2021年, 第42卷, 第02期　刊出日期：2021-02-05

  

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高层建筑结构
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  中国国际丝路中心超高层结构设计与关键技术

  丁洁民, 虞终军, 吴宏磊, 王建峰, 刘博

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 1-14. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C177

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  中国国际丝路中心超高层建筑总高度498 m，位于陕西省西安市，抗震设防烈度8度，该结构的侧向变形和承载力均由地震作用控制。为解决结构侧向刚度不足的问题，设置了伸臂桁架加强层，然而传统伸臂桁架往往会造成结构刚度和承载力突变等问题。为此，采用基于刚性伸臂和黏滞阻尼伸臂的组合伸臂桁架技术，研究刚性伸臂桁架和黏滞阻尼伸臂桁架在结构中的较优布置位置和实际效果，从结构指标、结构耗能、构件受力及经济性等方面进行了综合对比。提出了在结构上部两个避难区布置黏滞阻尼伸臂桁架，在结构下部两个避难区布置刚性伸臂桁架的布置方式。从结构响应和结构损伤方面，分析了结构在不同水准地震作用下的抗震性能，并对结构伸臂桁架关键节点进行了有限元分析。结果表明：通过采用组合伸臂桁架技术，可使结构耗能机制得到改善，结构地震响应和构件损伤得到降低，且伸臂桁架安全可靠。
  
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  竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系抗震性能研究

  李子昂, 许立言, 陶慕轩

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 15-26. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C139

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  为提高传统钢结构体系在住宅产业化应用中的标准化程度、装配化效率以及安全性能，提出了竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系，并对其抗震性能进行了分析与评价。以某高层住宅楼工程为结构方案原型，基于多遇地震作用下弹性层间位移角相同的控制标准，分别按传统组合框架-剪力墙结构体系和按竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系设计了两种结构方案，并建立了相应的有限元模型。采用静力弹塑性推覆方法，对两种体系在设防地震和罕遇地震作用下的变形和受力特征进行了对比分析，通过结构层间变形、关键构件损伤状态以及安全系数等指标对体系抗震性能进行了综合评估。分析结果表明：竖向承重与水平抗侧相分离的组合框架-剪力墙结构体系在地震作用下的侧移模式呈弯曲型，推覆过程中结构塑性铰主要出现在底层柱端，而传统组合框架-剪力墙结构体系侧移模式呈弯剪型，塑性铰主要出现在梁端；选取的两种剪力墙损伤判断标准均可用于准确判断两种结构方案的极限状态；在相同弹性层间位移角控制标准下，竖向承重与水平抗侧相分离的组合结构体系设计方案安全系数指标值更高，在地震作用下具备更高安全储备。
  
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  基于剪重比敏感性的超高层结构优化设计方法

  赵昕, 蔡锦伦, 秦朗, 何荣

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 27-36. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C291

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  为保障建筑物最低抗震安全性的要求，地震作用下结构系统受剪承载力不应过小，GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中提出了剪重比指标。由于地震影响系数在长周期段下降较快，超高层结构在地震作用下的基底剪力及楼层剪力偏低，导致其剪重比指标往往无法满足规范要求。通过对剪重比约束下构件尺寸的敏感性分析，研究以最小成本满足剪重比指标的优化设计方法。依据虚功原理和等增量分析方法推导了敏感性系数公式，并以简单框架结构为例验证了两种敏感性分析方法的有效性。并将上述敏感性分析方法用于建筑高度为468 m的某超高层建筑，结果表明，以敏感性为指引对剪重比控制的超高层结构进行优化设计，共节约材料成本1141.99万元，具有较好的经济效益。
  
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  旋转惯容阻尼伸臂控制体系减震性能研究

  刘良坤, 潘兆东, 谭平, 张尚荣

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 37-45. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C134

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  旋转惯容阻尼器(rotation inertia damper,RID)具有质量小、阻尼力大的特点，应用于伸臂结构体系时必须考虑其转动惯量的影响。通过研究RID工作机理，推导了RID伸臂控制体系的振动微分方程，并提出了该体系的地震响应简化算法；考虑RID转动惯量影响，研究了结构各参数与地震响应的关系及其对减震效果的贡献。结果表明：RID伸臂控制体系的地震响应简化算法计算结果合理，与有限元法结果吻合较好；RID的质量参数对伸臂位置及阻尼参数的最优值影响甚微，而且对结构地震响应的影响也可忽略；外柱刚度将显著影响伸臂位置与阻尼器参数的最优值，而且当外柱刚度较大时有利于RID的性能发挥；RID伸臂控制体系具有良好的减震性能，即使在RID质量参数较大的情况下，也能保证其阻尼力在等效力中起主导作用。
  
钢结构及组合结构
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  屈曲约束钢板剪力墙受力性能分析及盖板简化计算方法

  范重, 李媛媛, 刘学林, 田玉基, 朱丹, 武仁民, 韩华

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 46-57. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C179

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  内嵌钢板与混凝土盖板之间相互作用机理较为复杂，难以通过简单方法确定屈曲约束钢板墙连接螺栓拉力与混凝土盖板弯矩。为此，采用有限元软件ABAQUS建立屈曲约束钢板剪力墙计算模型，并通过与模型试验对比验证其可靠性。通过非线性有限元数值模拟，分析钢板高厚比、盖板与钢板厚度比以及盖板与钢板间隙等参数对应力分布、屈曲变形和滞回性能的影响。在此基础上，对螺栓与混凝土盖板的简化计算方法进行研究，基于屈曲约束钢板剪力墙受力与变形的特点，建立了钢板与盖板相互作用计算模型。结果表明：当水平位移角达到1/50时，内嵌钢板全部进入塑性状态，主拉应力向45°方向倾斜，主压应力值与主拉应力值大致相等。内嵌钢板屈曲波形分布较为均匀，屈曲半波长度与钢板厚度之比基本保持不变。当盖板厚度大于钢板厚度7倍左右时，钢板的面外变形可以受到有效约束。建议的简化计算方法可以较为合理地确定钢板与盖板之间的挤压应力，从而能够得到连接螺栓的拉力与混凝土盖板的弯矩。由简化方法得到盖板弯矩的分布规律与有限元分析结果完全相同，横向条带弯矩峰值与有限元分析结果总体上接近，竖向条带弯矩峰值略大于有限元分析结果，简化方法计算结果偏于安全。
  
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  钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙受弯承载力计算方法

  尤培波, 高丹盈, 张丽娟, 宋帅奇, 王仪

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 58-70. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C078

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  为改善中高剪力墙的抗震性能，提出钢管混凝土边框钢纤维混凝土剪力墙。通过8个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙和1个剪跨比为1.5的钢管混凝土边框混凝土中高剪力墙的低周反复加载试验，研究钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙的受力机理及破坏模式，分析钢纤维体积率、钢纤维掺加高度、混凝土强度和轴压比对其抗震性能的影响。结果表明：钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙的破坏模式为弯曲破坏；墙体裂缝主要为典型的弯剪裂缝，钢纤维可有效限制剪力墙裂缝宽度，改善裂缝形态；随着钢纤维体积率和钢纤维掺加高度的增大，剪力墙受弯承载力、延性和耗能能力明显提高；其他参数相同的条件下，钢纤维体积率为0.5%、1.0%和1.5%剪力墙受弯承载力较未掺钢纤维剪力墙的分别提高了8.8%、14.2%和21.8%；随着混凝土强度和轴压比的提高，剪力墙受弯承载力和耗能能力明显提高，但延性降低；其他参数相同的条件下，钢纤维混凝土强度等级为C60、C80剪力墙的受弯承载力较C40剪力墙的分别提高了21.9%和39.7%；轴压比为0.2剪力墙的受弯承载力较轴压比0.1剪力墙的提高了13.5%。基于剪力墙受弯破坏特点，明确钢管和钢纤维对剪力墙受弯承载力的贡献，建立钢管混凝土边框钢纤维混凝土中高剪力墙受弯承载力计算方法，计算值与试验值偏差基本控制在10％以内，吻合较好。
  
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  壁挂式冷弯型钢结构双层组合墙体抗震性能试验研究

  石宇, 韩宇, 肖文, 姚欣梅, 张泽鹏, 管宇

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 71-81. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C087

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  为研究壁挂式连接冷弯型钢结构中双层组合墙体的抗震性能，对4个足尺双层墙体试件进行了水平低周往复试验，考虑了刚性斜撑、方钢管端柱加强、下部两层墙体抗侧刚度比等因素对墙体抗震性能的影响。结果表明：增设刚性斜撑墙体中V形刚性斜撑与墙面板蒙皮作用同时发挥抗侧作用，提高了墙体的受剪承载力及弹性抗侧刚度，但延性降低；采用方钢管截面端柱可避免端柱发生压屈破坏，其对墙体的抗侧刚度及受剪承载力提高幅度较小，但可以改善墙体的延性及变形性能；当底层与二层墙体抗侧刚度比大于1时，墙体属于弯曲型破坏。建议在多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震设计中，对底层墙体设置刚性斜撑、采用方钢管加强端柱以提高墙体受剪承载力及端柱抗压屈能力。
  
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  箱板式钢结构住宅底部加强区组合加劲钢板墙-抗震性能分析

  门进杰, 杨运杰, 兰涛, 郭昌灵, 姜子钦

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 82-91. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C121

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  箱板式钢结构是一种直接采用加肋钢板作为承重墙和楼板的箱式结构。为提高加劲钢板墙(SSPW)的抗震性能，在墙体外侧设置网格加劲板构成组合加劲钢板墙(CSPWs)。进行了3个1/3缩尺比例的加劲钢板墙试件的拟静力试验，研究参数包括是否设置网格加劲板、网格加劲板与墙体钢板之间能否相对滑动。分析了加劲钢板墙试件的破坏过程、破坏模式、承载力和变形性能等。同时建立有限元分析模型，研究轴压比、高厚比等对墙体受力性能的影响。试验研究表明：组合加劲钢板墙具有较高的承载能力和稳定的滞回性能；设置网格加劲板能有效抑制墙板的面外变形，显著提高抗侧刚度、承载力和耗能能力；网格加劲板与墙体钢板之间能相对滑动，可使试件耗能和位移延性系数分别提高42.4%和39.6%。有限元分析表明：峰值荷载随轴压比和墙板高厚比的增大而降低；当轴压比不大于0.6且高厚比介于300~500时，组合加劲钢板墙峰值荷载大于按JGJ/T 380—2015《钢板剪力墙技术规程》中全截面塑性理论计算的承载力，结合墙板面外变形情况，建议轴压比不大于0.6、墙板高厚比取300~400。
  
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  方钢管柱H型钢梁槽钢连接节点受弯性能试验研究及有限元参数分析

  常鸿飞, 李照伟, 钱玉龙, 夏军武, 姜涛

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 92-102. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C184

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  槽钢转换件构造简单，可实现方钢管柱与H型钢梁的高效装配连接。为研究该类节点的受弯性能，完成1个竖向槽钢和3个横向槽钢连接节点受弯试验，获得节点破坏形态、受弯承载力、应变分布等性能指标；并通过有限元参数分析考察了槽钢尺寸、厚度和构造对节点受弯性能的影响规律。结果表明：槽钢连接节点均表现为半刚性，横向槽钢节点比竖向槽钢节点转动能力更大；无加劲和槽钢间加劲节点的受弯性能基本无差别，其承载力及初始刚度较低，且均低于竖向槽钢节点；横向槽钢内加劲节点的受弯承载力最高，比竖向槽钢节点高51%；槽钢连接较好保护柱翼缘，试件均出现槽钢及端板屈服的破坏形态。影响横向槽钢节点受弯性能的关键参数是槽钢腹板和梁端板的厚度，当两者分别大于10 mm和15 mm时，槽钢内加劲节点的受弯承载力可超过梁的屈服弯矩，实现强节点设计。
  
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  钢管混凝土柱-钢梁延伸式端板连接节点初始转动刚度计算模型

  赵均海, 樊军超, 高伟琪

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 103-111. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C038

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  延伸式端板连接节点是钢管混凝土结构中常见的梁柱节点形式，基于组件法建立了钢管混凝土柱-钢梁延伸式端板连接节点初始转动刚度的计算模型，考虑了端板受弯、端板受剪、螺栓受拉、钢管柱腹板受剪、柱核心混凝土受剪变形对节点转动刚度的影响，对于节点锚固件，采用贯通螺栓或单边螺栓。通过确定对节点初始转动刚度有贡献的组件将其简化为弹簧模型，提出了各组件的刚度计算公式，建立了节点初始转动刚度的计算模型。根据建立的计算模型对已有试件进行理论计算并与试验结果对比，得到理论值与试验值之比的平均值为1.02，标准差为0.12，验证了其正确性，且该计算模型简单，便于在实际工程中应用。分析了节点初始转动刚度的影响因素，结果表明：适当增大端板厚度，可有效提高节点初始转动刚度；增大螺栓直径、钢管柱厚度和提高混凝土等级对节点初始转动刚度的提高不及增大端板厚度显著。
  
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  矩形高强钢管混凝土壁板弹塑性屈曲及-宽厚比限值解析解

  孙立鹏, 刘永健, 张宁, 卢迅

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 112-121. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C067

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  钢管混凝土壁板的局部屈曲可通过限制其宽厚比来避免。为了得到矩形高强钢管混凝土柱壁板的宽厚比限值，将其简化为受混凝土单侧约束板，以薄板的弹塑性局部屈曲理论为基础，采用Bleich近似计算方法和RambergOsgood高强钢材本构模型，推导出了受单侧约束板在均布压应力作用下的弹塑性屈曲应力，得到了矩形高强钢管混凝土柱壁板宽厚比限值的解析解。进而采用有限元模型进行了屈服强度为460~960MPa、宽厚比为20~60共计168组矩形高强钢管混凝土轴压构件的有限元模拟，模拟结果与已有的试验结果验证了所提出的宽厚比限值解析解的可靠性。与现行各国相关规范的对比分析表明，所提出的宽厚比限值解析解与欧洲BS EN 1994-1-1的计算结果仅相差3%。建议在设计矩形高强钢管混凝土柱时，壁板的宽厚比限值可偏保守地取本文解析解和BS EN 1994-1-1计算结果的较小值。
  
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  配置栓钉钢板与外包高强混凝土界面黏结-滑移性能研究

  董宏英, 赵翊舟, 曹万林, 陈学鹏

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 122-130. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C066

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  为了提高剪力墙内钢板与高强混凝土界面的黏结滑移性能，进行了10个配置列阵栓钉抗剪键的钢板外包高强混凝土墙板试件的推出试验。试件设计参数包括混凝土强度、栓钉长径比、拉结筋构造等。通过分析荷载-滑移曲线、黏结强度等性能指标，研究了不同参数对钢板与外包高强混凝土间黏结-滑移性能的影响。给出了钢板外包高强混凝土剪力墙中栓钉的受剪承载力计算公式，得到了不同构造下黏结-滑移本构关系。研究表明:混凝土强度对钢板外包高强混凝土剪力墙黏结强度的影响呈正相关；栓钉长径比不小于4且不大于8时，增大长径比对界面受剪承载力的提高影响不大；将拉结筋取代部分栓钉后可大幅度提高钢板外包混凝土剪力墙的残余黏结强度。给出的钢板高强混凝土剪力墙内栓钉受剪承载力拟合计算式所得结果以及黏结滑移本构关系拟合曲线与试验结果均符合较好，可为工程应用提供参考。
  
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  π形开孔板连接件受剪性能试验研究

  李帼昌, 王哲渊, 杨志坚, 许伟

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 131-141. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.C176

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  高性能组合结构中抗剪连接件的研究受到广泛关注，通过6组10个π形开孔板抗剪连接件试件在单调及重复荷载作用下的推出试验，研究其破坏模态、荷载-滑移曲线以及应力发展规律等。分析了贯穿钢筋、腹板间距、翼缘板的布置方向、连接件数量以及加载方式对π形开孔板连接件初始刚度和受剪承载力等力学性能的影响。结果表明：π形开孔板抗剪连接件的初始刚度较大，翼缘板的存在承担了大部分剪力，阻止了纵向贯穿裂缝的发展，提高了承载力；布置贯穿钢筋连接件的荷载-滑移曲线下降平缓，表现出较好的延性；随着腹板间距的减小，腹板间混凝土的套箍作用增加，提高了连接件的承载力；在重复荷载作用下，连接件表现出良好的受力和耗能能力。根据试验结果，提出了连接件承载力计算式，承载力计算值与试验结果吻合较好。
  
基础理论与共性技术
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  结构用木竹材料弹性模量标准值确定方法

  钟永, 武国芳, 陈勇平, 任海青

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 142-150. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C116

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  弹性模量标准值是结构用木竹材料的重要力学性能指标之一，应结合抽样样本包含的试样数、置信度水平进行确定，目前国内外对弹性模量标准值缺乏系统的理论研究。为了建立和完善结构用木竹材料弹性模量标准值的确定方法，合理确定弹性模量标准值，分别基于参数法和非参数法对其开展数理统计，确定置信度和拟合计算公式等。研究结果表明：基于参数法确定的弹性模量标准值，其取值系数随置信度的增加呈非线性递增；而基于非参数法确定的弹性模量标准值，其置信度随试样数的增加呈非线性递增；基于参数法和非参数法建立的弹性模量标准值的计算公式比欧洲规范中给出的方法适用性更广；该计算公式和理论推导的重组竹算例的弹性模量标准值，两者吻合良好。
  
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  木结构螺栓连接横纹受力性能试验研究

  冯新, 肖宏彬, 陈伯望, 晏班夫

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 151-165. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C230

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  木结构螺栓连接横纹受力在现代木结构应用中难以避免，其横纹劈裂承载力计算目前尚缺乏相关规范作指导。设计制作了185根锯材木梁和54根胶合木梁螺栓连接横纹受力试件，进行了横纹劈裂承载力试验研究。结果表明：劈裂承载力与梁截面宽度成正比，与连接节点相对加载高度呈非线性关系，而与螺栓直径无关，螺栓布置方式对劈裂承载力无明显影响；简支梁试件劈裂承载力与连接节点沿跨径所在位置无关，但对于外伸端螺栓连接的外伸梁试件，其横纹劈裂承载力相对于简支梁试件出现了无明显规律的降低现象；当梁的有效跨高比l/he≥5时，梁的跨径对其劈裂承载力没有影响。对比国外相关木结构规范和计算模型，提出了计算木结构螺栓连接横纹劈裂承载力的修正模型，其预测值与锯材试件试验结果之比的平均值为0.92，与胶合木试件试验结果之比的平均值为0.94，验证了所修正模型的精确度和适用性。
  
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  玄武岩纤维筋海水海砂混凝土梁承载性能及使用性能影响因素研究

  华云涛, 尹世平, 王璐晨

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 166-177. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C081

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  为提升玄武岩纤维（BFRP）筋海水海砂混凝土梁的承载性能和使用性能，提出采用纤维编织网增强水泥基复合材料 (textile reinforced ECC, TRE)复合层替代受拉区部分混凝土来限制裂缝和挠度发展。研究参数包括配筋率、截面高度、筋材直径和TRE复合层。结果表明:增大配筋率(或轴向刚度)和截面高度可提高承载力、减小挠度和裂缝宽度；采用直径较小的BFRP筋可减小裂缝宽度，但对承载力和挠度无显著影响；TRE复合层可在一定程度上提高梁的开裂荷载和承载力。此外，TRE复合层能有效地延缓梁的刚度退化，减小梁在使用阶段的挠度和裂缝宽度，其效果随着复合层厚度和纤维编织网层数的增加而越发明显。在使用荷载作用下，TRE复合梁的挠度值和裂缝宽度较未复合梁的最大值分别减小63.2%和71.3%。最后，基于截面分析法给出了TRE复合梁的承载力计算方法和最优配网率公式，承载力计算值与试验值吻合良好，相对误差总体处于16%以内。
  
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  端部混锚CFRP加固混凝土界面黏结性能模型

  董坤, 杨志嵩, 蒋济同, 荆范华, 刘洋

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 178-186. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C073

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  现阶段工程实际中CFRP加固钢筋混凝土构件采用的纯粘贴CFRP的方法，容易发生CFRP片材的早期剥离破坏，大大降低了加固效果，采用端部混锚技术可以有效改善该问题。为丰富端部混锚技术加固理论，研究端部混锚技术对CFRP加固混凝土界面黏结性能的影响，结合指数型双参数黏结-滑移本构模型，利用叠加法建立了端部混锚CFRP加固混凝土界面黏结行为理论模型，得到了界面荷载-滑移曲线、界面黏结剪切应力、CFRP正应力和应变分布表达式。并设计进行了端部锚固加固混凝土试件的单面剪切试验，将试验数据与理论公式进行了对比分析，验证了解析推导公式的正确性。此外，经参数分析可知，界面参数A对界面剥离荷载值和相对应滑移值的影响最大；当黏结长度小于有效黏结长度时，剥离荷载及对应的加载端滑移都会明显减小。
  
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  预应力混凝土双T板端部钢带及拉筋企口受力性能试验研究

  王晓锋, 那振雅, 赵广军, 田春雨

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 187-197. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C109

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  近年来，随着装配式建筑的不断发展，预应力混凝土双T板的应用在国内日趋增加，其端部连接方式种类繁多，但是均存在设计复杂、施工困难等诸多问题。为此，提出了传力路径明确、设计及施工方便的钢质企口连接方式。对预应力混凝土双T板端部钢带企口和拉筋企口两种钢质企口、14个不同设计参数的连接方式进行静力试验，研究其破坏形态、承载能力、初始裂缝、加载点荷载位移曲线、钢筋荷载-应变曲线。结果表明：钢带企口破坏模式为加载点处试件弯曲破坏和企口底部钢筋屈服致端部剪切破坏两种，受力性能良好，设计方法安全可行，U形钢带高度与试件高度比不宜小于0.7；拉筋企口破坏模式为端部剪切破坏，受力性能受初始裂缝影响较大，设计方法可行但端部构造不佳，给出端部构造改进措施，建议斜向受拉钢筋的延伸长度不宜小于40倍钢筋直径。
  
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  钢网架螺栓球节点用高强度螺栓过火冷却后力学性能试验研究

  冯绍攀, 幸坤涛, 王新泉, 辛雷, 肖树豪

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 198-205. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C071

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  螺栓球钢网架结构火灾后，其螺栓球节点用高强度螺栓剩余力学性能对结构整体安全至关重要。通过对螺栓球钢网架常用的10.9s级40Cr和35CrMn螺栓球节点用高强度螺栓进行过火冷却后力学性能试验，主要控制参数为过火温度和冷却方式，并对其力学性能变化规律进行了分析，得到两种高强螺栓过火冷却后的抗拉强度变化规律。结果表明：40Cr螺栓和35CrMn螺栓的过火温度分别低于500℃和400℃时，过火温度及冷却方式对高强螺栓的力学性能影响不大；40Cr螺栓过火温度在500~800℃，35CrMn螺栓过火温度在400~800℃时，过火温度对高强螺栓的力学性能有较大影响，而冷却方式仅对伸长率影响显著；过火温度大于800℃时，冷却方式对高强螺栓的力学性能影响较大。过火温度不大于800℃时，螺栓抗拉强度可按文中拟合公式进行计算，对于40Cr高强螺栓计算公式最大误差为3.78%；对于35CrMn高强螺栓，计算公式最大误差为6.79%。
  
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  CFRP加固含混合型边裂纹钢板的疲劳性能试验研究

  陈涛, 摇铖

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 206-212. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C175

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  为研究碳纤维增强复合材料(CFRP)对含初始边裂纹钢板疲劳性能的改善效果，使用MTS试验机对未加固及CFRP材料加固后的含边裂纹钢板进行疲劳试验，比较了裂纹形式、钢板初始损伤度、CFRP粘贴面以及CFRP材料种类(CFRP布与CFRP板)对钢板疲劳寿命的影响。共设计制作了3个未加固试件、3个CFRP布双面加固试件、3个CFRP布单面加固试件以及2个CFRP板双面加固试件。试验中利用改进的变角度加载装置，得到I型边裂纹试件与I/II混合型边裂纹试件，比较CFRP材料对含I型边裂纹及I/II混合型边裂纹试件疲劳寿命的改善效果。结果表明：双面粘贴CFRP材料能够极大提高含裂纹钢板的疲劳寿命，而单面粘贴CFRP的加固效果远不如双面粘贴的加固效果；CFRP布与CFRP板在相似补强率下对钢板疲劳寿命的改善效果相近；CFRP材料对含I型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果优于对含I/II混合型边裂纹钢板疲劳寿命的改善效果；双面粘贴CFRP布对钢板疲劳寿命的改善效果会随着初始损伤度的增大而增强。
  
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  基于三参数威布尔分布模型的铸钢及对接焊缝腐蚀疲劳寿命评估方法

  韩庆华, 王鑫, 芦燕, 亓立刚

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 213-220. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C086

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  在海洋腐蚀环境和往复荷载耦合作用下，结构会产生腐蚀疲劳问题。为了更准确地拟合铸钢母材及对接焊缝的腐蚀疲劳应力寿命（S-N）曲线，采用基于三参数威布尔分布对曲线进行修正，得到不同失效概率下的S-N 曲线表达式。采用概率权重矩法(PWM)求出威布尔参数的两个通解，其拟合结果接近，相对误差不超过5%。与Stromeyer模型S-N曲线拟合结果进行对比，发现基于三参数威布尔模型S-N 曲线具备更好的弯曲形状且拟合精度更高。对于G20Mn5QT铸钢母材，其拟合结果与疲劳试验值的误差平均值为13.8%；对于对接焊缝，其拟合结果与疲劳试验值的误差平均值为11.8%。
  
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  钢筋套筒灌浆接缝受剪性能试验研究

  赵勇, 万宇杰, 王晓锋

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 221-230. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C244

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  钢筋套筒灌浆接缝是装配整体式混凝土结构中关键的传力部位。进行了10个钢筋套筒灌浆接缝试件的单调加载直剪试验，其中试件的结合面包括露骨料粗糙面和键槽面，接缝厚度包括15、30mm和50mm，并与新旧混凝土结合面试件进行对比，研究了灌浆接缝的破坏特征与受剪承载力、剪力-滑移关系等受剪性能，分析了预制构件结合面做法及接缝厚度对试件受剪承载力的影响。结果表明：灌浆接缝先从下部构件结合面开裂，且达到第一峰值荷载时，灌浆层中部斜裂缝与两侧结合面裂缝贯通，而键槽根部会被剪断；灌浆试件的荷载-滑移曲线大致呈四段折线，且达到第一峰值荷载时，接缝滑移量较小；在其他条件相同的情况下，灌浆接缝试件的受剪承载力比新旧混凝土结合面试件的偏低，二者比值平均为0.86；键槽面试件的受剪承载力比粗糙面试件的偏高，二者比值平均为1.18；接缝厚度较大的试件受剪承载力较小。通过分析灌浆接缝的受剪机理，并在扩展摩擦抗剪模型(ESF)的基础上，提出了考虑接缝厚度的灌浆接缝受剪承载力计算方法和剪力-滑移模型。按该方法计算的灌浆接缝受剪承载力与试验值之比平均为0.75，具有一定的安全度，且剪力-滑移模型与试验结果符合较好。
  
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  基于全局敏感性的模型更新混合模拟方法

  陈再现, 钟炜彭

  建筑结构学报. 2021, 42(02): 231-238. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.C375

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  针对混合模拟中数值结构本构参数不确定性，提出了基于Sobol全局敏感性分析的模型更新混合模拟方法，以试验子结构作为参数更新的对比目标。建立常见的钢框架与钢筋混凝土框架模型，推导出其独立本构参数作为更新对象，获得各个参数在地震作用全过程中全局灵敏度系数变化关系，据此进行了参数筛选，制定了核心参数更新与全参数更新两种更新策略与每一时间点的参数更新搜索步长，分别进行了9组不同初始参数集的混合模拟仿真试验。研究结果表明：参数灵敏度在地震全过程中持续变化，根据各参数灵敏度系数变化关系对多参数进行分阶段、不等搜索步长更新，有效降低了参数相互作用并使参数每一次更新对系统的影响更均衡，同时采用均匀设计确保了参数更新点的代表性；与未更新的混合模拟对比，本方法将两类结构的混合模拟相对累计误差有效降低到4%内；在多参数识别效果方面，钢框架参数识别相对误差均在1.5%内，钢筋混凝土参数则基本在10%内，验证了所提方法在提升混合模拟精度及参数识别准确度方面的可行性与有效性。