2020年, 第41卷, 第05期　刊出日期：2020-05-05

  

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“高性能钢结构体系研究与示范应用”专题
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  高性能钢结构建筑结构全寿命周期“三元一体化”指标体系研究

  曹轲, 徐胜利, 叶堃晖, 冯远, 何建波, 刘宜丰, 赵子煊, 刘瑞

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 1-10. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0426

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  建立高性能钢结构建筑结构的全寿命周期结构性能、经济性和绿色可持续发展“三元一体化”指标体系，其中结构性能指标包括设计阶段的初始可靠度指标、时间指标、施工阶段指标、运营维护阶段指标及拆除阶段指标；经济性指标包括全寿命周期各阶段花费成本；绿色可持续指标包括资源利用、环境保护以及社会发展三方面。分析“三元”指标的“一体化”关系，提出各指标体系之间的联系与影响。以某商业综合体钢结构工程为例，验证所述指标体系在实际工程优化中的可行性与有效性。案例表明，该指标体系能够全面反应高性能钢结构建筑的高性能特征，对其全寿命周期分析与评估具有重要指导意义。在“三元一体化”视角下，提出高性能钢结构的设计建议。
  
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  郑州奥体中心体育场钢结构设计研究

  冯远, 向新岸, 王立维, 张彦, 张蜀泸, 邱添, 刘晓舟, 何建波, 刘宜丰, 姚丽, 余进江

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 11-22. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0501

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  郑州奥体中心体育场为6万座大型体育场，体育场屋盖钢结构南北向约为291.5m，东西向约为311.6m，最大悬挑长54.1m。屋盖钢结构由全球悬挑长度最大的大开口车辐式索承网格结构、双层网架、平面桁架和我国跨度最大的弧形三角形巨型桁架连廊4个部分组成。针对大开口车辐式索承网格结构，通过对静力性能的8项主要影响因素进行参数分析，获得优化的结构方案；借助几何和材料双非线性全过程分析确定内环杆为结构的稳定敏感区；结合屋面体型考虑极端气候下积雪的不利工况以保证结构的安全性；采用拆除构件法研究了结构抗连续倒塌的能力。针对三角形巨型桁架结构，采用三角形桁架上弦、双层网架下弦、内侧单层腹杆、外侧双层腹杆的布置，形成了中间开敞空间，满足建筑使用要求；采用多种工况综合考察巨型桁架的人致振动，设置调频质量阻尼器（TMD）实现有效减振。考虑施工过程时变的影响，结合BIM技术，形成了设计施工一体化技术。采用总装模型分析体育场钢结构的抗震性能，研究表明钢结构在多遇地震和设防地震作用下能保持弹性，在罕遇地震作用下可达到不屈服的性能目标，具有良好的抗震性能。
  
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  大开口车辐式索承网格结构预应力施工技术研究

  赵文雁, 马滔, 罗斌, 刘中华, 江涛

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 23-33. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0438

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  针对适用于体育场类建筑的大开口索承网格预应力空间结构体系，对此结构体系进行了施工分析，研究表明：此类结构体系的上弦钢结构为近似瞬变结构，索杆体系对其整体结构的刚度形成具有显著效应；且张拉施工的不同批次拉索间索力相互影响不容忽视，其结构性能与封闭式弦支穹顶结构差异较大。采用参数化有限元法，针对各张拉级数和张拉批数的张拉方案、各外立面钢结构卸载时机的施工方案、各斜撑安装时机的施工方案，分别进行了施工全过程仿真分析，研究了结构的整体位移、撑杆摆动、拉索索力、杆件应力以及临时支架反力等的影响；并综合考虑施工工艺可行性、经济性，得出此结构体系最佳的张拉方案为三批四级张拉方案、最佳的外立面卸载时机为外立面安装完成后、最佳的斜撑安装时机为预应力张拉完成后。并采用随机误差分析法，选取环索长度以及径向索索力作为控制目标进行耦合分析，确定了各控制项目的允许限值，并明确此结构预应力施工需进行力和位移双控。
  
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  不同边界条件下采用半刚性节点三维组合楼板子结构连续倒塌行为试验研究#br#

  任鲁明, 杨波, 孔德阳

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 34-42. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0387

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  通过试验研究了4种不同拆柱位置采用半刚性节点大尺度三维组合楼板子结构的连续倒塌行为，对比分析了不同边界条件下三维组合楼板结构体系破坏模式和结构响应的异同，并对组合楼板的作用进行了量化分析。研究结果表明：失效柱位置不同时，结构的失效模式存在一定的差异；组合楼板的存在提高了结构的承载力，尤其是在大变形阶段更为显著；边界条件越强，组合结构抗连续倒塌性能越强；外部柱失效对结构抗连续倒塌产生的不利影响远远大于内部柱失效的情况，即当结构在外部柱失效情况下有足够的鲁棒性能，整体结构就不会发生连续倒塌。
  
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  钢板剪力墙震后型钢斜劲修复结构的抗震性能研究

  郝际平, 吴博睿, 于金光, 于海升, 杜一鹏

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 43-52. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0456

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  为研究钢板剪力墙结构在遭遇震害后的修复方法和修复后结构的抗震性能，对一榀缩尺比1∶3的单跨两层薄钢板剪力墙进行原始结构和修复结构低周往复荷载试验研究，在原结构加载结束后对受损结构采用型钢斜加劲肋的方法进行原位修复，研究钢板剪力墙震后型钢斜劲修复方法的有效性和修复后结构的抗震性能。同时，采用有限元软件ABAQUS模拟修复过程，进行修复结构与未修复结构二次遭遇低周往复荷载作用的性能对比研究，以及修复结构中型钢斜肋的肋板刚度比参数分析。研究结果表明：在设防地震阶段采用斜劲修复后，结构内嵌钢板面外变形得到有效恢复，斜劲修复与加固方法可行，同时有限元的“生死单元”法也可较好地实现修复过程的模拟；修复结构的承载力、弹性刚度和能量耗散量显著提高，分别相较未修复结构的提升12.06%、36.57%和57.72%；同时，斜劲修复有效减小了内嵌板的面外变形量，变形量较未修复结构降低37.69%，斜劲修复用肋的肋板刚度比阈值可选用50，即为传统纵横加劲钢板剪力墙竖向肋板刚度比的限值。
  
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  无屈曲波纹钢板墙抗震性能与设计理论

  金华建, 孙飞飞, 李国强

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 53-64. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0481

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  提出了一种承载-消能双功能构件，即无屈曲波纹钢板墙。该构件通过利用波纹钢板自身较大的面外刚度，避免过早发生面外屈曲，以保证其在屈曲前可充分屈服消能。首先，通过波型参数分析，包括板厚、波高、波折角度等，得到了保证波纹墙在1/50层间位移角下不发生屈曲的最优波型，并针对波纹钢板的高厚比、宽厚比以及高宽比等进行了参数分析，分析结果表明，波纹钢板高厚比和宽厚比是影响波纹墙抗震性能的主要因素，对于波型7和波型10，当波纹钢板高厚比、宽厚比分别不大于临界值177、226时，在1/50层间位移角下不会发生面外屈曲。然后基于最优波型，提出了无屈曲波纹钢板墙的设计理论，得到了屈服承载力、极限承载力和初始抗侧刚度等理论计算公式，并利用2种最优波型共4个试件对设计理论和最优波型进行了试验验证。结果表明，高厚比(宽厚比)大于临界值的试件，在层间位移角1/50下发生了面外屈曲，而小于临界值的试件未屈曲，且滞回曲线饱满，承载力、刚度与理论值吻合较好。最后，提出了混合强化法则参数确定的简化计算方法，并利用得到的参数进行了试验数值模拟，以及参数分析了不同钢材对波纹钢板墙抗震性能的影响，分析表明，应优先采用伸长率大、屈服强度低的钢材。
  
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  冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙抗震性能试验研究

  周绪红, 邹昱瑄, 徐磊, 姚欣梅, 石宇, 管宇

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 65-75. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0471

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  为研究冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构的抗震性能，对冷弯薄壁型钢边柱内置薄钢板剪力墙进行低周往复加载试验，对比不同边柱截面厚度及截面形式对其抗震性能的影响。试验中得到了冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙的破坏形态、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、荷载及位移特征值，并对结构的破坏特征、延性、耗能能力、承载力及刚度退化进行分析。结果表明：冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙具有良好的抗震性能；增加边柱截面厚度及选用帽形边柱均可提高剪力墙的承载力、刚度及耗能性能。计算3个试件受剪承载力设计值和弹性抗侧刚度，其值均高于常用冷弯薄壁组合墙体的；结合破坏特征提出冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙3个受力阶段；边柱对剪力墙破坏起控制因素，工程设计中应保证边柱承载能力，宜采用“强边柱、弱钢板”的设计理念。
  
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  钢管混凝土组合桁梁受弯承载力简化计算方法研究

  马印平, 刘永健, 龙辛, 王文帅, 姜磊

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 76-84. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0470

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  钢管混凝土组合桁梁由钢管混凝土桁架和混凝土板组成，其在承受正弯矩时可充分发挥混凝土板与桁架的组合作用。为对这种结构的受弯受力性能进行研究，提出了基于铰接桁架的分析方法，以不带竖腹杆的warren型钢管混凝土组合桁梁为例，推导了在节点单点荷载以及两点对称荷载作用下简支组合桁梁各个构件的效率系数。通过不同构件之间的效率系数进行对比，得到了组合桁梁的破坏模式判定以及受弯承载力简化计算方法。同时通过引入腹杆抗力折减系数，将节点承载力对组合桁梁受弯承载力的影响也考虑在内。将公式计算结果与既有文献中的钢管混凝土组合桁梁、桁架试件试验结果进行了对比，破坏模式和受弯承载力均吻合良好，所选全部33榀试件的计算值与实测值的相对误差为1.27%，标准差为0.128。结果表明，该简化计算方法建立了节点与组合桁梁承载力之间的相互联系，能够快速、准确地对破坏模式及受弯承载力进行估算，可极大地简化设计流程。设计中应根据组合桁梁各构件的效率系数对其截面尺寸进行优化，确保不同破坏模式下的受弯承载力较为接近，同时避免由于节点或腹杆过早失效导致组合桁梁发生剪切破坏。
  
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  内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱轴压及耐火性能试验研究

  吴波, 傅翼飞

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 85-95. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0418

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  为了在不增加用钢量的前提下，明显改善钢管混凝土柱的耐火性能，同时确保其常温轴压性能基本不降低，针对内置高强角钢的方钢管再生块体混凝土柱，开展了6根短柱(边长300 mm、高度900 mm)的轴压试验以及3根足尺柱(截面边长320 mm、高度3770 mm)的耐火试验，研究了废旧混凝土块体取代率(0、30%)、角钢强度等级(Q345、Q690)、角钢至钢管净距(10、20、30 mm)等因素对柱轴压性能的影响，分析了内置高强角钢、角钢至钢管净距(10、30 mm)等因素对柱耐火性能的影响。研究表明：在总用钢量基本不变的情况下，通过适当减薄钢管并在管内设置高强角钢且二者之间预留一定净距，可使方钢管再生块体混凝土柱的耐火极限提高了200%以上；同时，其轴压承载力和延性指标都有所提高，初始刚度基本不变或有所提高；在用钢量完全相同的情况下，适当增加高强角钢至钢管内壁的净距可使柱的耐火极限进一步提高，而轴压承载力变化不大；针对该类柱改进的轴压承载力实用计算方法，计算结果与试验结果之间的偏差较小。
  
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  压弯扭复合荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的承载力及弯扭相关关系研究

  余洁, 王宇航, 王维, 周绪红, 罗伟, 孔维博

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 96-107. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0380

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  以4个钢管约束钢筋混凝土柱（STRC）在弯扭和压弯扭复合荷载作用下的试验研究为基础，采用有限元软件ABAQUS建立了钢管约束钢筋混凝土柱的有限元模型，分别模拟试件在弯扭以及压弯扭复合荷载作用下的破坏模式和承载能力，与试验结果进行对比，验证了有限元模型的正确性。通过有限元模型参数化分析，研究钢管强度、钢管厚度、截面尺寸、混凝土强度、纵筋直径与屈服强度、箍筋直径与屈服强度以及轴力等因素对复合荷载作用下承载力的影响。研究结果表明，钢管厚度、截面尺寸、纵筋的直径与屈服强度以及轴压力是影响复合荷载作用下承载力的主要因素。当圆形截面STRC柱的轴压力达到0.3Nu（Nu为柱轴压承载力）或方形截面STRC柱的轴压力达到0.5Nu时，柱的承载力达到最大。在不同因素的影响下，相同荷载作用下钢管约束钢筋混凝土柱的受弯承载力和受扭承载力之间的相关关系基本一致。
  
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  T形多腔钢-混凝土组合构件压弯性能研究

  黄真锋, 张素梅, 陈杰, 郭兰慧, 王云鹤

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 108-119. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0444

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  多腔钢-混凝土组合构件通过变化截面高厚比可作为组合柱、组合短肢剪力墙和组合剪力墙，灵活地应用在具体结构中，在结构外缘采用T形多腔钢-混凝土组合构件可减少室内结构柱外露。为此，针对截面高厚比为3～8的T形多腔钢-混凝土组合构件开展压弯性能研究。以截面高厚比和试件高宽比为变化参数，对4个T形多腔钢-混凝土组合构件在偏压荷载作用下的压弯力学性能进行了试验研究，并对试件的变形发展过程、破坏模式和承载力进行了分析。在试验研究的基础上，运用有限元模型分析了偏压荷载作用下T形多腔钢混凝土组合构件的受力全过程和多腔钢管与混凝土的相互作用，并分析了截面高厚比、混凝土强度、钢材强度和钢板厚度等参数对构件压弯力学性能的影响。研究结果表明：构件在偏压荷载作用下发生整体弯曲破坏模式；多腔钢管对核心混凝土的不均匀约束作用表现为腔体角部大于内隔板对混凝土的约束，内隔板中部大于自由边钢板中部对混凝土的约束；截面高厚比是影响构件截面压弯承载力相关曲线的关键参数。在此基础上提出了适用于不同截面高厚比的T形多腔钢混凝土组合构件的压弯承载力计算公式。
  
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  热轧H型钢组合柱轴压承载性能研究

  谭继可, 张海宾, 王宇航, 胡少伟, 罗伟

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 120-128. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0401

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  热轧H型钢组合柱是由热轧H型钢与钢板焊接拼合而成，并在内部灌注混凝土形成钢-混凝土组合截面构件。为研究热轧H型钢组合柱的轴压承载性能，完成了3个热扎H型钢组合短柱轴压试验，得到了试件在轴压荷载下的破坏形态、荷载-位移关系曲线和荷载应变关系曲线等。建立了经试验验证的精细化有限元模型，并以钢材强度、混凝土强度和长细比为关键参数进行分析。研究结果表明：热轧H型钢组合柱的延性很好，但是试件端部H型钢外伸翼缘由于约束较弱，所以轴压荷载作用下先行屈曲；试件截面中部腹板拼接焊缝处钢板的宽厚比较大，易出现局部稳定问题；采用的有限元模型可准确模拟试件在轴压荷载下的破坏形态、荷载-位移关系等。在混凝土强度等级C20~C90、钢材强度等级Q235~Q420范围内，基于试验和有限元分析结果，提出钢-混凝土组合构件的轴压短柱承载力和中长柱的稳定承载力计算公式，公式计算结果与试验值及有限元分析值吻合较好。
  
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  方钢管约束型钢混凝土柱受剪承载力计算

  黎翔, 王宣鼎, 周绪红, 刘界鹏

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 129-137. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0412

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  基于已有受剪破坏方钢管约束型钢混凝土短柱试验结果，建立精细化有限元模型，对设有型钢栓钉与钢管斜拉加劲肋的方钢管约束型钢混凝土短柱受剪性能进行有限元分析。研究结果表明：栓钉对方形截面钢管约束型钢混凝土短柱的力学行为影响较小；而斜拉加劲肋有效限制钢管局部屈曲，提高约束作用，改善型钢与混凝土的共同工作性能。基于试验与有限元分析结果，考虑方钢管等效密排箍筋效应，提出了方钢管约束型钢混凝土短柱的受剪承载力计算公式，预测结果与试验及有限元参数分析结果吻合较好。
  
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  高强度Q690钢柱受火后受力性能试验研究

  王卫永, 张娟, 李国强

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 138-146. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0461

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  为了获得高强度Q690钢柱受火后的受力性能，采用电炉将2根高强度Q690钢焊接H形截面柱升温至800℃后自然冷却至常温，对受火后钢柱进行受压试验，得到钢柱的承载力和破坏模式。为考察受火对钢柱承载力的影响，对2根同尺寸不受火钢柱也进行受压试验。使用ABAQUS软件建立了试验钢柱有限元模型，考虑钢材受火后力学性能的退化和截面残余应力的影响，模拟试验构件的结构响应，并与试验结果进行对比。研究表明：钢柱均发生了绕弱轴的整体失稳破坏；经800℃受火作用后的钢柱承载力与不受火相比降低30%左右；有限元分析结果与试验结果吻合良好。进而采用有限元模型分析受火温度、冷却方式、长细比等参数对受火后Q690钢柱整体稳定系数的影响，有限元分析发现：受火后Q690钢柱稳定系数随受火温度升高呈先增大后减小的趋势，转折点为800℃左右；受火温度较低时冷却方式对Q690钢柱稳定系数影响较小，受火温度高于800℃后影响显著； 受火后Q690钢柱稳定系数随长细比增大而降低，长细比小于80时，降低幅度较大，长细比超过80时，降低幅度减小。
  
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  高强耐蚀钢材料力学特性试验研究

  饶兰, 岳清瑞, 郑云, 刘晓刚, 逯鹏

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 147-156. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0441

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  海洋钢结构的腐蚀劣化是导致结构失效的关键因素，应用耐蚀钢材可以显著提升结构服役寿命。通过对高强耐蚀钢的力学特性开展研究，进行了一系列单调和循环加载力学性能试验，分析了高强耐蚀钢在单调和循环荷载作用下的破坏形态、应力-应变关系、延伸率等性能，研究了循环加载历史、应变幅值和应变增量等参数对材料力学性能的影响。结果表明：高强耐蚀钢在单调加载下无明显屈服平台，断后伸长率在16%~19%之间；循环加载下，钢材循环应力-应变关系随加载圈数增加表现为先强化、后软化、最终逐渐趋于稳定；不同应变幅值软化因子呈近似线性变化，其值较小且加载后期幅值影响不显著；单次循环的能量耗散值随着应变幅值增大而显著增大，但其增大倍率呈近似线性下降趋势，变幅应变加载造成材料损伤程度较常幅应变加载更严重；可采用Rasmussen模型和Ramberg-Osgood模型分别描述高强耐蚀钢单调加载力学行为和循环加载力学行为。
  
基础理论与共性技术
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  钢管K形节点足尺模型疲劳性能试验研究

  吴庆雄, 黄汉辉, 陈康明, 陈宝春

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 157-167. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0625

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  为研究钢管K形节点的疲劳性能，进行了足尺模型的疲劳试验，采用梯度应变片测量焊缝区域应力变化，采用相控阵扫描成像检测系统(简称相控阵)检测初始缺陷和疲劳裂纹，对疲劳开裂后的钢管K形节点进行切片观测，研究节点相贯焊缝附近的热点应力分布、疲劳裂纹扩展规律和疲劳破坏模式等，并分析了采用名义应力法和热点应力法评定钢管K形节点疲劳寿命的合理性。结果表明：钢管K形节点的热点应力宜采用梯度应变片得到的梯度应力进行线性外推得到，最大热点应力位于主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处；节点两侧鞍点热点应力值最大误差率为6.64%，节点基本不受面外弯矩影响；采用相控阵检测能够对节点初始缺陷和疲劳裂纹进行定位、定性和定量分析；切片观测结果表明，钢管K形节点疲劳裂纹属于张开型I裂纹；疲劳裂纹的萌生、扩展和破坏阶段分别对应的加载次数为0~229.1万次、229.1~245.5万次和245.5~251.2万次，疲劳裂纹萌生于热点应力最大主管和受拉支管相贯焊缝靠近主管侧的冠点处，其疲劳破坏属于弹性范围内的脆性破坏；名义应力法由于名义应力幅放大系数偏大，评定所得的钢管K形节点疲劳寿命过于保守；基于热点应力法，CIDECT评定所得结果偏不安全，API评定结果具有1.11倍的安全富余，适用于评定本试验中钢管K形节点的疲劳寿命。
  
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  矩形钢管柱与H型钢梁单边螺栓连接节点的抗震性能与恢复力模型研究

  郏书朔, 王燕, 王修军, 刘秀丽

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 168-179. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0365

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  为研究矩形钢管柱与H型钢梁单边螺栓连接节点抗震性能，对5个单边高强螺栓连接节点试件和1个常规高强螺栓连接节点试件进行了拟静力试验，研究了矩形钢管柱与H型钢梁单边螺栓连接节点破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能、刚度退化等抗震性能指标，对比了单边高强螺栓与常规高强螺栓连接节点抗震性能的差异性；分析了节点构造参数对单边高强螺栓连接节点抗震性能的影响，根据节点滞回特性和单边高强螺栓受力特点提出了节点恢复力模型。研究结果表明：节点试件的破坏模式中单边高强螺栓均产生滑移现象；节点试件的滞回曲线捏缩严重，滞回曲线呈反S形，且有明显滑移直线段；节点试件初始转动刚度约为常规高强螺栓连接节点的70%，单边高强螺栓滑移使节点具有很大的转动变形能力，节点试件的极限转角为0.06~0.08rad；节点的受弯承载力与常规高强螺栓连接节点基本一致，单边高强螺栓能够满足节点承载力设计要求；节点试件的等效黏滞阻尼系数为0.15~0.17，等效耗能系数为1.29~1.77，延性系数为1.62~2.26，其耗能和延性性能均低于常规高强螺栓连接节点；通过设置端板加劲肋可有效提高节点试件的抗震性能，设置内隔板对节点试件的抗震性能提高效果不明显；提出的节点恢复力计算模型与节点试件的试验曲线吻合较好。
  
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  箱形柱整体芯筒式全螺栓连接受力性能研究

  张艳霞, 程梦瑶, 张爱林, 黄威振

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 180-189. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0698

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  为解决钢结构箱形柱传统焊缝连接存在的施工效率低、人工成本高、抗震性能差和污染环境等问题，提出一种整体芯筒式全螺栓连接及其设计方法，设计3个设置芯筒、单向螺栓及补偿板的全螺栓连接及1个传统全熔透焊接连接，研究全螺栓连接的受力性能及芯筒、单向螺栓和补偿板对连接受力性能的影响，并与传统焊接连接进行对比。试验结果表明：层间位移角从0.01rad增加到0.04rad时，芯筒的设置能够减少法兰应变30%~70%，降低螺栓拉力4%~21%，芯筒的设置能够提高连接的抗弯、抗剪能力，具有良好的延性和耗能能力；同时设置单向螺栓和补偿板的连接与只设置补偿板节点的滞回曲线在0.05rad之前完全重合，在0.05rad之后略有差别，可以根据不同需要选用；整体芯筒式全螺栓连接拥有与传统全熔透焊接连接相近的滞回性能，在结构设计时可按刚接进行计算并推广应用于实际工程中。
  
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  考虑多种耦合效应的多维多点反应谱研究

  赵鹏飞, 叶昌杰, 刘枫, 张强

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 190-197. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0484

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  准确计算结构在非一致性地震输入下的响应，需要考虑地震动的特性，如多维及空间相关性等；也需考虑结构响应的复杂性，如需要将地震动响应分解为动力响应及拟静力响应等。以上因素非独立，具有耦合性。为此，根据选定的地震动功率谱模型，利用虚拟激励法，推导了基于位移谱的多点多维反应谱公式，该公式可以同时考虑多种耦合效应，包括多维(含方向交叉向)、多点(含行波效应和相干性效应)地震动及动力与拟静力的耦合等多种因素。为了便于在实际工程中应用，公式根据GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中的加速度谱选定了对应位移谱，且公式中的参数也与之相对应。同时，采用反应谱法对一个单层网壳结构在多维多点地震动输入下的反应特性进行了分析，结果表明动静耦合的影响随着视波速的增加而减小，考虑部分相干性效应的柱底面内弯矩最大值比完全相干条件下增加了10%~20%。
  
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  基于高斯函数的完全非平稳地震动多峰模型及其应用

  石晟, 杜东升, 王曙光, 李威威

  建筑结构学报. 2020, 41(05): 198-206. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2018.0568

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  地震动非平稳特征对非线性结构地震反应的影响不可忽视，并且地震动非平稳特征的准确描述对工程用人工地震波的生成也具有重要意义。在非平稳过程谱表现法的基础上，采用多个高斯函数叠加的包络函数对各频率分量进行调制，建立了一种更加符合地震动非平稳特征的多峰演变功率谱密度模型；基于广义谐和小波，利用Spanos-Tratskas方法计算实际地震动的演变功率谱密度，在预识别峰值相关参数的基础上采用遗传算法进行模型参数识别；选取KiK-net地震波数据库中近2500条实际地表地震动记录，验证本模型的适用性，通过算例进行了实际应用。结果表明，所提出的多峰演变功率谱密度模型可以实现强度调制在各频率点的自适应性，特别是在中高频段能较好模拟地震动的多峰特征。通过基于高斯函数的多峰演变功率谱密度模型及其参数识别，将地震动的非平稳特征提取到模型参数中，使得地震动非平稳特性的研究可以通过对其参数的分析实现。所提出的模型可以为地震动非平稳特性的研究提供参考。