特邀专栏

      国家发布的 “十四五规划和 2035年远景目标纲要”中明确提出了 “双碳目标”,包括建筑业在内的各行业领域均明确了低碳转型任务,这是我国实现低碳发展的必然要求。在结构工程低碳发展的建设中应考虑最大限度减少自然资源和能源的消耗,降低碳排放,使得工程结构在原材料选择、建造、使用、维护、失效以及再利用的循环全寿命过程中,对环境的影响降到最低限。 

      为集中展示在双碳目标下我国结构工程领域的最新研究成果和对结构工程低碳技术路径的思考, 《建筑结构学报》在2024年第3期组织了《低碳结构》专栏,我有幸担任此专栏特邀主编。通过专家严格评审,该专栏共刊登高质量优秀学术论文7篇。 

      混凝土结构仍是目前应用最普遍的结构形式,但其在施工、服役和退役的全寿命周期中均有较大量的碳排放,因此,混凝土结构全寿命减碳技术的研发与应用,对于推动建筑业低碳发展至关重要。专栏中的综述论文 《混凝土结构全寿命减碳技术研究进展》和《混凝土3D打印建造的低碳性研究进展》系统展示混凝土结构低碳发展的研究现状和研究展望;论文《基于延寿-减碳目标的混凝土结构耐久性控制策略研 究》则重点阐述通过延长结构寿命降低混凝土结构碳排放的方法。竹和木是天然的生物固碳器,且竹木资源丰富、力学性能较好,是许多国家的主流建材之一。专栏中的论文 《框拼式竹管网格结构体系及工程实践》展示了竹管网格结构的最新研究进展和应用;论文 《正交胶合木-混凝土组合楼板单面受火耐火极限试验研究》则研究了木材和混凝土组合应用的结构耐火性能。论文 《四面受火工程竹材炭化性能试验与数值模拟研究》和《基于复杂热解模型的CLT房间火灾温度场数值模拟及iBMB参数化火灾升温曲线修正》则介绍了木竹结构在火灾下的性能变化规律,为木竹低碳结构在我国的推广应用提供理论支撑和应用基础。 

      最后,恳请广大专家、学者、工程师多提宝贵意见,期待业内专家紧密协作,共同推动工程结构的低碳发展。

      近几十年来,因恐怖袭击以及生产和生活中的疏忽而引发的各类意外爆炸事件屡有发生,不仅对爆源附近的人员及建筑造成毁伤,而且爆炸冲击波传播与周边建筑相互作用,还会引起爆源附近数公里范围内建筑群的损伤破坏,造成重大的人员伤亡和财产损失,甚至引发社会恐慌。然而,由于爆炸荷载具有超压峰值高、持续时间短等特点,爆炸荷载作用下建筑结构的破坏与连续倒塌分析主要存在如下问题:爆炸荷载作用下建筑材料的应变率效应及动态力学模型尚不完善,结构构件的破坏模式较为复杂,其动态响应规律及破坏模式需要进一步研究;对于建筑结构的破坏与连续倒塌分析,涉及裂缝开展、大变形等几何非线性问题,求解复杂、计算耗时。为此,近年来国内学者在建筑结构抗爆及防连续倒塌领域开展了系统研究,取得了丰硕的成果,完善和发展了建筑结构抗爆和防连续倒塌分析与设计理论。
      基于上述背景,我有幸担任《建筑结构学报》特邀主编,组织《建筑结构抗爆及防连续倒塌》专栏,面向全国建筑结构抗爆防护研究领域的学者进行约稿组稿。通过专家严格评审,在2024年第1期的《建筑结构抗爆及防连续倒塌》专栏中刊登优秀学术论文5篇,从建筑材料的动态力学特性,到爆炸冲击荷载作用下典型结构构件的动态响应及破坏模式,再到爆炸荷载下建筑结构的连续倒塌机制,向广大读者集中展示了国内在建筑结构抗爆及防连续倒塌领域的创新研究成果,主要包括:通过高温准静态和动态力学性能试验,研究了国产Q690DQT高强钢的动态力学性能,并提出了适用的动态本构模型;通过试验、数值模拟等研究手段,揭示了爆炸冲击荷载作用下钢梁、钢筋混凝土梁等典型结构构件的动态响应规律和破坏模式,提出了爆炸荷载下钢梁动力响应的相似分析方法;通过子结构试验研究,揭示了爆炸荷载作用下钢筋混凝土框架结构抗连续倒塌的反拱机制。
      最后,恳请广大专家、学者、工程师多提宝贵意见,期待业内专家紧密协作,共同推动建筑结构抗爆防护的创新发展与工程应用。

中国建筑设计研究院有限公司(CADG)成立于1952年。建院70多年来,一代又一代的工程技术人员薪火相传,完成了大量优秀建筑作品,从建国10周年北京的十大建筑,到北京奥运会和冬奥会场馆、北京通州副城市中心以及雄安新区建设,在国家重点工程建设中作出了突出贡献。

近年来,随着公共建筑规模逐渐增大,结构高度、跨度不断被突破,建筑功能呈现多样化、综合性,结构的复杂程度逐渐提高,已有的设计经验与现行规范标准已难以满足工程的实际需求。为了解决工程中遇到的技术难题,需从保证结构设计技术先进、安全可靠、经济合理等方面推动技术创新,以符合国家绿色、低碳的可持续发展战略目标。对此,中国建筑设计研究院有限公司的结构工程师们,结合工程设计中遇到的实际技术问题,对结构体系及其计算分析方法进行探索与创新,并将研究成果在工程中推广应用,先后获得国家科学技术进步奖、华夏建设科学技术奖等奖项。

本人作为中国建筑设计研究院有限公司总工程师,荣幸担任《建筑结构学报》特邀主编,在第9期中组织了《CADG工程实践》专栏,经专家严格评审,刊载优秀学术论文6篇。专栏以济南遥墙机场航站楼、临沂启阳机场航站楼等重大工程为背景,凝练总结了我院在超高层建筑、大跨度钢结构及装配式建筑方面的设计与创新研究成果。对于专栏论文中存在的缺点和不足,敬请广大读者批评指正。

  中国航空规划设计研究总院有限公司(简称“中航规划总院”)始创于1951年,是我国首批综合甲级设计院。中航规划总院在做好国家重大国防基础设施设计和建设工作的同时,将航空工业重大试验装备安全控制的交叉集成技术应用于文物保护领域。
  现代建筑工程通常是由工业化的钢与钢筋混凝土材料,通过“强节点、弱构件”构造形成结构受力体系,而博物馆“文物柜架楼面”之间存在两层浮置界面。砖石质古建筑多数是由泥浆掺草(麻)筋、石灰和砂子组成的连接灰缝砌筑而成,历经百余年环境侵蚀劣化,连接界面的黏结力基本退化,主要依靠界面摩擦力形成连接抗力。而木结构古建筑主要依靠榫卯连接为整体,连接界面处于浮置状态。因此,与现代建筑工程相比,文物结构的安全稳定性能具有特殊性,需要进行专项研究。
  作为“十三五”国家重点研发计划项目“馆藏文物一体化防震关键技术研究”、面向2035年的文物领域中长期科技发展战略研究项目子课题“文物建筑结构稳定”的负责人,本人荣幸担任《建筑结构学报》特邀主编,面向相关科研人员进行约稿。通过开展“馆舍子结构-展柜-仿真文物”一体化模型振动台试验和数值分析的对比研究,提出兼具科学性和实用性的文物防震安全设计指标、震害风险评估方法及系列文物防震措施。研究成果已在成都市博物馆、秦始皇帝陵博物院(兵马俑)、西安碑林等10余家博物馆得到应用,其中甘孜州民族博物馆、雅安博物馆经历了2022年发生的两次六级以上地震考验,保护了文物安全。同时,在文物建筑结构稳定方面,提出适用于文物建筑材料和构造特征的结构性能分析模型,并重点开展古建筑结构静力稳定承载机理研究。
  本期《馆藏文物防震与古建筑结构稳定技术》专题所刊载的6篇论文,是研发团队努力探索的结晶。受疫情影响,部分试验研究工作滞后,相关学术成果正在总结中,期待广大读者持续关注和指教,共同推动我国文物保护的技术创新与推广应用。
  重庆大学钢结构工程研究中心(以下简称“中心”)是由重庆大学根据我国钢结构工程的人才培养、学科建设和产业发展需求而设计的研究中心。中心以重庆大学的土木、材料、信息等优势学科建设为纽带,立足于国内外科学发展前沿,紧密围绕钢结构工程领域的难题和最新研究方向,针对建筑钢结构、桥梁钢结构、海洋钢结构、地下钢结构、工程结构新材料、工程智能建造、基础设施智能运维等的关键性问题开展基础研究和工程技术攻关,涉及的研究方向包含钢结构力学性能与设计理论、钢结构工程防灾减灾、钢结构工程材料、钢结构工程防护与耐久性、钢结构施工和其他交叉学科相关方向。
  作为中心的负责人,本人荣幸担任《建筑结构学报》特邀主编,面向重庆大学钢结构工程研究中心的科研人员进行约稿。通过专家严格评审,在2023年第6期的《RCSSE前沿》专栏中刊载高质量优秀学术论文12篇,从结构或构件的静力受力性能、防火性能以及抗震性能等方面,向广大读者集中展示中心近期在基础理论、关键技术等方面的创新研究成果。例如:通过对高强耐候钢承压型螺栓连接受力性能、高强钢梁耐火性能以及火灾后高强钢超低周疲劳性能的研究,阐明了高强钢构件和材料在火灾和地震极端荷载下的破坏机理,提出了高强钢连接和构件的受力性能和防灾减灾分析方法;通过对冷弯薄壁型钢-钢板剪力墙结构、装配式开孔加劲钢板组合剪力墙、斜钢管混凝土柱框架-核心筒-伸臂桁架结构以及多腔式钢管混凝土柱-钢混凝土组合梁框架节点等抗震性能的研究,揭示了新型剪力墙和节点的地震响应规律,建立了抗震性能分析和设计方法。
  本期《RCSSE前沿》专栏所刊载的论文,不仅是中心团队广大教师不断进取、努力探索的学术结晶,更是与业内众多同仁广泛交流、通力合作的研究成果。在此,恳请业内广大专家、学者、工程师多提宝贵意见,并进行深度交流与合作,共同推动建筑结构设计的创新发展与应用。

  北京市建筑设计研究院有限公司(BIAD)作为大型国有建筑设计咨询机构,始终活跃在工程建设领域的最前沿,致力于向社会提供高品质的设计服务。伴随着新中国的建设与发展,BIAD承担并完成了北京及国内其他地区许多重要的工程项目,呈现了不同时期的结构设计经典。
  作为BIAD多项重大工程项目的负责人,本人荣幸担任《建筑结构学报》特邀主编,在2023年第4期中组织了《BIAD工程实践》专栏。通过专家严格评审,在专栏中刊载了高质量优秀学术论文12篇,力争在有限的篇幅内从多视角向广大读者展示BIAD近年在基础理论、关键技术和工程应用等方面的创新研究成果。
  《BIAD工程实践》专栏所报道的内容,涉及大跨度钢结构、超高层结构、索结构等方面的新理论、新方法和新技术。例如:在《北京大兴国际机场航站楼中心区屋盖钢结构设计的关键问题》中展示了国家重大工程北京大兴国际机场航站楼在结构体系设计中的关键技术;在《北京工人体育场开口单层扁薄拱壳罩棚钢结构整体稳定性能研究》《设置三维摩擦摆支座的北京工人体育场单层网壳罩棚竖向隔震性能研究》等论文中,梳理了北京工人体育场结构的改造翻建过程中结构整体稳定、隔震、温度效应等关键技术难题及解决方案;在《高位大跨度连体结构隔震减振多性能目标设计》中研究了大跨度连体结构的震振双控的创新设计方法;在《某高度522m超高层结构振动台试验与理论分析研究》《组合抗侧体系在大高宽比和长宽比超高层钢结构建筑中的应用与试验研究》等论文中展示了超高层结构在抗风、抗震设计方面的创新研究成果;在《配置下拉减振索的大跨度空间结构受力性能分析》《大型索结构断索动力响应研究》等论文中系统梳理了索结构在空间结构减振、断索响应、疲劳耐久性、预应力施加等方面的研究新成果和工程应用。
  《BIAD工程实践》专栏所刊载的论文,不仅是BIAD结构设计师不断进取、努力探求的技术结晶,更是与业内众多同仁广泛交流、通力合作的研究成果。在此,恳请业内广大专家、学者、工程师多提宝贵意见,并进行深度交流与合作,推动建筑结构设计的创新发展与应用。

我国土木工程行业逐步进入集中建造向服役运维的转型期,一方面房屋建筑与基础设施等工程结构的服役安全保障需求陡增,另一方面城市更新与高质量发展产生了功能提升的内涵需求,使得工程结构运维诊断与提升成为行业焦点。

为此,在中国科协“2021年度全国学会期刊出版能力提升计划”的支持下,《建筑结构学报》在2022年第10期组织了“工程结构运维诊断与提升”专题,我有幸作为本刊的特邀主编进行约稿和组稿,以专栏的形式集中展示工程结构服役智能诊断、健康监测与加固技术等多方面的研究进展。

本期专栏刊登了8篇论文,其中4篇为综述论文,分别就结构服役安全智能诊断研究与应用、工程结构运维多场景的敏感服役指标智能识别、空间结构健康监测研究、钢结构加固技术研究等进行了系统回顾和展望,并就已有研究存在的问题进行了梳理,明确了突破方向。另外4篇为学术论文,在《预应力拉索激光非接触式动力检测与分析方法研究》《基于高斯混合模型的混凝土结构预应力分布特征及估计方法》两篇论文中提出了激光多普勒非接触式预应力拉索的动力参数识别方法以及预应力分布估计方法;在《基于分布式同步采集的赛格大厦结构动力学参数识别》一文中报道了赛格大厦振动事件应急调查的测试工作;而在《基于局部离群因子的数据异常识别方法及其在古建结构监测中的应用》一文中则提出了针对砌体结构古建的监测数据清洗与异常识别方法。

受限专刊篇幅,对专题研究的报道远不够全面,恳请广大专家、学者、工程师多提宝贵意见,共同推动工程结构运维诊断与提升领域的创新发展。