现局部压溃剥落，并随位移角幅值增加破坏逐步加重；砌体填充墙的存在增强了填充墙框架的初始刚度和屈服割线刚度，同时也明显增大了其水平承载力；各填充墙框架试件的位移延性系数均大于5，其中加气混凝土砌块填充墙框架的承载力和刚度退化较慢，表现出比其他三种砌体填充墙框架更好的变形能力；基于试验结果并结合国内外框架抗震性能水平的划分标准，提出了砌体填充墙框架结构不同抗震性能水平的层间位移角限值。

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预制保温带暗斜撑钢筋混凝土剪力墙抗震性能试验研究

李宏男, 王黎明, 马荣全, 苗冬梅, 付兴, 范新海

建筑结构学报. 2018, 39(09): 38-44. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.005

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提出预制保温带暗斜撑钢筋混凝土剪力墙，墙体内部预留4个三角形空心区域，在其内填充保温板，沿墙体对角线方向设置斜向钢筋。进行剪跨比分别为1.0、1.5及2.0的保温暗斜撑混凝土剪力墙试件的低周反复荷载试验，分析了不同试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、承载能力、变形能力、刚度退化及耗能能力；为与同尺寸普通钢筋混凝土剪力墙的抗震性能开展对比分析研究，进行了剪跨比为1.5的普通混凝土剪力墙试件的拟静力试验；并采用ABAQUS有限元分析软件对试件抗震性能进行数值模拟分析。结果表明，对于剪跨比相同的保温暗斜撑剪力墙和普通剪力墙，前者的承载力略有降低，但延缓了裂缝的开展，延性得到改善，耗能能力显著提升，抗震性能较优；对于保温暗斜撑剪力墙，随着剪跨比的增大，承载力降低，变形能力增强，刚度退化减缓，耗能能力增加；有限元模型可以较好地模拟试件的抗震性能。

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墙体参与工作的木构架古建筑抗震分析方法

袁建力

建筑结构学报. 2018, 39(09): 45-52. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.006

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针对木构架古建筑抗震分析中常忽略维护墙体作用的问题，进行了墙体与木构架的构造特征、力学性能和布置方案对整体结构抗震性能的影响分析。基于地震灾害统计资料，归纳了墙体与木构架的损伤特征，及其对古建筑总体震害程度的表述方法。运用动力特性现场实测和有限元分析方法，研究了墙体对古建筑基本周期和地震作用的影响程度。研究结果表明，木构架古建筑中的墙体对结构的整体抗震刚度有较大的贡献；包括墙体模型的基本周期与实测基本周期较为接近；而忽略墙体模型的基本周期显著大于实测基本周期，且计算的地震作用值偏不安全。根据古建筑抗震鉴定要求，并考虑砖砌墙体的脆性，提出了基于位移控制的、包括墙体微裂和开裂工作状态的木构架古建筑三阶段抗震分析方法。

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钢填板-螺栓连接胶合木框架结构耐火试验与有限元分析

张悦洋, 张晋, 李维滨, 蔡建国

建筑结构学报. 2018, 39(09): 53-65. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.007

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为研究钢填板-螺栓连接胶合木框架在火灾条件下的炭化情况和破坏模式，对常温下1榀单跨木框架试件的承载力和ISO 834标准升温条件下3榀单跨木框架试件的持荷耐火极限进行了试验研究，考察了持荷水平、隅撑设置对木框架耐火极限的影响。试验结果表明：炭化层的收缩和剥落会导致防火涂料对金属连接件的覆盖作用失效，从而加剧螺栓周围木材的炭化；未受火的对比试件的破坏模式为木梁跨中区域梁底木材顺纹受拉破坏，受火试件的破坏模式为梁端螺栓密集区域的木材横纹剪切破坏；与高持荷水平试件相比，低持荷水平试件具备更好的耐火性能，当试件的持荷水平由30%下降至10%时，其耐火极限提高了13min；框架中的隅撑提高了试件的抗火性能，减小了木梁的跨中弯矩和梁端剪力，使木梁的破坏模式由梁端脆性剪切破坏向跨中延性弯曲破坏转变，试件持荷水平为30%时，隅撑使试件的耐火极限提高了6min。在ABAQUS有限元软件中采用温度场-结构场顺序耦合分析方法和子程序定义木材本构关系，能较为准确地模拟火灾条件下胶合木框架的温度场分布和破坏模式，采用模拟木节的精细化建模方法可显著提高有限元分析结果的精度；有限元分析模型中木梁底部的木材单元因炭化而逐渐丧失承载力，导致木梁中和轴随受火时间的延长而上移。

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竖向荷载作用下叉柱造式斗栱节点受力性能试验研究与有限元分析

谢启芳, 张利朋, 向伟, 钱春宇

建筑结构学报. 2018, 39(09): 66-74. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.008

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以独乐寺观音阁平座层叉柱造式斗栱节点为原型，按宋《营造法式》三等材的尺寸要求，以1/3.2的缩尺比例制作了3个叉柱造式斗栱节点模型。通过竖向加载试验，得到了斗栱节点的竖向荷载-变形关系曲线，分析了斗栱节点变形特征、竖向压缩刚度和竖向荷载传递规律等。试验结果表明：斗栱节点的破坏特征主要是栌斗和泥道栱的断裂与压屈、叉柱肢的弯翘变形；竖向荷载-变形关系曲线可简化为三折线；整个变形过程中，竖向荷载主要按照以叉柱为主，叉柱与栱共同传递及叉柱肢屈曲后以栱为主三种途径传递。采用ABAQUS有限元软件建立了叉柱造式斗栱节点的三维实体模型，分析了其承受竖向荷载的力学性能，计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上，建立了叉柱造式斗栱节点的竖向荷载-变形关系模型。研究成果可为我国叉柱造式古建筑木结构的保护提供参考。

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分离式接缝叠合板垂直接缝方向抗弯刚度的试验及计算方法研究

崔士起, 刘传卿, 刘文政, 石磊

建筑结构学报. 2018, 39(09): 75-84. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.009

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针对分离式接缝叠合板，开展了11个试件的静力加载试验，研究分离式接缝叠合板的预制和现浇混凝土的协同工作、破坏模式、应变发展以及接缝数量、位置和叠合现浇层厚度对抗弯刚度的影响。结果表明：远离接缝部位的叠合板，其上下两层混凝土能够共同工作，零应力区段使垂直接缝方向叠合板的抗弯刚度低于整浇板；抗弯刚度随叠合现浇层厚度的减小及接缝数量的增加而降低；在接缝数量相同的情况下，接缝位置远离跨中部位有助于提高抗弯刚度。通过数值模拟开展参数分析，提出了两拼板和三拼板的抗弯刚度折减系数计算公式，拟合值与数值模拟计算结果吻合良好。

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带暗梁柱的开洞混凝土复合墙板受弯和偏压性能足尺试验研究

邱灿星, 季可凡, 侯和涛, 陈磊, 曲冰, 王彦明, 付玮琪

建筑结构学报. 2018, 39(09): 85-95. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.010

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针对带窗洞复合墙板受弯与受压承载力不足的问题，提出了一种带框复合墙板，即通过在复合墙板内设置暗梁、暗柱来提高其承载力。对5块足尺的带窗洞复合墙板进行四点弯曲试验和偏心受压试验，考察其破坏模态和承载能力。试验结果表明，复合墙板的抗弯刚度较高，受弯荷载满足由美国ASCE/SEI 7-05规范计算得到的关岛风荷载设计值要求；在四点弯曲荷载和偏心受压荷载作用下，复合墙板能实现完全组合作用，两侧混凝土面层变形协调，符合“平截面假定”；复合墙板在四点弯曲荷载下发生延性破坏。分别按美国ACI 318M-05《混凝土结构设计规范和注释》和中国GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》对复合墙板的受弯承载力进行了计算，计算值与试验值误差最大不超过16%，并且利用两种规范公式计算得到的承载力均较为保守。

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钢管约束钢筋混凝土柱受剪承载力计算

甘丹, 周绪红, 刘界鹏, 闫标

建筑结构学报. 2018, 39(09): 96-103+111. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.011

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目前，针对钢管约束钢筋混凝土柱的受剪承载力的计算，有多种分析模型和计算方法，基于这些方法的计算结果，当钢管宽/径厚比、剪跨比、轴压比和混凝土强度等重要参数在一定范围内时与试验结果吻合较好，但对于较大参数范围内的试验结果，这些计算模型与方法的有效性尚不明确。在已收集到的方形和圆形截面钢管约束钢筋混凝土柱的剪切破坏试验结果的基础上，对国内外现有的将钢管完全等效为箍筋的受剪承载力计算方法和基于经验算式的计算方法的适用性进行了验证。结果表明：基于规范ACI 318-14或GB 50010—2010将方钢管完全等效为箍筋的计算方法在方钢管宽厚比小于80或其截面边长较大时会过高估计方形截面钢管约束钢筋混凝土柱的受剪承载力；可直接用于圆形截面钢管约束钢筋混凝土柱设计的简化计算方法较少，且缺乏试验验证。为了改进现有方法，针对钢管约束钢筋混凝土柱中钢管的受力特点，建立了其受剪承载力简化力学模型，模型中综合考虑了钢管剪应力和横向应力的受剪贡献。基于提出的模型，针对方形和圆形两种截面形式分别建立了受剪承载力计算方法，过程简洁，物理意义明确。且其与GB 50010—2010中钢筋混凝土构件的受剪承载力计算形式统一，方便设计采用，计算结果与试验结果亦吻合较好。

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GFRP面板-冷弯薄壁型钢组合梁受弯性能试验研究

张富宾, 刘伟庆, 方海, 谢桂华, 刘荣桂

建筑结构学报. 2018, 39(09): 104-111. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.012

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土木工程领域通常采用的纤维增强复合材料夹层结构主要以模量较低的轻质材料作为芯材，使其设计承载力由截面刚度控制，而非强度控制，限制了纤维增强材料强度的充分发挥。为此，提出一种轻质、高强的玻璃纤维增强复合材料（GFRP）面板-冷弯薄壁型钢组合梁（GCS组合梁），该组合梁由GFRP面板与夹层轻质泡沫和冷弯薄壁型钢组合而成，薄壁型钢和纤维面板之间采用剪力键（抽芯铆钉）连接。通过四点弯曲试验探讨了该组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线和应变分布的发展规律，并与传统夹层梁进行对比，分析了有无薄壁型钢增强、薄壁型钢开口方向、界面增强方式等参数对组合梁弯曲性能影响。研究结果表明：GCS组合梁具有良好的刚度和承载能力。相对于传统复合材料夹层梁，其正常使用极限状态（挠度限值L/250）和承载力极限状态下对应荷载分别提高了306.2% 和157.5%；不锈钢抽芯铆钉能有效抑制GFRP面板与压型钢板界面剥离裂纹扩展，显著改善GCS组合梁的变形能力。研究为该组合构件的加工设计与实际工程应用提供参考。

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冷弯薄壁C形钢-石膏基自流平砂浆组合梁受弯性能试验研究

石宇, 周绪红, 管宇, 卫世杰

建筑结构学报. 2018, 39(09): 112-119. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.013

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为研究冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合梁的受弯性能，对未设置抗剪件、设置钢丝网以及设置Z形抗剪件的3个组合梁足尺模型进行了施工阶段、正常使用阶段和荷载极限阶段的受弯性能试验研究。考察了冷弯薄壁型钢-石膏基自流平砂浆组合梁在不同受力阶段的工作原理和破坏模式。试验结果表明：设置的两种抗剪件对组合梁在施工阶段和正常使用阶段的抗弯刚度影响均较小；组合梁的最终破坏模式为C形冷弯薄壁型钢梁腹板发生严重的剪切变形并伴随扭转屈曲，设置抗剪件可提高组合梁的极限荷载。在试验研究的基础上，将组合梁简化为T形截面，引入考虑组合翼板与C形梁之间相对滑动的滑移模量，提出了部分抗剪连接组合梁的抗弯刚度计算方法，用于计算组合梁的跨中挠度，计算结果与试验结果相近。

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翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁受弯性能研究

郁晨江, 张扬, 傅光远, 闫棣, 李四平

建筑结构学报. 2018, 39(09): 120-129. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.014

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为了研究翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁的受力性能，进行了7根钢管混凝土梁的四点弯曲试验，试件的变化参数为钢管上、下翼缘厚度和混凝土强度。结果表明，钢管上下翼缘厚度之比越小，承载力极限状态下的截面中性轴越靠下，表明参与工作的混凝土越多，组合截面承载性能越好；当上下翼缘厚度之比约为1/3时，通过提高混凝土的强度能有效增大构件的受弯承载力。采用有限元软件ABAQUS对受弯试验进行了全过程模拟，得到的结果与试验结果吻合。模拟分析还表明，优化后的翼缘非等厚矩形钢管混凝土截面不仅增大了钢管分担的弯矩，同时也增加了混凝土的工作面积，两者共同作用提升了构件的受弯承载力，当含钢率约为0.2时，承载力相较于等壁厚构件可提升15%以上。在平截面假定的基础上推导了翼缘非等厚矩形钢管混凝土组合截面受弯承载力的解析表达式，并探讨了对构件截面的优化问题，特别对含钢率较高的高强混凝土构件，优化截面的承载力提高效果显著。研究结果表明，翼缘非等厚矩形钢管混凝土梁具有良好的承载性能和变形性能。

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核电工程环形水箱动力分析的附加质量法比较研究

宝鑫, 刘晶波, 杨悦, 谭辉, 王东洋, 李雪

建筑结构学报. 2018, 39(09): 130-139. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.015

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以第三代核电站中环形重力排水箱结构地震作用下的动力反应为研究对象，拟提出一种计算精度较高、实现较为便捷的适用于环形容器的附加质量动力分析方法。根据Housner附加质量理论，改进了适用于环形储液容器的附加质量分布模型。在ANSYS有限元软件中实现了基于该分布模型的改进附加质量法的建模与计算。以能够考虑流体-结构相互作用的流-固耦合有限元法计算结果为基准，对比分析了改进的附加质量法、工程界常用的60%和100%均布附加质量法的适用性及在模态分析、动力时程分析中的计算精度。研究结果表明：改进的附加质量法在不同地震动、模型尺寸、储液率情况下对于结构振动频率、变形和内力均有较高的计算精度，可用于环形水箱结构的实际工程分析；60%均布附加质量法的计算精度略低于改进的附加质量法，且计算精度易受模型尺寸影响，但此附加质量分布形式简单，易于实现，能够满足工程应用需求；100%均布附加质量法过高估计了结构变形和结构内力，且计算误差受模型尺寸影响较大，计算精度较差。研究结果可为环形容器附加质量法在工程中的应用提供借鉴。

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插环式风机基础疲劳损伤机理研究

吕伟荣, 何潇锟, 卢倍嵘, 石卫华, 张家志, 朱峰, 祝明桥

建筑结构学报. 2018, 39(09): 140-148. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.016

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通过对国内多台问题风机基础进行现场勘查和基础环水平度，混凝土强度及基础环下法兰视频探测等，分析了插环式风机基础的风致疲劳损伤。结果表明插环式风机基础疲劳损伤形成及演变主要包括3个阶段，即主风向初始裂缝；裂缝扩展至下法兰，下法兰松动导致其周边混凝土经研磨形成空腔，上穿环孔内及周边混凝土压溃；随着下法兰周边空腔的加大，基础环因上下位移加大而导致上穿环钢筋与基础环接触而被疲劳剪断，风机筒身亦因倾斜过大以致于无法正常运行。根据风机基础荷载，对最不利穿环钢筋单元进行了基于极端荷载和疲劳强度工况下的承载力验算，认为穿环钢筋的存在难以满足风机基础受剪承载力要求，建议设计中应采取相应措施予以加强。

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钢筋与钢纤维混凝土黏结强度计算方法研究

高丹盈, 陈刚, 汤寄予, HADI Muhammad Najib Sadraddin, 赵亮平

建筑结构学报. 2018, 39(09): 149-157. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.017

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根据钢纤维混凝土具有较大变形和裂缝扩展能力的特点，建立了钢纤维混凝土环向伸长的表达式。在此基础上，将弹性力学理论、虚拟裂缝理论与钢纤维混凝土软化模型相结合，提出了钢筋与钢纤维混凝土黏结强度的计算方法，并进行了试验验证，同时分析了相对保护层厚度（混凝土保护层厚度与钢筋直径之比）、裂缝数量和钢筋直径对相对黏结强度（黏结强度与钢纤维混凝土抗拉强度之比）的影响。结果表明，钢筋与钢纤维混凝土相对黏结强度处于塑性状态解和部分开裂弹性状态解之间；钢纤维体积率在0.5%～1.5%时，随着黏结试件相对保护层厚度的增大和裂缝数量的增多，相对黏结强度增大；随着钢筋直径的增大，相对黏结强度减小。但当裂缝数量大于5或钢筋直径大于32 mm，裂缝数量和钢筋直径的变化对相对黏结强度的影响较小。

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套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响

郑永峰, 郭正兴, 张新

建筑结构学报. 2018, 39(09): 158-166. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.018

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为研究套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响，考虑套筒内腔环肋数量、间距、凸起高度等参数，制作了31组不同规格的钢筋连接试件，并进行了单调轴向拉伸试验和理论分析。结果表明：增加套筒环肋数量及内壁凸起高度，可提高钢筋套筒灌浆连接的承载力，减小钢筋屈服前的连接位移，但随着环肋数量和凸起高度的不断增加，内腔构造的变化对连接钢筋黏结性能的影响程度逐渐减小；套筒环肋每端不宜少于3道，内壁凸起高度应大于1.0 mm，并应分布在钢筋非弹性段长度内，在钢筋弹性段布置环肋或增大环肋凸起高度会削弱钢筋的黏结性能；基于试验得到的钢筋平均黏结应力，提出了钢筋非弹性段长度的计算方法。

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聚合物水泥砂浆-碳纤维网格加固层与混凝土界面的黏结性能试验研究

郭瑞, 蔡联亨, 潘毅, 刘扬良

建筑结构学报. 2018, 39(09): 167-174. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.09.019

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为研究聚合物水泥砂浆（polymer coment mortar, PCM）-碳纤维增强复合（carbon fiber reinforced polymer, CFRP）网格加固层与混凝土界面的黏结滑移关系和应力传递机理，对18个试件进行了拉拔试验，观测了其破坏形态和荷载-滑移关系，分析了CFRP网格的结点数、网格间距和不同类型的PCM对界面的黏结滑移和应力传递的影响。试验结果表明：低弹性PCM变形能力虽优于高强度PCM，但其在受拉过程中由于变形，易产生较大的应力，从而导致混凝土与PCM之间过早产生剥离破坏；CFRP网格在抗拉中起到约束滑移的作用，并随着网格间距的增加，横向网格筋的约束作用越显著；纵向网格筋的应变均呈现出从加载端到自由端逐渐减小的趋势，拉应力通过CFRP网格的结点依次传递给PCM和混凝土，其中第1网格结点的抗拉效果最明显；为使CFRP网格与PCM、混凝土有足够的黏结强度，即网格结点的应变分担率总和达到90%以上，则网格结点至少要3个及以上，且网格结点应随着网格间距的减小而增多。

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2018年, 第39卷, 第09期　刊出日期：2018-09-05

建筑结构学报

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