建筑结构学报

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李征, 王振, 何敏娟, 舒展

建筑结构学报. 2023, 44(12): 1-12. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0579

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为充分发挥钢木材料及钢木结构受力性能的优势,提出一种重力-侧力承载体系分离的钢木混合结构。通过可变形连接降低结构在地震作用下的响应。以钢板剪力墙-胶合木框架混合结构为例,对钢、木结构之间的连接参数设计范围进行确定,进而基于增量动力分析研究钢木混合结构在各性能水准地震作用下的最大层间位移角,并通过概率地震需求分析方法对结构的损伤指标进行评估。结果表明:在重力-侧力承载体系分离钢木混合结构中,通过可变形连接可降低连接内力和结构楼层加速度,结构在立即居住、生命安全和防止倒塌性能水准下的层间位移角限值建议分别取为0.2%、0.7%和2.6%;地面峰值加速度与结构最大层间位移角之间总体呈对数线性关系,结构在浅表地震作用下的最大层间位移角比在深层地震作用下更大;重力-侧力承载体系分离钢木混合结构的抗震性能良好,各性能水准下的最大层间位移角超越概率较低。

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附加减震外挂墙板钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

沙慧玲, 种迅, 叶献国, 郭宇菲, 乐腾胜, 魏建鹏

建筑结构学报. 2023, 44(12): 13-21. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0659

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为研究附加减震外挂墙板结构的抗震性能,设计并制作了一个1/2缩尺的单跨两层钢筋混凝土框架结构模型,并在结构的Y方向附加减震外挂墙板形成减震结构,X方向未布置墙板,形成作为对比的抗震结构。选取两条天然地震动,分别对结构Y方向和X方向施加单向地震动,进行了多遇地震、设防地震和罕遇地震作用下的振动台试验,对比研究了两种结构的动力特性和地震响应。试验结果表明:在设防地震和罕遇地震作用下,减震结构的损伤程度和地震响应均小于抗震结构,表现出良好的减震效果;两种结构损伤最大位置均出现在框架梁端和柱底,减震外挂墙板未改变主体结构的损伤模式;试验过程中,U形金属消能器能够产生预期的履带式滚动变形,且基本保持完好;罕遇地震作用下,外挂墙板仍保持完好,表明该结构体系可有效控制外挂墙板的损伤。

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外设自复位构件加固钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

刘航, 范钰麟, 韩明杰, 曾永璇, 张国伟, 秦昌安

建筑结构学报. 2023, 44(12): 22-31. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0691

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针对某既有钢筋混凝土框架结构抗震加固改造项目中存在的问题,提出了采用外设装配式自复位构件对钢筋混凝土框架进行抗震加固的方法,即对既有框架梁、柱采用增大截面法加固,沿框架梁并排安装预制梁构件,预制梁内通长设置无黏结预应力筋并锚固于框架柱外侧,预制梁与框架柱之间设置耗能钢筋,使被加固框架在给定的性能设计目标下获得一定的自复位能力。为验证该方法的加固效果,设计并制作了3榀平面框架结构试件,对其进行了拟静力试验研究,其中1榀为未加固的对比试件,2榀为采用外设装配式自复位构件加固的框架试件。试验结果表明:外设装配式自复位构件加固法可以显著提高钢筋混凝土框架结构的抗震承载力和延性,耗能能力显著增强,同时,在一定层间位移角范围内,加固框架的残余变形明显小于未加固框架,震后自主复位能力显著增强。对试验进行了精细化有限元仿真分析,有限元分析结果与试验结果符合较好。该加固方法可与性能化抗震加固设计相结合,以实现基于位移的性能化加固设计需求。

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多层装配式预制剪力墙抗震性能试验研究

肖明, 韩文龙, 吕晚晴, 王赞, 李薇, 李利民

建筑结构学报. 2023, 44(12): 32-45. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0686

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研究了一种竖向接缝采用钢筋锚环或钢丝绳套连接、水平接缝采用单排大直径钢筋间接搭接的多层装配式预制剪力墙,为校验接缝构造的可靠性、明确该类结构墙板的抗震性能,开展了8个预制剪力墙与1个现浇剪力墙的拟静力试验,并对其破坏形态、全过程受力机理及重要参数影响规律等进行分析。结果表明:各剪力墙均实现了预期破坏形态,变形基本满足平截面假定,具有良好的整体性;压弯破坏一字形剪力墙与工字形剪力墙的受弯承载力与剪切破坏一字形剪力墙的受剪承载力分别为对应现浇剪力墙规范计算值的1.23~1.25倍、1.01~1.07倍和1.69~1.81倍,满足承载力要求;压弯破坏剪力墙和剪切破坏剪力墙的极限位移角分别为1/53~1/34和1/62~1/61,满足罕遇地震下结构弹塑性层间位移角的变形要求;水平接缝采用附加大直径钢筋间接搭接连接可实现与钢筋上下贯通相近的承载力与耗能能力,钢筋替代原则可行;竖向接缝具有较好的抗剪能力,在发生少量滑移后对剪力墙水平承载力的削弱程度有限,相同条件下,考虑钢筋锚环的销栓作用对剪力墙刚度与耗能能力的有利作用,建议优先采用钢筋锚环的连接方式。

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装配式冷弯薄壁型钢-轻质混凝土组合剪力墙抗震性能研究

徐志峰, 陈海涛, 王来, 陈忠范, 周世栋

建筑结构学报. 2023, 44(12): 46-58. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0658

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为了进一步提升填充泡沫混凝土-冷弯薄壁型钢组合墙体的抗震性能,提出了一种装配式冷弯薄壁型钢-轻质混凝土组合剪力墙,由内填充自密实轻质混凝土的矩形冷弯型钢端立柱、高强泡沫混凝土填充冷弯型钢墙单元、双层墙面板等组成。通过4片冷弯薄壁型钢-轻质混凝土剪力墙足尺试件的低周反复加载试验,研究了增强端立柱、双拼内立柱和立柱开孔数量对剪力墙破坏模式、承载力与抗侧刚度、变形与延性、刚度与承载力退化、耗能能力等抗震性能的影响。试验结果表明:剪力墙破坏模式呈现墙面板与泡沫混凝土交叉裂缝的剪切破坏特征,其弹塑性阶段的侧向变形为剪切型变形,峰值阶段时位移角为1/62~1/45;采用内填自密实混凝土的矩形端立柱和内立柱能抑制墙体立柱局部屈曲破坏,并显著提高墙体承载力和刚度;增加立柱腹板开孔数量能避免立柱与混凝土间的界面黏结滑移,提高了墙体承载力、刚度和耗能能力,并延缓了承载力与刚度退化。基于承载力叠加原理,提出了该类剪力墙的受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果符合较好。

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索穹顶结构地震作用计算方法的对比分析

谯钰, 刘宏创, 邓华, 董石麟

建筑结构学报. 2023, 44(12): 59-71. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0611

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由于结构的几何非线性,我国GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》中并未对以索穹顶为代表的柔性大跨屋盖结构的地震作用计算方法作出明确规定。为此,以重力荷载代表值作用下的平衡构型为考察对象,通过与时程分析法计算结果进行对比,考察振型分解反应谱法用于索穹顶结构地震作用计算的适用性。为保证地震动输入的一致性,时程分析时使用由设计反应谱生成的人工地震波。基于振型参与质量系数,提出了一种判别屋盖索穹顶结构地震作用主要贡献振型的指标,并指出应采用对屋盖索穹顶结构的地震作用提供主要贡献的振型确定瑞利阻尼系数,否则时程分析时将显著高估结构阻尼效应并造成结构地震响应的计算结果偏小。采用两种方法计算索穹顶结构在不同挠跨比限值(预应力水平)下的多遇地震响应。结果表明,对于满足非抗震设计验算的Geiger型和Levy型索穹顶算例,振型分解反应谱法计算得到的结构地震响应与时程分析法的结果匹配良好,验证了该方法进行此类柔性屋盖结构地震作用计算的适用性。

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K6型单层球面木网壳整体稳定性能研究

欧加加, 陈迪, 龙卫国, 何敏娟, 刘宜丰

建筑结构学报. 2023, 44(12): 72-81. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0679

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为了研究K6型单层球面半刚性木网壳结构的整体稳定性能,基于欧洲规范EN 1995\|1\|1中相关公式,计算销轴类紧固件滑移刚度及承载力,确定实际工程中常用的插板式节点的简化弯矩-转角曲线,并在ANSYS软件中采用COMBIN39非线性弹簧单元模拟节点的抗弯半刚性,通过有限元分析研究不同参数对一阶线性屈曲系数、考虑初始缺陷的弹性及弹塑性极限承载力系数,以及塑性折减系数的影响。单一变量参数分析结果表明,高跨比、跨度、截面尺寸和初始缺陷对稳定承载力影响很大,实际节点紧固件的布置模式减小了节点刚度的变化幅度,限制了节点半刚性的影响。通过变化参数得到的6 480个算例,统计不同高跨比和节点刚度折减系数下的塑性折减系数,其值均小于钢网壳规范建议值(0.47)。

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大连梭鱼湾足球场屋盖结构选型与张拉试验研究 ^增强出版

杨佳奇, 周光毅, 武岳, 辛光耀

建筑结构学报. 2023, 44(12): 82-91. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0495

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以大连梭鱼湾足球场为背景,为选择经济、合理的屋盖结构形式,对双层正交轮辐式索结构方案、上层斜交轮辐式索结构方案和双层斜交轮辐式索结构方案进行了对比分析,结果表明,上层斜交轮辐式索结构体系具有较好的经济性和受力性能,可作为大连梭鱼湾足球场屋盖所采用的结构体系。为进一步研究上层斜交轮辐式索结构屋盖张拉施工方案的可行性,设计了缩尺比为1∶20的试验模型,并开展张拉试验,同时采用非线性有限单元法模拟了张拉全过程。结果表明:张拉试验能够准确模拟实际结构的张拉施工过程;张拉过程稳定可控,地面拼装、整体张拉提升的施工方案可行;试验采用的主动张拉索的牵引长度可供实际施工参考。

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软土地基文物建筑地下空间开发的关键技术与应用

王卫东, 姚激, 岳建勇, 蓝戊己

建筑结构学报. 2023, 44(12): 92-99. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0663

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城市更新中对地下空间开发利用的要求越来越高,不仅要利用既有建筑物周边的地下空间,也要深度开发其正下方的地下空间。为此,结合上海软土地基上一幢工字形文物建筑改造修缮项目,针对文物建筑正下方地下空间开发的关键技术进行介绍,包括建筑变形控制的桩基托换、与托换结构相结合的基坑支护、工字形建筑整体同步顶升和建筑隔震设计等,在项目实施过程中通过向下开挖和向上顶升的方式,经过三次结构荷载转换,实现了文物建筑正下方地下空间的开发利用。对项目实施中监测数据分析表明,文物建筑总变形和差异变形都在工程允许范围内,满足文物建筑的保护要求。

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吸湿环境下膨胀土桩基抗拔承载特性足尺试验研究

钱建固, 彭慧敏, 林志强, 张明远

建筑结构学报. 2023, 44(12): 100-109. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0593

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为研究非饱和膨胀土中桩基的承载机理,在我国南阳膨胀土地区开展了桩基抗拔现场足尺试验研究。基于现场测试分析了浸水过程中地基膨胀变形与桩身中性点(桩\|土相对位移为零的截面)的演化规律,通过桩身轴力、桩侧极限摩阻力和荷载-位移曲线揭示了增湿后桩基抗拔承载性能弱化特性。将现场足尺试验与室内模型试验结果作对比,分析了桩侧摩阻力演化与传递规律,并对增湿后桩侧摩阻力的计算方法展开分析。结果表明:浸水后膨胀土地基的膨胀变形主要发生在大气影响急剧层。浸水过程中桩身中性点不断下移,最终稳定在桩身一半的位置。由于地基增湿诱发了桩侧水平膨胀压力,浸水后桩侧摩阻力呈两端大、中部小且在中部沿深度方向线性增大的分布规律;另外,增湿导致膨胀土中毛细吸应力大幅减小,远超过水平膨胀压力对桩侧摩阻力的有利贡献,致使桩基抗拔承载性能显著弱化。

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预制混凝土柱-基础承插式连接构件抗震性能研究

何岸, 郑敦聪, 蔡健, 陈庆军, 郑仲荣, 陈祺荣

建筑结构学报. 2023, 44(12): 110-121. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0571

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为增强预制混凝土柱与基础间承插结合面的黏结性能,提出一种在连接区域设置预埋筋的预制混凝土柱-基础承插式连接构件。设计并制作6个承插式连接构件和1个现浇构件进行拟静力试验,通过对其滞回曲线、骨架曲线和钢筋应变等进行分析,研究轴压比、预埋筋布置形式等参数对承插式连接构件抗震性能的影响,并利用 ABAQUS软件进行有限元分析,探究所设预埋筋的工作机制及有效埋深范围。结果表明:承插式连接构件的抗震性能与现浇构件基本相当,所有构件的破坏模式均为柱底压弯破坏,且极限位移角均满足现行规范位移角限值1/60的要求;在轴压比0~0.264范围内,随轴压比增大,承插式连接构件的承载力提高,但延性有所降低;适当增大轴压比可以提高承插式连接构件后期的耗能能力;预埋筋的设置可使承插式连接构件的埋深适当降低,采用两排倒三角布置形式的承插式连接构件具有更好的延性,加载后期承载力退化水平更低。

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泸定6.8级地震减隔震建筑震害调查与分析

潘毅, 高海旺, 熊耀清, 吴小宾

建筑结构学报. 2023, 44(12): 122-136. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0850

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为了解泸定6.8级地震中减隔震建筑的震害,对磨西镇、燕子沟镇、姑咱镇、泸定县城、康定市的减隔震建筑进行了震害调查,分析高烈度区减隔震建筑的震害特征,总结低烈度区减隔震建筑存在的不足。震害调查结果表明:高烈度区的减隔震建筑出现了不同程度的破坏,主要表现在隔震支座破坏、阻尼器及其连接破坏、支墩破坏、设备管线破坏、隔震沟和隔震缝破坏以及相邻建筑的局部碰撞,但减隔震建筑的主体结构均基本完好,非结构构件仅有轻微损伤,未出现人员伤亡;低烈度区的减隔震建筑未发现明显震害,但减隔震构造普遍存在问题,主要表现在隔震支座位移受限、隔震支座锈蚀、电梯未设隔震缝、抗拉装置不合理、设备管线未采用柔性连接、检查口尺寸太小、隔震层高度偏小等。针对震害调查中的问题,建议完善减隔震建筑的构造措施,制定减隔震专项施工方案,合理设置检查口尺寸,适当增加隔震层高度,并对隔震层定期进行维护和检修,加强各专业的沟通,加大减隔震项目图审的力度,落实减隔震产品的质量管控。以期为我国的减隔震建筑的健康发展提供借鉴。

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基于生成对抗网络的三维节点实体模型生成方法 ^增强出版

夏壮, 杜文风, 韩乐雨, 高博青, 董石麟

建筑结构学报. 2023, 44(12): 137-153. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0517

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三维实体模型的智能生成技术是结构智能设计的核心环节。为了克服这一关键技术难题,实现结构的智能设计,提出了一种结合3D生成对抗网络(GAN)与逆向工程技术生成三维节点实体模型的方法(3D-JointGAN)。首先阐述了该方法的基本思路、相关理论和具体实现过程;然后应用该方法对实际工程的三分叉铸钢节点进行智能生成设计,并将评估筛选出的代表性节点与焊接空心球节点、仿生节点和拓扑优化节点的受力性能指标进行对比分析;最后通过3D打印技术制造出代表性节点的缩尺模型,验证了智能生成结果的可制造性。研究结果表明:基于GAN的节点模型生成方法具有强大的生成和优化能力,不仅可生成创新的、高逼真度的多种三维实体模型,并且评估筛选的代表性节点具有更优异的受力性能,其中代表性节点a、b、c相较于初始节点质量降低了22.42%、26.82%、22.62%,最大位移降低了43.71%、38.34%、42.49%,最大等效应力降低了8.29%、5.28%、6.94%。

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钢筋混凝土框架结构强柱弱梁破坏机制的控制

马煜东, 刘伯权, 邢国华, 黄娇

建筑结构学报. 2023, 44(12): 154-169. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0687

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框架结构的破坏机制是构件间变形发展差异的最终结果,现有的破坏机制控制方法大多是基于梁柱间的强度关系,忽视了其本质原因。为此,从构件变形的角度,以梁柱线刚度比为控制参数,建立了框架结构“强柱弱梁”型破坏机制的控制方程;同时,通过试验和有限元分析,对框架结构的破坏机制、构件变形和塑性铰分布进行了进一步分析。结果表明:轴压比及梁柱线刚度比的减小会使梁端变形增加,使其塑性铰发育更为充分,且其在一定程度上可以减小柱端的变形;“强柱弱梁”破坏机制下,梁端变形明显大于柱端,底层构件的变形普遍高于上层构件,中跨构件的变形略高于边跨,但并不明显;采用建立的破坏机制控制方程对结构进行调整后可以有效地减小框架结构中柱端的塑性铰数量及其发展程度,使结构呈现“强柱弱梁”破坏。

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FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力计算修正方法

金浏, 宋博, 杜修力

建筑结构学报. 2023, 44(12): 170-182. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0616

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针对FRP筋混凝土深受弯构件,为了建立可以考虑多因素影响及尺寸效应的受剪承载力计算方法,搜集国内外相关文献,整理得到316组FRP筋混凝土深受弯构件的受剪承载力试验数据。采用灰色关联度分析法分析相关因素(梁截面高度、剪跨比、跨高比、配筋率等)对FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力影响的重要程度,定量揭示各因素对受剪承载力的影响规律。研究结果表明:梁截面高度、纵筋率、剪跨比、跨高比及腹筋率等是影响FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的重要因素。通过对试验数据的回归分析,提出了尺寸效应、纵筋率、剪跨比和跨高比修正系数及腹筋安全系数,建立了可以考虑多因素影响的FRP筋混凝土深受弯构件受剪承载力的计算方法。通过受剪承载力计算值与试验值的对比,验证了计算公式的合理性及准确性。

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外包超高性能混凝土钢管混凝土叠合短柱轴压性能试验研究

吴庆雄, 许志坤, 袁辉辉, 秦志清

建筑结构学报. 2023, 44(12): 183-193. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0602

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为进一步提高普通钢管混凝土叠合柱(简称“OC-CFST柱”)的受压承载力和耐久性,提出一种采用超高性能混凝土外包钢管混凝土叠合柱(简称“UC-CFST柱”),并开展22根(包括9根UC-CFST、9根OC-CFST和4根CFST)短柱试件的轴压试验,研究外包材料强度和面积占比对叠合短柱轴压性能和破坏模式的影响;同时,采用ABAQUS建立UC-CFST短柱的有限元模型,并开展了具有实际结构尺寸的短柱轴压性能有限元参数分析。研究结果表明:OC-CFST短柱破坏时外包层混凝土大面积剥落,而UC-CFST短柱由于UHPC中钢纤维的桥联作用,破坏时UHPC外包层比较完整。相比OC-CFST短柱,UC-CFST短柱的轴压刚度和轴压承载力均有显著提高,且在外包UHPC达到峰值压应变时达到轴压承载力。叠合柱外径不变时,随着外包混凝土面积占比的增加,UC-CFST短柱的轴压承载力近似线性增加,而OC-CFST短柱呈现线性递减趋势。最后,分析了采用现行钢管混凝土叠合柱结构技术规程中的轴压承载力公式计算UC-CFST短柱时的适用性,并在该规范公式的基础上建议不考虑0.9的附加系数,提出了可用于准确计算UC-CFST短柱轴压承载力的计算方法。

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全装配式组合楼板抗剪连接件受剪性能试验研究

周凌宇, 方蛟鹏, 范进凯, 李分规, 戴超虎, 曾波, 廖飞

建筑结构学报. 2023, 44(12): 194-205. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0629

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为研究全装配式组合楼板开孔钢板(PSP)连接件的受剪性能,对15个PSP连接件试件进行推出试验,分析了PSP连接件的破坏模式和荷载-滑移曲线,研究了开孔钢板厚度、开孔直径、钢板强度、混凝土强度、连接件数量和槽钢型号对PSP连接件受剪性能的影响。采用ABAQUS软件建立推出试件有限元模型,验证了模型的准确性,并揭示了PSP连接件的受力机理。结果表明:PSP连接件具有较高的初始刚度和受剪承载力,薄钢板连接件的荷载\|滑移曲线水平段较长,表现出良好的延性;PSP连接件的特征滑移不满足Eurocode 4规定的柔性连接件下限值(6 mm),应视为刚性连接件;随着开孔钢板厚度的增加,连接件的延性有所下降,承载力明显提高,但其增长趋势逐渐变缓;扩大开孔直径对连接件承载力影响较小,对改善连接件延性效果显著;开孔钢板纵向间距较小时,各层钢板之间混凝土压溃区相互重叠,削弱了连接件的承载力和延性。根据推出试验与有限元分析,提出了单个PSP连接件受剪承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好。

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意杨旋切板胶合木正交肋梁箱型楼盖振动特性试验研究

张志文, 王安涟, 郭燕霏, 刘雁

建筑结构学报. 2023, 44(12): 206-215. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0681

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为研究意杨旋切板胶合木(laminated veneer lumber,LVL)正交肋梁箱型楼盖竖向动力特性和人致激励响应规律,对6个足尺箱型楼盖进行了模态测试和人致振动试验。基于振动响应(峰值加速度和加速度振级)结果,分析了箱型楼盖的构造形式和人致荷载工况对楼盖振动响应的影响。结果表明:刨花板(oriented strand board,OSB)厚度、肋梁高度和短肋梁间距分别为18.3、285 mm和600 mm的箱型楼盖具有最大的第一阶自振频率和阻尼比,呈现最优动力特性;箱型楼盖的峰值加速度随着OSB覆面板数量和肋梁高度的增加而减小,随着OSB覆面板厚度和短肋梁间距的增大而增大;随着步频和行走人数的增加,楼盖的峰值加速度逐渐增大;当步频相同时,箱型楼盖在单人跳跃下的峰值加速度比原地踏步或连续行走时的大。提出了箱型楼盖一阶自振频率和在单人行走或跳跃下峰值加速度的计算方法,计算值与试验值吻合良好。

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基于应变能的不锈钢复合钢材低周疲劳性能研究

班慧勇, 杨晓峰, 石永久

建筑结构学报. 2023, 44(12): 216-224. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0515

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为了研究不锈钢复合钢的低周疲劳性能,在已有试验的基础上,从应变能的角度对不锈钢复合钢(复层钢材为S31603、基层钢材为Q355B)和基层低合金钢Q355B的疲劳性能进行分析,基于应变能引出标准滞回环的概念,分析循环应变能和材料的Masing特性,并提出一种基于能量的疲劳寿命预测模型。研究结果表明:应变幅是影响不锈钢复合钢和基层低合金钢应变能和低周疲劳寿命的主要因素;两种材料的循环硬化特征主要发生在前几次循环内,而后呈现循环软化特征;在整个加载过程中,两种钢材表现出循环稳定性,且稳态过程占据大部分循环周期;提出的基于应变能的低周疲劳寿命预测模型可以有效拟合不锈钢复合钢和基层低合金钢的低周疲劳寿命曲线,其可以作为应变-疲劳寿命预测的替代方案。

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考虑局部稳定影响的不锈钢圆管短柱轴压承载力试验研究

柳子涵, 杨璐, 袁焕鑫, 代鹏

建筑结构学报. 2023, 44(12): 225-232. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0508

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为研究不锈钢轴心受压圆管的局部稳定承载性能,对9根奥氏体型不锈钢圆管短柱、7根双相型不锈钢圆管短柱以及作为对比的3根Q355圆钢管短柱进行轴心加载试验,得到了不锈钢轴压短柱的破坏模式和局部稳定承载力。研究发现短柱均发生局部失稳破坏,径厚比是影响轴心受压短柱承载力的重要因素。将局部稳定承载力试验结果与欧洲不锈钢结构设计规范EN 1993-1-4、美国冷成型钢结构设计规范AISI S100-2016、美国钢结构建筑规范ANSI/AISC 360、美国不锈钢建筑结构规范ANSI/AISC 370-21中的设计方法进行对比,结果表明:对于径厚比较小的不锈钢圆管短柱,四种规范的预测承载力较为保守;对于部分径厚比较大的不锈钢圆管短柱,规范预测承载力偏于危险。

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考虑非线性剪切及界面滑移拉伸效应的连梁纤维模型研究

虞终军, 王建峰, 段炼

建筑结构学报. 2023, 44(12): 233-240. https://doi.org/10.14006/j.jzjgxb.2022.0507

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为得到适用于工程应用的连梁模拟方法,通过对现有连梁数值模拟方式以及钢筋混凝土构件考虑剪切非线性的方式进行梳理,指出目前可行的方式是采用分布塑性铰单元在截面层次上指定非线性恢复力模型进行模拟。基于OpenSees分析平台给出了小跨高比钢筋混凝土连梁模型化方法。该连梁模型由带非线性剪切本构的纤维单元和两端零长度非线性剪切\|滑移拉伸弹簧组成。结合文献给出了非线性剪切本构开裂点、峰值点和卸载段刚度,以及非线性剪切\|滑移弹簧刚度的计算公式。并对4个不同材料强度、不同尺寸和配筋的连梁试件进行数值模拟。结果显示,在初始剪切刚度、受剪承载力、刚度退化、滞回耗能和捏缩效应等方面与试验曲线均吻合较好,表明建议的连梁模型化方法对小跨高比钢筋混凝土连梁滞回特性具有较好的预测精度。连梁的滞回性能受到剪切及界面滑移拉伸变形作用的显著影响,非线性剪切变形及界面滑移拉伸变形在小跨高比钢筋混凝土连梁模拟中不可忽略。

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2023年, 第44卷, 第12期　刊出日期：2023-12-05

建筑结构学报

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