2019年, 第40卷, 第07期　刊出日期：2019-07-05

  

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综述评论
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  基于超弹性形状记忆合金的钢结构抗震研究进展

  方成, 王伟, 陈以一

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 1-12. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C168

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  提高城市强震后恢复韧力(resilience)是新一代结构抗震研究的重点，而结构自复位则是实现功能可恢复的主要方式之一。随着材料科学的发展，形状记忆合金(SMA)在高性能结构设计中得到应用。以钢结构被动抗震领域为对象，从SMA基本元件、构件、结构体系三个层面进行阐述，对最新研究进展、机遇与挑战进行分析与总结。元件层面，对SMA丝材、棒材、绞线、螺旋弹簧、碟形弹簧和环形弹簧的基本特性和应用潜力进行了阐述，分析其承载力、变形、自复位及耗能能力等；构件层面，总结了SMA阻尼器、支撑、梁柱节点以及隔震装置的构造形式、工作机理与力学性态；在此基础上，分析了SMA支撑钢框架与SMA节点钢框架的体系构造、动力响应规律、耗能机制、自复位机制和变形协调特征，以及目前研究存在的不足，以期为SMA在结构抗震领域进一步的实际应用提供参考。
  
结构抗风专题
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  基于多场参数相关台风工程模型的上海地区台风设计风环境研究

  方根深, 赵林, 宋丽莉, 葛耀君

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 13-22. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0681

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  结合台风在我国沿海登陆过程风场参数实测数据拟合模型，拟合参数包括台风几何尺度场(最大风速半径Rmax)和气压分布场(径向气压系数β)等，提出了适用于我国东南沿海区域的考虑多个场参数之间相关性的台风风场改进数值模型。以上海市崇明岛侯家镇气象站1971—2015年间57次台风全过程连续实测记录为参考依据，通过对比台风最大风速的模拟与实测结果，优化了气象站场地地表粗糙高度z0=0.095m，并结合台风路径历史观测资料和场参数之间概率相关性的实测拟合关系，利用台风工程模型再现了气象站四次典型较强台风风速发展过程，最大风速的相对误差在12%以内，证明了模型应用于台风最大风速预测的可靠性。采用Monte-Carlo台风随机模拟方法和抽样越界峰值法，计算了台风气候模式侯家镇和以上海为代表中心区域典型工程场地的设计基本风速和平均风剖面，获得侯家镇和上海B类场地(z0=0.05m)百年一遇10m高度10min平均风速分别为31.51m/s和37.46m/s，标准差为2.05m/s和2.66m/s，同时比较了三种不同风剖面拟合模型，给出了四类典型地貌下台风气候风剖面拟合关系。
  
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  典型大跨度屋盖结构的风压谱工程简化模型

  孙瑛, 苏宁, 武岳

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 23-33. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0057

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  通过对平屋盖、悬挑屋盖、柱面屋盖、球面屋盖及鞍形屋盖五种典型大跨屋盖的1730组风洞试验工况下18048个风压时程样本的功率谱分析，采用峰值频率和相干指数对大跨屋盖特征湍流特性的风压谱进行表征并建立了简化模型。结果表明，从频谱特性角度，将上述五种形状的大跨度屋盖分为三类，即第Ⅰ类是以平屋盖和鞍形屋盖为代表的具有尖角钝体特性的屋盖，第Ⅱ类是以悬挑屋盖为代表的具有平板流特性的屋盖，第Ⅲ类是以柱面、球面屋盖为代表的具有曲面钝体绕流特性的屋盖；第Ⅰ、Ⅱ类屋盖峰值频率集中在0.1~0.2Hz，相干指数分别集中于2.5和3.5附近；第Ⅲ类屋盖峰值频率集中在0.1Hz以下，相干指数集中在4.0附近。经过统计分析，给出了参数分区值，以供结构抗风设计参考。
  
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  大跨度煤棚主体结构设计风荷载的神经网络建模研究及应用

  苏宁, 彭士涛, 孙瑛, 洪宁宁, 冯仁德, 余波, 杨帆

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 34-41. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C197

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  风荷载是大跨度煤棚结构设计中的主要控制荷载。随着结构抗风研究尤其是风洞试验数据的积累，结合数据挖掘进行结构智能化抗风设计是一种趋势。基于701组工况4581个柱面及球面屋盖风洞试验样本进行数据挖掘和统计分析，建立了脉动风荷载参数的广义回归神经网络预测模型；通过对12480个工况的单、双层柱面及球面网壳结构进行参数化风振响应分析，总结了等效静风荷载的经验表达式；建立了基于人工神经网络预测气动风荷载的主体结构等效静风荷载的抗风设计基本框架，并通过国内某超大跨度干煤棚张弦结构进行了有效性验证。结果表明：采用本文提出的风荷载数据库预测与等效静风荷载方法效率较高，且能够在一定程度包络风振响应分析结果，可用于结构初步设计阶段对主体结构设计风荷载快速预估。
  
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  基于气动弹性模型的曼型干式煤气柜风致响应风洞试验研究

  刘欣鹏, 晏致涛, 李正良, 刘静波, 陈俊帆

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 42-53. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2016.0255

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  为了对煤气柜进行风致响应分析，根据风洞试验相似准则，设计制作了曼型干式煤气柜气动弹性模型，并对煤气柜模型动力特性进行试测。在此基础上，详细分析了煤气柜在不同工况下的风致响应。结果表明：煤气柜气动弹性模型能够准确模拟原型结构动力特性；活塞位置对煤气柜位移响应的影响显著，位移响应最大值发生在活塞处于低位时，迎风面柜体的2/3高度处；试验风速对活塞邻近测点位移响应的影响有限，对与活塞相距较远测点位移响应的影响明显；活塞的存在对柜体风振系数起到抑制作用，但总体而言煤气柜风振系数沿子午向从上至下逐渐增大。结合试验结果给出了煤气柜风振系数计算式。
  
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  地貌类型和长宽比对平屋面建筑风荷载的影响分析

  陈波, 黄正源, 尹泽鹏, 杨庆山

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 54-61. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0574

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  通过风洞试验研究了地貌类型和建筑物平面长宽比对平屋面建筑平均风压系数、均方根风压系数、极值风压系数、屋面平均升力系数的影响规律，研究结果表明：地貌类型对平均风压系数影响较小，对均方根风压系数、极值风压系数影响显著，对于与模型短边正交的风向角下，C类地貌下典型断面迎风分离区均方根风压系数最大值约为A类地貌的1.5倍，A、B、C类地貌条件下典型断面的再附点距迎风前缘的距离分别为0.7H、0.4H、0.3H（H为模型高度）；建筑平面长宽比对风压系数的影响较小，增大沿风向方向的建筑物长度，屋面更多区域处于气流再附后区域，平均升力系数幅值减小；地貌类型和长宽比对屋面角部区域全风向极值风压系数影响较大，对中间区域影响较小，对于角部区域，C类地貌下的极值风压系数较A类和B类地貌的明显偏大，长宽比为2.5模型的极值风压系数明显较长宽比为1.5和2.0模型的大，增幅均在20%左右。
  
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  大跨度封闭式柱面屋盖脉动风荷载非高斯分布试验研究

  李玉学, 白硕, 杨庆山, 田玉基

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 62-69. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0002

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  在大气边界层风洞中对一大跨度封闭式柱面屋盖结构进行刚性模型同步测压试验，获得了结构表面测点在36个风向角下的风压数据，根据测试结果对结构脉动风荷载非高斯分布规律及其形成机理进行了分析。通过对结构表面测点脉动风荷载概率密度分布曲线与标准高斯分布曲线对比分析，发现结构表面受特征湍流影响显著部位，其测点脉动风荷载非高斯分布特性比较突出；通过对测点间脉动风荷载相关性分析，发现特征湍流影响显著部位，大尺度漩涡不满足独立同分布，相关性较强，风压信号表现为非高斯特性。以试验研究为基础，通过测点脉动风荷载测试信号的斜度值和峰态值累积概率分布曲线，得到累积概率为80%对应的斜度值和峰态值，并以此为标准，划分了该柱面屋盖表面高斯与非高斯区域，发现不同风向角下，在迎风前缘来流撞击位置以及结构边角附近为非高斯区域，气流平稳位置为高斯区域。
  
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  高层建筑标准模型脉动风荷载阻塞效应试验研究

  李永贵, 李茂杰, 谭文俊, 李毅

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 70-78. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0063

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  在均匀低湍流度风场和均匀高湍流度风场中对阻塞比分别为1.7%、3.1%、4.5%、6.3%、8.6%和10.9%的高层建筑标准模型进行了多点同步测压试验，研究了不同风场下阻塞效应对高层建筑标准模型层脉动风力系数和基底脉动力矩系数的影响。结果表明：在均匀低湍流度风场中，当模型阻塞比不大于4.5%时，阻塞效应对高层建筑标准模型层脉动风力系数和基底脉动力矩系数的影响很小；当模型阻塞比大于4.5%时，随着阻塞比的增大，层脉动风力系数和基底脉动力矩系数均明显增大，横风向最为显著。在均匀高湍流度风场中，湍流度的增加增大了层脉动风力系数和基底脉动力矩系数，抑制了阻塞效应对层脉动阻力系数和顺风向基底脉动弯矩系数的影响，削弱了阻塞效应对层脉动升力、扭矩系数和横风向基底脉动弯矩系数、扭转向基底脉动扭矩系数的影响。基于试验结果，提出了高层建筑标准模型层脉动风力系数和基底脉动力矩系数的阻塞效应修正公式，可为相关试验结果的修正提供参考。
  
竹木结构
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  古木结构中抬梁式和穿斗式木构架受力性能试验研究

  孙建, 邱洪兴, 陈春超, 郝晓航

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 79-88. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0816

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  为从木构架层次把握我国古建筑木结构的基本受力性能，根据相关文献和现场测绘设计并制作了抬梁式木构架和穿斗式木构架各1榀，进行了恒定轴压下的水平单调加载试验。通过试验研究获得了两类典型木构架的破坏模式、荷载-位移关系、榫卯节点的破坏形态、柱顶侧移-加载位移关系、榫卯节点的拔榫量-转角关系等。研究结果表明，在加载过程中，木构架中榫卯节点逐个破坏，半榫节点发生脱榫破坏，透榫发生变截面处顺纹撕裂破坏和榫头下侧受弯破坏，最终两榀木构架均发生整体倾覆破坏；抬梁式木构架和穿斗式木构架的极限位移角分别为1/6.6、1/4.0，均具有良好的变形能力，但抬梁式木构架的水平荷载承载效率明显低于穿斗式木构架；柱顶侧移随着加载位移的增加而近似线性增加；榫卯之间的初始缝隙在加载初期逐渐闭合，会引起部分榫卯节点拔榫量为负值，之后，主要榫卯节点的拔榫量随节点转角的增大而增大。
  
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  胶合竹木梁抗弯性能试验研究

  冷予冰, 许清风, 王明谦

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 89-99. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0462

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  以重组竹、胶合竹和云杉为层板材料，设计制作10组共计30根由六层层板胶合成的胶合竹木梁试件，并对其进行受弯性能试验，试验参数包括工程竹种类、层数、布置位置等；分析了各组试件的破坏模式、等效弹性模量、屈服荷载、承载力、变形能力及应变分布，通过不同胶合竹木梁组合方式的对比，提出最优组合方案；并根据组合梁的应变分布和简化本构关系，采用分层叠加法计算了各种层板组合方式胶合竹木梁的受弯承载力，同时对层板间胶层抗剪强度需求进行了分析。结果表明，在云杉胶合木梁的受拉一侧胶合工程竹板后，胶合竹木梁破坏时的变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁有明显提升，提升幅度为64.8%~123.9%；而在云杉胶合木梁的拉压区都胶合工程竹板后，承载能力和变形能力较相同尺寸的纯云杉胶合木梁都有显著提升，承载力提升幅度为63.9%~97.0%，破坏时的变形能力提升幅度为124.8%~167.5%；上部一层和下部两层木板替换成工程竹板后，承载力较纯云杉胶合木梁提高了82.3%，基本接近纯工程竹梁的力学性能，是较优的层板组合方案。
  
混凝土及组合结构
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  装配式钢管混凝土柱-双钢梁框架节点受力性能试验研究

  胡轩, 李元齐, 贾宝荣, 郭烽

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 100-108. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0805

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  针对一种适合装配式结构的钢管混凝土柱-双钢梁框架体系，对其2个典型平面节点和2个典型空间节点进行单调和循环加载试验，以研究加载模式和节点类型对节点破坏形态、承载力、刚度、延性及耗能能力的影响。结果表明：试件的破坏均发生在梁端，柱与节点域保持完好，满足“强柱弱梁、强节点弱构件”的抗震设计要求；试件的位移延性系数为2.6~3.6，能量耗散系数为1.7~2.2，耗能能力与型钢混凝土节点相当；加载模式(单调或循环)相同而节点类型(平面或空间)不同时，节点性能差异小；加载模式不同而节点类型相同时，节点性能差异大：循环荷载作用下的节点梁端焊缝发生拉裂破坏，位移延性系数较小。该种节点静力性能较好，但从提高抗断裂能力出发，需进一步改进构造，对焊缝分布进行优化设计。
  
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  半刚性部分组合框架-钢板剪力墙抗震性能试验研究

  于金光, 党晨, 郝际平, 冯啸天, 郑春明

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 109-118. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0127

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  在钢框架-钢板剪力墙结构体系中，以部分填充混凝土型钢柱替代纯钢柱，形成半刚性部分组合框架-钢板剪力墙体系，为研究其抗震性能，通过一榀缩尺比为1∶3的单跨3层半刚性部分组合框架-钢板剪力墙的拟静力试验研究，并与已有的半刚性钢框架-钢板剪力墙试验做对比，分析了二者承载力、滞回性能、柱变形和破坏模式等方面的差异，同时采用理论对比分析了钢柱和考虑横向系杆作用的部分填充混凝土型钢柱局部屈曲承载力差异，以及横向系杆和部分填充混凝土对钢柱及双重抗侧力体系的作用效应。研究结果表明，该双重抗侧力体系协同工作性能良好，滞回性能稳定，整体位移延性系数可达3.42。以部分填充混凝土型钢替代纯钢柱，抑制了框架柱的局部屈曲和平面外的整体失稳，为内嵌钢板提供了足够的锚固刚度，从而充分发挥了钢板剪力墙的承载能力、延性和耗能能力。相较于纯钢柱框架-剪力墙体系，部分组合框架-剪力墙结构整体位移提高58.6%，一层柱的整体内凹变形角降低40.9%，实现了钢板剪力墙平面内的合理破坏模式，形成了“强框架，弱墙板”、“强柱弱梁”的钢板剪力墙体系。
  
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  软索连接装配式工字形圆孔墙抗震性能试验研究

  杜红凯, 蒋金卫, 韩淼, 孙文童

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 119-127. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2017.0475

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  为研究纵、横向墙体采用软索连接的装配式钢筋混凝土圆孔墙结构的抗震性能，对2种不同连接方式(工字Ⅰ型、工字Ⅱ型)的足尺工字形圆孔墙试件进行了不同轴压力作用下的拟静力试验。通过试验现象发现：随着循环加载的进行，试件主翼墙交界处出现较大裂缝，试件破坏时主翼墙交界处顶部混凝土压溃；无轴压力作用时，试件屈服前的裂缝主要分布于翼墙，主墙裂缝沿着45°方向发展；有轴压力作用时，试件屈服前的裂缝主要分布于主墙，主墙裂缝沿着60°方向发展，试件破坏时主墙裂缝分布更加密集。试验结果表明：无轴压力作用时，加载后期墙体出现滑移，工字Ⅰ型试件的屈服荷载比工字Ⅱ型试件大11%，峰值荷载小9%。有轴压力作用时，试件未出现明显滑移，工字Ⅰ型试件的连接可靠性、承载力、整体变形能力较工字Ⅱ型试件的强，刚度退化慢；相比无轴压力作用时，两种连接方式试件的屈服荷载均提高110%左右，峰值荷载分别提高101%和77%，极限位移角分别提高了200%和97%，消除了因连接方式不同对开裂荷载的影响。工字Ⅰ型试件更适用于有轴压力作用的情形，工字Ⅱ型试件更适用于无轴压力作用的情形。
  
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  钢筋混凝土缺角板受弯性能试验研究

  曹大富, 孟睿智, 葛文杰, 宋婉蓉, 于凤龙

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 128-137. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2016.0241

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  为了研究混凝土缺角板的受弯性能，设计制作了角部不同开孔大小的7块钢筋混凝土四边简支板，并进行了静力受弯性能试验。结果表明：缺角板跨中区域钢筋先于板四周区域钢筋屈服，随后屈服范围不断扩展并往四角延伸，最终板顶缺角处沿与板边大致成45°方向的混凝土被压碎；开孔系数(板角所开孔洞边长与跨度的比值)为0.05、0.08、0.10、0.12、0.15和0.20的缺角板极限荷载较矩形板的极限荷载分别降低5.98%、10.35%、21.37%、23.63%、38.50%和49.29%，开裂荷载、屈服荷载基本随开孔系数的增大而降低。根据钢筋混凝土板塑性极限分析的塑性铰线法，对6块不同开孔系数混凝土缺角板提出了4种塑性铰线模式，并利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式，极限荷载计算值与试验值吻合较好，验证了所提出的塑性铰线模式的合理性，及利用虚功原理建立缺角板极限荷载计算公式的可行性。引入一个与开孔系数相关的系数对塑性铰线模式进行简化，简化公式得出的计算值与试验值吻合较好。
  
基础理论与共性技术
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  混凝土结构锈裂形态试验研究及数值模拟

  王坤, 赵羽习, 夏晋

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 138-145. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C398

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  混凝土结构服役后期会出现保护层剥落的情况，混凝土保护层剥落与内部锈胀裂缝的分布情况密切相关。通过对不同尺寸与配筋情况的混凝土试块进行内部锈胀裂缝开展与分布研究，采用改进通电加速锈蚀方法加速试块劣化，通过切片观测锈蚀后试块内部锈胀裂缝形态，研究箍筋、保护层厚度、钢筋间距对内部锈胀裂缝开展的影响。研究结果表明：箍筋显著改变了内部锈胀裂缝开展与分布情况；混凝土保护层厚度较小或钢筋间距较大时，钢筋锈胀裂缝表现为单根锈胀开裂形式，反之则表现为钢筋之间的水平贯通裂缝。基于黏聚力单元建立了有限元分析模型，将钢筋锈胀变形作为位移加载依据，对试块锈裂过程进行数值分析，模拟结果与试验结果吻合较好。
  
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  配置钢筋桁架的钢筋混凝土叠合墙体界面受剪性能试验研究

  皮正波, 廖小辉, 魏奇科, 王宇航, 陈豪, 张浩, 王姝琪

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 146-153. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C154

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  为研究配置钢筋桁架的叠合墙体的界面受剪性能，以界面凿毛程度、界面桁架数量和桁架腹筋直径(界面受剪配筋率)等为参数，开展了7个钢筋混凝土叠合墙体的界面受剪试验，分析了叠合墙体界面的破坏现象和破坏形态、剪力-界面滑移关系、受剪承载力等。研究结果表明：叠合界面双面沿垂直于受力方向做5道深分别为5mm和10mm的凿毛，可分别提高叠合界面的受剪承载力26%和32%；叠合界面的界面受剪配筋率由0增加至0.241%，其受剪承载力、峰值滑移与开裂滑移的比值可分别提高57%和930%；基于文中提出的叠合界面剪力-滑移模型推导的计算式，其计算值与试验值吻合较好，可为叠合墙体界面的受剪承载力设计提供参考。
  
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  钢筋混凝土无腹筋简支和连续深梁压杆-拉杆模型的评价与改进

  陈晖, 易伟建

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 154-161. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C070

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  压杆-拉杆模型(strut-and-tie model，STM)被广泛应用于钢筋混凝土深梁受剪承载力计算中。基于可靠的钢筋混凝土无腹筋简支和连续深梁剪切试验数据库，对ACI 318-14、EC2和CSA A23.3-04的STM进行了评价，结果表明：ACI 318-14与EC2中的STM不能准确反映剪跨比对深梁受剪承载力的影响，而CSA A23.3-04中的STM在计算连续深梁受剪承载力时偏于不安全。因此，依据试验数据库，提出考虑剪跨比和混凝土强度影响的压杆有效系数，用于无腹筋或者腹筋配筋量不满足最小配筋率要求的压杆有效强度的计算。在此基础上，建立了改进的深梁STM，通过与试验数据及其他规范的比较，认为所提模型的适用范围广(剪跨比不大于2.5)，预测深梁的受剪承载力能同时保持较低的变异系数(0.29)和较高的安全余度(不安全预测值的占比为5.4%)。
  
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  酸雨腐蚀砖砌体组合墙抗震性能试验及恢复力研究

  郑山锁, 牛丽华, 郑淏, 朱揽奇, 张秋石, 郑捷

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 162-172. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2016.0760

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  为研究酸雨环境下砖砌体组合墙的抗震性能，以6片砖砌体组合墙作为研究对象，首先对人工模拟酸雨环境进行加速腐蚀，进而对其进行低周反复加载试验，考察腐蚀砖砌体组合墙的破坏过程与变形特征，研究不同酸雨腐蚀循环次数对荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载力衰减、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标的影响。并通过引入基于耗能的循环退化指数对墙体的力学性能退化规律进行描述，建立了腐蚀墙体的恢复力模型，给出了具体的滞回规则。研究结果表明：随着酸雨腐蚀循环次数的增加，试件的承载力、刚度、耗能逐渐降低，承载力和刚度的衰减速率逐渐加快；所建立的恢复力模型能够较好描述酸雨环境下砖砌体组合墙在反复荷载作用下的滞回特性，可为在役酸雨环境下砌体结构的承载力分析提供参考。
  
地基基础与地下结构
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  预应力钢绞线超高强混凝土管桩受弯性能研究

  陈刚, 周清晖, 徐铨彪, 龚顺风, 肖志斌, 刘承斌

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 173-182. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C089

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  为解决普通预应力超高强混凝土管桩水平承载力低和变形能力差的问题，提出了预应力钢绞线超高强混凝土管桩。通过3种常用桩型6根试件的足尺受弯性能试验、有限元分析，对比了预应力钢绞线超高强混凝土管桩与普通预应力超高强混凝土管桩在抗裂性能、受弯承载力、变形能力及破坏特征等方面的差异。研究结果表明：以钢绞线替代钢棒作为主筋可以有效提高管桩受弯状态下的变形能力和承载力；预应力钢绞线超高强混凝土管桩均以受压区混凝土压碎破坏，而普通预应力超高强混凝土管桩均以预应力钢棒拉断破坏；所建立的数值模型可以合理预测管桩的受弯性能，模拟得到的桩身裂缝分布与试验结果吻合较好。
  
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  建筑物掏土纠倾法孔周土压力和破坏特性试验研究

  张鑫, 邓祥文, 岳庆霞

  建筑结构学报. 2019, 40(07): 183-190. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.C379

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  掏土孔孔周土受力与变形以及破坏模式是建筑物纠倾研究的关键问题，影响纠倾设计中掏土孔直径及掏土孔间距等参数的确定。为了研究建筑物掏土纠倾法掏土孔周土压力变化、掏土孔破坏模式以及地基的沉降情况，设计并制作了可用于模拟掏土纠倾的模型箱，对掏土孔直径为200mm，孔间距分别为400、600、800mm的纠倾模型进行试验，分析了由于掏土孔开挖引起的地基土沉降及倾斜率。研究结果表明：掏土孔的破坏呈现立式椭圆、卧式椭圆及近似圆形三种破坏模式；通过孔侧和孔上部压力的变化，发现孔周土压力发生转移，从孔上部土压力向孔侧边土体转移，孔顶土压力减小，孔侧土压力增加，形成土拱效应；随着孔间距增加，土体形成稳定拱脚，从而不利于纠倾工程回倾；通过试验结果，建议孔间距为2~3倍掏土孔直径。