2022年, 第43卷, 第03期 刊出日期:2022-03-04
  

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    结构抗震及减隔震专题
  • 刘文光, 方贝舒, 何文福, 许浩, 三山剛史
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 1-12. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0270
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    针对超设计基准地震作用下隔震层存在过大变形、影响结构安全等问题,基于已提出的一种隔震支座沿曲面布置的隔震结构,通过变形和受力分析建立了简化双自由度动力模型,得到了系统关键动力参数,即公转频率、自转频率及单摆频率等的计算式。进一步给出了结构响应传递函数,明确了结构高宽比、曲面角度、隔震层阻尼比对结构响应的影响规律,并基于参数分析确定了隔震层的优化参数范围。完成了隔震层曲面角度为0°、4°、8°的钢框架模型振动台试验,分析了曲面隔震层参数对结构地震响应的影响。结果表明:与沿平面布置隔震支座结构相比,沿曲面布置的隔震支座的力-位移滞回曲线更加饱满,且随着曲面角度增加,上部结构加速度增大、隔震层位移减小;隔震支座沿曲面布置的隔震结构加速度略有放大,但隔震层水平位移显著减小,输入峰值加速度为0.3g地震动时隔震层位移减小30%~40%。隔震支座沿曲面布置的隔震结构通过适度降低隔震层的加速度,可显著控制隔震层位移。
  • 张文津, 李国强, 孙飞飞
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 13-20. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0399
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    消能摇摆钢框架结构包含主体钢框架结构、摇摆结构和耗能阻尼器三部分。刚度较大的摇摆结构可以使主体钢框架在地震作用下发生均匀的层间变形,抑制薄弱层产生。布设于摇摆结构底部的阻尼器,能够耗散地震动能量,减小整体结构的地震反应,提高结构的抗震性能。文中对消能摇摆钢框架结构抗震性能的影响因素进行参数分析,并基于我国建筑抗震设计规范的原则提出了抗震设计方法。根据消能摇摆钢框架结构的受力机理,提出简化分析模型,通过弹塑性地震反应分析,验证简化模型的有效性。基于简化分析模型对无量纲参数进行参数分析,根据各参数的影响规律得到无量纲参数的建议范围。结合我国“三阶段”抗震设防要求,提出消能摇摆钢框架结构的设计方法,并结合算例进行验证。研究表明,消能摇摆钢框架结构抗震性能良好,设计合理的摇摆结构与阻尼器能够抑制钢框架的薄弱层、减小结构的地震反应。
  • 董尧荣, 徐赵东, 郭迎庆, 李强强, 何振华, 骆英
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 21-28. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0327
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    为了研究温度对黏弹性减震框架结构动力响应的影响规律,对1个5层黏弹性减震框架结构在宽温域环境下进行了地震模拟混合试验。提出了求解黏弹性减震框架结构(子结构在不同楼层)的混合试验运动方程的方法。进行了一系列不同温度下黏弹性减震框架结构的混合试验,并对试验结果进行对比分析。研究结果表明:黏弹性阻尼器(VED)对结构动力响应有着较好的控制作用;随着温度升高,VED对结构位移和加速度的控制效果基本均呈逐渐减弱趋势,且减弱速率逐渐减小;VED的滞回曲线饱满程度、耗能效率和力峰值均逐渐降低且降低速率逐渐减小;各环境温度下,VED对加设层的位移和加速度控制效果均最好,对其他层的控制效果均基本随与加设层距离的增加而逐渐减弱,且减弱速率逐渐减小;随着加设楼层的升高,VED耗能和力峰值对低温的敏感程度逐渐增大。
  • 敬登虎, 乔墩, 朱明吉, 曹双寅
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 29-37. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0149
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    为研究钢板带加固砖填充墙RC框架的抗震性能,设计了缩尺单层单跨的纯RC框架1个、砖填充墙RC框架1个以及钢板带加固砖填充墙RC框架2个,考虑砂浆强度的影响,并对钢板带施加一定的预应力。基于低周往复荷载试验,对比分析了不同类型框架的破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、刚度、延性和耗能能力。结果表明:钢板带加固砖填充墙RC框架可提高其承载力与耗能能力,但位移延性系数略有下降;钢板带加固基本不影响砖镇充墙RC框架的初始抗侧刚度,但是在层间位移角为1/100~1/50时,割线刚度可以提高24.6%~31.9%;螺栓孔对水平灰缝的削弱会影响填充墙的破坏形态;砂浆强度的提高会增加钢板带加固砖填充墙RC框架的初始抗侧刚度、峰值荷载与耗能能力。此外,提出了预应力钢板带加固砖填充墙RC框架的水平承载力计算方法,具有较好的预测精度。
  • 李奉阁, 吴孝国
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 38-45. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0214
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    为了提高损伤RC框架的抗震性能,采用两边连接薄钢板剪力墙对其进行加固。通过2个1/3缩尺比单跨2层两边连接薄钢板加固损伤RC框架的低周往复加载试验,对其抗震性能进行了研究,并与未损伤RC框架试验结果进行对比分析。结果表明:设置两边连接钢板剪力墙,可显著提高损伤RC框架的承载力、抗侧刚度和延性;加固后的结构钢板剪力墙屈服在先,框架破坏在后,符合“强框架弱钢板”抗震要求。采用有限元软件SAP2000对试验加固框架受力性能进行了静力非线性分析,与试验结果的对比表明,计算分析结果与试验结果吻合较好,所建立的拉压杆有限元模型可用于该类结构的非线性分析。
  • 李钢, 李荣华
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 46-56. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0319
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    为了将钢筋混凝土剪力墙的弯剪变形机制和摇摆墙的摇摆机制有效结合,实现两者优势互补以提升结构抗震性能,提出了一种梯度剪力墙,通过降低局部压碎区混凝土强度实现从弯剪机制到摇摆机制的转换,并以约束屈曲钢筋代替普通钢筋,提高摇摆阶段剪力墙耗能能力。该梯度剪力墙具有弯剪和摇摆双重变形机制,且可通过合理设计实现不同机制按梯度次序出现和震后的快速修复。分别对梯度剪力墙试件和普通钢筋混凝土剪力墙试件开展拟静力试验研究,并对比分析其破坏特征、滞回性能、承载力、刚度、自复位特性和延性。研究结果表明:低强度混凝土压碎是梯度剪力墙由弯剪机制过渡到摇摆机制的显著标志,受力机制转换前剪力墙以弯剪机制承载,保证其在正常使用和在多遇地震作用下为结构提供足够抗侧刚度;转换后具有摇摆墙功能。与普通剪力墙相比,梯度剪力墙损伤机制明确,延性显著提升,剩余承载力可控,残余变形小。
  • 梁刚, 郭宏超, 刘云贺, 杨迪雄
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 57-67. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0336
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    为研究高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点的抗震性能和设计方法,基于EC3规范组件法和同步塑性设计理念,设计了3种不同屈服机制的Q690高强钢外伸端板加劲螺栓连接节点,通过循环加载试验研究了节点的破坏模式、刚度和承载力、耗能能力以及应变分布规律等,进一步验证了节点能力设计计算模型的有效性。研究结果表明:高强钢外伸端板加劲螺栓连接超强节点的能量耗散区主要集中在梁翼缘削弱区域,等强节点的能量耗散区主要分布于端板连接处以及梁翼缘削弱区域,两种节点均属于延性破坏模式;欠强节点仅依靠端板与梁翼缘间的焊缝裂纹不断扩展和闭合以及有限的端板塑性变形耗散地震能量,属于脆性破坏模式;高强钢外伸端板加劲连接节点的破坏模式、屈服机制以及耗能能力等均与节点的能力设计参数密切相关,基于EC3规范组件法的高强钢外伸端板加劲连接节点能力设计计算模型,可较准确地预测节点的破坏模式,但能力设计参数的合理取值有待继续研究。
  • 王皓, 徐善华, 刘晓刚, 王友德
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 68-80. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0476
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    为研究盐雾环境下锈损钢框架梁柱节点抗震性能的退化规律,对7个不同锈蚀龄期焊接梁柱节点试件开展三维形貌扫描和拟静力试验,研究了锈蚀损伤对框架梁柱节点滞回行为、破坏形态、承载性能、转动变形和耗能能力的影响。研究结果表明:锈蚀梁柱节点滞回环形状虽然较为饱满,但是其包络面积、加卸载刚度和循环圈数明显减小;锈蚀梁柱节点破坏模式均为屈曲-断裂混合破坏,其整体失效进程明显加快,不同锈蚀程度梁柱节点破坏形态有所差异;随锈蚀程度增大,梁柱节点承载面积和板件厚度不断减小,限制了节点梁端塑性发展水平,加剧了节点梁翼缘局部屈曲损伤行为,使得梁柱节点极限承载力进一步降低,当梁翼缘锈蚀率达到19.2%时,屈服弯矩、极限弯矩分别下降了28.2%和32.1%;节点梁翼缘表面点蚀坑的形成提升了节点焊接区域局部三轴应力、塑性应变水平,加速了延性裂纹的萌生和扩展,导致梁柱节点转动和耗能能力急剧退化,当梁翼缘点蚀率约为2%时,塑性转角、累积总转角和累积总耗能分别下降了44.1%、52.8%和73%;锈蚀后,梁柱节点塑性铰仍形成于梁端,等效塑性铰、塑性区长度随锈蚀程度增大而减小。
  • 结构抗风专题
  • 李雨航, 邓扬, 李爱群, 许涛
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 81-91. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0361
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    风荷载作用下高耸古木塔的结构安全在建筑遗产保护领域备受关注。为了研究古木塔风压分布特性,开展了应县木塔的1∶50刚性模型风洞试验,并进行了计算流体动力学(CFD)数值模拟分析。提出复杂中式高耸古木塔的几何建模与网格尺寸划分策略,并使用雷诺平均Navier-Stokes(RANS)方法对木塔的表面风压进行预测,分析木塔的风压分布特性,与风洞试验结果进行对比,并考察风场经过木塔时的流动行为。研究表明:木塔迎风面中上部产生较大风压力,且沿风场的流动方向变小至侧风面转为风吸力,而屋顶风均受风吸力作用;利用Revit软件可准确高效地对具有复杂构型的中式古木塔进行几何建模与处理;对比分析发现,基于RANS的Realizable k-ε湍流模型的CFD技术,可以准确预测木塔表面风压力。
  • 全涌, 邱宏浩, 张正维, 顾明
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 92-97. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0362
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    高层建筑悬挑遮阳板等小尺寸构件直接承受风荷载作用,在强风作用下的安全性备受关注。相对于建筑的整体尺寸,悬挑遮阳板很小,难以在缩尺模型上直接模拟,因此在实际工程的风洞试验研究中常常被简化或者忽略。研究中利用3D打印技术制作了精细化的有悬挑遮阳板的高层建筑风洞试验模型,并在打印遮阳板模型时直接预留测压管道,分析了水平悬挑遮阳板的风压分布规律及遮阳板对建筑立面风压的影响,并对基于建筑立面风压的悬挑遮阳板风压估计方法的估算误差进行了评估。研究结果表明:高层建筑水平悬挑遮阳板的最不利净风压的最大值出现在顶层遮阳板处;水平悬挑遮阳板的存在能较大程度地削弱建筑立面上的最不利负风压;悬挑遮阳板最不利风压可利用其上下两侧附近建筑立面测点的风压差近似估计,但对于建筑立面边缘附近的悬挑遮阳板端部以及建筑底部附近的最底层悬挑遮阳板上的最不利风压,这种方法的估算误差较大。
  • 黄铭枫, 刘国星, 王义凡, 徐卿
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 98-108. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0563
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    基于准定常假定,风荷载与风速平方成正比。为了实现对结构的台风动力效应进行分析预测,建立了耦合数值天气预报(weather research and forecast,WRF)模式和现场实测数据的风速预测神经网络模型,开展台风短期风速的高精度预测。利用该模型对2017年“泰利”和2018年“康妮”的台风风场进行模拟和预测。为了提高神经网络训练效率和短期风速预测精度,使用经验模态分解和小波变换对风速数108据进行分解,将分解后的风速分量作为神经网络的输入。结合数据分解方法,分别采用BP、Elman、GRNN和ANFIS等4种神经网络模型完成了两次台风影响下某实测场地平均风速的6步提前预测。结果表明,基于集合经验模态分解或小波分解的神经网络预测方法,相比不进行数据分解的直接神经网络预测法,台风风速预测精度提高了50%以上。在4种神经网络模型中,小波变换和BP神经网络模型组合具有最优的台风风速预测精度。
  • 张鑫鑫, 李波, 张石, 杨庆山, 田玉基
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 109-117. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0432
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    为了对城市边界层的特殊风场特性进行研究,利用位于北京中心城区325m气象观测塔,在9个不同高度布置超声风速仪,得到了2013—2017年间风速、温度连续观测的实测数据。统计分析表明:北京城区以良态风为主,盛行北风、西北风及南风,但强风主要来自西北向;除昼夜温度变化外,城市边界层的热量交换很大程度受到下垫面逆辐射影响。城市边界层大气的流动机制与平坦开阔地貌不同,且具有明显的分层结构;强风中,粗糙子层内中性层结占比达到97%;惯性子层以不稳定层结为主,混合层则以稳定层结为主,中性层结所占比例分别为40%、25%。对筛选出的强风样本分析表明,受到城市边界层分层结构的影响,100m以下及以上平均风速剖面的变化规律略有不同,整体上,指数律模型较为适用,但现行规范对地貌参数的规定偏于保守;纵向湍流强度在粗糙子层(47m)和惯性子层(140m)均波动较大,在混合层(280m)波动较小,不同子层测得的脉动风速谱均与von Karman谱相吻合;混合层中,涡旋横向和竖向尺度占比明显大于惯性子层及粗糙子层。
  • 钢结构及组合结构
  • 季静, 吴智辉, 符东龙, 韩小雷
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 118-127. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0849
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    为更好地评估型钢混凝土(SRC)剪力墙的抗震性能,对SRC剪力墙的破坏形态划分准则、性能状态划分方法及各性能状态的变形限值进行研究。基于收集的56片SRC剪力墙低周往复加载试验结果,以剪跨比和弯剪比为控制参数,将SRC剪力墙划分为弯曲控制和剪切控制两类破坏形态,分别提出对应的划分准则。根据DBJ/T 15-151—2019《建筑工程混凝土结构抗震性能设计规程》,将SRC剪力墙划分为7个抗震性能状态。依据试验中试件的骨架曲线,定义3个关键性能点,提出SRC剪力墙各性能状态的变形指标限值的确定方法。对56片剪力墙的试验数据进行回归分析,依据回归结果建立SRC剪力墙的变形指标限值体系,并进行可靠性分析。结果表明:所给出的破坏形态划分方法能够较好地预测构件破坏形态,建立的SRC剪力墙变形指标限值体系的保证率在合理的范围之内,其中性能点1(无损坏)和性能点5(比较严重损坏)的失效概率均小于设定的最大失效概率(35%),性能点6(严重损坏)的失效概率为31%(弯曲控制)和41%(剪切控制)。
  • 张鹏飞, 初明进, 钱增志, 周大兴, 李爱群, 王博, 董磊, 刘继良
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 128-137. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0762
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    为提高装配式建筑施工速度,减少施工工序,提出了一种装配式建筑结构体系——钢筋模板一体化剪力墙结构体系,其两侧采用20mm厚高性能纤维砂浆板作为模板,钢筋骨架配置于中部空腔内,具有自重轻、易于运输、安装等特点。通过对4个剪力墙开展拟静力试验,研究了剪力墙的受力性能和连接界面的性能。研究结果表明:一体化剪力墙的受弯承载力、刚度和延性与钢筋混凝土剪力墙基本相当,能够满足“等同现浇”的设计要求;模板与混凝土整体性良好,剪力墙屈服时模板与混凝土保持整体,破坏(加载点位移角θ>1/60)时模板未发生剥离,模板与后浇混凝土保持共同受力;连接件间距为400mm、预制模板内侧自然成型的一体化剪力墙的模板构造满足受力要求。模板拉毛处理和连接件的加密具有延缓结合面开裂的作用,对剪力墙的承载力、刚度、延性等基本无影响。
  • 潘毅, 仵振, 周祎, 黄冬川
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 138-147. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0514
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    现有高强钢焊接箱形截面残余应力分布模型仅适用于特定强度等级的高强钢,尚缺乏适用于不同强度等级高强钢的残余应力分布模型。为此,基于不同强度等级高强钢焊接箱形截面残余应力的已有试验,研究钢材的强度等级、板件厚度及宽厚比对残余应力分布和峰值的影响,提出不同强度等级高强钢焊接箱形截面的残余应力统一分布模型。该模型采用多重阶梯函数形状,适用于屈服强度460~960MPa的焊接箱形截面,且满足每个板件自平衡条件和对称性。将残余应力统一分布模型的形状、数值和已有试验结果进行对比,证明该模型的准确性。在基于纤维模型的极限承载力数值分析中,分别采用残余应力统一分布模型和已有分布模型计算高强钢焊接箱形柱的受压承载力,并将各自得到的极限承载力与已有试验结果进行对比。研究结果表明,采用残余应力统一分布模型后,不同等级高强钢焊接箱形柱的纤维模型计算能更准确地预测其极限承载力。残余应力统一分布模型可为不同等级高强钢焊接箱形柱的二阶非弹性分析提供参考。
  • 陶毅, 叶思君, 陈建飞
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 148-158. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0082
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    内置FRP约束混凝土芯柱的方钢管混凝土(steel-concrete-FRP-concrete,SCFC)组合柱可以改善方钢管对混凝土的约束不均匀的问题,核心混凝土的约束需求可以通过内层FRP管、夹层混凝土、外层钢管叠加满足。为了建立该组合柱的轴压承载力计算式并分析主要参数对其承载力的影响,以FRP约束混凝土芯柱的直径和FRP管铺层数为主要设计参数,完成了4个SCFC组合柱轴压性能试验,通过分析组合柱的破坏过程对其轴压性能进行研究。考虑芯柱对方钢管不均匀约束的减缓作用,提出了方钢管有效约束系数模型。在此基础上,针对组合柱各部分,采用双剪统一强度理论,提出了相应的承载力计算方法(模型1)。对钢管还采用了von Mises屈服准则计算其承载力,并将各部分承载力叠加提出了SCFC组合柱的承载力计算模型(模型2)。通过与试验结果对比表明,钢管采用双剪统一强度理论的计算结果略优于von Mises屈服准则的计算结果。进一步分析了混凝土侧压系数对承载力的影响,表明核心混凝土侧压系数对承载力的影响大于夹层混凝土侧压系数,即组合柱轴压承载力主要取决于核心混凝土及其相应约束,并建议模型2侧压系数值均取为1.5。模型参数分析表明,增大FRP管厚度对SCFC组合柱轴压承载力的提升更有效。
  • 章友浩, 朱博莉, 郭彦林, 李霆, 王海山
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 159-171. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0156
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    双曲面斜交网格筒由两方向斜柱交叉编织构成,在一个方向斜柱全长贯通(称为主斜柱),另一个方向斜柱在节点处断开(称为次斜柱),二者相交处采用相贯焊接连接。以中国动漫博物馆工程双曲面斜交网格筒柱为研究对象,基于节点破坏不先于双曲面斜交网格筒破坏的设计原则,设计制作相贯节点模型,对双曲面斜交网格筒中采用的圆管相贯节点的破坏模式和承载力进行试验研究,对比分析未加强节点和主管内设置一字形加劲板加强节点的承载性能,结果表明,设置一字形加劲板对节点承载力有加强作用,但制作工艺复杂,综合经济效益不佳。通过有限元软件ANSYS建立圆管相关节点试件模型对试验进行模拟分析,验证了有限元模型的可靠性。分别建立圆管相贯节点和双曲面斜交网格筒的有限元模型,研究次主斜柱的壁厚比对圆管相贯节点承载性能和双曲面斜交网格筒稳定性能的影响,结果表明,通过合理设置次主斜柱壁厚比(0.46~0.70),可以避免次斜柱的屈服破坏和节点的过早破坏。
  • 李聪, 聂建国, 周心怡, 刘学武
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 172-178. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0646
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    为进一步验证抗拔不抗剪连接件对组合梁桥负弯矩区抗裂的效果,并研究采用该连接件时负弯矩截面的设计方法,利用考虑滑移效应的组合梁负弯矩区受力模型,推导了采用抗拔不抗剪连接时组合梁负弯矩截面承载力的计算模型,计算结果与有限元分析结果吻合良好。通过理论推导,进一步证明了抗拔不抗剪连接件对负弯矩截面承载力的折减不大,且能有效延缓桥面板开裂。基于所推导的公式,总结了钢-混凝土连续组合梁桥负弯矩截面的简化设计流程,以供工程设计实践参考。
  • 木结构
  • 孙旭峰, 喻晓来, 刘雁, 宋兴禹, 佘晨岗
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 179-187. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0540
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    在已有意杨旋切板胶合木(意杨LVL)材料及单榀桁架受力性能的研究基础上,开展了轻型桁架屋盖的受力性能研究。通过4个意杨LVL轻型桁架与OSB板形成的屋盖模型受力性能试验,分析了屋盖各桁架的荷载分配特征、屋盖的承载力及破坏模式。研究结果表明:各屋盖模型的荷载-位移曲线在破坏前基本呈线性;在不同加载工况下,直接承受荷载作用的桁架会将16%~46%的荷载传递至未直接受载桁架,屋盖呈现明显的空间受力特点,且在单榀桁架发生破坏后其邻近桁架仍具有一定的承载能力;从破坏现象看,受节点附近压弯联合受力状态的影响,屋盖模型的失效主要源于桁架上弦杆件的褶皱、压屈。
  • 强明礼, 韩善宇, 赵子宇, 徐俊华, 任海青, 荣春林
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 188-196. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2019.0874
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    为研究腹杆角度对平行弦木桁架承载性能的影响,对跨度为2000mm、杆件截面尺寸200mm×89mm的平行弦木桁架进行了Smsolve结构力学求解器理论模型分析与有限元模拟。在此基础上,对平行弦木桁架进行了静力加载试验,分析了平行弦木桁架在不同腹杆角度下的极限荷载、受力分布规律和主要破坏形式,验证了平行弦木桁架模型分析的正确性,评价了Smsolve结构力学求解器理论模型与有限元模拟分析平行弦木桁架承载性能的适用性。研究结果表明:平行弦木桁架极限荷载为设计荷载4~7倍,破坏位置为两侧端点和荷载加载点,破坏形式为节点齿板拔出而导致桁架失效,腹杆角度47°的桁架在满足承载力及稳定性要求。Smsolve结构力学求解器理论模型与有限元模型均适用于平行弦木桁架承载性能的分析。
  • 吴亚杰, 宋晓滨, 顾祥林
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 197-202. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0480
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    斗栱节点是传统木结构重要抗侧构件之一,在竖向和水平荷载作用下具有摇摆与剪切抗侧协同的工作机制。根据斗栱节点摇摆与剪切变形,基于斗栱节点的几何物理参数及木材力学性能参数,以及已有传统木结构抗侧构件荷载-位移骨架曲线表征方法,给出了斗栱节点在竖向荷载和水平荷载共同作用下抗侧弹性极限荷载点、峰值荷载点及其切线刚度的计算方法,从而建立了斗栱节点侧向荷载-位移关系的解析模型。基于单、双斗栱节点在不同竖向荷载作用下的水平低周反复加载试验结果,验证了模型预测结果的准确性。研究表明,斗栱节点侧向荷载-位移模型可以较好地反映在模型弹性段和上升段斗栱节点的工作状态,但对峰值荷载的估计偏于保守。
  • 基础理论与共性技术
  • 徐洪俊, 吴杰, 张锦东, 杨森, 张其林
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 203-211. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0158
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    针对Bayesian TDD-FFT(time domain decomposition-fast Fourier transform)方法的傅立叶频谱泄漏和后验概率抽样分析不易收敛等问题,提出了模态识别的改进Bayesian TDD-FFT方法。该方法采用AR(auto-regression)模型谱估计代替傅立叶谱进行参数识别,解决了傅立叶谱不满足无偏性和一致性的问题,提高了模态参数的识别精度;基于高斯概率模型,利用对数似然函数的二阶泰勒展开,将模态参数的后验联合概率分布函数简化为高斯概率密度函数,实现了模态参数的不确定性评估,并通过数值算例验证了改进Bayesian TDD-FFT方法的有效性。基于环境激励下的上海中心大厦实测数据,通过将改进Bayesian TDD-FFT方法与fast Bayesian FFT方法、随机子空间法等4种识别方法进行对比,验证了改进的Bayesian TDD-FFT方法具有良好的识别精度和抗噪性。同时,发现5种方法识别的结构自振频率总体吻合较好,而阻尼比存在较大差异。
  • 赵宸君, 杨健, 王星尔, 黄小坤, 刘强
    建筑结构学报. 2022, 43(03): 212-222. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0013
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    目前,各国结构用玻璃设计标准相对其他传统建筑材料仍欠成熟,且其中关于玻璃构件承载性能的设计方法也存在较大的差异。为此,对比分析了我国与美、澳、英、欧等国家和地区结构用玻璃设计标准在适用范围、设计理论以及构件承载性能设计模型的异同。结果表明:JGJ 113—2015《建筑玻璃应用技术规程》中对结构用玻璃设计标准的适用范围和设计理论有待进一步扩大和完善;对夹层玻璃的有效厚度计算偏于保守;对玻璃的鲁棒性设计模型缺失问题亟待解决。此外,针对结构用玻璃的特性和需求,对设计标准中应进一步考虑的问题提出了建议,包括玻璃构件连接节点的应力集中、环境荷载耦合劣化以及玻璃结构在极端荷载作用下的安全等。