建筑结构学报

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胡道航, 赵昕

建筑结构学报. 2024, 45(4): 1-11. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0581

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为了在超高层建筑结构续建改造设计中减少已建结构的改造工程量，通过附加黏滞阻尼装置有效提高高层建筑在地震作用下的结构耗能，从而降低结构的内力和变形响应。研究了黏滞阻尼伸臂的变形放大原理，介绍了黏滞阻尼伸臂的最优布置方法，并提出了续建改造多状态矩阵，分析了续建改造项目典型驱动因素，总结了集成黏滞阻尼伸臂减震装置的超高层建筑结构续建改造设计策略，最后以工程实例验证该方法的有效性及准确性。结果表明：黏滞阻尼伸臂适用于以弯曲变形为主的超高层建筑结构，变形放大系数可近似为区格的跨度与高度之比，理论放大系数一般为2~3；采用基于阻尼耗能排序不变假定的黏滞阻尼伸臂设计方法，仅需对结构进行一次满布阻尼计算分析即可确定耗能排序及各附加阻尼方案；在以弯曲变形为主的框架核心筒结构中，阻尼伸臂布置在中、高区减震效果最好,距离该位置越远，耗能效果越差，相邻两道伸臂式阻尼提供的附加阻尼比相差约15%；在续建改造项目中布置黏滞阻尼减震系统，黏滞阻尼器提供的附加阻尼并非越大越好，存在使结构综合成本最低的集成减震设计方案；黏滞阻尼伸臂减震集成设计方法在提升结构抗震性能的同时有效降低了结构续建改造成本，具有实际工程价值。

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附设间隙阻尼减震装置的高位隔震连体结构振动台试验研究

律清, 卢文胜, 傅博, 熊洋, 钱玮

建筑结构学报. 2024, 45(4): 12-23. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0007

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针对高位隔震连体结构，提出附设间隙阻尼装置控制罕遇地震下连廊隔震支座位移。通过设计高宽比为6的双塔连体结构试验模型，对连廊与塔楼顶部仅采用隔震连接以及隔震与间隙阻尼装置连接的两类结构体系进行模拟地震振动台试验研究。选取远场El Centro波和速度脉冲效应明显的近场Chi-Chi波、Kobe波作为地震激励。通过测量隔震支座水平位移、间隙阻尼装置力与位移响应、连廊结构加速度响应以及塔楼结构加速度和位移响应，分析罕遇地震与极罕遇地震作用下间隙阻尼装置对隔震支座位移的控制效果，以及对连廊结构和下部塔楼结构抗震性能的影响。结果表明：间隙阻尼装置可以有效地控制罕遇和极罕遇地震作用下隔震支座位移，8度罕遇地震作用下，隔震支座最大位移减小59.61%；间隙阻尼装置传导轴与限位环产生剧烈冲击，引起高频振动能量进入连廊结构，导致连廊水平向加速度响应有所放大，而竖向加速度响应显著；远场地震作用下，间隙阻尼装置的启动对塔楼结构楼层加速度和层间位移角有所放大，但未造成不利影响；在速度脉冲周期与整体结构基本自振周期接近的近场地震作用下，当地震波峰值加速度为0.40g时，附设间隙阻尼装置使塔楼结构楼层峰值加速度和峰值层间位移角分别减小24.09%和31.7%，对塔楼结构具有一定减震控制作用。

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钢管混凝土柱-钢连梁耗能墙设计方法及抗震性能试验

兰炳稷, 何浩祥, 陈易飞, 吴山, 程时涛

建筑结构学报. 2024, 45(4): 24-37. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0598

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针对多高层钢框架结构中的钢筋混凝土抗侧力墙体在地震作用下损伤集中、材料利用率低、延性及耗能效果均不理想的问题，提出一种钢管混凝土柱-钢连梁耗能墙，并优选出强柱弱梁型墙体与强梁弱柱型墙体两种墙体构造形式，推导了两类墙体的构造条件与关键性能参数理论计算方法，通过试验与有限元模拟相结合的方式对比了两类墙体的抗震性能，同时对提出的设计和性能参数计算理论开展验证。研究结果表明：强柱弱梁型墙体可以实现分布式均匀耗能，其等效黏滞阻尼比系数峰值大于0.3，位移延性系数大于8，其抗震性能显著优于强梁弱柱型墙体的；所提出的墙体设计原则及关键性能参数计算方法具备良好的有效性和准确性。

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装配U形阻尼器的SMA自复位钢框架梁柱节点抗震性能研究

俞昊然, 李维滨

建筑结构学报. 2024, 45(4): 38-49. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0021

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为解决传统SMA螺杆自复位钢框架梁柱节点在工作过程中SMA材料利用率低的问题，简化节点耗能构件的设计、施工和震后更换，提高灾后结构的快速恢复能力，提出了由超弹性SMA螺杆贯穿钢柱翼缘连接且装配U形阻尼器的自复位钢框架梁柱节点，并对关键构件的受力性能进行分析，给出节点的受力变形理论模型。通过循环拉伸试验考察了SMA棒材的超弹性特性，以此为基础，设计了1个足尺边柱节点试件，通过拟静力试验研究其承载力、初始转动刚度、残余变形、滞回耗能等。研究结果表明：节点中SMA螺杆可以有效拉伸变形并提供自复位驱动力，U形阻尼器的两肢能够产生相对位移从而进行塑性耗能，钢梁腹板处的抗剪螺栓可在连接槽钢的长圆孔中滑动，梁柱节点核心区未出现剪切变形；在设计层间位移角为0.04 rad的循环结束时，节点残余变形仅为0.004 9 rad，且梁柱构件在试验过程中未出现屈服，节点具有良好的自复位能力和可修复性；节点的初始转动刚度和极限弯矩均小于普通抗弯钢框架梁柱节点，但其拥有良好的转动能力，最大层间位移角为0.05 rad，满足节点的变形设计要求。

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装配式矩形钢管混凝土柱-钢梁侧板连接节点抗震性能研究

韩重庆, 杨瑞丰, 李向民, 冷予冰, 张富文, 许清风

建筑结构学报. 2024, 45(4): 50-60. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0199

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为解决侧板式焊接梁柱节点震后修复困难的问题，提出一种装配式矩形钢管混凝土柱钢梁侧板连接节点，该节点通过侧板固定不同形式的金属阻尼器和销轴实现梁柱韧性连接。分别对设置约束型阻尼器、U形阻尼器、S形阻尼器的5个节点试件进行了低周反复试验和有限元分析，研究了金属屈服型阻尼器类型、耗能板约束形式和厚度等因素对装配式矩形钢管混凝土柱-钢梁侧板连接节点抗震性能及震后易修复性能的影响，并通过有限元参数分析研究了S形阻尼器耗能板弯弧角度对节点抗震性能的影响。结果表明：5个节点试件均具有良好的抗震性能，更换阻尼器可实现节点功能的快速恢复；对比3种节点试件的极限荷载和初始刚度，设置约束型阻尼器节点试件的最高，S形阻尼器节点试件的其次，U形阻尼器节点试件的最低；垫板刚度对约束型阻尼器节点试件极限荷载和抗震性能的影响很小，采用刚性垫板可提高节点试件的残余承载力；设置S形阻尼器节点试件的延性和总耗能显著高于其他节点试件的；增大耗能板厚度可提高设置U形阻尼器节点试件的受力性能，但效果不够显著。有限元参数分析结果表明，减小耗能板弯弧角度可显著提高设置S形阻尼器节点试件的极限荷载和初始刚度，耗能板弯弧角度宜在60°~90°范围内。

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附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点抗震性能试验研究

张爱林, 华兴尚, 姜子钦, 康轶涛, 杨晓峰

建筑结构学报. 2024, 45(4): 61-71. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0801

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基于塑性损伤控制、耗能元件可更换以及抗侧刚度分离等设计理念，提出了一种附加抗侧耗能装置的可恢复功能装配式柱脚节点，由底部铰接方钢管柱与抗侧耗能装置通过高强螺栓群拼装而成。为考察柱脚节点的抗震性能、震后修复性能以及低周疲劳性能，对3个边柱柱脚节点和1个中柱柱脚节点进行拟静力试验研究，获得了滞回曲线、骨架曲线、应力变化曲线、延性及耗能能力等性能指标。研究结果表明：柱脚节点具备良好的承载能力、耗能能力、抗震性能及震后修复性能，可以将结构的塑性损伤集中于抗侧耗能装置处，震后只需更换柱脚的抗侧耗能装置及高强螺栓即可恢复节点的使用功能；修复后的柱脚节点具备与原节点相似的力学性能，为多次修复提供了可能性；同时，柱脚节点经过30次循环低周疲劳加载后性能稳定，附加抗侧耗能装置可以作为位移相关型阻尼器使用；中柱柱脚节点的抗震性能相较边柱柱脚节点更佳，但应保证方钢管柱节点域处的焊缝质量。

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附加阻尼网的斜底式TLD减震控制理论与试验研究

孙澔鼎, 何浩祥, 程扬, 曹青

建筑结构学报. 2024, 45(4): 72-85. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0867

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为解决传统调谐液体阻尼器(tuned liquid damper, TLD)中有效阻尼偏小、用水量偏大等问题，提出一种附加阻尼网的斜底式水箱调谐液体阻尼器(damping net and sloped-bottom tuned liquid damper, DNS-TLD)，将水箱底面倾斜的TLD与阻尼网有机结合，强化水箱内液体晃动，可提供更大附加阻尼比并降低用水量。建立了附加DNS-TLD结构的力学模型，阐述其减震机制，提出了一种简便估算DNS-TLD总等效阻尼比的方法。通过单层钢框架振动台试验，对比分析了附加DNS-TLD及其他不同类型TLD的减震性能。将试验结果与数值模拟结果进行比较，进一步验证减震规律以及各类TLD总等效阻尼比估算方法的准确性。在此基础上，对附加DNS-TLD的10层钢筋混凝土框架结构进行地震作用下的动力时程分析，验证DNS-TLD对实际结构减震控制的有效性。振动台试验与数值模拟结果均表明，DNS-TLD有效结合了斜底式水箱TLD与阻尼网的优点，表现出更优的阻尼性能，相比于其他类型的TLD，其减震效率更高，鲁棒性和工程适用性更强。

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单层与多层放大型黏弹阻尼器力学性能研究

尚峰, 刘文光, 许浩, 张强

建筑结构学报. 2024, 45(4): 86-96. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0924

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为提高黏弹型阻尼器耗能效率，结合杠杆位移放大装置设计了3种放大型黏弹阻尼器，分别为单层放大型黏弹阻尼器、多层单向放大型黏弹阻尼器和多层双向放大型黏弹阻尼器。在线性Kelvin模型的基础上，提出了改进的非线性NLKelvin模型用于描述阻尼器的非线性力学特性，并建立了相应的力学模型。对单层放大型阻尼器与普通黏弹型阻尼器进行力学性能试验，试验结果表明：单层放大型阻尼器的阻尼力与耗能均得到了显著的提高，其阻尼力是普通阻尼器的5.41倍，耗能是普通阻尼器的3.09倍；试验滞回曲线与非线性NLKelvin模型吻合良好。针对附加4种不同减震方案的7层混凝土框架进行了动力时程响应分析，发现所提出的放大型黏弹阻尼器的响应控制能力均显著优于普通黏弹阻尼器的，其中附加单层、多层单向、多层双向放大型阻尼器结构的位移减震率分别为12.8%、32.5%、53.6%，附加阻尼比分别为2.9%、4.8%、6.1%，进一步验证了所提出的装置均具有良好的减震性能。

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基于数字孪生的建筑工程交付模型建立及应用研究

刘占省, 刘俊杰, 及炜煜, 刘亮

建筑结构学报. 2024, 45(4): 97-106. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0025

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建筑生命周期数据包含建筑项目立项、设计、施工、运维等过程的有价值信息，是重要的数据资产。目前建筑业尚未有统一的数字化交付标准，建筑工程交付数据同时存在完整性不足、利用率低等问题。为了更好地利用建筑信息，并用于工程交付，综合分析了目前数字化交付中的难点问题，总结了建筑项目各阶段所产生的数据特点以及交付对象，定义了需要交付的数据要素，在此基础上建立了建筑工程数字化交付模型。该模型以数字孪生框架为驱动，在数据模型构建过程中，引入了时空演化规律和虚实交互机制，以及对多维多尺度的建筑数据集成方式。基于交付模型开发了数字化交付平台，以实际工程案例为依托，以平台为载体，实现了交付模型的运行以及在工程中的功能应用。结果表明：数字化交付模型能较好地完成建筑数据从采集到传输到最后利用过程，简化相关方的交付步骤，保证了交付数据的完整性、及时性与真实性，对交付的数据能通过平台为参与方共享利用，提升数据利用率。

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索桁架结构施工误差评估的孪生仿真与模型试验

史国梁, 刘占省, 路德春, 黄春, 及炜煜, 王泽强

建筑结构学报. 2024, 45(4): 107-119. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0136

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索结构施工复杂，施工误差具有很强的随机性，严重影响结构的安全状态。而已有的施工误差对结构力学性能影响的研究，存在模型不统一、精度及效率不足等问题。为此，针对索桁架结构进行了施工误差评估的孪生仿真与模型试验，建立了索桁架结构参数化模型和施工误差空间模型，并获取了影响因素与结构受力性能间的非线性映射关系。在所提施工误差评估方法的基础上进行了四个基本输入参数的参数化分析，得到了不同类型施工误差耦合作用下结构受力性能的变化规律。并以带刚性环的索桁架结构为例，开发了数字孪生仿真平台，进一步验证了评估方法的有效性。研究结果表明：基于数字孪生的数据映射关系可以有效获取施工误差下的受力性能；通过评估方法获取的试验模型力学性能与试验值高度吻合，验证了该方法的可行性；减小径向索尺寸和增加拉索成形态索力是降低施工误差影响的有效措施；为满足索力误差不超出±10%的要求，制定了施工误差的控制指标，在满足结构自身成形态应力的要求下，应控制最不利组合工况下长度误差在索长的1/350以内。

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电弧增材制造不锈钢圆管短柱的几何特性和轴压性能

赵阳, 陈寅, 王震, 叶俊

建筑结构学报. 2024, 45(4): 120-130.

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为研究电弧增材制造（WAAM）不锈钢构件的受力性能，采用316L不锈钢材料，利用WAAM技术制作不同直径、高度和壁厚的圆管短柱试件，通过标准试件的拉伸试验获得材料基本力学性能；通过3D激光扫描进行几何测量，确定其几何参数和局部缺陷；通过短柱轴压试验，获得破坏形态，分析其与局部几何缺陷之间的关系，得到荷载-端部轴向位移曲线，进而分析轴压承载力的影响因素；并将轴压承载力试验结果与采用国内外钢结构设计规范预测结果进行对比分析。结果表明：相比普通钢管构件，WAAM圆管短柱的几何截面具有较大不规则性，局部几何缺陷也相对较大，最大偏差的平均值、最大值分别为0.27~0.75 mm、0.33~0.95mm；轴压试验的所有WAAM圆管短柱均发生了局部屈曲，且屈曲最明显区域总体上对应于局部几何缺陷较大区域；WAAM圆管短柱的归一化轴压承载力为0.88~1.06，轴压承载力总体上随着径厚比的增大而降低，局部几何缺陷对承载力有一定影响；WAAM圆管短柱能达到欧洲EN-1993-1-4和美国AISC 370中所规定的轴压承载力要求，但多数试件无法达到我国DL/T 5154—2002的轴压承载力要求。

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计算机辅助空间结构节点智能优化设计与3D打印

左文康, 陈满泰, 程斌, 赵金城

建筑结构学报. 2024, 45(4): 131-141. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0101

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为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题，提出了一套完整的计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）和计算机辅助制造（CAM）工作流，用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于参数化平台Grasshopper建立空间结构节点的参数化一体化拓扑优化CAD程序，自动生成优化节点模型；利用Abaqus/CAE平台对优化节点进行有限元结构分析；通过Fusion 360的CAM模块完成3D打印设计仿真和生成制造文件。结合单层网壳和双层网架结构的节点实例，验证了提出的工作流的适用性。分析结果表明：智能生成的节点较传统形式节点更美观独特且具有轻质高强的特性，在相同受力工况下，优化节点的体积仅为传统空心球节点的40%~60%，其柔度、峰值位移和峰值应力等各项力学性能指标即可优于空心球节点；采用316L不锈钢材料，基于选区激光熔融3D打印工艺可实现该高性能节点的精密制造。

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近轨建筑地下室结构柱车致低频振动减振设计

陈兆玮, 彭淞, 何庆烈, 曾得峰, 徐鸿, 尹镪

建筑结构学报. 2024, 45(4): 142-155. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0073

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为了降低车致低频振动，依托实际工程，开展地下室结构柱减振设计研究。基于车辆轨道耦合动力学理论，考虑短波随机不平顺引起的轮轨中高频振动、土体分层特性、人工黏弹性边界等非线性因素，建立近轨高层建筑车致低频振动预测模型。通过现场地表振动衰减规律测试与车致地下室振动特性测试，验证振动预测模型的有效性。研究地下室非永久柱优化布置，以及非永久柱中嵌入碟形弹簧支座、橡胶支座、粉煤灰支座等4种减振方案对车致低频振动的抑制效果。结果表明：对结构柱进行优化设计可不同程度降低车致低频振动；减少地下室非永久柱可降低地下室整体结构刚度以减少传至高层建筑的振动；采用碟形弹簧支座主要衰减地下室隔板频率63~125Hz区段振动，高层建筑最大Z振级最多衰减7.3dB；通过橡胶支座衰减地下室隔板频率40~125Hz区段振动，高层建筑最大Z振级最多衰减7.6dB；而采用粉煤灰支座主要衰减地下室隔板频率40~125Hz区段振动，高层建筑最大Z振级最多衰减5.4dB；针对该实际工程，结构柱内嵌橡胶支座效果最佳。

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分布式后压浆超长大直径灌注桩竖向承载性能试验研究

王卫国, 万志辉, 戴国亮, 钱晓楠, 胡涛, 周峰, 张鹏

建筑结构学报. 2024, 45(4): 155-165. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.A042

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基于山东小清河复航工程开展2根超长大直径灌注桩压浆前后现场静载试验，对比分析组合式后压浆桩与分布式后压浆桩压浆前后的承载性状，研究分布式后压浆对超长大直径灌注桩承载变形、荷载传递特性以及桩侧摩阻力与桩端阻力的影响。结果表明：相比压浆前，组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的承载力提高幅度分别为39.6%、52.2%，分布式后压浆桩的承载性能较组合式后压浆桩的更优，其改善桩基荷载传递特性更为明显；在极限状态下，组合式后压浆桩与分布式后压浆桩的侧摩阻力与端阻力均得到了显著提高，有效地改善了桩侧与土体的边界条件和桩端承载条件，提高了桩侧与桩端土体的强度与刚度；在相同条件下分布式后压浆桩的侧摩阻力增强系数较组合式后压浆桩的略大，且侧摩阻力增强系数随埋深的增加整体上呈现增大趋势，侧摩阻力增强系数存在深度效应。此外，通过透明土可视化模型试验进一步证实，分布式后压浆具有小间距、多断面、高密次以及多深度压浆等特点，使其注入的水泥浆液沿桩身分布更均匀，从而形成了更为紧密且稳定的桩-水泥土-土体系，对改善桩基承载特性的效果更为显著。

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基于轴压构件稳定系数的简支钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法

刘占科, 宋诗羽, 马张永, 周绪红

建筑结构学报. 2024, 45(4): 166-176. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.A005

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为了解决现行设计标准中钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法在适用范围和计算精度上存在的问题，提出了基于理想轴压构件整体屈曲临界荷载的理想钢梁弹性弯扭屈曲临界弯矩计算式，并进一步提出了基于轴压构件稳定系数的简支钢梁弯扭屈曲极限弯矩计算方法。采用124个热轧H型钢梁试件、80个焊接梁试件、2个薄腹梁试件共计206个钢梁试件弯扭屈曲极限弯矩的试验结果，检验了方法的适用范围及计算精度，并与GB 50017—2017《钢结构设计标准》中的方法进行了对比。研究表明：对于206个钢梁试件，基于轴压构件稳定系数的计算方法较GB 50017—2017方法的适用范围更广，且与已有文献的计算精度相当；对于7个单轴对称工字形截面焊接高强钢梁试件，基于轴压构件稳定系数的计算方法略偏安全且精度高，而GB 50017—2017中的方法偏不安全；对于44个荷载工况不包含在GB 50017—2017中的钢梁试件，建议方法所得极限弯矩计算值与实测值之比的均值、标准差分别为0.908、0.125，精度较高且偏于安全。

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腐蚀损伤Q690E钢板单调拉伸性能与滞回性能研究

贾晨, 邵永松, 郭兰慧

建筑结构学报. 2024, 45(4): 177-188. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.A061

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为了研究腐蚀损伤对国产Q690E高强钢板单调拉伸性能和滞回性能的影响，通过人工加速盐雾腐蚀试验得到腐蚀损伤试件，并对不同腐蚀损伤程度的试件进行了单调拉伸试验和单轴循环加载试验。基于单调拉伸试验结果，得到名义屈服强度、名义抗拉强度、屈强比及断后伸长率等基本拉伸性能指标与腐蚀损伤程度之间的回归关系。基于单轴循环试验结果，分析了腐蚀损伤对钢板应力-应变滞回曲线、低周疲劳寿命、循环软化性能以及耗能性能等的影响。结果表明：Q690E钢板的单调拉伸性能指标随腐蚀损伤程度增加而线性降低，在相同腐蚀程度下变形性能退化程度远远高于强度退化程度，高强钢板比低碳钢板对腐蚀损伤更敏感；恒幅循环加载下腐蚀损伤会降低钢板的低周疲劳寿命，造成滞回曲线的退化和捏缩，腐蚀损伤不影响钢板稳定软化阶段的循环软化程度但是影响循环软化速率；增幅循环加载下，随着腐蚀程度增加，钢板承载力不断退化，滞回耗能能力呈先增大后减小的趋势。

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LQ550冷轧高强薄钢板高周疲劳性能试验研究

王雅倩, 李元齐

建筑结构学报. 2024, 45(4): 189-197. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0067

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冷弯型钢具有冷加工便捷、截面高效灵活、连接方便等优势，在冷弯型钢结构体系中得到广泛应用，同时疲劳破坏作为重要破坏形式之一，其研究对冷弯型钢的进一步推广具有重要意义。而新修订GB 50018—202X《冷弯型钢结构技术标准》（报批稿）中，尚无关于冷弯型钢抗疲劳设计的相关条文。为此，对0.8 mm和1.2 mm两种厚度、不同取材方向的LQ550冷轧高强薄钢板进行了拉伸高周疲劳试验，采用最小二乘法拟合得到反映疲劳性能的S-N曲线，并与现行相关规范和Q690高强钢已有疲劳试验曲线进行对比。试验结果表明：沿轧制方向取材的钢板疲劳性能优于垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能；厚度越大，沿轧制方向取材的钢板疲劳性能越差，垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能越好；两种厚度的钢板合并拟合且在95%保证率下，沿轧制方向的母材疲劳极限应力分别比 AISC 360-2016、AISI S100-2016、GB 50017—2017的理论计算值提高192%、172%、165%，垂直于轧制方向的母材疲劳极限应力分别提高103%、88%、84%，即受轧制影响，钢板的疲劳性能远高于普通钢的；垂直于轧制方向取材的钢板疲劳性能和高强钢的相近。

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高强钢丝和钢绞线热膨胀和高温力学性能试验研究

楼国彪, 侯婧, 戚洪辉, 宋战辉, 李国强

建筑结构学报. 2024, 45(4): 198-205. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0810

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为获取高强钢丝和钢绞线的热膨胀变形数据以及高温力学性能指标，通过国产1860 MPa钢丝的热膨胀变形试验研究，得到温度20~800℃下高强钢丝的热膨胀应变，并与已有的钢丝、钢绞线和钢丝束试验结果对比，提出了热膨胀应变拟合公式。通过高温下稳态拉伸试验研究，得到了国产1860 MPa钢丝和1860 MPa钢绞线的破坏模式、应力-应变关系和高温力学性能指标，并与已有的钢绞线、钢丝束试验结果和欧洲抗火设计规范的建议值进行了对比。研究结果表明:高温下不同强度的钢绞线的弹性模量折减系数、断裂应变折减系数试验结果较离散，屈服强度折减系数、抗拉强度折减系数、极限应变折减系数试验结果较接近；在温度300~500℃时钢绞线的断裂应变远大于钢丝，在颈缩阶段的受力性能优于钢丝。欧洲规范中建议的应力-应变关系模型在颈缩阶段不适用于高强钢丝和钢绞线，为此，针对1 860 MPa钢丝和钢绞线提出了高温下热膨胀系数和应力-应变关系模型，与试验结果吻合较好。

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基于钢框架梁柱焊接节点超低周疲劳性能的焊接孔构造优化研究

吴雨杭, 李元齐

建筑结构学报. 2024, 45(4): 206-215. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0148

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强往复荷载作用可能导致钢框架梁柱节点的焊接孔处发生超低周疲劳（ULCF）断裂，将数值模拟的应力应变状态代入循环孔洞扩张模型（CVGM）是预测ULCF断裂的普遍方法。将上述方法扩展至改进循环孔洞扩张模型（ICVGM），可用于各类焊接孔形节点的断裂预测，给出优化的焊接孔形。为此，基于既有试验数据提出ICVGM参数标定方法，确定Q355钢的相关参数；将ICVGM预测结果与钢框架节点局部试件断裂试验结果进行对比，揭示二者的一致性，验证ICVGM较CVGM的准确性；同时，采用ICVGM获得不同焊接孔形节点的断裂倾向，提出优化建议及合理孔形。有限元参数分析表明：增加焊接孔长度可以降低节点的断裂倾向；采用半圆形及FEMA350推荐孔形节点的断裂倾向最低；优化孔形使得断裂位置由热影响区转移至母材，从而提高节点延性。

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开槽型混凝土叠合板受力性能有限元分析与承载力计算

聂鑫, 周心怡, 庄亮东

建筑结构学报. 2024, 45(4): 216-225. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0024

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开槽型混凝土叠合板采用板端开槽放置附加钢筋的形式取代胡子筋，可以提高施工效率，在工程中已得到广泛应用。为进一步研究开槽型叠合板的受力性能和关键设计参数，采用有限元软件ABAQUS进行建模分析。针对槽口附加钢筋滑移模拟和新旧混凝土界面模拟方法开展研究，并与试验结果对比，验证了有限元建模的合理性。进一步通过该有限元模型开展参数分析。结果表明，附加钢筋直径过大或过小于预制板纵筋直径都会损伤受力性能，槽口保护层厚度由40mm减小至20mm时，叠合板承载力提高18.3%，槽口长度由100mm增加至300mm时，叠合板的承载力提高176%。同时，对开槽型叠合板承载力的设计公式进行了理论推导，并与有限元分析结果对比，误差基本小于10%，两者吻合较好。

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爆炸荷载下FRP-混凝土界面黏结性能研究试验设计

李晓琴, 张莉, 廖俊智, 陈建飞, 陆勇, 何勇

建筑结构学报. 2024, 45(4): 226-236. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0807

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为提高爆炸荷载下FRP-混凝土类梁式构件数值模拟计算效率，提出了爆炸荷载下FRP-混凝土搭接接头精细有限元数值模拟方案。总结已有的不同种类的FRP-混凝土搭接接头在不同荷载条件下的破坏模态和FRP-混凝土界面黏结性能，提出了爆炸荷载下FRP-混凝土修正梁式弯曲搭接接头的基本构造及尺寸，即由两个长500mm、宽100mm、高150mm、圆柱体抗压强度54.4MPa的混凝土块体，并在底部铰接，在混凝土顶部黏结了一块弹性模量30GPa、长450mm、宽100mm、厚3.0mm的GFRP板。采用上述FRP-混凝土修正梁式弯曲搭接接头,在爆炸比例距离Z≥1.2m/kg^1/3和爆高跨度比a≥0.5条件下，得到了FRP-混凝土界面在爆炸荷载下发生类似中部弯曲裂缝引起的界面剥离破坏模态（IC Debonding）时FRP实际应力界限范围为[180.1，583.3]MPa;提出爆炸荷载下纵向尺寸1.0 m的修正梁式弯曲搭接接头FRP-混凝土界面发生类IC Debonding的等损伤线压力-冲量（P-I）曲线和P、I同炸药当量W、爆炸距离R、爆炸比例距离Z的经验公式，用于爆炸荷载下FRP-混凝土类梁式构件的数值模拟。

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海水与腐蚀电流耦合作用下铝合金与混凝土界面黏结性能

温小栋, 王俊豪, 殷光吉, 邵璟璟, 冯蕾

建筑结构学报. 2024, 45(4): 237-246. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0878

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为提高海洋混凝土结构的耐久性和使用性，基于牺牲阳极的阴极保护技术，对腐蚀防护与结构一体化的铝合金板-钢筋混凝土组合构件的界面黏结性能进行试验研究，建立海水环境与腐蚀电流耦合作用下界面黏结强度的计算方法。通过设计15组45个铝合金板与混凝土界面剪切试件，分别进行室内养护和耦合环境（海水环境与腐蚀电流）加速锈蚀，并进行单剪试验，研究黏结长度（60、80mm和100mm）、黏结宽度（60、80mm和100mm）、铝合金板表面刻槽深度（1.5mm和2.5mm）以及锈蚀时间(30、60d和90d)等参数对界面破坏形式、极限荷载及应变分布的影响。结果表明：室内环境养护下，试件的破坏形式为黏结层混凝土之间的界面剥离，而耦合环境下试件的破坏形式转变为铝合金板与黏结层之间的界面剥离，且当锈蚀龄期达到90d时，剥离的混凝土面积明显减少，故海水和腐蚀电流的耦合作用会降低铝合金板与黏结层界面的黏结性能；增大黏结长度、宽度以及表面刻槽深度，可提高室内环境下试件界面的极限破坏荷载，也能缓解耦合环境对试件界面黏结性能的不利影响；但黏结长度或宽度超过80mm后，其缓解作用减弱。利用试验测试获得的极限荷载，拟合获得环境影响系数、槽深系数以及与试件黏结尺寸相关的系数，修正了Niedermeier黏结强度模型，可用于预测海水与腐蚀电流的耦合作用下铝合金板与混凝土界面的黏结强度。

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既有建筑结构安全性鉴定中分项系数的调整研究

刘立渠, 彭立新, 赵振红, 沈孛, 张志远, 张建林, 罗水生

建筑结构学报. 2024, 45(4): 247-253. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0863

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在既有建筑结构鉴定中直接采用设计公式简单通用，但基于可靠指标调整分项系数的鉴定方法更为合理，既能充分利用既有建筑的实际现状，又能避免潜在的不定性风险。为此，基于可靠指标对构件承载力分项系数分解算法进行比较，阐述抗力分项系数、材料强度分项系数的调整方法，并通过工程算例验证其用于既有建筑结构鉴定的可行性。通过研究比较可知：直接分解法简单明了，当构件承载力变异系数在0.11~0.15，可靠指标在3.5~5之间取值时，直接分解法和间接分解法等效；对于既有建筑结构，按调整抗力分项系数、材料强度分项系数的方法进行鉴定具有可行性，尤其是采用调整材料强度分项系数的鉴定方法，在检测批合理划分、检测数据可靠的情况下，既可以充分利用既有建筑的实测材料强度或材料强度分项系数的可靠指标裕度，又能满足标准规定的目标可靠指标要求。

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2024年, 第45卷, 第4期　刊出日期：2024-04-05

建筑结构学报

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