2024年, 第45卷, 第5期　刊出日期：2024-05-05

  

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结构抗震及减隔震专题
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  抗震韧性城市评估与构建

  翟长海, 岳清瑞, 谢礼立,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 1-13. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0541

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  近年来城市化进程不断加快，城市面积和人口规模持续增长，对城市的地震安全提出了更高要求。韧性城市理论的提出为有效解决城市地震安全风险提供了新的解决思路。目前，国内外尚缺乏合理的城市抗震韧性评估和构建途径。为此，阐述了抗震韧性城市的内涵、本质特征、构成要素及评估指标，将城市抗震韧性的构成要素概括为“一个根本、两个保障”，即工程系统、制度系统、社会和经济系统。建立了基于震后损失及恢复时间的双参数城市抗震韧性评估方法，提出了“设定目标→评估→提升→再评估”的韧性城市的构建途径。所提方法可为单体基础设施、工程系统、城市系统抗震韧性，以及其他灾害韧性的评估和提升提供理论指导和实践依据。
  
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  泸定6.8级地震医疗建筑震害调查与分析

  潘毅, 彭鑫, 王腾, 尚庆学, 王涛,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 14-29. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0853

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  2022年9月5日，四川省甘孜藏族自治州泸定县发生6.8级地震，对泸定县、汉源县、石棉县、康定市、荥经县等地造成严重灾害。为了分析此次地震对当地医疗建筑的影响，对灾区60余栋医疗建筑进行了震害调查，分析了医疗建筑结构、非结构构件及关键设备等的地震损伤情况，对其典型震害特征进行了总结。调查结果表明:未经过正规抗震设计的木结构、砌体结构医疗建筑震害严重，而经抗震设计的医疗建筑结构构件大多基本完好或轻微破坏；非结构构件及关键设备的震害较为严重，影响了医院震后正常运行；而采用隔震技术的医疗建筑结构抗震性能良好，能够实现对结构、非结构和设备的三重保护。根据震害调查结果，针对医疗建筑结构、非结构构件及设备的防震保护，分别提出了相应的建议。对于位于高烈度抗震设防地区、地震重点监视防御区的新建医疗建筑结构可采用隔震减震等技术减轻地震损伤，对于非结构构件及关键医疗设备可根据其特征采用抗震支架、可靠锚固、隔震技术等实现震后正常使用。研究成果可促进我国医疗建筑抗震性能及震后功能保全能力提升，推动韧性城乡建设与发展。
  
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  高层建筑单核心筒周边悬挂结构振动台试验研究

  高文俊, 温晓芳, 赵斌, 吕西林, 周尧, 包联进

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 30-41. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0839

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  为深入研究高层建筑单核心筒周边悬挂结构体系在地震作用下的动力响应特点以及核心筒底部的受力性能、损伤特征、破坏模式等，以实际高层建筑结构为原型，设计并制作了缩尺比为1/20的模型，进行了三向激励下的模拟地震振动台试验，包含了多遇、设防、罕遇以及极罕遇地震作用工况。试验中核心筒呈现的损伤破坏过程为：连梁最先开裂；随后连梁原有裂缝加深，同时筒体底部墙肢也逐渐进入损伤状态；最后筒体底部墙脚达到压溃状态。该损伤破坏是渐变过程，具有延性破坏的特征，表明核心筒单独作为抗侧力系统能够提供两道抗震防线。试验结果表明，悬挂部分竖向加速度峰值响应约是筒体的2～4倍，结构设计中应予以重视；对于单核心筒周边悬挂结构，将楼面主梁与核心筒以及悬吊柱分别铰接，受力简洁合理，吊杆应力设计可控。研究成果可为单核心筒周边悬挂结构体系的工程设计提供相应的结构抗震性能依据，也为城市密集区域内空间的高效综合利用提供有利条件。
  
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  广州西塔抗侧力结构超强能力分析

  方小丹, 张浩鹏, 凌育洪, 周靖,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 42-54. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0657

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  为了分析广州西塔模型结构振动台试验在9度罕遇地震作用后损伤较小的主要原因，研究抗侧力结构的抗震超强能力，以及验证广东省标准DBJ/T 15-92—2021《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称“《省高规》”)抗震设计反应谱的安全可靠性，采用广州西塔原型结构(简称“GZTP结构”)以及基于《省高规》重新进行抗震设计的结构(简称“NGZT结构”)，进行反应谱分析、弹性和弹塑性动力时程分析，分析基于GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》抗震设计反应谱、《省高规》抗震设计反应谱计算的楼层剪力、倾覆力矩分布模式的差异及其主要原因，并计算抗侧力结构的超强系数。分析结果表明，GZTP结构（风荷载控制设计的抗侧力体系)实际具备了“大震不坏”的抗震能力；GZTP结构基于倾覆力矩的超强系数为7.6，弹塑性增量动力时程分析确定的基底屈服倾覆力矩超过8度罕遇地震作用的弹性抗震需求，能够解释7度抗震设防的GZTP结构在9度罕遇地震作用后刚度退化小，未出现明显损伤破坏的振动台试验结果；NGZT结构基于倾覆力矩的超强系数为10.3。
  
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  多道负刚度阻尼伸臂结构减震性能的随机响应分析

  孙飞飞, 杨光, 刘越, 杨嘉琦

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 55-68. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0826

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  针对传统黏滞阻尼伸臂(conventional damped outrigger, CDO)结构中由于外柱刚度有限造成最大附加阻尼比受限的不足，引入负刚度机制，将负刚度装置与阻尼器并联，形成负刚度阻尼伸臂(negative stiffness damped outrigger, NSDO)结构，在降低阻尼需求、控制结构的风振及地震作用响应方面具有显著的优势。基于连续化的Timoshenko梁建立多道负刚度阻尼伸臂结构的简化分析模型，并通过虚拟小质量法建立核心筒-伸臂结构的状态空间方程，最终通过求解Lyapunov方程得到结构的随机地震响应。并以两道伸臂为例，对两道NSDO(简称“2NSDO”)结构、两种布置方案的混合伸臂结构进行了随机地震响应参数化分析。结果表明：与传统阻尼伸臂结构相比，合理设置的NSDO结构的减震效果明显提高，层间位移角与无控结构(仅核心筒)层间位移角之比(即层间位移角减震效果)从0.68降至0.25以下，有害层间位移角的减震效果从0.71降至0.4以下，加速度、基底剪力和倾覆弯矩的减震效果均从0.7左右降至0.5以下；对比不同的NSDO布置形式，对于有害层间位移角、加速度、基底剪力和倾覆弯矩指标，2NSDO结构和传统伸臂(conventional outrigger, CO)在下部、NSDO在上部(1CO+1NSDO)的混合伸臂结构具有基本相同的显著减震效果，均能降至0.55以下，NSDO在下部、CO在上部(1NSDO+1CO)混合伸臂结构的可降至0.82以下；对于层间位移角，2NSDO结构的减震效果最好，可降至0.25左右，1CO+1NSDO和1NSDO+1CO结构的分别降至0.3和0.4以下。综合考虑减震效果及对结构静力刚度的影响，工程中更推荐采用1CO+1NSDO的伸臂布置形式。
  
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  聚丙烯网水泥砂浆面层加固砖砌体农房振动台试验研究

  张风亮, 梁钰强, 刘祖强, 薛建阳, 安占义, 胡晓锋, 周庚敏, 张瑶

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 69-80. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0553

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  为提高砖砌体农房的抗震性能，提出聚丙烯网水泥砂浆面层加固方法，选取陕西省蓝田县典型的单层、双开间砖砌体农房进行抗震加固，并对加固模型进行地震模拟振动台试验；选取El Centro波、Taft波和人工波作为输入地震波，获得并分析加固模型的地震破坏特征、动力特性和加速度、位移、扭转角、底部剪力等动力响应，以及底部剪力-山墙尖相对位移滞回曲线和累积耗能。结果表明：随着输入地震波峰值加速度的增大，加固模型的自振频率下降、阻尼比增大、加速度放大系数减小；加固模型山墙屋脊纵剖面的侧移最大，8度多遇地震、设防地震和罕遇地震时的最大侧移角分别为1/5439、1/2195和1/522，当输入地震波峰值加速度达到1.0g时，最大侧移角为1/112，山墙中部出现较为明显的外闪；加固模型在地震作用下发生了扭转，水平扭转角最大达到 0.0037rad。聚丙烯网水泥砂浆面层加固方法能够显著提升砖砌体农房在地震作用下的变形能力和耗能能力，使其满足抗震设防要求，并且加固成本较低，适用于高烈度区的砖砌体农房抗震加固。
  
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  基向量引导的支持向量机RC框架抗震韧性评估

  施文凯, 周宇, 王尉阔, 欧阳谦, 骆欢,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 81-91. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0922

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  机器学习方法能通过建立以建筑信息、地震动参数为输入，韧性指标为输出的非线性映射关系，对建筑结构进行抗震韧性评估，但当训练数据规模较大时，其训练过程由于涉及求解大规模逆矩阵致使计算效率低下且极其占用计算机内存。为此，提出基向量引导的支持向量机(basis vectors-guided support vector machines for regression, BVLS-SVMR)模型，从大规模训练样本中提取小规模子样本，并将其映射到高维特征空间里作为基向量，替代大规模原基向量用于建立预测模型。为了验证BVLS-SVMR模型的准确性和高效性，基于9356个钢筋混凝土(RC)框架(教学楼)抗震韧性的数据，分别与支持向量机(least squares support vector machines for regression, LS-SVMR)模型和传统有限元法(FEM)进行对比。结果表明：BVLS-SVMR模型的测试集预测精度与LS-SVMR模型的测试集预测精度（决定系数R2）相差0.011，但计算时间是LS-SVMR模型的1/10，是传统FEM的1/21709；BVLS-SVMR模型能准确且快速地预测教学楼的抗震韧性指标。
  
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  变频变摩擦的摩擦摆隔震支座力学性能

  尚继英, 谭平, 韩建平, 杨奎, 黎庭州

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 92-103. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0129

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  为了解决传统摩擦摆隔震支座（friction pendulum bearing, FPB）刚度和阻尼特性固定不能适用于更为广泛的地震和结构条件等问题，研发了变频（曲率）变摩擦的摩擦摆隔震支座（friction pendulum bearing with variable frequency and friction, FPB-VFF），其刚度和阻尼特性随支座位移变化。分析了该支座的力学性能和工作原理，推导其理论本构模型和滞回特性参数表达式；建立FPB-VFF精细化有限元模型，得到其等效刚度、等效阻尼比和耗能等，研究滞回特性随支座参数的变化规律；进行了FPB-VFF力学性能试验，验证理论分析和有限元模拟的正确性。研究表明：FPB-VFF的等效刚度和耗能随滑移区2摩擦系数线性增加，等效阻尼比随滑移区2的摩擦系数呈反比例函数关系变化；相比FPB，FPB-VFF的等效刚度、耗能和等效阻尼比增大且最大增幅分别为146%、230%和30%。
  
结构抗风专题
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  我国东南沿海城市和近海海域的台风极值风速预测

  黄铭枫, 杜海, 王卿, 王立忠, 卞荣, 张华杰, 赵梦石, 郭一凡

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 104-114. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0275

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  台风灾害严重影响我国东南沿海地区，通过开展台风数值模拟和极值风速预测，可精细化评估我国东南沿海城市和近海海域的台风危险性。采用基于随机森林模型的全路径台风模拟方法，对西北太平洋台风开展数值模拟，利用历史台风观测数据验证了该方法的可靠性与适用性。结合三维空间参数化台风风场模型，估算9个我国东南沿海城市不同重现期下的台风极值风速，发现广义极值分布(Ⅲ型)能更好地描述台风极值风速统计特征。将各城市的台风设计风速估算结果与GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》中的推荐值及已有研究进行了比较，验证了台风模拟结果的可靠性，并发现低纬度城市的台风设计风速尚未超过规范中的推荐值，而高纬度城市的台风设计风速则略高于规范中的推荐值。基于台风全路径模拟和极值风速估算结果完成了我国东南沿海地区台风设计风速的区划图绘制，直观地反映了我国台湾岛及台湾东部海域的台风危险性最大，浙江东部、福建南部至广东一带以及海南岛南部等地区也面临较大的台风风险。
  
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  带竖向肋条高层建筑风荷载的测力测压对比

  姜咏涵, 沈国辉, 余世策, 姚剑锋

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 115-124. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0308

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  为研究带竖向肋条高层建筑的风荷载，分别采用测压和测力风洞试验方法，分析肋条外伸长度与建筑顺风向宽度比(b/B)对高层建筑各立面风压分布的影响，对比测压和测力试验获得的结构基底剪力平均值和标准差。研究表明：正迎风情况下竖向肋条使得迎风面边缘风压急剧降低、甚至出现负风压，而背风面负风压绝对值随着b/B的增大而减小；在各风向角下，当b/B为1%~3%时结构基底剪力平均值的测力结果均大于测压结果，其主要原因是测压试验无法考虑肋条的挡风贡献，尤其在斜风向下两种试验方法结果的差异更大，最大相差14.89%；对于结构基底剪力的标准差，无肋条模型的测力结果大于测压结果，当b/B为1%~4%时，测力结果小于测压结果，当竖向肋条较长(b/B≥2%)时，测力试验比测压试验更适宜获取高层建筑的风荷载。根据测力试验结果，拟合了考虑竖向肋条影响的结构基底剪力平均值修正系数关系式，拟合公式可用于带有不同布置竖向肋条的高层建筑的基底剪力平均值评估。
  
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  小宽厚比串列双矩形柱的气动干扰效应及产生机理

  姜会民, 杨群, 阮礼君, 范佳豪, 刘小兵,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 125-135. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0391

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  为研究小宽厚比串列双矩形柱的气动干扰效应及流场机理，采用风洞试验和大涡模拟相结合的方法得到了宽厚比B/D(顺风向宽度B与横风向厚度D之比)为1∶4的串列双矩形柱在不同间距比L/B(双矩形柱的中心距L与顺风向宽度B之比，其范围为1.2~8.0)下的气动力系数、风压系数、斯托罗哈数以及流场特性，并与单矩形柱的进行了对比分析。结果表明：即使L/B达到8.0，双矩形柱的气动干扰效应仍不可忽略，上游矩形柱的平均阻力系数、下游矩形柱的脉动升力系数和双矩形柱的斯托罗哈数均表现出了不同程度的放大效应，最大分别为单矩形柱的1.4倍、2.1倍和1.2倍；在L/B<4.0时，绕流表现为单钝体流态，柱间分离泡的形成是导致双矩形柱空隙面负平均风压系数和局部脉动风压系数增大的原因；在L/B≥4.0时，流场剪切再附流态出现，剪切层间歇性再附着造成了下游矩形柱侧风面局部脉动风压系数的增大。
  
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  典型单跨低坡度双坡屋面的风致雪堆试验研究

  刘志祥, 余志祥, 何欢, 陈杨, 谢东

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 136-144. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0094

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  为研究低坡度双坡屋面的风致积雪分布特性及雪荷载分布模式，设计研发了一套风吹雪联合试验装置，以高密度的石英砂颗粒模拟雪粒子，分别开展有无降雪条件下6种来流风速(有降雪1.5~2.5m/s，无降雪4.6~6.1m/s)、4种屋面坡度(5°、10°、15°、20°)的风吹雪风洞试验，共计24个试验工况，并就屋面中剖面积雪深度系数、积雪深度系数最大值及所在位置、雪荷载不均系数和雪颗粒净捕获系数等展开分析。结果表明：在多数工况下，低坡度双坡屋面积雪分布仍然呈明显的非均匀性，且降雪会显著影响积雪形态。对于迎风屋面，有无降雪条件下积雪深度系数均随来流风速的增大而减小，随坡度的增大而增大；积雪深度系数最大值点位置随风速增大逐渐远离屋檐，随屋面坡度的增大则呈近似线性移近屋檐。对于背风屋面，屋脊遮蔽效应容易导致积雪堆积，且积雪深度系数随风速增大而增大。随着坡度增大，背风屋面的雪颗粒净捕获系数增大，表明迎风屋面被输运的雪颗粒更容易在背风面沉积，从而加重屋面积雪分布的不均匀性。基于分析结果，归纳有无降雪影响下屋面雪荷载的典型不均匀分布模式，可为类似屋盖的抗雪设计提供参考。    
  
混凝土及组合结构
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  成型格网箍筋混凝土柱受力及抗震性能试验研究

  刘付钧, 黄忠海, 樊健生, 李盛勇, 陈元龙,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 145-154. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0784

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  为研究成型格网箍筋混凝土柱和成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力及抗震性能，分别对采用传统绑扎箍筋和成型格网箍筋的6个混凝土柱和10个成型格网箍筋多重配筋混凝土柱进行了轴压试验和低周往复加载试验研究，对比分析采用成型格网箍筋和传统绑扎箍筋的混凝土柱的受力性能，研究在核心格网区域设置不同配筋率纵筋和纵筋布置方式等对成型格网箍筋多重配筋混凝土柱的受力性能影响。研究结果表明：采用成型格网箍筋代替传统绑扎箍筋，钢筋混凝土柱的受力机理基本一致，成型格网箍筋能达到屈服应变，箍筋性能得到充分发挥，成型格网箍筋混凝土柱的轴压承载力和抗震性能更优；成型格网箍筋可为核心格网区域布置的纵筋提供有效支撑，纵筋的受压强度得到充分利用，延性可达到规范要求。在试验研究基础上，提出了成型格网箍筋多重配筋混凝土柱轴压比计算公式和轴压比限值建议。从公式计算结果与试验结果对比可知，成型格网箍筋多重配筋柱的实测轴压承载力高于公式计算结果，柱轴压比计算时，可计入核心格网区域配置的纵筋轴压承载力贡献。
  
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  双轴加载下变轴力大尺寸钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

  郭玉荣, 梁康殷, 吕聪

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 155-163. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0105

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  为研究双轴加载与轴力变化对大尺寸钢筋混凝土(RC)柱抗震性能的影响，开展了4根截面尺寸600mm×600mm、高度3.6m的钢筋混凝土柱拟静力试验。水平加载包括沿柱截面主轴方向的单轴加载和沿截面对角线方向的模拟双轴加载，变轴力的竖向加载频率为水平位移加载频率的3倍。针对承载力、位移延性、刚度退化及耗能能力等指标进行了大尺寸RC柱抗震性能分析。结果表明：与水平单轴加载相比，水平双轴加载会增强柱的耗能能力，但是柱刚度退化加快，延性降低；变轴力加载柱和定轴力加载柱的最终破坏形式相同，但是轴力变化对柱的破坏程度有显著影响，高轴压比会抑制柱身裂缝的发展；与定轴力柱相比，变轴力作用下柱顶水平荷载-位移滞回曲线不对称，水平加载对应轴力大的一侧，峰值荷载有所提高，耗能能力增强，但延性下降，刚度退化更快；同时承受双轴加载和变轴力的柱，滞回曲线的“捏拢”现象会更加明显。
  
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  钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测

  谷志强, 高丹盈, 王建召, 李昊璋, 胡玉博

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 164-172. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0479

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  为研究钢筋钢纤维混凝土梁的疲劳损伤演化过程，并对其疲劳寿命进行预测，依据钢筋钢纤维混凝土梁疲劳试验结果，基于梁受压和受拉区钢纤维混凝土以及受拉钢筋的疲劳损伤演化特性，采用分段线性方法，建立钢筋钢纤维混凝土梁疲劳全过程分析及寿命预测模型，并与试验结果对比进行验证。采用该模型分析钢纤维混凝土梁的混凝土、钢筋应变以及受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数的退化规律，得到不同疲劳循环次数后试验梁的剩余承载力。结果表明：钢纤维能够显著提高梁的疲劳性能，试验梁的受拉钢筋截面面积随疲劳循环次数增加呈两阶段减小趋势，而受压区混凝土和受拉钢筋的应变以及梁剩余承载力呈三阶段发展模式，42根钢筋钢纤维混凝土梁的试验疲劳寿命与预测疲劳寿命比值的均值为0.953，变异系数为0.284，整体符合较好。
  
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  UHPC芯柱板受力性能试验研究与有限元分析

  何庆锋, 宁鹏腾, 钟易, 李锦实, 易伟建

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 173-183. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0864

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  为了研究UHPC芯柱板在模块建筑结构中的受力性能，设计并制作了一块足尺UHPC芯柱板，对其进行两边简支的受弯性能试验，获取UHPC芯柱板的承载能力、挠度、裂缝、破坏形态以及截面应变等。试验结果表明：UHPC芯柱板在四点弯曲加载试验中的荷载-位移曲线可对应试件受力分为弹性、弹塑性、屈服三阶段；UHPC芯柱板主要破坏模式为弯曲破坏，在弹性阶段，受弯截面符合平截面假定。基于ABAQUS有限元分析软件对UHPC芯柱板受力性能进行数值模拟与参数分析可知，提升UHPC的抗拉强度与受拉纵筋配筋率可以增大板的承载力，两者与板承载力均呈线性增长；当上下面板厚度相同时，构件刚度与承载力会大幅提升，板厚度与承载力呈线性增长；芯柱及肋宽对UHPC芯柱板承载力的影响有限；随着跨高比增大，板整体刚度与承载力会大幅降低，跨高比对受弯承载力影响较小。
  
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  预制混凝土柱-钢梁对拉钢筋连接节点抗震性能试验研究

  王成刚, 幸飞宇, 薛彦涛, 陈丽华,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 184-195. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0125

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  为充分发挥装配式结构的施工优越性以及改善钢筋混凝土柱-钢梁节点(RCS)的抗震性能，提出一种预制混凝土柱-钢梁对拉钢筋连接节点。通过对6个节点试件的低周往复加载试验，研究了对拉钢筋直径、对拉钢筋与钢梁翼缘相对位置以及钢梁翼缘形式对节点抗震性能的影响。结果表明：节点试件破坏模式为梁端弯曲破坏和节点区连接破坏，主要表现为柱钢梁翼缘屈曲、钢梁翼缘撕裂、对拉钢筋断裂、钢套筒撕裂、对拉钢筋脱孔和钢套筒与混凝土柱脱空；梁端荷载-位移的滞回曲线形状较为饱满，刚度退化曲线较为平缓，位移延性系数在3.30～5.52之间，等效黏滞阻尼系数在0.15～0.30之间，节点具有较好的塑性变形能力和抗震性能；随着对拉钢筋和塞焊孔的直径增大，节点试件的承载力和耗能能力有所提高；对拉钢筋布置在钢梁翼缘内侧，节点试件的承载力、延性和耗能均有所降低，非加强翼缘节点试件的承载力显著降低，但延性有所提高。在试验基础上，建立了该种节点的有限元分析模型，对轴压比、钢套筒厚度等相关影响因素进行了研究。结果表明：随着轴压比的增大（由0.2增大到0.7），节点承载力有小幅增加8.8%；节点承载力随着核心区钢套筒厚度的增大（由10mm增大到20mm）有明显提高，增大了65.1%;核心区钢套筒延伸高度对节点的承载力影响不大；对拉钢筋与钢梁翼缘抗拉力比值小于1.0时，节点承载力随比值提高大幅提升，比值大于1.0时，节点承载力增加有所放缓，而比值大于1.5后，节点承载力几乎不再增长。
  
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  节点区外包钢管穿筋式预制装配式混凝土梁柱节点抗震性能试验研究

  陈丽华, 冯建东, 薛彦涛, 梁春旺,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 196-206. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0128

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  梁柱节点的连接方式是影响装配式混凝土框架结构抗震性能的关键。为实现装配式结构现场高效施工并保证其抗震性能良好，提出一种节点区设置外包钢管和对拉钢筋的装配式梁柱节点。通过改变外包钢管厚度和补强板构造方式，设计制作4个足尺中节点梁柱组合体进行低周往复加载试验，深入探讨该类型节点的滞回性能、延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能指标。结果表明：随着外包钢管厚度增大，梁端塑性铰向远离节点核心区方向发展；梁柱组合体的破坏现象主要表现为柱边缘混凝土压碎脱落、外包钢管鼓起变形及短钢梁段翼缘屈曲变形；梁端荷载-位移滞回曲线较为饱满，在往复荷载作用下有较好的延性和耗能能力；增大外包钢管厚度能明显提高承载力和耗能能力但延性会降低，补强板的设置有益于提高延性和耗能能力但对承载力影响不大。建立了该形式节点梁端受弯承载力计算方法，计算结果与试验结果比较吻合，可为该形式节点的工程应用提供参考。
  
基础理论与共性技术
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  FRP网格-ECC复合层加固混凝土界面定量化处理及黏结性能试验研究

  潘毅, 任宇, 郭瑞, 高子祁, 夏毛瑶

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 207-217. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0107

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  针对传统纤维增强复合材料(fiber reinforced polymer, FRP)网格-工程水泥基复合材料(engineered cementitious composites, ECC)复合层加固钢筋混凝土(reinforced concrete, RC)结构存在界面处理质量无法保证的问题，提出通过对混凝土表面钻孔定量化描述界面粗糙度的改良FRP网格-ECC复合层加固方法，并建立了粗糙度评价指标，即界面处理率。为研究不同界面处理率下复合层与混凝土之间的界面黏结性能，开展复合层抗拉试验研究其材料性能，并对4组12个双剪试件进行试验，考察不同界面处理率对复合层与混凝土黏结剪切性能的影响。研究结果表明：复合层的拉伸应力-应变曲线呈双线性，抗拉强度为10.62MPa，极限拉应变为0.0138；未界面处理的试件发生了界面剥离破坏，经界面处理后试件随着界面处理率的增大，破坏模式逐渐从临界断裂破坏向复合层断裂破坏过渡，即定量化界面处理的改良加固法可抑制界面的剥离，且可在一定程度上控制界面破坏形态；基于现有FRP片材-混凝土的黏结滑移模型，并考虑FRP网格-ECC复合层整体受力行为和界面处理率，建立FRP网格-ECC复合层与混凝土界面的黏结滑移模型和承载力计算式，承载力计算值与试验值之比平均值为1.107，二者吻合良好。
  
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  高温作用下锈蚀钢筋与混凝土黏结性能研究

  刘才玮, 闫良泰, 仇子文, 苗吉军, 郑春英, 张成龙

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 218-229. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0570

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  为研究高温下与高温后锈蚀钢筋与混凝土黏结性能退化规律，制作84个混凝土立方体试块及110个偏心拉拔试件，对立方体试块进行高温下及高温后抗压试验，对偏心拉拔试件进行高温下及高温后拉拔试验，分析温度状态(高温下和高温后)、锈蚀率(2%、5%和10%)、试件尺寸(立方体、棱柱体)及箍筋数量(单肢箍和双肢箍)对黏结性能的影响，依据高温对材料性能的折减规律，得出高温下锈蚀钢筋混凝土黏结强度计算方法，提出分段式及连续型黏结滑移本构模型。研究表明：锈蚀时间为59d且历经400℃的混凝土抗压强度降低了27.6%，温度100℃时锈蚀率为4.6%的钢筋混凝土黏结强度较常温的增大8%，温度200~400℃时黏结强度降低约9%，800℃时黏结强度损失85%；温度低于400℃时，高温下钢筋混凝土黏结强度小于高温后的，温度高于400℃时，不同温度状态下黏结强度值相近；单肢箍筋试件黏结强度较双肢箍筋试件黏结强度下降了10%，立方体(150mm×150mm×150mm)试件黏结耗能是棱柱体(150mm×150mm×300mm)试件黏结耗能的54%。通过比较积分绝对误差验证了模型精度，计算误差小于10%，可用于锈蚀结构火灾下的数值计算。
  
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  循环荷载作用下木材横纹力学特性与本构模型

  张利朋, 谢启芳, 韩永刚, 王莹锦, 吴亚杰,

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 230-242. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0921

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  木材循环受力特性与本构模型是木结构在地震、振动等反复荷载作用下受力分析的基础。试验中设计并加工了一种适用于木材横纹循环加载的狗骨状试件及其配套夹具，基于木材径向、弦向、偏轴60°三类共44个横纹试件的单调拉伸、单调压缩、循环受压、循环拉压试验，分析木材在不同循环加载条件下的变形特征、破坏模式、应力-应变全曲线性质与加卸载刚度变化规律。在此基础上，建立木材横纹循环应力-应变曲线中受压卸载残余应变、受拉卸载开始点应变、受拉卸载残余应变与受压卸载开始点应变的相关关系。研究结果表明：木材横纹循环受力过程中受压侧变形特征、破坏模式、骨架曲线与单调受压时相似，径向与偏轴60°试件的循环受压骨架曲线屈服点后的应变硬化特征明显，而弦向试件则表现出明显的应变软化特征；各类试件的卸载刚度、卸载后的反向加载刚度显著退化。进一步建立了木材横纹循环受力本构模型，并通过试验验证了其正确性，可用于木结构受循环荷载作用时的受力分析。
  
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  3D打印碳纤维混凝土断裂力学性能试验研究

  岳健广, 王健, 吴瑶, 张怀奎, 叶子晗, 张榕

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 243-252. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0914

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  为研究打印碳纤维混凝土的断裂力学性能，开展劈裂和三点弯试验，分析了打印方式和纤维含量对其力学性能、断裂破坏机理和微观开裂特性的影响规律，从断面材料完整性角度阐释了其各向异性的成因，建立了打印碳纤维混凝土与浇筑混凝土力学性能指标之间的关系表达式。研究结果表明：打印碳纤维混凝土断裂过程与浇筑混凝土的相似，可分为弹性阶段、裂缝稳定扩展阶段和裂缝不稳定扩展阶段；打印方式会引起混凝土不同方向上断面材料完整性削弱程度的不同，相应地引起力学性能不同程度的降低，这是导致打印混凝土各向异性的本质原因；断面材料完整性削弱程度越大，剪切微裂缝数量比例越高，且随着纤维含量增加，纤维桥接作用的增强效果有所降低；由于纤维分布的随机性，力学性能指标衰减系数与剪切裂缝数量占比衰减系数之间的关系呈非线性。
  
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  基于三角级数解的钢-混凝土组合梁弹性弯曲变形计算方法

  叶华文, 蒋成川, 黄澳, 冯治皓, 叶杨帆, 周渝

  建筑结构学报. 2024, 45(5): 253-261. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0040

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  目前针对考虑界面滑移效应的钢-混凝土组合梁的弯曲变形计算公式缺乏广泛适应性，不便于组合梁结构设计。为此，采用三角级数构造组合梁弹性弯曲变形和界面滑移的位移函数，根据最小势能原理和变分法，推导了简支组合梁在不同荷载类型下的弹性弯曲变形和界面滑移的计算公式，进而得到考虑滑移效应的组合梁抗弯刚度和界面滑移值的统一显式解。通过与大量已有文献中的试验值和既有计算方法比较，验证了其有效性和准确性。结果表明：根据三角级数解推导出的钢-混凝土组合梁弯曲刚度计算公式简洁直观，物理意义明确，结果可靠，所提出的方法适用于精确计算正常使用状态下组合梁弯曲变形。