建筑结构学报

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许立英, 吴应雄, 田泓

建筑结构学报. 2022, 43(08): 1-11. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0097

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远场长周期地震动使基础隔震结构地震响应强烈，且软土地基-结构相互作用（SSI效应）使隔震结构地震响应更大，而偏心基础隔震结构在双向水平地震作用下将发生扭转效应，极易导致隔震层位移增加。为研究远场长周期地震动下软土地基SSI效应对偏心基础隔震结构地震响应规律及减震效果的影响，对高宽比为3的4层荷载偏心钢结构缩尺模型进行刚性、软土地基上的双向振动台试验。结果表明:软土地基上结构采用隔震技术后，周期延长比低于刚性地基结构体系，使减震效果下降；SSI效应在一定程度上会降低结构层间扭转响应，但在隔震层会出现较大扭转角；与普通地震动相比，远场长周期地震动下SSI效应对隔震结构响应影响程度更大，隔震层位移可能超限，总体减震效果较差。建议为保证软土地基上基础隔震结构的安全，应考虑SSI效应后进行结构设计，且远场长周期地震动的不利影响不可忽视。

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装配式摇摆墙-框架结构抗震性能试验研究

尚庆学, 黄飒, 高生, 陈曦, 王涛

建筑结构学报. 2022, 43(08): 12-19. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0009

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为避免罕遇地震作用下传统混凝土摇摆墙的开裂损伤且充分利用装配式结构的便捷性，设计了采用双层钢板混凝土墙的摇摆墙结构体系，在浇筑混凝土时双层钢板可充当摇摆墙构件的外模板。跨越结构上、下层的摇摆墙之间采用高强螺栓连接，摇摆墙在工厂预制后运到施工现场进行安装。选用金属阻尼器作为耗能连接件连接摇摆墙与主体框架结构，同时传递层剪力并耗散地震能量。为研究该装配式摇摆墙-框架结构的抗震性能，设计并制作了一个纯框架和两个摇摆墙-框架，其中两个摇摆墙-框架的区别在于金属阻尼器的安装位置不同。通过拟静力试验分析了其破坏模式及抗震性能。试验结果表明：预制装配式摇摆墙与主体框架结构协同工作性能良好，金属阻尼器耗能效果得到充分利用，结构承载力、耗能能力大幅增加；在水平位移较大时摇摆墙竖向发生刚体位移，对整体结构的抗震性能产生一定影响，后续将采用附加预应力的形式减轻摇摆墙竖向抬升的影响。

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锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析

代旷宇, 于晓辉, 李雨适, 吕大刚

建筑结构学报. 2022, 43(08): 20-31. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0081

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钢筋锈蚀是影响钢筋混凝土结构耐久性的一个重要因素，会引起结构的自振周期延长、地震需求变化及抗震能力衰减，使得锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性分析不同于未锈蚀钢筋混凝土结构。以一栋按我国规范设计的RC框架结构为研究对象，分别建立了未锈蚀和锈蚀结构的非线性有限元模型并进行了模型验证。分别采用云图法和条带法计算得到了钢筋混凝土结构在未锈蚀和锈蚀两种工况下的地震易损性曲线和函数参数，对锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析的特殊性及其对地震易损性分析结果的影响进行了分析。分析结果表明：不考虑钢筋锈蚀引起的结构自振周期延长会错误估计锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性水平。采用云图法分析锈蚀钢筋混凝土结构的地震易损性会出现锈蚀结构的极限状态失效概率低于未锈蚀结构的情况。而条带法比云图法可以更好地反映钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构地震易损性的影响。忽略钢筋锈蚀引起的结构抗震能力衰减会低估锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性水平，建议在锈蚀钢筋混凝土结构地震易损性分析中采用基于Pushover的极限状态定义方法。

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黏滞阻尼器的优化布置及其在高层钢结构加固中的应用

许伟志, 杜东升, 笠井和彦, 王曙光

建筑结构学报. 2022, 43(08): 32-44. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0376

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阻尼器优化布置是结构减震设计过程中的重要环节，通常需要通过多次动力响应计算来完成。为此，提出了一种通过结构静力分析确定阻尼器合理布置位置的方法，并能够快速计算出优化方案的附加阻尼比。将该方法应用于一栋位于日本东京都新宿区29层钢结构建筑的减震加固设计中，分析了该建筑的强震观测系统在日本“311地震”中采集到的部分楼层加速度时程数据，并基于分析结果验证了所建立的非线性数值分析模型的可靠性。采用所提方法对结构进行减震加固，得到双向共64个阻尼器的优化布置方案及其附加阻尼比，并通过动力方法对结果进行了验证。同时针对长周期及长持时特性的地震波，对减震结构进行动力弹塑性时程分析，评估其抗震性能。分析结果表明：减震优化方案的减震效果明显，结构整体地震反应和构件损伤较非减震方案都大大减小；减震优化方案有效改善了高层钢结构楼层变形不均匀的情况，层间位移角均满足小于1/100的性能要求；通过减震优化后大部分钢支撑和钢梁的塑性率都降低至小于1。

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某超高层办公楼结构抗震可恢复性能设计

虞终军, 李歆, 王建峰, 陈露, 卢文胜, 吕西林

建筑结构学报. 2022, 43(08): 45-55. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0192

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以一栋超高层办公楼为例，介绍了工程结构的抗震性能目标及耗能装置耗能目标，将可恢复功能防震结构的概念从理论应用到实际工程中。在传统抗震结构布置的基础上，根据结构受力特点布置了BRB、软钢连梁、伸臂阻尼及阻尼墙等耗能装置，并进行了多遇地震作用下的弹性分析和罕遇地震、极罕遇地震作用下的弹塑性分析。多遇地震作用下的弹性分析结果表明，结构主要指标均满足规范要求；罕遇地震作用下的弹塑性分析结果表明，可更换构件及黏滞阻尼构件充分耗能，能够有效地控制结构的残余层间位移角及结构的损伤，结构整体具有良好的震后可恢复性能；极罕遇地震作用下的弹塑性分析结果表明，结构可达到“不倒”的性能目标。

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组合隔震技术在高烈度区复杂高层结构中的应用研究

吴小宾, 彭志桢, 秦攀, 曹莉, 韩克良, 姜雪

建筑结构学报. 2022, 43(08): 56-64. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0624

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为探讨近断层的复杂高层建筑结构的隔震设计要点，结合某高层医院建筑结构设计实例，研究9度设防强地震输入、体型特别不规则和高预期抗震性能目标条件下采用隔震技术的适应性及对应措施，提出发挥不同隔震器件和减震装置性能特点的组合隔震技术方法。结果表明，组合隔震可减小隔震橡胶支座面压和水平变形，减少塔楼偏置引起的结构扭转效应、竖向高位收进引起的高振型效应，结构构件损伤程度和范围大幅降低，屈服耗能机制更为合理，有效提升了建筑结构的抗震能力。分析比较近场速度脉冲型地震波与考虑1.5近场增大系数的常规地震波作用下复杂高层隔震结构的地震响应差别，结果表明，在速度脉冲型地震波作用下的隔震层位移、上部结构层间位移角及层剪力均大于考虑1.5近场增大系数的常规地震波，采用1.5近场增大系数不能包络近场地震效应，隔震设计时应慎重考虑。

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胶合木梁-柱摩擦型节点滞回性能研究

吴亚杰, 谢启芳, 张毅, 胡方正, 杨会峰

建筑结构学报. 2022, 43(08): 65-75. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0346

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将摩擦型连接和形状记忆合金（SMA）板引入重型胶合木结构，提出了胶合木梁-柱摩擦型节点并研究了其滞回性能。分别以钢材和木材作为摩擦板材料，设计并制作了3个1∶2缩尺节点，开展了水平低周反复加载试验，获取了节点的典型破损模式和弯矩-转角滞回曲线，对比了节点的弹性转动刚度、峰值弯矩、耗能能力和残余变形。基于胶合木梁-柱摩擦型节点的工作机理建立了节点弯矩-转角滞回模型。结果表明：摩擦型节点主要发生SMA板受拉断裂，节点连接区域木材基本保持完好。相比普通螺栓钢填板节点，摩擦型节点的弹性转动刚度基本保持不变，峰值弯矩下降2%~17%，但各级位移加载幅值下节点耗能增加64%~278%，等效黏滞阻尼系数基本大于0.2，残余变形减小。采用钢制摩擦板的摩擦型节点残余变形更小，采用木质摩擦板的摩擦型节点的等效黏滞阻尼系数较大。胶合木梁-柱摩擦型节点的弯矩-转角滞回模型与试验滞回曲线吻合良好，表明其可用于工程结构分析。

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CFRP环包加固RC梁柱边节点抗震性能试验研究

黄群贤, 刘洋, 施明峰

建筑结构学报. 2022, 43(08): 76-85. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0775

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传统CFRP加固钢筋混凝土梁柱节点技术无法克服正交梁空间障碍，难以对节点核心区形成有效横向约束，且易出现CFRP端部锚固失效，影响加固效果。引入金刚石绳锯切割技术，实现对节点核心区CFRP布的环包黏贴加固。为验证该加固方法的可行性和有效性，进行5个RC梁柱边节点试件在水平低周往复加载下的抗震性能试验，对试件的破坏特征、滞回性能和耗能能力等抗震性能指标进行分析，并将加固试件与未加固试件和“强节点”试件进行对比分析。试验结果表明：该加固方法显著提高了节点核心区受剪承载力，抑制节点核心区斜裂缝发展，实现破坏位置转移和破坏形态改变，加固后试件的破坏形态由节点核心区的脆性剪切破坏转变为梁端延性弯曲破坏，试件的承载能力、延性和耗能等抗震性能指标均得到明显提高，且加载过程中加固试件CFRP布未出现搭接锚固失效或界面剥离，加固效果显著，验证了CFRP环包加固技术的可行性和有效性。在试验和理论分析的基础上，提出了CFRP环包加固RC梁柱节点核心区斜截面承载力计算式，能较好地预测加固RC框架节点斜截面承载力。

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带现浇混凝土填充墙的剪力墙抗震性能试验研究

周剑, 田春雨, 王俊, 王立超, 及五限, 赵德鹏, 潘冰洪

建筑结构学报. 2022, 43(08): 86-99. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0437

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为研究现浇混凝土填充外墙对剪力墙结构抗震性能的影响，完成了10个采用不同做法和不同形式填充墙的足尺墙体试件和2个无填充墙对比试件的拟静力试验。结果表明：填充墙与主体结构之间采用聚苯板条分隔做法和PVC板条分隔做法时，填充墙对主体结构的影响基本一致，均一定程度上改变了主体结构破坏过程及最终破坏形态，对于PVC板条分隔做法的试件，其破坏时的延性好于聚苯板条分隔做法的试件；填充墙增大了试件的承载能力，对于聚苯板条分隔做法的试件，其峰值荷载为无填充墙试件的1.37~3.31倍，两种做法填充墙试件的峰值荷载大小相当；填充墙减小了试件的变形能力，对于极限位移角，聚苯板条分隔做法的试件为无填充墙试件的20%~65%，PVC板条分隔做法的试件的变形能力明显大于聚苯板条分隔做法的试件；除聚苯板条分隔做法的结构洞墙试件外，其余试件的极限位移角均满足剪力墙结构抗震变形能力要求；填充墙显著增大了试件弹性及弹塑性阶段的刚度。基于试验结果，建议结构计算时合理考虑填充墙的不利影响，工程中尽量避免采用结构洞填充墙，对填充墙部位的结构构件及填充墙采取一定的加强措施。

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BFRP-钢板-混凝土组合双连梁抗震性能试验研究

田建勃, 申丹丹, 王梦梦, 简政, 夏媛媛, 刘云贺

建筑结构学报. 2022, 43(08): 100-111. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0035

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为研究BFRP-钢板-混凝土组合双连梁的受力性能和破坏机理，完成了1个普通钢筋混凝土单连梁、1个普通钢筋混凝土双连梁、1个内置钢板的钢筋混凝土双连梁、1个外包BFRP布的钢板-混凝土组合双连梁的低周往复加载试验，研究了不同连梁形式和外包BFRP布对其抗震性能的影响，分析了各连梁的破坏形态、破坏特征、承载能力、变形能力和耗能能力等，并利用数字图像相关（DIC）测试技术分析了BFRP布应变随位移和时间变化的分布规律。结果表明：内置钢板和包裹BFRP布后，双连梁的延性、耗能和承载力均有显著提高；内置钢板显著提高了普通钢筋混凝土双连梁的承载能力和耗能能力，包裹BFRP布有效地提高了钢板-混凝土组合双连梁的持荷能力，BFRP布能较好地抑制混凝土裂缝的开展以及延缓混凝土的破坏速度。DIC测试技术能够较好地测定连梁外包BFRP布的变形以及应变变化，BFRP布在靠近梁墙交界处所受的力较大。

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冲击荷载作用后圆钢管柱抗震性能与恢复力模型研究

郭展, 陈誉, 李志慧

建筑结构学报. 2022, 43(08): 112-123. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0558

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为研究冲击荷载作用后圆钢管柱的抗震性能，对12个受冲击荷载作用后的圆钢管柱和3个未受冲击荷载作用的对比柱进行了拟静力试验，研究了冲击高度和轴压比等因素对圆钢管柱破坏模式、滞回性能、延性、刚度退化和耗能能力的影响。基于拟静力试验结果，建立了考虑冲击高度和轴压比参数影响的圆钢管柱恢复力模型。结果表明：冲击高度和轴压比对圆钢管柱的滞回性能均有显著影响，随着冲击高度的增加，滞回曲线由饱满对称的梭形逐渐变为狭窄不对称的梭形，圆钢管柱水平承载力和变形能力逐渐下降，延性和耗能能力显著下降；随着轴压比的增长，滞回曲线的饱满程度显著降低，圆钢管柱承载力和极限位移减小，延性和耗能能力显著降低；受冲击荷载作用后的圆钢管柱恢复力模型计算结果与试验数据吻合良好，可用于工程结构的抗震弹塑性分析。

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火灾降温阶段型钢混凝土框架结构受力性能研究

王广勇, 刘人杰, 郑蝉蝉

建筑结构学报. 2022, 43(08): 124-132. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0314

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在火灾降温阶段，结构构件的截面部分区域升温的同时，也有区域在降温，结构受力性能较为复杂，建筑结构更易发生倒塌破坏。为研究火灾降温阶段型钢混凝土框架结构的受力性能，通过已有火灾升降温条件下型钢混凝土框架及柱的受力性能试验，得到了构件截面的温度-时间关系曲线、结构变形-时间关系曲线，以及升降温过程中框架及柱的破坏形态。同时，采用有限元模型对升降温过程中型钢混凝土框架及柱的受力性能进行分析。结果表明：在火灾降温阶段，构件截面的升温区和降温区的范围在逐渐变化，截面的应力也随之发生变化。在此阶段，构件截面内部温度升高导致材料强度降低，截面外部处于降温区域的材料强度进一步降低，截面内外温差导致截面周围出现拉应力。上述因素的共同作用导致结构在火灾降温阶段发生破坏。相较于受火前，结构温度降至室温时结构的刚度降低、变形增加。

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冷弯薄壁四肢拼合箱形截面柱抗火性能研究

王卫永, 杨竞杰, 徐磊, 石宇

建筑结构学报. 2022, 43(08): 133-143. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0280

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冷弯薄壁型钢四肢拼合截面柱是一种常用的拼合柱，主要用于多层冷弯薄壁型钢结构建筑结构中承受集中荷载。对8根拼合箱形截面柱进行了高温下整体稳定试验研究，主要考虑了不同的温度纵向分布模式和螺钉布置方式对其抗火性能的影响。试验中测得了炉温、柱温、轴向荷载、轴向位移和侧向位移等，并且得到了钢柱在高温破坏后的残余变形。根据试验结果可以判断钢柱在高温下首先发生整体屈曲，再发生局部屈曲，最后在二者相互作用下失去承载能力。试验结果表明：当螺钉间距小于300 mm时，构件截面的协同变形能力良好，单肢构件间未出现分离的现象，且随着螺钉间距减小，钢柱失效的临界温度有较大的提升；在拼合柱端部设置抗剪螺钉群对其抗火性能的提升不明显；当构件由全长受火变为上半部分受火时，构件侧移最大点位置会由中部区域向上移动靠近柱端，且达到耐火极限时，钢柱失效的临界温度升高。基于ABAQUS建立了有限元模型，模型中考虑了材料与几何非线性以及高温下螺钉的抗剪刚度。有限元模拟结果与试验结果对比发现，该有限元模型不仅可以很好地模拟该类构件高温下的变形，也可准确地预测其耐火极限与临界温度。

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钢筋活性粉末混凝土柱高温全过程受力性能试验研究

单波, 沈琦, 张磊, 陈俊

建筑结构学报. 2022, 43(08): 144-153. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0058

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在高温试验炉中对大尺寸钢筋活性粉末混凝土（RPC）柱和普通混凝土柱开展了高温试验，以及高温后的抗压试验，获取了柱高温下的截面温度场与轴向变形发展，分析了控制温度与轴压荷载对高温后钢筋RPC柱受压性能的影响。结果表明：掺入体积分数为2%的钢纤维和0.3%的PP纤维，避免了RPC高温爆裂的发生，且有利于提高钢筋RPC柱的高温抗裂能力；轴压荷载有效抑制了钢筋RPC柱高温下的膨胀与高温后收缩裂缝的产生，但高温与荷载的耦合作用降低了钢筋RPC柱高温后的剩余承载力与变形能力；钢筋RPC柱在经历600 ℃和800 ℃高温作用后，其承载力分别下降了39%和68%，轴向刚度分别下降了68%和83%；相比于普通钢筋混凝土柱，钢筋RPC柱高温后的承载力降低幅度更大，但其剩余截面强度相对更高；基于材料试验获得的温度-强度相关关系，提出了钢筋RPC柱高温后的剩余承载力计算式，预测值与试验值较为接近。

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轴向约束型钢混凝土柱耐火性能试验研究

郑蝉蝉, 王广勇, 李引擎

建筑结构学报. 2022, 43(08): 154-161. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0001

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为了考察受轴向约束的型钢混凝土柱的耐火性能，以荷载比、偏心率和含钢率为参数，开展了7根轴向约束型钢混凝土柱的耐火试验。采用恒载升温模式，研究了火灾下受轴向约束的型钢混凝土柱的温度分布、位移、变形、耐火极限及破坏形态。试验结果表明：荷载比相同时，施加在轴心受压柱顶的竖向荷载大于偏心受压柱。对于轴心受压柱，高温下柱首先缓慢膨胀，然后逐渐压缩破坏；由于轴向约束分担了柱的竖向荷载，压缩变形随时间变化较为缓和，轴向约束延长了柱的耐火极限。对于偏心受压柱，高温下其膨胀变形大于轴心受压柱，且膨胀变形先增加再减小；轴向约束增加了柱的竖向荷载，缩短了柱的耐火极限。荷载比对轴向约束型钢混凝土柱耐火极限影响显著，荷载比越大，耐火极限越小。当荷载比不大于0.5时，偏心率越大，柱的耐火极限会相应增大。含钢率增加，会在一定程度上延长柱的耐火极限。

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钢筋混凝土预损伤梁的火灾行为相似性研究

张海燕, 万莹, 吴波, 吕昊然

建筑结构学报. 2022, 43(08): 162-173. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0755

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为研究不同比例钢筋混凝土预损伤梁火灾行为的相似性，在已有缩尺模型明火试验的相似理论基础上，对不同几何尺寸比例的3根钢筋混凝土无损梁和9根因经历常温静载试验而产生不同程度预损伤的梁开展明火试验。试验结果表明：采用热辐射模型确定不同比例梁明火试验的升温曲线，可以较好地实现不同比例梁在相应时间点截面温度分布相似；明火试验前形成的宽度在2 mm以下的裂缝对不同比例梁温度场的相似性影响不大，仅影响局部混凝土温度，明火试验前梁上已有的残余变形对其耐火极限影响不大；将不同比例梁受火时间的相似比由几何比例的平方调整为几何比例的1.8次方，可以实现预损伤程度相同的不同比例钢筋混凝土梁挠度变化以及耐火极限相似，从而实现由缩尺模型梁的火灾下力学行为预测足尺原型梁的火灾力学行为。

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手风琴效应对预应力波纹腹板钢-混凝土组合梁抗火性能影响研究

周焕廷, 王峥峥, 张苏鹏, 秦晗, 伍先兴, 陈志华

建筑结构学报. 2022, 43(08): 174-184. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0534

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由于预应力波纹腹板组合梁的腹板存在显著的手风琴效应，使其受力性能不同于普通平腹板组合梁。为了研究手风琴效应对预应力波纹腹板组合梁抗火性能的影响，采用ABAQUS有限元软件建立了考虑端部约束的预应力波纹腹板组合梁在火灾下的数值模型，分析了预应力波纹腹板组合梁在高温下的破坏形式、跨中挠度、拉索张力及组合梁轴力等随温度变化的特点。结果表明：高温下波角30°腹板的局部失稳区域大于波角45°和60°组合梁的失稳区域；波高50 mm的组合梁跨中挠度值最小；波高越大，临界状态时腹板局部失稳区域越大；平直段长度50 mm组合梁跨中挠度最小，轴向刚度更大；腹板厚度对波纹腹板组合梁跨中挠度的影响最为显著；轴向约束作用下的组合梁典型破坏形态是梁端负弯矩区腹板和下翼缘发生局部屈曲；不同轴向约束比下，梁的轴向力从压力转变为拉力时温度为691 ℃；转角约束比对组合梁的影响主要集中在473 ℃至临界温度阶段；不同转角约束比下，组合梁轴向压力转变为轴向拉力的温度为677 ℃。

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大飞机撞击钢筋混凝土核安全壳模型试验研究 ^增强出版

刘晶波, 王菲, 孙运轮,

建筑结构学报. 2022, 43(08): 185-195. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0185

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美国9·11恐怖袭击事件后，核电厂房抵御大型商用飞机恶意撞击成为核安全领域备受关注的热点问题。为真实准确地研究大飞机撞击下核电厂房结构的损伤破坏及振动特性，基于某新型反应堆核电厂房结构，设计了大飞机撞击钢筋混凝土核安全壳模型试验，获得了核安全壳结构遭受大飞机撞击时相对完整的试验数据及物理参数。试验结果表明：当大飞机模型以我国核电厂厂址选择安全导则中建议的基准速度100 m/s撞击时，安全壳模型发生局部碎甲破坏，但壳体的主筋整体性能完好，钢筋网有效阻止了大飞机模型的侵入破坏。依据试验结果研究了钢筋混凝土安全壳结构在大飞机撞击作用下的损伤破坏规律和特点，分析了结构的撞击振动反应特性。根据试验结果反演至原型结构，安全壳结构的环梁牛腿处和筒体与穹顶连接处峰值加速度较大，分别为39.5g和47.2g，底板处水平和竖向峰值加速度相对较小，但仍达到3.45g和4.37g。壳体直接撞击区钢筋发生屈服，而在壳体碎甲区之外，各测点的钢筋应变均小于屈服应变，钢筋未发生屈服，钢筋混凝土壳体未发生由振动导致的破坏。

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村镇砌体建筑群信息智能获取与震害预测

李钢, 张鹏程, 董志骞, 余丽玲

建筑结构学报. 2022, 43(08): 196-208. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0074

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我国村镇地区砌体结构分布广、数量大、抗震性能普遍较差，且具有结构形式多样、无数据和随机性强等特点，获取其建筑信息是实现震害预测的前提和基础，但传统人工检测技术效率低、不经济。为此，提出了一种图像识别与模糊推理相结合的村镇砌体建筑群信息智能获取方法。建立了基于卷积神经网络的砌体建筑图像识别模型，结合图像测量技术获取建筑几何信息；提出了基于模糊推理的砌体结构隐蔽信息确定方法，可有效提取村镇砌体结构墙体属性、构造措施、材料强度等隐蔽属性信息；依据获取的建筑信息与场地信息，分别建立单体结构力学模型与空间地震动场模型，通过结构地震动力响应分析实现村镇区域砌体建筑群的震害预测。最后，对北方地区某村落进行群体建筑信息获取和震害预测，结果表明,基于影像数据的图像识别和图像测量技术可以有效获取村镇建筑结构类型以及外观尺寸信息,提出的模糊推理方法可以高效、准确地识别砌体建筑群的隐蔽信息，进一步通过对震害场景的数值模拟，实现村镇区域群体建筑震害的有效预测。

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具有历史依赖效应的材料及结构响应预测通用深度学习 MechPerformer 模型

王琛, 樊健生

建筑结构学报. 2022, 43(08): 209-219. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0115

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针对结构计算分析领域具有历史依赖效应的力学响应预测问题,基于深度学习技术提出了一个通用模型,即MechPerformer模型。相较于自然语言处理领域,结构计算领域具有序列长度极长、记忆效应显著、因果自回归性等特性。围绕其特性,引入Transformer架构搭建了MechPerformer模型,采用了基于随机正交正特征映射的注意力机制、反向网络技术、门控循环单元等以适应结构计算分析应用场景。为验证深度学习模型,利用历史路径强相关的低屈服点钢精细弹塑性本构模型生成了随机循环应力-应变响应数据以开展数值试验,并在其中采用了适用于各种力学量的统一归一化方法——非线性参考值放缩法。试验结果表明,MechPerformer模型能够高精度复现具有强历史依赖效应的非线性响应曲线,且呈现远超理论模型的计算效率,证明了模型的有效性。同时,根据经典弹塑性力学理论,给出了模型的力学意义阐释,增强了MechPerformer模型的可解释性。

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基于机器学习的钢筋混凝土柱失效模式两阶段判别方法 ^增强出版

于晓辉, 王猛, 宁超列

建筑结构学报. 2022, 43(08): 220-231. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0392

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钢筋混凝土柱在侧向地震力作用下具有弯曲、剪切和弯剪三种失效模式。不同的失效模式下钢筋混凝土柱具有不同的地震损伤特征。因此，准确地判别钢筋混凝土柱的失效模式对于准确评估钢筋混凝土结构的抗震性能具有重要意义。利用已有的钢筋混凝土柱滞回加载试验数据，采用机器学习方法，提出了一种钢筋混凝土柱失效模式两阶段判别方法。其中，第一阶段以钢筋混凝土柱的基本设计参数为输入变量，采用机器学习中的回归算法，建立钢筋混凝土柱的受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形预测模型。第二阶段以钢筋混凝土柱的受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形作为输入变量，采用机器学习中的分类算法，对钢筋混凝土柱的失效模式进行自动判别，实现了准确判别钢筋混凝土柱失效模式的目的。研究结果表明：极端随机树、AdaBoost、随机森林和梯度提升算法分别对受弯承载力、受剪承载力、弯曲变形和剪切变形的预测效果最佳；极端随机树、梯度提升算法和最近邻居法分别对弯曲失效、剪切失效和弯剪失效具有最佳的分类效果；相比已有的钢筋混凝土柱失效模式分类方法，提出的两阶段分类方法具有与真实失效模式最为接近的分类结果，分类精度可以达到96%。

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竖向不规则多层轻钢结构强震倒塌预测的细胞自动机与相关向量机联合法

王坤, 叶继红,

建筑结构学报. 2022, 43(08): 232-239. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0140

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为提高竖向不规则多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震倒塌预测精度，对已有细胞自动机(cellular automata，CA)方法进行改进。通过增加邻居细胞数目，采用结构归一化Pushover分析后的层间位移定义细胞状态值。在此基础上，采用相关向量机(relevance vector machine，RVM)代替已有相似区域匹配准则，得到CA与RVM的联合预测方法。采用联合法和已有CA法，预测竖向不规则多层轻钢结构在强震作用下倒塌时的层间位移(倒塌判别准则为强震作用下多层轻钢结构层间位移角分别超过2.0%、3.5%、4.0%)，并将预测结果与非线性时程分析结果对比。结果表明：联合法以弹塑性阶段特征值作为细胞状态值，且选用RVM建立细胞状态值与结构倒塌时层间位移的非线性关系，可准确预测竖向不规则多层轻钢结构倒塌时的层间位移，较原有CA方法预测精度明显提高。

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基于双生长点并行生长机制的模拟植物生长算法及其结构优化

石开荣, 林金龙, 姜正荣,

建筑结构学报. 2022, 43(08): 240-247. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0719

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针对模拟植物生长算法(PGSA)系列算法中存在的搜索路径相对单一、搜索覆盖面不够广等问题，结合复杂结构优化问题中设计变量多、存在多个局部最优解、算法难以自动终止等特点，基于PGSA的基本原理和植物的实际生长规律，提出一种新的算法机制——双生长点并行生长机制，并与基于生长空间限定与并行搜索(GSL&PS-PGSA)算法相融合。通过典型数学及空间桁架结构算例进行了验证，结果表明：双生长点并行生长机制增加了寻优搜索路径，拓宽了搜索覆盖面，降低了陷入局部最优解的概率，并为算法提供更为有效的终止机制，从而具有更加显著的优化效率及全局搜索能力；与序列两级算法、蚁群算法等常用优化方法相比，融入双生长点并行生长机制的GSL&PS-PGSA进一步提升了算法的优化求解能力，在结构优化问题中表现出良好的适应性及有效性。

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空间网格结构抗震薄弱区识别的静力推覆方法

周鸿伟, 邓华, 孙桐海

建筑结构学报. 2022, 43(08): 248-255. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0124

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空间网格结构在强震下出现薄弱区的原因是该区域杆件的地震内力与决定其截面配置的非抗震设计内力差异较大，且该内力差异主要来自于少数模态的贡献。为此，利用非抗震设计和多遇地震验算的最不利内力，提出了一种疑似薄弱区杆件的简便判别方法。基于多遇地震下由振型分解反应谱法计算得到的结构响应，可以确定疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态。考虑这些主要贡献模态并参考振型质量参与系数，构造了能够近似反映最不利单向地震响应的综合模态，并基于结构应变能相等的原则确定了罕遇地震水平的等效静力推覆荷载。给出了一种能够计入三向地震动贡献的静力推覆方法，并对一个三心圆柱面双层网壳算例进行了推覆分析。通过与动力弹塑性时程分析结果对比发现，只要在建立推覆荷载时组合模态包括了疑似薄弱区杆件地震内力的主要贡献模态,并且所有组合模态的振型质量参与系数之和大于90%，则该静力推覆方法可以有效识别到该结构在罕遇地震下可能形成的薄弱区。

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超高层框架-核心筒结构温度变形理论计算与预测

陈潘, 高飞, 翁顺, 朱宏平

建筑结构学报. 2022, 43(08): 256-265. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0648

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超高层建筑的温度变形具有明显的弯曲型特征，随着结构高度的增加，温度变形量会显著增大。考虑常见的超高层框架-核心筒结构，将其等效为多层变截面悬臂柱，推导了截面温度场和核心筒温度应变的理论公式，结合应变与变形的数学关系，建立了截面温度场和温度变形的理论模型，包括温度场-水平变形、温度场-竖向变形和温度场-倾角模型；然后利用偏最小二乘回归法求解未知的温度变形系数，实现了温度变形的计算与预测。以335 m高的武汉长江航运中心结构为数值算例，计算了结构为期一年的温度场和温度变形数据，以此数据为基础，对提出的温度变形理论模型进行了验证。计算结果表明：偏最小二乘回归法能稳定地求解温度变形系数，温度变形回归模型的回归值与基准值吻合较好，最大相对误差和最小相对误差分别为15.10%和3.87%；回归模型预测值与基准值的变化趋势基本一致，最大相对误差和最小相对误差分别为8.49%和4.39%，可以认为截面温度场和核心筒温度变形之间具有明显的线性关系。所提出的方法适用于计算由季节温差和日照温差引起的温度变形。

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建筑物掏土纠倾法单孔与多孔塑性区特性研究及工程应用

岳庆霞, 任妍萌, 张鑫, 孙增斌

建筑结构学报. 2022, 43(08): 266-273. https://doi.org/10.14006 / j.jzjgxb.2021.0170

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在建筑物水平掏土纠倾工程中，掏土孔间距是影响纠倾工程安全与工期的重要因素。为了快速准确地确定纠倾工程中的水平掏土孔间距，研究了单个掏土孔和多个掏土孔情况下孔周边土体塑性区发展特性。利用土体塑性力学分析计算得到了单孔下的孔周土塑性区半径，而后通过有限元模拟得到孔周土体塑性区半径的数值解，将孔周塑性区半径解析解与数值解进行了对比。并通过有限元数值模型研究了多个掏土孔相互影响情况下的塑性区发展规律，以孔间土体塑性区贯通时的距离作为掏土孔间距。考虑土体参数随机特性的影响，研究不同上部荷载作用下掏土孔间距的取值变化规律，上部面荷载与地基承载力特征值比值用p表示，孔间距与掏土孔直径比值用n表示。研究发现：多孔塑性区半径（孔间塑性区贯通时）是单孔塑性区半径的1.3倍左右;标准化荷载p与孔间距比值n二者呈线性关系;通过不同土体参数及上部荷载的不同情况下的p-n曲线，给出了掏土孔间距建议值。同时，将研究结果与三个实际工程进行对比，发现p-n曲线法与实际结果更为接近。

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软土地基倾斜桩竖向承载力研究

周越洲, 李重阳, 李国清, 方小丹

建筑结构学报. 2022, 43(08): 274-281. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2020.0349

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在软土地区，由于土方开挖引起桩侧土压力不平衡，或由于基坑支护结构变形过大，常导致已施工的工程桩产生侧移，成为斜桩。结合珠海市某工程项目，利用有限元程序模拟土方开挖过程桩侧不平衡土压力对桩受力和变形的影响，分析桩侧移、倾斜的原因。结果表明，施工阶段桩的侧移与桩侧土层性状及分布厚度密切相关，也与桩的直径、配筋相关。在此基础上，对斜桩在使用阶段的受力及变形情况进行分析，指出桩顶水平约束对桩的受力性状以及竖向承载力会产生很大的影响。选取典型斜桩进行现场静荷载试验，与有限元模拟分析的结果进行对比验证，试验结果与有限元模拟分析的结果基本吻合。

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先张法预应力钢绞线高强混凝土大直径管桩受弯性能研究

周家伟, 张旭伟, 龚顺风, 陈刚, 徐铨彪, 俞晓东

建筑结构学报. 2022, 43(08): 282-292. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0219

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为研究大直径钢绞线管桩的受弯性能，对3根不同直径钢绞线桩进行足尺试验、理论分析和有限元模拟，对比研究了大直径钢绞线桩的开裂弯矩、裂缝开展及分布、受弯承载力、变形延性和破坏特征等。结果表明：大直径钢绞线桩受弯破坏时受压区高强混凝土压溃，截面中心轴以下钢绞线都达到屈服强度，具有较高的受弯承载力和良好的变形延性；理论分析方法能够较好地预测大直径钢绞线桩的受弯承载力；建立的有限元模型可以合理地模拟大直径钢绞线桩的受弯性能，模型计算结果与试验结果吻合较好。

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静钻根植排水桩技术及模型试验研究

邓岳保, 张日红, 孙嘉烽, 陈紫强, 陈克伟, 严天龙

建筑结构学报. 2022, 43(08): 293-302. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2021.0075

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针对深厚软土地区静钻根植桩技术应用时水泥土固化效果差的问题，提出了在桩侧设置竖向排水通道并联合真空负压排水固结的静钻根植排水桩技术。介绍了该技术提出的背景、技术方法和特色优势；选取两种不同规格桩型，开展排水桩与传统桩对比模型试验，测试真空负压排水固结和土中孔压发展变化，检测不同桩型的承载力并开展分析。结果表明：桩周水泥土和临近土体中的水部分被抽出，抽水率逐步减小；真空负压逐渐传递到临近土体，使其发生排水固结、强度增加；排水桩加快了水泥土固化，由此提高桩基早期承载力和抗变形能力；相比于传统桩，排水桩28 d的极限承载力提升7%，刚度系数提升40%；排水桩使桩周土体更多地参与荷载传递，桩基破坏模式趋向于整体剪切破坏。

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2022年, 第43卷, 第08期　刊出日期：2022-08-05

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