2024年, 第45卷, 第2期　刊出日期：2024-02-05

  

• 全选
  |

综述评论
• Select
  人工智能时代混凝土结构耐久性诊断研究进展

  罗大明, 李 凡, 牛荻涛

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 1-13. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.A157

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  受服役环境的影响，混凝土结构普遍存在性能劣化严重、耐久性不足等问题。对在役混凝土结构进行诊断，准确识别混凝土结构损伤特征，高效评估其服役寿命，已成为保障混凝土结构服役安全的重大需求。以人工检测、传感器监测为主的诊断方法效率低下、准确性较差，难以满足实际工程结构服役安全科学诊断的要求。人工智能可为各领域研究与应用提供创新驱动力，与混凝土结构耐久性诊断技术深度融合，为混凝土结构全寿命周期的智慧运维提供新的方法。通过分析传统混凝土结构耐久性诊断技术的不足与人工智能技术的优势，从混凝土结构耐久性损伤智能感知、耐久性演化智能预测和耐久性状态智能评估等三个方面总结了人工智能在混凝土结构耐久性诊断中的应用。结果显示：人工智能技术为混凝土耐久性损伤检测与监测提供了新思路，结合传统混凝土材料损伤劣化理论，形成混凝土耐久性劣化进程与服役寿命智能预测方法，建立混凝土结构耐久性智能诊断体系，将是未来结构工程领域的重要发展方向。
  
结构抗火专题
• Select
  足尺钢框架结构真实火灾下耐火性能试验研究

  刘红波, 陈蕙芸, 王 岚, 李子睿, 陈志华

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 14-24. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0840

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为分析真实火灾下整体钢框架结构的耐火性能，设计了一个平面尺寸为6 m×6 m、单层层高为3 m的两跨两层钢框架足尺结构，并进行三种火灾工况下的真实火灾试验，研究了住宅火灾、仓库火灾及无防护火灾条件下的试验现象、实际温度场和力学响应。结果表明：真实火灾下钢框架的升温曲线与标准升温曲线有较大差别；受火房间的空气温度沿竖直方向呈现不均匀分布，沿水平方向温度趋于相同；防火保护使构件表面温度滞后于火场温度，且表面温度峰值和峰值后的下降速率均小于无防火保护构件的；火荷载密度增大及防火保护的缺失都将增加钢梁轴向的温度差，但不影响沿钢梁和钢柱截面方向以及钢柱轴向的温度梯度变化规律；钢梁和混凝土板相较钢柱具有更高的温度；钢框架结构设计应充分考虑防火保护，且可适当考虑墙体对建筑抗火性能的有利作用。
  
• Select
  装配式钢筋混凝土叠合梁抗火性能研究

  张大山, 胡浩灿, 黄栋强, 董毓利, 徐玉野, 王慧青

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 25-37. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0842

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究装配式建筑中由于两次浇筑混凝土而形成的叠合面对钢筋混凝土叠合梁抗火性能的影响，开展了3个钢筋混凝土叠合梁和2个钢筋混凝土整浇梁的火灾试验，研究荷载水平对叠合梁抗火性能的影响，并与整浇梁的抗火性能进行对比分析。火灾试验时，测试梁截面上的温度场、竖向挠度，观察梁在火灾下的试验现象和破坏特征。研究结果表明：火灾下，叠合梁和整浇梁在最大竖向挠度变形达到跨度的1/20时均未发生坍塌，但在临近停火前15 min具有较快的变形速度，呈现不稳定的平衡状态；在相同荷载水平下，叠合梁和整浇梁的耐火极限基本一致；叠合梁的叠合面上出现水平剥离裂缝，且在板块接缝处有一定程度的爆裂；以荷载比为0.3的叠合梁耐火极限149 min为基准，荷载比为0.5和0.7的叠合梁的耐火极限分别减少24.8%和41.6%，荷载比影响较为显著。基于试验结果，验证了基于弯矩-曲率关系曲线提出的耐火极限评估方法的有效性。
  
• Select
  钢-ECC组合梁高温冷却后受剪性能研究

  武芳文, 买少轩, 崔璇, 吴健辉, 段钧淇

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 38-51. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0704

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究受热温度、冷却方式对钢-高延性水泥基材料（ECC）组合梁高温后受剪性能的影响，通过4根高温后钢-ECC组合梁和1根常温对比组合梁的静力加载试验，分析了钢-ECC组合梁在高温后的裂缝扩展规律、破坏模式、剩余承载力及变形。试验结果表明：高温作用后，钢-ECC组合梁裂缝呈现多缝开裂、密集分布的特征，随温度升高，裂缝数量增多、宽度增大，湿水冷却后裂缝深度加深；钢-ECC组合梁在常温下及高温后的破坏形态均为剪切破坏，经历200 ℃高温后钢-ECC组合梁仍具有较好的延性，而当温度高于400 ℃时，采用湿水冷却后延性下降显著；高温后钢-ECC组合梁承载力降低，200 ℃内冷却方式对承载力影响较小，400 ℃时湿水冷却后承载力显著小于自然冷却的，自然冷却和湿水冷却后承载力分别降低8.7%、25.7%；冷却方式对钢-ECC组合梁初始抗剪刚度影响显著，湿水冷却后钢-ECC组合梁初始抗剪刚度提高，而自然冷却后降低。基于ABAQUS软件中瞬态热传导分析模块模拟钢-ECC组合梁的温度场，并采用塑性损伤模型对钢-ECC组合梁进行热-力耦合全过程分析，建立了有限元模型，经比较，模型的预测结果与试验得到的荷载-位移曲线吻合良好。进一步利用有限元模型开展参数分析，发现与自然冷却相比，钢-ECC组合梁湿水冷却后受剪承载力随翼板厚度及强度增加而增长的幅度较小。
  
• Select
  四周受火异形截面部分包覆钢-混凝土轴压组合柱耐火性能试验研究

  杨 欢, 刘 用, 王静峰, 徐秋雨

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 52-62. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0470

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  异形截面部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱是解决高层钢结构住宅凸柱问题的有效方法之一，因其型钢翼缘外露，故而抗火问题备受关注。为研究异形截面PEC柱的抗火性能，以截面形式和轴压比为参数设计并制作了4根异形截面PEC柱，开展了恒载升温试验，得到火灾下异形截面PEC柱的破坏模式、竖向与侧向变形-时间关系曲线和耐火极限，并分析其温度场分布与变形规律。研究结果表明：随着火灾下截面损伤增加，L形及T形截面PEC柱逐渐由轴压受力状态分别转为双向及单向偏压受力状态，十字形截面PEC柱仍保持轴压受力状态；在上端球铰和下端单向铰边界条件下，L形截面PEC柱发生双向弯曲失稳，T形截面PEC柱发生平面外弯曲失稳，十字形截面PEC柱发生平面内弯曲失稳；在轴压比为0.4、没有防火保护条件下，L形截面PEC柱耐火极限为41 min，T形截面和十字形截面PEC柱耐火极限分别为32.5 min和29 min；当轴压比由0.4增加至0.55时，十字形截面PEC柱耐火极限降低了28.7%。借鉴EN 1994-1-2中建议的四周受火规则截面PEC柱高温承载力简化计算方法，对异形截面PEC柱高温承载力进行计算，计算结果偏保守。
  
• Select
  受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙抗震性能试验研究

  郑家豪, 李俊华, 陈佳威, 张振文

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 63-73. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0937

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究火灾后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙的抗震性能，对4榀受火后套筒灌浆连接装配式混凝土剪力墙、1榀受火后现浇剪力墙对比试件及1榀常温未受火套筒灌浆连接剪力墙对比试件进行低周反复加载试验，研究受火时间、暗柱设置、套筒灌浆连接方式对套筒灌浆连接混凝土剪力墙的破坏形态、承载力、刚度、延性、耗能能力的影响。试验结果表明：与常温未受火套筒灌浆连接剪力墙相比，受火后套筒灌浆连接剪力墙在低周往复拟静力加载过程中会出现混凝土塌落现象，受火60、113 min的套筒灌浆连接剪力墙承载力分别降低4.68%、13.15%，位移延性系数分别降低2.56%、7.73%，初始刚度分别降低9.92%、27.73%；在相同受火时间下，暗柱对受火后套筒灌浆连接混凝土剪力墙的承载力影响不大，但可以增加刚度、延性和耗能能力；与现浇剪力墙相比，受火113 min后套筒灌浆连接剪力墙承载力降低20.72%，初始刚度降低9.33%，位移延性系数增加4.68%，在屈服前耗能能力优于现浇剪力墙，在屈服后耗能能力劣于现浇剪力墙。
  
• Select
  闭口型压型钢板-再生混凝土组合楼板抗火性能研究

  赵 晖, 王杰堂, 赵金泽, 刘发起, 王 蕊

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 74-81. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0854

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  闭口型再生混凝土组合楼板兼具组合结构的优点与固废利用的特点，但高温下再生混凝土热工和力学性能与普通混凝土有明显差别，进一步造成了相应结构构件火灾下抗火性能的差异。为此，对闭口型再生混凝土组合楼板基于承载能力的耐火极限进行了试验与有限元研究，主要参数为再生粗骨料取代率、板型与荷载水平，分析挠度与不同位置处的温度发展，并建立了适用于该类楼板耐火极限简化计算方法。结果表明:受火90 min后，压型钢板与混凝土未发生分离，组合楼板保持了较好整体性；压型钢板闭口位置温度明显低于受火面底钢板，相同位置处再生混凝土组合板温度低于普通混凝土板；耐火极限受取代率的影响较小，再生混凝土组合板相对普通混凝土板耐火极限提高幅度在1.2%~9.2%，且远超过一级耐火极限90 min的要求；考虑钢板闭口部分受弯承载力贡献提出了耐火极限简化计算式,其可较好地预测组合板耐火极限。
  
组合结构
• Select
  钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架振动台试验研究

  杨 红, 苏星宇, 王志军, 郑宇睿, 白久林

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 82-94. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0490

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了增加轻钢框架结构的应用范围，基于主次结构的理念，提出了以钢管混凝土柱-钢梁-斜撑为主结构并形成主要抗侧力体系，以主要承受自身竖向荷载的轻钢框架为次结构的结构体系，其中轻钢次框架以循环嵌套的方式与主结构相结合。为研究轻钢次框架的结构形式、钢管混凝土柱-钢梁连接节点、次框架采用预制装配式楼板对主次框架结构损伤特征和抗震性能的影响，按7度0.1g设计并制作了2个按1∶3缩尺的6层钢管混凝土柱-钢梁-轻钢主次框架结构模型。对2个模型分别进行振动台试验，分析了其动力特性和地震响应。试验结果表明：2个缩尺模型在7度0.1g罕遇地震作用下均无明显破坏现象，在8度0.2g极罕遇地震下的最大层间位移角分别达到1/28和1/35，但主要结构构件未出现明显损伤；次框架采用铰接梁柱节点并取消第3层钢柱可明显减小水平地震对次框架受力的影响，且可提高装配率、降低造价；刚性法兰连接节点可确保双向水平地震下钢管混凝土柱端先屈服，能满足连接节点更强的抗震要求；经过构造措施加强的次结构预制楼板与边钢梁有明显的组合空间作用，可对边钢梁扭转形成有效约束。
  
• Select
  预制装配部分包覆高强型钢-超高性能混凝土组合梁受弯承载力试验研究

  郝 宁, 杨 勇, 薛亦聪, 冯世强, 于云龙, 马慕达, 曹燕妮

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 95-106. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0378

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了降低大跨度和重载结构的质量及工程造价，提出一种差异化使用超高性能混凝土（UHPC）和普通混凝土并结合使用高强型钢的钢-混凝土组合梁，即预制装配部分包覆高强型钢-超高性能混凝土组合梁(PPECB)。设计5根配置蜂窝型钢的预制装配部分包覆高强型钢-超高性能混凝土组合梁（PPECCB）和2根配置实腹型钢预制装配部分包覆高强型钢-超高性能混凝土组合梁（PPESCB），并进行受弯性能静力试验，对其破坏模式、应变发展和受弯承载力进行分析，研究高强型钢翼缘厚度、高强型钢腹板形式、箍筋形式、混凝土翼缘叠合板形式对其受弯承载力的影响。研究结果表明：PPECB破坏模式包括叠合面的黏结破坏和典型的弯曲破坏，发生弯曲破坏的组合梁表现出更良好的延性和整体工作性能；当高强型钢翼缘厚度从6 mm增加到10 mm和14 mm时，PPECB的受弯承载力分别提高23.6%和25.8%；相较于PPECCB，PPESCB的受弯承载力和刚度均有显著提高；配箍形式对PPESCB开裂荷载无明显影响，但采用C形箍筋的PPESCB，其屈服荷载和峰值荷载均高于闭合箍筋PPESCB的；带键槽叠合板PPECCB的受弯承载力优于钢筋桁架叠合板PPECCB的。提出了PPECB的受弯承载力计算式，其计算结果与试验结果吻合良好。
  
• Select
  部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁受弯性能试验研究

  楚留声, 李烨, 李杰, 顾丽华

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 107-115. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0450

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁受弯性能，以组合梁截面高度、主钢件翼缘厚度和腹板空腹率为变化参数，共设计4根试件并进行四点弯曲试验。通过对破坏现象、荷载-跨中挠度曲线、混凝土与主钢件应变、承载力与变形等的分析，研究了组合梁的截面高度、主钢件的翼缘厚度和腹板空腹率对部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹梁受弯性能的影响规律。研究表明：所有试件均发生受弯破坏，且延性较好；荷载-跨中挠度曲线呈现弹性工作段和弹塑性工作段，跨中截面主钢件与混凝土应变基本满足平截面假定；组合梁截面高度由400 mm增加到500 mm，试件受弯承载力提高29.3%；主钢件翼缘厚度由10 mm减小到8 mm，试件受弯承载力减小25.9%；腹板空腹率对受弯承载力影响不大。基于试验现象和基本假定，推导了部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹梁的受弯承载力计算式，其计算结果与试验结果吻合较好。
  
• Select
  部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁受剪性能试验研究

  楚留声, 郭欣威, 李 杰, 谢骁蒙, 何一波

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 116-122. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0448

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究部分包覆钢-混凝土钢筋桁架空腹组合梁的受剪机理，设计了4根组合梁的缩尺模型，在组合梁腹部设置C形连杆和X形拉结筋，以剪跨比和腹板空腹率为变化参数，进行了受剪性能试验。试验结果表明：当组合梁剪跨比从1增大到3时，组合梁呈现出斜压破坏、约束剪压破坏和斜拉黏结破坏等三种破坏形态；腹板空腹率相同时，剪跨比的增大使梁的受剪承载力显著减小，变形能力提高，相比于剪跨比为1的组合梁，剪跨比为2和3的组合梁受剪承载力分别降低了23.94%和44.08%。C形连杆和X形拉结筋先于腹板达到屈服，腹板在加载后期承载能力得到充分发挥；剪跨比相同时，腹板空腹率的增大使组合梁的受剪承载力减小，腹板空腹率由51.1%增大至67.4%，组合梁的受剪承载力减小了8.82%。在试验基础上，参考JGJ 138—2016《组合结构设计规范》，基于叠加原理提出了钢筋桁架空腹组合梁受剪承载力计算方法，计算结果与试验结果较为接近。
  
• Select
  圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱轴压受力性能研究

  丁纪楠, 王庆贺, 任庆新

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 123-135. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0346

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究圆中空夹层钢管混凝土叠合柱的轴压受力性能并提出轴压承载力设计方法，以含中空夹层钢管混凝土率和截面直径为参数，对10个圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱进行轴压试验，研究其破坏过程、破坏模态、纵向应变和横向变形系数的发展规律，分析影响轴压刚度、强度系数和延性系数的关键因素。采用ABAQUS软件建立有限元模型，对短柱进行受力全过程分析、接触应力分析和参数分析，进而提出圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱轴压承载力的设计方法。研究结果表明：在轴压作用下，各组成部件能够协同变形、共同受力；增大中空夹层钢管混凝土的约束效应系数可提升短柱组合效应，提高钢筋混凝土的配箍特征值可改善短柱的延性；当含中空夹层钢管混凝土率由0.5增大至0.6和0.7时，延性系数提高9.6%和18.7%；当截面直径由220 mm增大至260 mm和300 mm时，轴压刚度提高22.2%和43.8%；在极限荷载作用下，钢筋混凝土达到自身的轴压承载力，中空夹层钢管混凝土分担的内力小于其自身的轴压承载力，二者之间的接触应力可忽略不计；通过引入承载力折减系数而提出的轴压承载力设计方法可以有效预测圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱的轴压承载力。
  
• Select
  铝合金管螺旋筋海水海砂混凝土短柱轴压性能及承载力计算

  陈宗平, 宋春梅, 莫琳琳, 周 济

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 136-147. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0402

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究铝合金管螺旋筋海水海砂混凝土组合短柱的轴压性能，以螺旋筋与纵筋截面配筋率之比(0.55、1.02、2.20、4.01)、螺旋筋直径（6、8、10 mm）与间距(40~210 mm)、纵筋数量（2、4、6、8）与直径（6、8、10、14 mm）为变化参数，对16根该类组合短柱和1根铝合金管海水海砂混凝土短柱进行轴心受压试验，观察其受力破坏过程及形态，获取荷载-位移曲线和性能特征点，分析各变化参数对组合短柱承载力、轴压延性和耗能能力的影响。结果表明：构件的破坏过程相似且均为剪切破坏，但组合短柱的轴压承载能力和变形能力更优；在相同钢筋含量下，组合短柱的承载力、轴压延性和耗能能力随螺旋筋与纵筋截面配筋率之比增大呈先增大后减小的趋势；螺旋筋与纵筋截面配筋率之比为2.2时构件的轴压性能最优，其中，螺旋筋“细且密”或纵筋“少且粗”的构件拥有更高的承载力、轴压延性和耗能能力，建议通过调整螺旋筋直径与间距获取理想的轴压性能。针对铝合金管螺旋筋海水海砂混凝土组合短柱推导了轴压承载力计算式，其平均计算误差仅为1%。
  
• Select
  不锈钢管螺旋筋海洋混凝土短柱轴压性能试验研究

  陈宗平, 刘丁瑗, 梁宇涵, 周 济

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 148-161. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0401

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究不锈钢管螺旋筋海洋混凝土短柱的轴压性能，以螺旋筋直径与间距、纵筋直径与数量、螺旋筋与纵筋的截面配筋率之比为变化参数，设计了17组共51个轴压短柱进行静力加载试验，观察了短柱的受力破坏过程及形态，获取了轴向荷载-位移曲线及各钢材应变曲线，基于试验数据，分析各变化参数对该类短柱的承载力、轴压延性、耗能能力、损伤发展的影响规律。结果表明：短柱破坏形态均表现为不锈钢管局部屈曲压皱和混凝土斜向剪切破坏；配置螺旋筋和纵筋可以使短柱的承载力增大14.95%，延性系数增大73.25%，耗能系数增大19.69%，并抑制短柱的损伤发展；相同换算截面配筋率下，随螺旋筋间距增大（直径增大），短柱承载力、延性、耗能均呈递减趋势；随纵筋直径增大（数量减少），短柱承载力表现为先减小后增大、延性先增大后减小、耗能递减；螺旋筋与纵筋截面配筋率最优比值为0.875。最后提出了该类短柱的轴压承载力计算式，其计算值与试验值吻合良好。
  
• Select
  内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱轴压性能研究

  王志滨, 柯丞樑, 李永进

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 162-174. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0419

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究内置型钢圆形截面不锈钢管混凝土短柱的轴压性能，进行了10根内置型钢的圆形截面不锈钢管混凝土短柱和2根圆形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验，并建立其有限元模型，开展了受力机理分析和参数分析。试验和受力机理分析结果表明：设置型钢后圆形截面不锈钢管混凝土短柱的承载力和延性系数分别平均提高了24%和80.3%；峰值荷载作用时，型钢的最大约束应力超过不锈钢管。参数分析结果表明：该类组合柱的承载力随材料强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大，最大提高幅度为36.1%~81.94%；峰值应变随钢材强度或钢管含钢率的增大而增大，最大提高幅度为28.33%~136.09%；轴压刚度随混凝土强度、钢管含钢率和型钢含钢率的增大而增大，最大提高幅度为27.89%~49.1%。提出该类组合柱的轴压承载力、峰值应变和组合刚度的简化模型，简化模型计算值与有限元计算结果及实测结果吻合较好。
  
• Select
  不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱轴压受力性能研究

  郑永乾, 何多艺, MBANDA Erneste

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 175-188. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0386

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱受压力学性能，进行了6个圆形和6个方形截面轴压短柱的试验研究，主要研究参数为不锈钢管厚度（1.4、1.9 mm）、再生砖骨料掺量（0%、50%、100%）和柱类型（不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱、不锈钢管钢筋再生混凝土短柱和钢筋再生混凝土短柱），获得了破坏形态、荷载-应变关系、极限荷载、刚度和延性等性能。结果表明：不锈钢管的约束作用提高了短柱的承载力和延性，承载力随再生砖骨料掺量增加而减小，再生砖骨料掺量100%时圆形和方形截面短柱承载力比无掺入情况分别下降23.6%和39.5%；再生砖骨料掺量越大，短柱的轴压刚度越小，不锈钢管壁厚从1.4 mm变化到1.9 mm对轴压刚度影响不大；再生砖骨料高掺量情况或增加不锈钢管厚度可显著提高短柱延性。同时，修正了现有圆形截面的约束混凝土本构模型，建立了不锈钢管约束钢筋再生混凝土短柱的有限元模型进行轴压性能分析，有限元计算结果和试验结果吻合良好。对114个不同参数下短柱模型进行计算，提出了圆形和方形截面不锈钢管约束再生混凝土短柱轴压承载力和刚度设计方法。
  
基础理论与共性技术
• Select
  混凝土自复位墙结构地震全过程损伤分析

  鲁懿虬, HENRY Richard S, 周 颖, RODGERS Geoffrey W, 杨 群, 顾安琪

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 189-204. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0243

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  后张法预应力混凝土自复位墙是一种有效的可恢复功能结构。虽然自复位墙自身在地震中损伤较小，但其与周边构件的变形不协调可使结构损伤严重。为控制结构层面的损伤，设计了1个框架-自复位墙结构，对自复位墙底、梁柱节点、墙梁节点、墙-基础连接、柱-基础连接以及墙-板连接开展损伤控制设计，并对设计的结构进行足尺振动台试验。结构共经历了39次不同设计工况下不同烈度的地震激励，峰值加速度最大达1.0g，位移角最大达3.3%。对结构在历次地震作用下整体、局部构件和节点的损伤发展进行全过程定量分析，结果表明：自复位墙-开槽梁结构在地震作用下的损伤能够得到有效控制，其中多遇、设防地震作用下结构基本无损伤，罕遇地震作用下墙底损伤仅限角部剥落且面积仅为400 cm2，楼板有开裂且裂缝最大仅为1.2 mm，梁端剥落可忽略；自复位墙-开槽梁结构可使整个结构在不同设计位移角下实现多遇、设防地震不坏，罕遇地震小修甚至不修的抗震性能目标；设计的连接方式解决了结构中构件之间的变形不协调问题，提高了自复位墙结构层面的可修复性。
  
• Select
  多重失效机制下钢筋混凝土剪力墙可靠性分析

  向 东, 高向玲

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 205-216. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0719

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在静力推覆荷载作用下，材料非线性和随机性的耦合作用导致钢筋混凝土剪力墙出现不确定的失效模式，如弯曲失效或剪切失效，而采用构件弯曲失效的阈值难以准确度量剪切失效构件的可靠度。为此，采用基于运动学原理的剪力墙受剪计算方法对27个钢筋混凝土剪力墙的承载力以及8个钢筋混凝土剪力墙的水平荷载-位移曲线进行预测。考虑轴向荷载、结构尺寸及材料参数的不确定性，进行墙体在水平荷载作用下的随机非线性分析；通过定义构件的失效域并作为吸收边界条件，基于概率密度演化方法进行了多重失效模式下剪力墙的可靠度分析。结果表明：该方法能够较好地预测不同破坏模式下剪力墙的非线性响应，剪力墙多重失效的本质是内力重分布不同演化过程的结果；发生多重失效剪力墙的峰值点位移、残余点水平荷载的变异系数均可达到0.3以上。对某一特定的剪力墙考虑混凝土抗压强度、配筋率、配箍率以及高宽比等影响因素，发现提高混凝土强度可显著提高静力推覆荷载作用下钢筋混凝土剪力墙的可靠度。
  
• Select
  装配式活性粉末混凝土叠合梁-高强混凝土柱节点抗震性能试验研究

  王德弘, 赵 健, 鞠彦忠, 曾 聪

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 217-225. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0587

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了提高装配式梁柱节点的抗震性能，提出了节点核心区配置附加钢筋和梁端一定范围浇筑活性粉末混凝土（RPC）实现梁端塑性铰位置转移的方案。以附加钢筋深入梁端长度和梁端后浇注RPC长度为变化参数，设计制作6个足尺装配式RPC叠合梁-高强混凝土(HSC)柱边节点试件和1个整体现浇节点试件进行拟静力试验，研究了节点的承载性能、延性、滞回性能、刚度、耗能能力以及破坏形态。结果表明：两种塑性铰外移设计均实现了梁铰耗能机制；与整体现浇节点相比，节点核心区配置附加钢筋节点的位移延性系数提高1.7%~10.3%，峰值荷载提高11.64%~56.71%；梁端后浇RPC节点的位移延性系数提高7.8%~11.4%，峰值荷载提高9%~14%。仅采用梁端后浇RPC实现塑性铰的转移时，建议梁端后浇RPC长度为梁截面高度的1/2。 
  
• Select
  激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱截面承载力研究

  冉红东, 陈展鹏, 贺垚垚, 马云美, 孙 瑶

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 226-236. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0337

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究激光焊接奥氏体不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载性能，对9根激光焊接不锈钢H形截面短柱进行轴心受压试验，分析了紧凑和薄柔截面短柱的截面承载力和组成板件的局部稳定性能。试验结果表明:紧凑截面短柱存在较明显的应变硬化阶段，其极限承载力高于全截面屈服承载力；而薄柔截面短柱由于板件局部屈曲，其极限承载力低于全截面屈服承载力。利用ABAQUS建立了短柱有限元数值模型，基于短柱试验结果验证了有限元模型的适用性，并对激光焊接不锈钢H形截面轴压短柱开展参数分析，研究了局部几何初始缺陷和焊接残余应力对短柱截面承载性能的影响。结合试验和有限元数值分析结果，对CECS 410: 2015《不锈钢结构技术规程》轴心受压构件截面承载力设计公式进行评估，结果表明，我国现行规范设计结果普遍偏保守。通过应变硬化影响系数和修正有效宽度折减计算系数对CECS 410：2015中相关计算公式进行修正，修正后公式能够准确预测焊接不锈钢H形截面轴心受压构件截面承载力。
  
• Select
  往复荷载作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能试验研究

  张艺博, 郑山锁, 董立国, 杨 松, 郑 跃, 高 翔

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 237-248. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0716

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钢筋锈蚀和往复加载均会导致钢筋与混凝土界面间黏结性能退化，进而影响长期服役钢筋混凝土结构的承载能力。设计16个钢筋混凝土偏心拔出试件，对其进行加速锈蚀试验和往复加载试验，分析钢筋锈蚀形态、保护层锈胀开裂和加载劈裂等试验现象，研究纵筋和箍筋的锈蚀程度、保护层厚度和箍筋间距对钢筋与混凝土界面滞回性能的影响。试验结果表明：加速锈蚀试验中，钢筋的非均匀锈蚀和混凝土保护层的复杂开裂为主要表现；往复加载试验中，峰值黏结应力所在的控制滑移量下各滞回特征参数发生明显退化；纵筋和箍筋的轻微锈蚀（锈蚀率小于2.44%）在一定程度上可以改善界面间黏结性能，提高峰值黏结应力，而随锈蚀加重，各黏结特征参数均显著降低；随着箍筋间距减小和保护层厚度增大，峰值黏结应力分别提高约34.76%和11.60%。基于已有研究与试验数据，通过回归分析建立了黏结应力-滑移滞回模型，可以较好地预测试验结果。
  
• Select
  地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋黏结-滑移试验研究

  郑永乾, 肖彦君, 庄金平, 叶建峰

  建筑结构学报. 2024, 45(2): 249-261. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0721

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为解决地聚物再生砖骨料混凝土与钢筋的协同工作问题，进行了96个地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的中心拉拔试验，分析了再生砖骨料取代率（0、25%、50%、75%、100%）、矿渣掺量（25%、40%）、水胶比（0.45、0.5、0.55）、钢筋直径d（12~22 mm）、相对保护层厚度（2.63、4.19、5.75）、黏结长度（1d~8d）、养护条件（常温、80 ℃养护24 h）对黏结性能的影响。试验结果表明：提高保护层厚度、减小钢筋直径或减小黏结长度都可以提高黏结强度，有效防止地聚物再生砖骨料混凝土发生劈裂破坏；增大矿渣掺量、减小水胶比或采用80 ℃养护，都提高了地聚物再生砖骨料混凝土的抗压强度、抗拉强度和与钢筋的黏结强度，峰值滑移增大，但更容易发生劈裂破坏；随着再生砖骨料取代率的增大，黏结强度不断下降，再生砖骨料取代率50%时黏结强度下降19.77%~30.6%，再生砖骨料取代率100%时黏结强度下降37.0%~49.63%。根据试验结果，提出了地聚物再生砖骨料混凝土与变形钢筋的黏结-滑移模型，模型预测结果与试验结果吻合良好。