2019年, 第40卷, 第03期　刊出日期：2019-03-05

  

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综述评论
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  钢管结构——新需求驱动的形式拓展和性能提升

  陈以一, 王伟, 周锋

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 1-20. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.001

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  基于近10年来钢管结构的研究文献和工程应用状况，从构件、节点和结构3个方面综述了管结构主要的理论发展和技术成果。新材料应用、截面形式拓展、构件受力方式改变和计算精准化，推动了钢管构件受力性能和设计方法研究的深入，也推动了其他金属管和组合结构管的研究。为适应建筑表现、结构受力以及制造和施工工艺的需求，管节点构造形式丰富，同时，钢管材料的变化和独立的节点元件如铸钢节点的产生，需要持续进行不同类型节点的基本静力性能研究；而对节点变形性能、滞回性能、疲劳性能、抗断裂性能的更加精细化研究，成为节点研究的焦点。钢管结构体系虽然具有杆系结构的共性，但当其应用于装配化结构场合时，适应闭口截面特征的高效连接方式是需要重点研究的课题。
  
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  蜂窝梁的稳定性能研究进展

  周绪红, 李井超, 贺拥军, 何子奇

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 21-32. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.002

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  对蜂窝梁破坏模式的研究表明，失稳是其结构性能失效的重要破坏模式。为此，在回顾蜂窝梁结构特性研究的基础上，总结归纳了蜂窝梁失稳的3种主要模式：整体弯扭失稳、梁墩屈曲、畸变屈曲。结合国内外近30多年来对蜂窝梁稳定性的试验研究成果，对影响蜂窝梁稳定性的主要因素进行分析。采用蒙特卡洛法得到纯弯简支蜂窝梁弯扭失稳临界荷载的概率分布和影响因子的敏感度。将部分具有代表性的试验成果与欧洲规范EN 1993-1-1计算结果进行对比，根据中国规范GB 50068—2001《建筑结构可靠度设计统一标准》提供的抗力分项系数，计算了不同荷载组合下蜂窝梁整体弯扭失稳临界荷载的可靠度指标，为国内规范的制订提供依据。最后，总结了当前蜂窝梁稳定性研究中存在的不足，指明了进一步研究的方向。
  
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  模块化钢结构建筑连接节点研究进展

  丁阳, 邓恩峰, 宗亮, 戴骁蒙, 李豫明, 王海鹏, 毕家欣

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 33-40. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.003

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  模块化钢结构建筑是近年来建筑工业化发展的重要趋势，模块间连接节点对于结构整体性能有显著影响，因此其设计至关重要。为此，基于国内外模块化钢结构建筑发展历程，从构件装配层面、模块化结构层面和模块化建筑层面分别综述了国内外模块化钢结构建筑连接节点构造形式和研究现状。结果表明：国内外已经出现多种形式的模块化钢结构建筑连接节点并应用于实际工程中，但对其受力性能的研究相对匮乏，严重滞后于工程实践；同时，缺乏能够与建筑层面模块化作业相适应且受力性能优良的节点形式，无法满足模块化钢结构建筑在高层建筑及抗震设防区域的应用。因此，对节点装配构造、传力机理、抗震性能及其设计理论的研究具有一定的迫切性和现实意义。综述了近年来国内外模块化钢结构建筑连接节点方面的最新进展，结合作者在该领域的研究工作和成果，给出了该领域的研究方向和未来的发展趋势。
  
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  大跨度金属屋面风荷载特性和抗风承载力研究进展

  宣颖, 谢壮宁

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 41-49. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.004

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  近年频发大跨度金属屋面风灾事故，使得此类结构的风灾问题备受关注。造成风灾的原因有很多，主要包括屋面风荷载被低估，未考虑脉动风所引起的屋面疲劳效应，风敏感性气动外形引起的高负压和必要控制措施的缺失，屋面抗风设计及施工缺陷等。从屋盖风荷载分布、金属屋面抗风承载力、风致疲劳性能和抗风设计方法4个方面总结和评述了国内外的研究进展。根据已有研究存在的问题、风灾调查以及2017年超强台风“天鸽”作用下金属屋面工程实例，建议进一步开展对大跨度屋面风压分布特征、金属屋面抗风承载力与风致疲劳性能的理论和数值分析方法以及提高屋面抗风性能的构造措施和空气动力学措施等方面的系统研究。
  
空间结构
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  基于杆系离散单元法的单层网壳结构屈曲行为研究

  叶继红, 张梅

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 50-57. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.005

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  离散单元法因适合处理大位移、非线性和非连续等问题而逐渐被应用于结构工程中，但采用离散单元法进行结构屈曲全过程分析还有待研究。为此，基于杆系离散单元法的基本理论和计算方法，提出离散元力控制法及离散元位移控制法，研究上述方法在结构弹性屈曲全过程分析中的特点及适用性，同时给出离散元位移控制法（力控制法不需要单独处理）对不同荷载工况的处理方法及离散元法在进行结构弹性屈曲分析时的计算流程。采用Fortran语言自编程序，对典型算例进行弹性屈曲全过程分析，与传统方法相比，该方法无需组集刚度矩阵，对几何非线性问题不需特殊处理即可模拟结构的屈曲行为，更具优越性，并通过结果对比，验证了离散单元法在单层网壳结构弹性失稳全过程分析中的有效性。
  
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  面向增材制造的索杆结构节点拓扑优化设计

  赵阳, 陈敏超, 王震

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 58-68. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.006

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  将连续体结构的拓扑优化技术引入索杆张力结构的节点设计。以肋环人字型索穹顶结构中的若干典型节点为研究对象，使用优化程序Altair Solidthinking Inspire进行给定荷载条件下的静力拓扑优化。优化过程中，以体积约束下最大化刚度以及应力约束下最小化质量为目标。进一步提取优化结果的关键拓扑特征并在Evolve中重建模，得到受力合理、形式新颖且富有设计美感的节点。利用有限元软件ABAQUS对优化节点和原设计节点进行受力性能分析，对优化节点的力学性能作出评价。分析结果表明：对于直接提供刚度的节点，宜以体积约束下的最大化刚度作为首选优化目标；而当节点主要连接构件而不直接提供刚度时，可以最小化质量作为优化目标。最后利用增材制造技术对复杂不规则几何形状的优化节点进行实际制造。
  
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  大开口车辐式索承网格结构构建及其受力机制和找形研究

  冯远, 向新岸, 王恒, 陈文明

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 69-80. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.007

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  提出了大开口车辐式索承网格结构，其适用于体育场、足球场等大跨空间屋盖结构体系。介绍了该结构的型体构成和基本受力原理，并对结构的受力机制进行探讨。该结构由刚性网格、索杆体系、内环带桁架及内环悬挑网格组成，其中张拉索杆为刚性网格提供竖向支撑，刚性网格起到压环作用，结构在水平面内为一自平衡体系；内环带桁架将径向索承结构联系在一起，增加结构的空间整体性，提高了结构的刚度和承载力；内环悬挑网格增加刚性网格压环宽度，进一步提高了结构的承载力。分析了现有找形方法存在的问题，提出了适用于该结构体系，并可保持撑杆竖直、控制撑杆高度的找形方法，并编制计算程序，通过算例验证了该找形方法的有效性。
  
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  大开口车辐式索承网格结构静力性能影响因素分析

  冯远, 向新岸, 王恒

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 81-91. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.008

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  为了深入了解大开口车辐式索承网格结构的静力性能，借助弹塑性非线性全过程分析，分别对索杆体系预张力大小、撑杆高度、外边界环梁高差、环索平面形状、刚性网格矢高、刚性网格形式、刚性网格肋梁曲率及内环高差等影响因素进行分析。分析结果表明：索系预张力主要影响结构的初始形态；增加撑杆高度和刚性网格矢高都能有效地提高结构的刚度和承载力；合理选取边界环梁高差及环索平面形状，可以使得车辐式索杆体系的传力更高效，有效降低索的张力水平；带斜杆的刚性网格对结构刚度和承载力更有利；适当增加肋梁曲率，可提高结构承载力，增大刚性网格刚度；刚性网格内环高差对结构静力性能影响较小。
  
结构设计
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  基于预设屈服模式的复杂结构抗震设计方法

  肖从真, 李建辉, 陈才华, 任重翠, 陆宜倩, 康钊

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 92-99. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.009

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  当前我国规范抗震设计思路主要是基于规则结构，要求耗能构件在罕遇地震作用下均匀进入塑性，这对于存在明显薄弱部位的复杂结构并不适用。为此，提出了一种预设屈服模式的抗震性能化设计方法。给出了该方法的基本设计流程，通过整体结构动力弹塑性分析方法获得真实的结构构件刚度折减系数，可提高复杂建筑结构设防烈度地震、罕遇地震反应谱分析的准确度。对带薄弱层的复杂高层建筑结构进行算例分析表明，预设屈服模式方法可实现对复杂结构抗震设计由现有规范对不规则的控制转变为对破坏模式的控制，同时能够有效避免复杂结构在超烈度地震下因薄弱部位失效而提前丧失承载能力的隐患，使结构安全储备得到提升。
  
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  复杂连体高层结构整体稳定研究

  安东亚

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 100-105. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.010

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  针对JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于高层结构整体稳定判断及刚重比限值的适用条件，明确了相关规定应用到复杂连体高层结构时存在的缺陷。在此基础上，基于欧拉临界失稳的基本原理，推导了适用于塔式刚性连体高层结构的刚重比限值，该限值主要受连接体与塔楼相对刚度的影响，并通过4个工程案例计算，表明采用规范方法将偏于保守，会放大二阶效应的不利影响。对于连接关系更加复杂的异形连体结构，通过刚重比判断结构的稳定性不再适用，应直接进行考虑二阶效应的非线性稳定分析，并建议借鉴空间结构稳定判断的方法，通过特征值屈曲分析、考虑几何非线性的直接静力稳定分析、考虑材料非线性的极限稳定破坏分析等，对结构的整体稳定进行评估。以某复杂三塔连体高层结构为例，采用所建议的方法进行稳定分析和评价。结果表明，该结构在弹性假定下稳定荷载因子大于10，考虑材料非线性时稳定承载力的安全系数超过2.0，满足安全要求。
  
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  北京奥林匹克塔结构设计研究

  范重, 杨开, 柴会娟, 刘先明, 杨苏, 张志强, 李爱群

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 106-117. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.011

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  北京奥运塔由5个纤细的单塔组成，单塔最大高宽比达33，塔顶的观景平台向外悬挑，建筑体型非常复杂。基座大厅主梁跨度大、负载重，室内建筑效果要求高。通过沿高度方向设置多道连接桁架，将5个单塔连接为整体，形成组合塔式结构体系，使结构的侧向刚度与抗倾覆能力大大提高。在各单塔之间设置水平桁架和预应力斜杆临时支撑体系，消除了结构不均匀竖向变形和差异沉降的不利影响。采用节段式风洞试验测试技术，解决了复杂模型测试精度问题。结合高位消防水箱研发的折返式吊挂机构，克服了TMD安装空间不足的难题，并可根据实测情况调节质量块的自振频率。在塔冠大悬挑端部设置竖向TMD减振装置后，对密集人流激励引起的共振具有显著的抑制作用。基座大厅屋盖采用交叉编织清水混凝土梁板结构，在楼板缺失部位能够有效传递内力，保证了结构的整体性以及对塔身的嵌固作用。结合建筑室内造型采用了大跨度拱梁，可以有效改善大跨度梁的受力形态，优化构件的截面尺寸，改善结构的经济性。
  
结构抗震专题
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  自复位剪力墙结构四水准抗震设防下基于位移抗震设计方法

  周颖, 顾安琪

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 118-126. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.012

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  与传统剪力墙结构体系相比，自复位剪力墙结构体系在地震作用下，会将材料非线性问题转为体系非线性问题，具有整体变形能力强、残余位移小的特点，因此，亟需针对自复位剪力墙结构，提出具有更高抗震设防要求的抗震设防目标以及相应的设计方法。基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中“小震不坏、中震可修、大震不倒”的三水准抗震设防目标，与2015年颁布的第五代《中国地震动参数区划图》相适应，提出了可恢复功能结构体系“小震及中震不坏，大震可更换、可修复，巨震不倒塌”抗震设防四水准目标。采用了基于位移的抗震设计方法进行自复位剪力墙结构设计。以一幢自复位剪力墙结构为例，给出四水准抗震设防目标下的基于位移设计方法算例，并对其进行弹塑性时程分析，验证了所提出的四水准抗震设防目标下基于位移抗震设计方法的有效性，该方法也适用于其他可恢复功能结构体系设计。
  
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  主余震序列作用下钢筋混凝土框架结构损伤分析

  于晓辉, 代旷宇, 周洲, 吕大刚, 马富梓

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 127-133. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.013

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  一次强震过后通常伴有多次余震发生。由于主震和其后续余震之间的间隔时间较短，使得主震损伤结构未能得到及时修复而进一步遭受余震作用，产生“二次损伤”。为此，以一栋5层按我国相关设计规范设计的钢筋混凝土框架结构为研究对象，对主余震序列对结构造成累积损伤及余震对结构造成的增量损伤进行了研究。选取75条真实主震及其余震记录构成序列型地震动输入。同时，采用真实主余震序列中的主震记录，分别采用重复法和随机法两种人工余震构造方法，构造两组人工主余震序列作为地震输入。采用改进的Park-Ang损伤指数作为结构损伤指标，对结构在主震及其在真实和人工主余震序列作用的损伤进行计算，并对余震产生的结构增量损伤进行评估。进一步以峰值加速度、谱加速度、Arias强度作为主震和余震强度参数，研究了余震与主震强度比与余震增量损伤之间的相互关系。分析结果表明：基于随机法的人工主余震序列会对结构造成最显著的增量损伤；采用余震和主震强度比可以较好地预测余震增量损伤的显著性。
  
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  钢筋混凝土框架结构基于时变的抗震性能研究

  刘小娟, 蒋欢军

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 134-141. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.014

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  钢筋混凝土结构在使用过程中由于钢筋锈蚀抗震性能退化。为了研究钢筋混凝土框架结构在正常使用环境下随使用时间的增加其抗震性能的退化规律，采用通用有限元分析软件ABAQUS对锈蚀钢筋混凝土框架进行多尺度建模以提高计算精度并保证计算效率。基于锈蚀钢筋混凝土构件及单榀框架的试验数据，验证了多尺度建模方法的正确性。采用多尺度模型对4层钢筋混凝土框架结构进行了静力推覆分析及弹塑性时程分析，对比不同使用时间的钢筋混凝土框架结构的地震反应和损伤情况。结果表明：当使用时间为25a时，结构的抗震性能与新建结构接近；当使用时间超过50a时，随着使用时间的增加，结构的承载能力及刚度退化明显，在地震作用下的位移响应逐渐增大，地震损伤范围不断扩大；相比新建结构，当使用时间为50、75a和100a时，结构的抗侧承载力分别降低了6.2%、14.1%及18.1%，罕遇地震作用下的最大层间位移角分别增大了9.2%、19.8%及25.1%。
  
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  重庆高科太阳座大厦模型结构振动台试验研究

  李英民, 姜宝龙, 张梦玲, 陈彬彬, 李辛宇

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 142-151. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.015

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  重庆高科太阳座大厦是一幢建筑外立面扭转，结构平面、竖向不规则超限的复杂超高层建筑结构，采用了钢管（型钢）混凝土框架-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。外立面扭转导致外框架中竖向构件不连续，形成受力复杂的空间斜柱，进而造成结构各层平面形状、布置不断变化，以及结构扭转不规则。通过1∶25缩尺模型振动台试验，对模型结构在6度多遇、设防和罕遇地震作用下的加速度、位移等动力响应以及结构的损伤破坏情况进行观测，评价该结构体系的整体抗震性能。研究结果表明：通过增大竖向构件截面方式提高结构层高较大的楼层刚度引起了结构局部刚度突变、应力集中，致使薄弱部位转移；结构顶部塔楼的收进导致鞭梢效应明显，急剧增大了楼层变形；CFST柱-SRC梁框架的SRC梁端和节点周围加强环梁，以及RC核心筒连梁为主要损伤部位；模型在6度罕遇地震作用下能保证“大震不倒”，该结构体系具有良好的抗震性能，能够满足预设抗震性能目标。
  
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  开孔钢板装配式屈曲约束支撑钢框架抗震性能试验研究

  周云, 钟根全, 龚晨, 陈清祥

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 152-160. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.016

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  为研究开孔钢板装配式屈曲约束支撑（buckling-restrained brace，BRB）钢框架的抗震性能及框架平面外变形对其抗震性能的影响，对两个相同设计的单层单跨单斜式开孔钢板装配式BRB钢框架分别就是否考虑框架平面外变形情况下进行了拟静力试验，并对相同设计的开孔钢板装配式BRB构件进行了拟静力试验。结果表明：不考虑框架平面外变形和考虑框架平面外变形10mm的开孔钢板装配式BRB钢框架均表现出良好的滞回耗能性能，滞回曲线饱满且基本对称，满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》最大弹塑性层间位移角1/50的限值要求；框架平面外变形10mm对开孔钢板装配式BRB钢框架平面内抗震性能影响很小，其弹性水平刚度、层间屈服剪力和层间最大剪力受框架平面外变形的影响略为降低，变化范围均在5%以内；框架平面外变形10mm对BRB轴向变形的影响很小，框架中开孔钢板装配式BRB和开孔钢板装配式BRB构件均具有良好的滞回性能，约在1/720层间位移角时先于钢框架进入屈服状态，发挥耗能作用，其滞回曲线饱满，延性良好，累积塑性变形能力系数均大于600，完全满足ANSI /AISC 341-10中要求的大于200的要求。
  
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  钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点抗震性能试验研究

  王德弘, 郑文忠, 鞠彦忠, 魏春明

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 161-171. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.017

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  为研究钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点的抗震性能及受剪承载力，完成了8个钢纤维活性粉末混凝土梁柱中节点试件的拟静力试验，研究了钢筋强度、节点核心区配箍率、贯通节点的腰筋及柱内非角部钢筋对活性粉末混凝土梁柱中节点的破坏过程、破坏形态、受剪承载力、滞回特性、耗能、承载力和刚度退化等抗震性能的影响。结果表明，梁柱纵筋采用HRB600高强钢筋延缓了刚度退化速率，提高了试件的耗能能力；核心区箍筋配筋率的增大能够改善破坏阶段试件的承载力退化特性和耗能能力，节点核心区横向钢筋面积率为0~0.98%时，节点的受剪承载力和延性随横向钢筋面积率的增大而增大；贯通节点的梁内腰筋和柱内非角部钢筋均能够有效提高节点受剪承载力、延缓构件承载力的退化、提高其耗能能力。采用GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》的受剪承载力公式，对于低配箍率节点承载力计算偏于保守，当面积配箍率大于0.98%时偏于不安全；ACI 352-02中公式的计算结果与试验值更接近，约有9%~46%的安全裕度。
  
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  高强筋材混凝土剪力墙抗震及自复位性能试验研究

  赵军, 曾令昕, 孙玉平, 袁维光

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 172-179. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.018

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  为研究配置钢绞线的钢筋混凝土剪力墙和配置钢绞线及CFRP筋的钢筋混凝土剪力墙的抗震性能及可恢复能力，完成了3个剪力墙试件的低周反复荷载试验，其中包括1个普通钢筋混凝土剪力墙对比试件。研究了在钢筋混凝土剪力墙中配置钢绞线和CFRP筋对剪力墙的破坏形态、裂缝发展、滞回性能、残余变形、残余裂缝、延性、刚度和耗能能力等的影响。结果表明：配置钢绞线和CFRP筋能够减小剪力墙的破坏区域，增大墙体的裂缝发展范围，减小刚度退化速率，但剪力墙的延性略有降低，滞回曲线饱满程度下降，耗能能力有所降低；同时，高强筋材混凝土剪力墙的残余变形和残余裂缝宽度较普通钢筋混凝土剪力墙的显著减小，自复位能力较好。
  
钢及组合结构
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  焊接管节点结构形式发展及疲劳性能对比

  姜磊, 刘永健, 王康宁

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 180-191. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.019

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  为研究不同类型焊接管节点疲劳性能差异，梳理焊接管节点结构形式发展和构造创新，总结各类节点热点应力集中系数静力试验和疲劳试验成果，回归分析给出各类节点用于疲劳设计的热点应力幅-循环次数(Sh-N)曲线，并从热点应力幅曲线和热点应力集中系数两方面，对比各类节点疲劳性能差异。结果表明：对于Sh-N曲线，当钢管板厚t≤4mm时，焊缝缺陷成为影响疲劳强度的主要因素，使得疲劳强度显著降低；现行规范中，CIDECT规范（Design guide No.8）的Sh-N曲线对各类节点设计均偏于危险，DNV-RP-C203的Sh-N曲线可适用于方形鸟嘴式钢管节点和钻石形鸟嘴式钢管节点疲劳设计，但对于其他节点设计偏危险；API RP 2A-WSD中的X’曲线的疲劳强度低于X曲线的，X’曲线适用于鸟嘴式节点和传统的圆形、矩形钢管节点及相应的主管内填混凝土节点设计，X曲线对任何节点设计均偏危险；在相同的几何参数β、2γ和τ（β、2γ、τ分别为支主管宽度比、主管宽厚比及支主管厚度比）下，各类节点的疲劳性能优劣顺序为，圆形钢管混凝土节点、圆形钢管节点、矩形钢管混凝土节点、矩形钢管节点；圆管-矩形钢管混凝土节点疲劳性能略优于矩形钢管节点的疲劳性能，圆管-矩形钢管节点疲劳性能劣于矩形钢管节点的疲劳性能；当β≤0.7时，建议采用方形鸟嘴式钢管节点和钻石形鸟嘴式钢管节点。
  
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  冷弯薄壁型钢轴压构件畸变与整体相关屈曲承载力计算方法研究

  何子奇, 周绪红, 邹勃, 陈鹏

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 192-199. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.020

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  基于我国《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)和北美规范及澳洲/新西兰规范中的直接强度法，利用国内外已有的试验数据，计算了60根破坏模式为畸变与整体相关屈曲的轴压试件以及50根破坏模式为畸变屈曲的轴压试件的承载力。通过计算值与试验值的对比分析表明：我国《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)中直接强度法所计算的轴压试件畸变与整体相关屈曲的承载力与试验值之比的平均值接近1.0，结果较为理想；计算所得的轴心受压试件畸变屈曲的承载力明显高于试验值，偏于不安全。基于上述结果，对《冷弯型钢结构技术规范》(征求意见稿)中直接强度法计算畸变屈曲的承载力提出了相应建议，即畸变与整体相关屈曲的承载力计算公式和畸变屈曲的承载力计算公式不应统一，应区别对待或给出附加核查条件，在计算畸变半波长度和畸变屈曲的承载力时，采用屈服荷载而非构件整体稳定承载力。
  
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  圆钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点传力机理与承载力理论研究

  刘铭劼, 李心霞, 韩庆华, 芦燕

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 200-209. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.021

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  圆钢管柱-H形钢梁梁柱铸钢连接节点是采用预制铸钢连接件代替圆钢管柱-H形钢梁梁柱节点中的加强构件形成的梁柱节点。为研究该节点承载能力，对节点在弯矩作用下的传力机理进行了分析，给出了圆柱面壳受法向力挠度理论解，基于变形协调原理揭示了节点传力机理和荷载分布规律，证明了节点荷载由铸钢连接件和圆钢管柱共同承担。基于屈服线理论推导了节点承载力计算式。开展了4组9个试件的节点足尺试验研究，用以验证节点荷载分布机理和承载力计算式，并开展了参数化有限元分析。结果表明，对于钢管柱外径为203~500mm，径厚比为12~25的中厚度圆钢管，采用环板宽为20~50mm、高为30~120mm的铸钢连接件时，节点承载力的理论公式计算值与试验值及有限元分析值吻合良好，验证了圆钢管柱-H形钢梁铸钢连接节点传力机理和承载力理论计算式的正确性。
  
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  北京新机场航站楼C形柱复杂钢管相贯节点受力性能研究

  张爱林, 邵迪楠, 张艳霞, 束伟农, 朱忠义, 李振兴

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 210-220. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.022

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  以北京新机场航站楼C形钢柱典型复杂钢管相贯节点为研究对象，设计了9个足尺节点，对其进行空间静力加载试验，研究不同加劲肋设置、钢材强度和加载方式对节点受力性能的影响。结果表明：未设置加劲肋的节点承载力较低，无法满足结构安全需求；采用Q345C钢材设置加劲肋的节点在设计荷载作用下有部分区域会进入塑性工作状态；采用Q460GJC钢材设置加劲肋的节点能够在1.4倍设计荷载作用下保持完全弹性工作状态；不同的加载方式仅对未设置加劲肋的节点影响较大，对设置加劲肋的节点影响较小。在试验研究基础上，对节点破坏模式和承载能力进行了研究，对加劲肋的设置进行优化，以设置三道加劲肋为优。
  
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  空间隔板焊接X形圆钢管相贯节点受力性能试验研究

  王鹏, 王湛, 潘建荣, 陈磊

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 221-229. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.023

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  对3个足尺空间隔板焊接X形圆钢管相贯节点分别进行了轴力作用下的单调加载试验和往复加载试验，得到了节点的破坏模式，并对节点的受力性能包括静力弹性刚度、承载力、延性和滞回性能等进行分析。验证了该种空间隔板焊接节点的构造措施合理，节点的承载能力相对设计工况有两倍以上的安全储备，节点受力安全可靠。运用ABAQUS软件建立有限元分析模型，并与试验结果对比，验证了有限元模型的适用性，并对节点进行设计工况下的内力校核，参数分析结果表明,管径厚比、相贯角度、椭圆连接板厚度及平面外角度对空间隔板焊接节点性能影响较大，节点刚度和承载力随着支管径厚比和平面外角度的增大而降低，随着相贯角度和椭圆连接板厚度的增大而提高。综合试验和有限元分析结果，节点设计要确保支管设计内力不大于节点承载力，增大椭圆板厚度以及补焊椭圆板隐藏焊缝对节点的受力性能改善较好；当设计该类较小相贯角度（小于20°）的节点时，需按节点承载力进行设计，同时考虑轴向刚度对节点受力性能的影响。
  
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  改进扩大型焊接孔梁柱节点子结构动态抗倒塌性能研究

  陈英, 霍静思, 王海涛

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 230-239. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.024

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  对试验中采用改进扩大型焊接孔的2个钢结构全焊接梁柱节点分别施加静力荷载和落锤冲击作用，以模拟得到子结构的静、动态倒塌响应，考察静态和动态两种不同加载方式对此类梁柱节点抗倒塌性能的影响。通过试验获得节点的破坏模式及其冲击作用和位移时程曲线等，分析冲击过程中静、动态响应规律以及节点转动能力。试验结果表明：改进扩大型焊接孔构造的节点，其主要破坏形态是钢梁上翼缘屈曲，下翼缘纵向塑性拉伸大变形以及沿焊接孔边缘的开裂等。另外，改进后的焊接孔构造对节点转动性能的影响显著； 2个节点均具有良好的转动性能，其最大转角远超过FEMA 351标准抗倒塌设计的转角限值（θ=0.064rad）要求。对比以往研究成果，给出了冲击作用下刚性节点的归一化冲击能与转角拟合公式。采用ABAQUS软件建立了扩大型焊接孔构造节点的有限元分析模型，通过不同加载时刻子结构内力分布情况可知，冲击加载初期的局部响应对节点子结构的整体响应影响可忽略，表明采用落锤冲击加载方法研究结构抗倒塌具有可行性；通过分析节点在冲击作用下内力发展规律可知，改进扩大型焊接孔构造节点良好的转动性能有利于悬链线的形成。
  
钢及组合结构
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  基于材料损伤的钢板加固半刚性组合节点抗倒塌性能分析

  高山, 郭兰慧, 张素梅

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 240-246. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.025

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  当结构中竖向承重构件发生破坏后，节点的抗倒塌性能决定了荷载是否能可靠地传递给相邻结构构件，避免结构出现连续倒塌。为了提高节点的转动能力和抗倒塌能力，设计了一种钢板加固的半刚性组合节点，提出其理论模型，并推导相应的变形公式，建立基于材料损伤的有限元分析模型对理论模型进行验证，并对该组合节点的抗倒塌性能进行分析。结果表明：钢板加强的节点并没有影响结构的前期性能，而是使结构提前进入过渡阶段，并且明显增大了结构的极限位移和极限荷载；该节点的理论模型及相应的变形公式可以精确预测钢板参与工作时对应的节点竖向位移；钢板两端连接点的初始距离和钢梁高度决定了钢板参与受力的时刻；采用类似具有“延时”作用的柔性组件可以起到与钢板相同的加固效果。
  
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  圆钢管钢纤维活性粉末混凝土短柱轴压性能试验研究

  戎芹, 曾宇声, 侯晓萌, 郑文忠, 菅伟

  建筑结构学报. 2019, 40(03): 247-253. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.03.026

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  为研究圆钢管钢纤维活性粉末混凝土（RPC）短柱的轴压性能，完成了7根外径219~273mm的圆钢管钢纤维RPC短柱轴压性能试验，分析了套箍系数、径厚比对轴压试件荷载-应变曲线和破坏特征的影响。结果表明：套箍系数ξ在0.63~0.88时，荷载-位移曲线在峰值荷载后出现下降段，短柱呈现剪切破坏模式；当ξ≥1时，在到达峰值荷载后，荷载下降幅度明显减小或出现回升趋势，短柱呈现腰鼓形破坏模式。在达到峰值荷载的85%之前，试件处于弹性阶段，钢管纵向应变大于横向应变；弹塑性阶段，钢管横向应变增加较快，其横向变形系数超过钢管的泊松比并逐渐增大，钢管对RPC的约束作用不断增强。随着混凝土抗压强度提高，其横向变形系数减小，钢管对核心区RPC约束效果降低。