2024年, 第45卷, 第6期　刊出日期：2024-06-05

  

• 全选
  |

CABR前沿
• Select
  钢筋混凝土框架结构屈服机制研究进展

  杨锐, 罗开海, 黄世敏

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 1-15. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0464

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  针对历年多次大地震中钢筋混凝土框架结构大多未能实现“强柱弱梁”的问题，结合20世纪80年代以来我国抗震规范历次修订的背景资料，对国内外钢筋混凝土框架结构屈服机制的研究成果以及规范相关规定的沿革情况进行综述。首先,对我国GBJ 11—1989《建筑抗震设计规范》中有关框架结构梁柱节点的研究背景及有关规定进行了介绍；其次，对21世纪以来国内外部分强震中框架结构的震害现象及特征进行概述，梳理分析了震后若干反思性研究成果，并对比分析了国内外规范的相关规定；再次，结合国内外有关RC框架结构屈服机制的最新研究动态，从微观层面的材料本构方程和宏观层面的构件物理方程进行分析，指出采用基于强度准则的能力设计方法在理论上存在明显缺陷，应基于变形（应变）破坏准则进行RC框架结构整体屈服机制的研究。鉴于目前框架结构屈服机制抗震设计方法存在的问题，提出可采用构件变形能力需求比作为指标，充分考虑构件刚度配置、结构破坏演化进程中构件刚度退化对内力重分布的影响规律等因素，从节点、构件、结构层面综合开展理论与试验研究，全面构建基于变形准则的能力设计方法。
  
  
• Select
  高层建筑结构基本自振周期合理范围研究

  徐培福, 陈才华, 邱盛源

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 16-24. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0461

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  高层建筑基本自振周期T1反映了高层建筑质量和刚度分布特性，在结构方案设计阶段，控制基本自振周期在合理范围不仅能自动满足结构的主要设计指标，还能导向更合理的结构设计。通过分析国内837栋高度50 m以上高层建筑统计数据，得出不同设防烈度、不同高度分组高层建筑的基本自振周期的合理范围和分布规律，并基于简化模型推导了基本自振周期与结构高度关系的实用公式。统计数据分析以及实用公式均表明，T1与结构高度的平方根(H)成正比，且T1/H随高度增加而增大，随设防烈度提高而减小。高度250m以上高层建筑基本自振周期合理范围上限值在0.40H左右，其中8度设防区为0.37H、7度设防区为0.42H、6度设防区为0.44H；如果达到或超过0.50H，则结构刚度过柔。
  
• Select
  考虑土-结构相互作用的超高层结构地震非线性分析

  潘玉华, 王翠坤, 时继瑞, 陈才华, 邱盛源, 马 明, 崔明哲, 董 皓,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 25-38. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0463

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目前，对于超高层结构进行动力弹塑性分析时，大多采用刚性地基假定，并忽略土-结构相互作用的影响。为了研究土-结构相互作用对超高层结构的影响，建立精细化的土体-地下室-上部结构三维非线性有限元模型，并对一栋高度366m超高层塔楼进行了罕遇地震动力弹塑性分析。首先根据工程场地条件进行了一维等效线性化分析，以获取土层的地震反应。然后，利用波动法解决了在三维土层地震波动输入的问题，并验证了所采用方法的准确性。计算结果表明：与刚性地基假定相比，考虑土-结构相互作用会增加塔楼的自振周期；在预估的罕遇地震作用下，考虑土-结构相互作用后，塔楼的整体地震反应减小；塔楼层间位移角在低区增大，在高区减小，高区最大层间位移角减小，呈现变形向底部转移的趋势；塔楼高区墙体损伤减轻，结构整体刚度退化程度减小，同时基底剪力和倾覆弯矩降低；塔楼巨柱个别位置的内力增大，忽略土-结构相互作用的影响可能会导致设计结果偏于不安全；所提出的方法能够全面考虑场地土的影响，较为真实地模拟超高层结构的地震响应。
  
• Select
  泰康金融中心项目复杂连体结构设计关键问题研究

  熊羽豪, 肖从真, 储德文, 陈才华, 程卫红, 潘玉华, 陆宜倩, 陈家丰,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 39-49. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0487

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  泰康金融中心超高层结构高度为237.3m，为三塔连体结构。各单塔高宽比均超过规范限值，存在较大平面偏心，需将3个单塔在适当楼层相连形成相互支撑的连体结构，因此在第18层、29层、40层设置三处连桥，结构抗侧刚度和抗扭刚度有明显的提升，在竖向荷载作用下，竖向构件受力更加均匀，在水平荷载作用下，水平位移大幅度减小。针对刚度突变、扭转效应、施工影响和节点设计等复杂连体结构的关键问题进行研究，结果表明：连体结构存在较大的刚度突变，连桥上部楼层在罕遇地震作用下容易形成薄弱层，在设计中应适当加强；三塔连体结构的整体性和抗扭刚度较强，扭转效应不明显；施工方案对连体结构的受力模式影响较大，经过比选后采用连桥层以上单塔结构施工先于连桥施工，但是领先楼层数不超过5层的施工方案；对连桥连接关键节点的有限元分析结果表明，节点可满足预设的抗震性能目标要求。
  
• Select
  考虑平面弯曲变形的单跨排架结构布置规则性判定指标研究

  赵鹏飞, 薛 雯, 李志浩, 刘学春, 陈学森, 马 明, 张 强, 李玉龙,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 50-61. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0476

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  周期比和扭转位移比是多高层结构抗震设计常用的控制指标，但无法真实反映大跨度结构平面布置规则性及其在地震作用下的变形、内力特征。为此，以单跨排架结构为主要研究对象，考虑其屋面结构面内弯曲刚度小等特点，根据控制平面布置规则性要求的本质目的，即控制抗侧力构件侧移的均匀性，提出判断其平面布置规则性的两个指标——广义扭转位移比和剪力-刚度匹配指标。探讨了两个指标在各种参数下的变化规律，建立了两个指标的函数关系，划定了基于广义扭转位移比的结构平面布置规则性限值。结果表明：广义扭转位移比和剪力-刚度匹配指标能更合理地表征地震作用下，单跨排架结构的响应特性；按照两个指标，排架结构平面布置规则性不但取决于抗侧力构件的布置、质量分布，也取决于结构面内弯曲刚度及平面弯曲变形大小。
  
• Select
  高强混凝土无腹筋梁不同破坏形态受剪性能试验研究

  耿相日, 黄小坤, 徐福泉, 刘 璐,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 62-73. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0481

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究不同剪切破坏形态高强混凝土无腹筋梁的受剪性能，以剪跨比和截面有效高度为主要参数，开展了9根混凝土强度等级为C90的高强混凝土无腹筋梁试件在集中荷载作用下的受剪性能试验，分析了试件的剪切破坏形态、剪切性能状态以及对应的名义剪切强度。根据试验现象和试件受力特点，发现斜拉破坏试件以主斜裂缝的出现为主要破坏标志，剪压和斜压破坏试件以受压区混凝土的压碎为主要破坏标志。对名义剪切强度的分析表明：名义剪切开裂强度受剪跨比和截面有效高度的共同影响，而名义剪切破坏强度则主要受剪跨比影响；名义剪切开裂强度和名义剪切破坏强度可分别采用混凝土的抗拉强度和抗压强度进行表征。通过对国内外相关规范中的受剪承载力计算公式进行适用性分析，建议在确定高强混凝土无腹筋梁的受剪承载力时应以剪切开裂作为控制状态，同时应考虑构件尺寸效应的影响以提高计算的准确性。
  
• Select
  玻璃结构金属植入节点纯弯及弯剪性能试验研究

  韩伟涛, 刘 强, 黄小坤, 那振雅

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 74-84. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0462

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究玻璃结构金属植入节点在纯弯和弯剪耦合作用下的破坏机理，设计并制作了4组12个节点试件，对其进行单调加载试验，考虑不同剪跨比对节点受力性能的影响。以采用单个预埋件的金属植入节点承载力计算方法为基础，推导建立适用于玻璃结构金属植入节点的受弯承载力、受剪承载力计算方法，通过与试验结果对比，验证了承载力计算方法的准确性。并对影响节点受力性能的各项参数进行了分析，结果表明，玻璃厚度的增加会同时提高节点的受弯及受剪承载力，预埋件埋深及宽度的增加则主要提高节点的受弯承载力。因此，在进行金属植入节点设计时，需要根据节点的实际受力情况确定节点的各项尺寸参数。
  
• Select
  均布荷载下双中空玻璃的荷载分配研究

  王智远, 刘军进, 陈美合, 杨轲昕, 李滇, 李建辉, 刘强, 吴宜峰

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 85-96. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0506

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  双中空玻璃被广泛应用于门窗及幕墙工程领域，但目前国内外相关规范中仍缺少精简有效的设计方法。为研究均布荷载作用下双中空玻璃的荷载分配情况，对4块中空玻璃试件开展堆载试验。基于理想气体状态方程和ANSYS挠度场分析，建立适用于双中空玻璃的高精度有限元模型，模拟分析与试验结果吻合良好。通过有限元参数分析，揭示各玻璃面板分荷比例随内、外中空层厚度的变化规律。研究表明：随着内中空层厚度的增加，外、中片分荷比例呈近似线性关系增长；随着外中空层厚度的增加，中、内片分荷比例呈近似线性关系减小；当内、外侧中空层厚度等幅增加时，外片分荷比例显著增大，内片分荷比例明显降低，中片分荷比例则降低缓慢。结合面板的尺寸因素，提出了考虑长宽比和面积补充系数的适用于双中空玻璃荷载分配的中空层系数计算公式，拟合公式的适用性和有效性较好，可供相应标准规范修订参考使用。
  
• Select
  U-T坡面变摩擦阻尼器力学性能及减震效果研究

  李澈, 张健豪, 王兵, 薛彦涛,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 97-106. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0466

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了解决摩擦阻尼器出力单一，无法适应各个水准地震的问题，提出了一种U-T坡面原型机构，当其发生远离完全咬合点的错动时，由于坡面作用，能够在法向产生增量变形，且在此过程中坡面保持连续接触。应用此原型机构，设计并制作了能够产生狗骨形滞回曲线的U-T变摩擦阻尼器，试验结果表明：阻尼器的阻尼力与设计值基本一致；阻尼器表现出良好的耐疲劳性能，满足JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》中对摩擦消能器力学性能要求。针对阻尼器开展有限元分析，验证U-T变摩擦阻尼器工作机理及各部件受力工作状态；并采用ABAQUS的自定义材料接口UMAT，编写用于模拟狗骨形滞回曲线阻尼器的子程序进行数值模拟分析，以一设置该阻尼器的钢框架结构为例，对比分析狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器、普通摩擦阻尼器的减震效果。分析结果表明，狗骨形滞回曲线变摩擦阻尼器具有更好的减震效果，且对预紧力损失不敏感。
  
结构智能防灾与运维
• Select
  建筑结构损伤智能检测与响应智能预测研究综述

  周颖, 孟诗乔, 孔庆钊, 翁渝峰

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 107-132. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0583

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着计算机和人工智能技术的高速发展，越来越多的智能技术被引入土木工程学科交叉研究与应用中。相比于传统土木工程技术，结构智能防灾显著提升了工作效率与精度，因此成为学科交叉的重要发展方向之一。为系统梳理结构智能防灾前沿研究进展，从建筑结构局部损伤智能检测与评估、建筑结构整体损伤智能检测与评估、建筑结构响应智能预测等三个方面，对建筑结构损伤智能检测与响应智能预测研究开展综述。归纳了主流研究技术路线和常用智能算法，分析了已有研究方法的优越性和局限性，并给出了研究挑战。针对现阶段研究中构件局部损伤智能检测与评估的工程应用受限、建筑结构整体损伤智能检测精度较低、建筑结构响应智能预测的可解释性与可靠性较差等问题，针对性地提出未来研究方向的展望和建议，包括提升损伤智能检测算法泛化性、通过超分辨率技术提升建筑结构整体损伤智能检测精度以及将空间信息和物理信息融入建筑结构响应智能预测方法等方面。
  
• Select
  基于三维视觉的房屋智能巡检方法研究

  冯楚乔, 刘宇飞, 岳岩, 樊健生, 张晋勋, 王聪颖

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 133-142. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0038

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  城乡自建房屋的违规改建现象时有发生，是不可忽略的安全隐患。传统的房屋巡检主要依靠人工方式，存在效率低、主观性强等问题，进而影响巡检结果的可靠性。为此，提出了基于三维视觉的房屋智能巡检方法。基于融合式SLAM技术实现巡检点云数据的实时采集；对多次巡检数据进行配准，并采用基于kd-tree的半径搜索法进行点云增减识别，找出改建部分；对改建部分进行区域生长分割并获取点云OBB包围盒，根据其几何尺寸信息进行简单的构件分类。进一步，定义考虑构件重要性的表面积变化率参数，可初步评价改建后结构的安全性。通过对某自建房进行巡检试验发现，上述方法能够快速、高效地获取待测房屋外立面的点云数据，有效识别房屋的改建部分，并基于构件特征进行改扩建后房屋的危险性评估，实现了巡检流程的自动化与智能化。
  
• Select
  基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法

  张明辉, 周德源, 何斌, 陈洪兵, 孔庆钊,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 143-152. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0036

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  混凝土结构损伤的早期预警与精准量化是土木工程结构健康监测领域的热点。提出了一种基于嵌入式传感技术的混凝土结构概率损伤成像方法，通过对混凝土材料中骨料、砂浆基体以及界面过渡区的二维细观有限元建模，揭示了探测应力波在不均匀性混凝土材料及损伤界面的传播机制。结合传感器阵列的损伤可视化机理，设计了一种嵌入式压电传感器阵列模块，为精准量化混凝土损伤，结合概率损伤成像方法，通过基线相减法和希尔伯特变换从探测信号中提取损伤散射波的传播时间信息，引入累积分布函数，实现对混凝土损伤区域的可视化重构。试验结果表明，嵌入式传感模块可实现对混凝土结构的三维损伤成像，且识别出损伤中心位置与真实损伤中心位置在二维投影面上的误差为1.0cm，验证了该方法对混凝土损伤感知的有效性与准确性。相比于现有嵌入式稀疏分布传感器，多传感单元集成的阵列模块可明显提升对混凝土局部损伤的探知能力，同时降低传感器系统在服役期的运维成本。
  
• Select
  电弧增材制造螺栓连接剪切破坏模式与承载力研究

  刘芸怡, 叶俊, 孙博超, 赵唯坚, 夏亮

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 153-163. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  电弧增材制造（WAAM）因具有合理的打印精度、较低的时间成本以及可生产大型复杂形状结构等优点，逐渐成为建筑行业一种有潜力的制造工艺。为了研究由于制造工艺和材料性能的差异引起的WAAM螺栓连接的基本力学性能差异和对WAAM钢的材料性能和螺栓连接的力学性能进行试验研究。共制作了24个不同打印方向的材性拉伸试件和72个不同尺寸、剪切面数与打印方向的WAAM螺栓连接试件。采用三维激光扫描技术测量试件尺寸，并进行静力拉伸试验和剪切试验。分析WAAM螺栓连接的破坏模式和承载力，研究打印方向对试验结果的影响。通过比较螺栓连接的破坏模式和承载力，进一步研究已有规范及文献计算方法对WAAM螺栓连接的适用性。结果表明：拉伸试件和螺栓连接试件在试验中均呈现各向异性现象，承载力的差异分别达到了10%和20%，材料各向异性对破坏模式产生了一定影响，导致有40%的具有相似尺寸但打印方向不同的成对试件呈现不同的破坏模式；由于WAAM钢材具有各向异性的特性及现有设计方法中未考虑倾斜承压破坏和端部撕裂两种破坏模式，使得现有规范无法准确预测WAAM螺栓连接的破坏模式和承载力。
  

  
  
  
基础理论与共性技术
• Select
  地震-洪水作用下山区临河建筑抗灾性能评估方法研究

  李钢, 宋波, 董志骞, 李宏男,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 164-177. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0189

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  我国西南地区是地震高发区，且河网密布，山高谷深，降雨充沛，汛期发生地震可能伴随暴雨洪水发生，山区临河建筑存在遭受地震和洪水相继作用的风险。针对西南山区临河建筑群，基于贝叶斯网络模型，提出了地震-滑坡-堰塞湖溃决洪水灾害链的发生概率推算方法；综合考虑洪水危险性、环境敏感性、洪水和建筑间相互作用，引入建筑洪灾暴露度指标，建立了临河建筑群洪灾危险性分析模型，实现了震损结构在洪水冲击作用下的损伤分析，最终建立了地震-洪水相继作用下临河建筑群抗多灾性能评估方法。算例分析结果表明：震损建筑遭受洪水冲击时的破坏情况与建筑的空间位置和环境条件显著相关；地震后洪水对震损结构造成的累积损伤不可忽视；所建立的评估方法可以有效预测我国西南地区临河建筑群在地震和洪水相继作用下的损伤情况。
  
• Select
  考虑建筑不规则性的适度精细化区域震害模拟方法

  陈文越, 余丁浩, 李钢

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 178-191. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0374

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目前，区域中存在大量的体型不规则建筑，在遭受地震作用时会产生平扭耦联效应，导致损伤加重。然而，现阶段的区域震害模拟方法以二维层间模型为主，难以考虑建筑结构的空间不规则特性。而精细化有限元模拟方法不适用于量大面广且数据模糊程度高的区域建筑震害模拟。为此，提出考虑建筑结构不规则特性且适用于区域尺度建筑群震害模拟的适度精细化高效分析方法。建立能够模拟楼层内抗侧刚度平面不规则特性的适度精细化层单元模型，通过不同层单元的串联组合实现对结构竖向不规则特性的模拟。考虑到区域建筑数量庞大，提出了两级加速动力分析方法，以减少震害模拟计算耗时，该方法在单体结构层级构建结构的摄动式隔离非线性动力控制方程提升震害模拟计算效率，进一步结合OpenMP并行方法开展区域震害模拟，实现整体层级的计算效率加速。数值算例及某区域震害模拟表明，所提方法有可靠的准确性和高效性，并且不规则结构的平扭耦联效应会导致区域建筑的震害损伤加重。
  
• Select
  自复位装配式RC框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计方法

  马立成, 史庆轩, 王秋维, 王朋, 王斌,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 192-202. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0177

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题，针对带有可控塑性铰（CPH）的自复位装配式混凝土框架结构（SC-PRCF），基于能量平衡的抗震设计理念，考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑性结构体系的差异，以及结构上部楼层塑性发展不充分等因素，参照可恢复功能防震结构的四水准抗震设防目标，提出了SC-PRCF结构抗震塑性设计方法。并设计了一榀7层SC-PRCF结构，同时按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了一榀7层现浇混凝土框架（RCF）结构作为对比。通过动力弹塑性分析，验证了抗震塑性设计方法的有效性和SC-PRCF结构性能的优越性。研究结果表明：按照抗震塑性设计方法可使SC-PRCF结构满足“小震及中震不坏、大震可修复、可更换、巨震不倒塌”的抗震设防目标，同时可获得“强柱弱梁”的破坏模式，实现了渐进屈服耗能，使全楼层均能参与能量耗散，且能延长失效路径，避免出现薄弱层。
  
• Select
  单层空间网格结构刚性节点的衍生式生成方法研究

  刘峰成, 冯若强, 吕召能, 王琨, 杨洋, 居永军

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 203-212. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  单层空间网格结构节点是结构中受力最集中的部位，应具有合理的结构形式和良好的力学性能。目前，国内现有的刚性节点，其种类单一，自重较大，且易出现应力集中，节点品质参差不齐。针对这些问题提出了一种衍生式生成方法，介绍衍生式生成方法的基本原理，给出了其数学模型；基于衍生式生成方法得到了在不同保留质量、施加环向对称约束以及改变保留几何图元种类后的单层空间网格结构刚性节点构型的设计结果；并将所得到的刚性节点构型与传统焊接空心球节点进行静力性能对比分析。结果表明：衍生式生成方法具有较强的探索能力，其所得到的刚性节点造型新颖独特、体态轻盈美观，相比传统焊接空心球节点，质量最大可减少57.1%，最大等效应力最高可下降29.13%，最大位移最多可减少36.36%，可实现单层空间网格结构刚性节点轻质高强、安全美观的多样化设计。
  
• Select
  承压水作用下岩质地层基坑抗突涌安全厚度研究

  王洪涛, 李建华, 殷允腾, 张红军, 宣兆腾, 赵明珠,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 213-223. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  受下部承压水作用，基坑开挖后坑底发生突涌破坏是普遍存在的工程灾害。为保障基坑安全，设置足够的坑底厚度是阻止此类破坏的关键。基于塑性上限定理，将坑底突涌破坏范围分为上部被动区与下部剪切区两部分，分析了岩质地层中基坑突涌破坏机制。进一步，基于Hoek-Brown强度准则，推导了突涌破坏面曲线方程解析表达式，并给出了基坑临界安全厚度与承压水压力的理论预测公式。在此基础上，分析得到了被动区厚度、承压水压力、岩体强度参数等对基坑安全厚度及破坏范围的影响规律，并与现有研究方法、数值模拟得到的结果进行对比，验证了所提出方法的有效性。结果显示,基坑临界安全厚度与承压水压力、岩体经验参数等正相关，与被动区厚度、经验参数、岩体抗压强度、抗拉强度和重度等负相关。
  
• Select
  高强钢角焊缝的强度模型和设计建议

  姜顺航, 冉明明, 李国强, 孙飞飞, 陈江, 裴少帅

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 224-234. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0158

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  目前针对高强钢角焊缝力学性能的研究多采用试验研究的方法，缺少系统的设计理论。采用传统的针对普通钢角焊缝连接的强度模型和失效准则，对高强钢角焊缝的断裂角度和破坏荷载进行预测，通过与试验结果的对比，选择精度较高的最大剪应力准则，并确定模型中的参数C取值。基于钢板间摩擦力的影响和焊根处应力集中产生的约束效应，推导出两个优化系数，对强度模型进行修正。为了便于工程应用，结合承载力计算推导过程，提出了角焊缝在不同加载角度下的简化公式，并对公式进行了验证。通过搜集和汇总焊缝尺寸、材料性能以及试件工作性能等三方面的数据，对简化公式进行可靠度分析，得出安全系数为 4.5 时的抗力分项系数为 0.79。对我国规范中高强钢角焊缝连接的设计方法提出修正建议，即在承载力计算公式中应考虑约束效应、摩擦效应、焊材强度和加载角度等的影响。
  
• Select
  碳纤维增强胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力性能研究

  张晓聪, 徐德良, 季栋梁, 陆伟东

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 235-245. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0533

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  胶合木钢填板螺栓连接节点横纹受力会出现脆性破坏的现象。为研究碳纤维（CFRP）增强对胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受力破坏模式、承载能力和变形能力的影响，考虑CFRP铺设位置和层数，开展销槽承压强度试验，再以螺栓边距、中距、数目、排列方式和CFRP增强方式为参数，开展节点的横纹受拉试验和有限元分析。结果表明：双面或四面粘贴2层或4层CFRP布，销槽承压强度最大可提高171%，离散系数最大可降低84%；CFRP增强节点的破坏模式由脆性破坏转变为延性破坏，极限载荷最大可提高181%，位移延性系数最大可提高625%；增强后螺栓横纹边距和中距可适当减小。基于试验结果及相关规范，给出CFRP增强横纹销槽承压强度和CFRP增强胶合木钢填板螺栓连接节点的横纹受拉承载力表达式，可为工程设计提供参考。
  
• Select
  圆钢管再生陶瓷粗骨料混凝土短柱轴压试验研究

  王伊, 黄宏, 曾建涛, 张立卿,

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 246-253. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2023.0152

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了有效利用废弃陶瓷，开展了受钢管约束的再生陶瓷粗骨料混凝土受力性能的研究，进行了18个圆钢管再生陶瓷粗骨料混凝土短柱的轴压试验，得到其破坏模态、承载力和荷载-纵向应变关系曲线等试验结果，并分析了截面含钢率、约束效应系数和再生陶瓷粗骨料取代率对短柱轴压性能的影响。试验和分析结果表明：圆钢管再生陶瓷混凝土轴压短柱的破坏模态受截面含钢率和约束效应系数影响，分为剪切破坏、腰鼓破坏和混合破坏；钢管对再生陶瓷混凝土的约束效果好于普通混凝土，取代率为100%的短柱与钢管普通混凝土短柱相比具有更高的承载力提高系数、混凝土强度提高系数和残余承载力比，以及更好的延性。将承载力实测值与各国现行规范中钢管混凝土承载力公式计算结果对比发现，现行规范对圆钢管再生陶瓷混凝土轴压短柱承载力的预测均过于安全，结合试验数据推导出适用于圆钢管再生陶瓷混凝土短柱的承载力简化计算公式，预测结果与试验结果拟合良好。
  
• Select
  超高性能混凝土与钢筋劈裂黏结强度试验研究

  梁芮, 黄远

  建筑结构学报. 2024, 45(6): 254-261. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0720

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  超高性能混凝土（UHPC）作为一种新型复合材料，可增强与钢筋界面的黏结性能，减少黏结长度。目前，针对UHPC黏结性能的研究，大多采用拔出试验或搭接拉伸试验，难以模拟结构中梁和柱等弯曲受力构件的实际黏结情况，需要对弯曲应力状态下UHPC与中长锚钢筋的黏结行为展开研究。为此，对17根搭接梁式试件进行四点弯曲加载试验，研究UHPC强度、纤维体积率、保护层厚度、搭接长度及搭接段箍筋配置对UHPC与钢筋黏结强度的影响。结果表明：UHPC梁式试件主要发生劈裂黏结破坏；增加UHPC强度和保护层厚度有助于提高黏结强度；黏结强度随搭接长度增加而减小；在搭接段配置箍筋可有效提高试件黏结强度，但箍筋对黏结强度的提高作用存在一个阈值，当达到阈值时，增加箍筋数量对黏结强度的提高将不再明显。此外，对现有黏结强度计算模型进行了评估，发现现有计算模型对UHPC劈裂黏结强度预测结果较为保守，离散程度偏大。在此基础上，提出了改进的UHPC劈裂黏结强度计算表达式，可准确反映各种设计参数对劈裂黏结强度的影响，计算结果与本文及相关文献试验结果之比的平均值为1.076，变异系数为0.149。