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建筑结构学报
中国建筑学会
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王有为

月刊

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100835

北京三里河路9号

建筑结构学报/Journal Journal of Building StructuresCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊办刊宗旨是报道和交流建筑结构领域代表我国学术水平的最新研究成果。所刊登的内容包括建筑结构、抗震防振和地基基础等方面国内重大课题的学术成就，国家重点工程的设计以及实际工程中待解决问题的研究、探讨等。读者对象为相关专业的大专院校师生、科研设计院所的科研设计人员。
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    交错桁架钢框架体系的地震损伤控制研究现状与展望

    刘一凡童乐为王平山崔家春...
    1-18页
    查看更多>>摘要：地震作用下,交错桁架钢框架体系(staggered truss steel framing system,STF)存在破坏模式不理想、结构冗余度低、抗震延性较差等问题,在高烈度区的推广应用受到限制.为推动STF的地震损伤控制(seismic damage control)研究,在梳理国内外STF理论分析、试验研究以及有限元分析(finite element analysis,FEA)等研究现状的基础上,总结STF地震损伤控制研究存在的问题,展望可行的创新研究方向,并建议在以下3方面展开进一步研究:通过设置阻尼器或形成混合结构体系,从而引入地震损伤控制机制,可改进STF的地震破坏模式,提高抗震性能;建立评价STF地震损伤控制改进方案的统一有限元基准模型,从而有利于评价各改进方案的有效性,并对比研究其适用范围;完善STF竖向与水平耦合抗力系统的地震鲁棒性研究,建立适用于STF的地震损伤评估方法.

    交错桁架钢框架体系地震损伤控制破坏模式有限元基准模型地震鲁棒性

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    内嵌轻质混凝土墙板部分包裹混凝土T形柱-H型钢梁装配式框架的抗震性能试验研究

    王波杨帆王静峰孙嘉...
    19-30页
    查看更多>>摘要：为研究内嵌轻质混凝土(ALC)墙板的部分包裹混凝土(PEC)T形柱-H型钢梁装配式框架的抗震性能,进行了两层一跨的1榀PEC-T形柱框架和1榀内嵌ALC墙板PEC-T形柱框架低周反复荷载对比试验,观察框架破坏现象,分析其滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力等.试验研究结果表明:PEC-T形柱-H型钢梁框架结构具有良好的抗震性能,两榀框架的屈服位移角约为1/130和1/110,而破坏位移角约为1/35,两榀框架各层的位移延性系数均大于2,满足结构抗震设计的要求;ALC墙板对框架刚度、承载力及耗能能力的贡献主要体现在受力初期,随着结构变形的进一步增加,ALC墙板提前退出工作,荷载主要由主体结构承担,且屈服后由于ALC墙板与主体结构的相互滑移导致框架后期整体耗能能力降低.通过有限元软件ABAQUS建立装配式框架有限元模型,发现弱填充墙对框架节点区影响较小,但随着上部层间刚度的增加,底层框架柱截面剪力占比提高,导致底层框架柱出现剪切滞后以及剪切破坏.

    装配式框架部分包裹混凝土T形柱ALC墙板拟静力试验有限元分析抗震性能

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    锁铆连接冷弯薄壁型钢剪力墙抗震性能研究

    谢志强樊颖张爱林周大兴...
    31-42页
    查看更多>>摘要：锁铆连接具有力学性能好、连接效率高等优势,将其应用于冷弯薄壁型钢剪力墙,以改善该类剪力墙刚度差、承载力弱和工业化程度低等问题.通过对3个锁铆连接冷弯薄壁型钢剪力墙和1个螺钉连接冷弯薄壁型钢剪力墙进行低周往复加载试验,得到墙体的破坏模式、延性、耗能能力、承载力和刚度退化情况,研究铆钉间距(50～150 mm)对剪力墙抗震性能的影响;根据剪力墙的损伤状态和性能化设计目标,建议其弹性和弹塑性层间位移角限值;基于OpenSees有限元软件,提出锁铆连接剪力墙的非线性简化分析模型及整体结构的高效抗震性能分析方法;在此基础上,对整体结构进行增量动力时程分析,评估锁铆连接冷弯薄壁型钢结构的抗震性能.研究结果表明:锁铆连接冷弯薄壁型钢剪力墙的主要破坏模式包括钢板屈曲、锁铆连接失效、边立柱畸变屈曲和导轨撕裂;钢板边缘铆钉间距对其抗震性能有较大影响;减小铆钉间距可有效提高剪力墙的承载力、刚度、延性、变形和能量耗散能力,且可改善其刚度突变现象;采用1/300作为锁铆连接剪力墙弹性层间位移角限值、1/50作为弹塑性层间位移角限值安全可行;非线性简化分析模型可较精确地模拟剪力墙的滞回性能;锁铆连接冷弯薄壁型钢结构的抗震性能满足规范要求.

    冷弯薄壁型钢剪力墙锁铆连接拟静力试验有限元分析抗震性能抗倒塌能力

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    联肢与非联肢柱弱轴连接钢板剪力墙结构抗震性能试验研究

    郝际平吴星煌田炜烽李生辉...
    43-54,91页
    查看更多>>摘要：为了研究梁柱弱轴连接的钢板剪力墙和联肢钢板剪力墙的抗震性能,开展钢板剪力墙联肢前后的拟静力循环加载试验.设计3个1/3缩尺的四层弱轴连接钢板剪力墙试件,其中1个为钢板剪力墙试件,另外2个为联肢钢板剪力墙试件,对其进行拟静力试验研究.从试件的破坏模式、承载力及刚度发展、延性、耗能、柱轴力和层间侧移等方面,对比分析联肢前后钢板剪力墙试件的破坏形态和性能特点.结果表明:无论是否联肢,墙板仍然通过拉力场抗剪,最终发生沿边缘撕开,继而引发中间横梁的跨中弯曲;钢板墙联肢后,其初始刚度、承载力、位移延性系数和耗能分别提高65％、10％、40％及14％以上;加强连梁的截面刚度,能减小层间刚度的差异,进而避免过早出现薄弱层,但连梁截面过大会使结构偏离理论预期的破坏机制,使构件利用不充分而降低经济性;由构件破坏顺序可知,钢板剪力墙联肢后,原本的墙板和框架2道防线转变为墙板、连梁和框架3道防线.

    钢板剪力墙联肢钢板剪力墙连梁拟静力试验抗震性能抗震防线

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    基于能量变分原理的冷弯型钢拼合截面柱弯曲屈曲弹性临界荷载分析

    杨竞杰李海锋高轩能石宇...
    55-65页
    查看更多>>摘要：冷弯型钢拼合截面柱在发生弯曲变形时,各单肢截面之间会出现剪切滑移现象,从而显著影响其受力性能.而准确高效地计算拼合截面柱弯曲屈曲弹性临界荷载,是进一步研究拼合截面柱受力性能的重要基础.为此,选取工程中常见的五类典型拼合截面柱为研究对象,分析了拼合截面柱弯曲变形时各截面的相对滑移现象,并基于变形微分方程假定滑移分量的函数表达式,通过考虑紧固件布置位置与剪切刚度,建立能量守恒方程,基于能量变分原理推导弯曲屈曲弹性临界荷载计算方法.为验证计算方法准确性,采用ABAQUS建立112个数值分析模型,进行屈曲分析获取弹性临界荷载数值解,并与推导的理论计算方法计算结果对比,结果表明:理论计算方法具有较高的精度,其计算结果与数值解的误差在±10％以内.推导的计算方法适用于拼合柱自攻螺钉紧固件沿钢柱长度方向均匀布置,其间距宜在100-600 mm之间,且紧固件剪切刚度不宜超过14 kN/mm.数值分析结果还表明,螺钉间距和剪切刚度对四肢双箱形拼合截面的弹性临界荷载影响较为明显,而对于背对背开口拼合截面以及面对面箱形拼合截面影响相对较小.

    冷弯型钢拼合截面弯曲屈曲能量法弹性屈曲荷载

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    螺栓连接加强模块间节点抗震性能研究

    曹轲翟思源王卫永李国强...
    66-79页
    查看更多>>摘要：模块间钢节点在地震作用下易发生模块单元内梁柱间焊缝撕裂,明显削弱节点的抗震性能.为保护节点中的梁柱焊缝,提出斜撑加强和翼缘加强两种加强方式,考察节点加强后的受力性能.以不同加强方式(斜撑加强、翼缘加强)、螺栓孔型(圆孔、双槽孔)、节点类型(角节点、边节点)和加载方式(单调加载、往复加载)为变化参数,设计了 10个足尺加强节点进行单调加载和往复加载试验,获得节点受力变形特征,分析承载力、转动刚度、延性等受力性能指标.建立节点精细化有限元模型,经试验验证后进行参数分析.结果表明:加强节点中模块单元内梁柱焊缝基本未出现焊缝撕裂;主要破坏特征为梁的弯曲变形与局部屈曲、加强件处的焊缝撕裂与翼缘断裂;节点刚度属性分类为半刚性;斜撑加强和翼缘加强方式节点均具有良好的耗能能力,斜撑加强方式节点的承载力和刚度较高,但其延性低于翼缘加强节点的;当螺栓孔设置为槽孔时,基本不影响加强节点的抗震性能,角节点和边节点的转动能力和延性基本一致;往复加载下,斜撑加强节点和翼缘加强节点的转角延性系数较单调加载分别下降约39.2％和53.5％,但仍满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》中的延性要求.在数值模拟所设置的参数范围内,节点承载性能受斜撑厚度变化的影响较小,但随斜撑焊接距离的增加而提高;而调整加强板长度,可提高节点达到屈服弯矩后的承载性能.

    模块间节点节点加强拟静力试验数值模拟受弯性能抗震性能

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    多振源作用下结构耦合响应的复模态CQC法

    冯旭光徐建王翠坤陈才华...
    80-91页
    查看更多>>摘要：工程结构在使用中可能受到多种振源激励,但现有计算方法尚未充分反映多振源作用下响应之间的耦合效应.为了解决该问题,可以将实际工程中的不确定性振源视作随机过程,并引入可以精确考虑响应耦合关系的CQC法.基于复模态叠加法和随机振动理论,提出了可以同时考虑多振源与非比例阻尼结构的广义CQC法,即多输入复模态CQC法,并给出了功率谱矩、协方差和矩阵乘法三种形式.理论推导与算例分析表明:相比于传统的CQC系列方法,多输入复模态CQC法的适用性更加广泛,在一致输入或比例阻尼条件下也可以退化为传统的CCQC法和CQC法;对于不同程度的非比例阻尼结构,多输入复模态CQC法均有良好的精度和稳定性;随着非比例阻尼程度的提高,基于实模态的强制解耦CQC法已无法反映结构的真实振动特性,导致多振源作用下的响应被严重低估.

    多振源CQC复模态随机振动多输入复模态CQC法强制解耦

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    钢管约束和外粘碳纤维布加固震损预制混凝土管组合短柱抗震性能研究

    张锡治闻龙翔李星乾栗庶斌...
    92-106页
    查看更多>>摘要：为研究钢管约束加固和外粘碳纤维布加固震损预制混凝土管组合短柱的抗震性能,通过改变钢管厚度、碳纤维布层数、轴压比、剪跨比以及柱的浇筑形式,完成11个震损预制混凝土管组合短柱和1个震损现浇钢筋混凝土短柱加固后的往复加载试验.分析加固后组合短柱的破坏过程及最终破坏状态、滞回性能、承载力以及耗能能力.结果表明:配合高强无收缩灌浆料的使用,两种加固方式均能达到快速修复并恢复构件使用功能的目的;加固后短柱破坏模式为剪切破坏,所有试件承载力均能够恢复至原有水平,部分试件加固后极限位移角提高幅度达100％以上,变形能力得到显著提升.建立了钢管约束和外粘碳纤维布加固震损预制混凝土管组合短柱的受剪承载力计算公式,计算值与试验值吻合较好,相较于试验值,计算值偏于安全.

    预制混凝土管组合短柱钢管约束混凝土碳纤维复合材料加固拟静力试验受剪承载力

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    钢筋混凝土剪力墙抗震性能及尺寸效应试验研究

    苗丽越陈凤娟金浏杜修力...
    107-116页
    查看更多>>摘要：为了研究构件几何尺寸对钢筋混凝土剪力墙抗震性能的影响,设计了最大剪力墙长度为1.8 m、剪跨比为1.17的6个不同尺寸的钢筋混凝土剪力墙,研究其在竖向恒定轴压荷载及反复水平循环加载下的抗震性能,分析构件几何尺寸和水平分布钢筋配筋率(0.25％和0.5％)对RC剪力墙抗震性能的影响,包括破坏形态、滞回性能、变形能力、耗能和刚度退化等.试验结果表明:水平分布钢筋配筋率为0.25％和0.5％的6片剪力墙分别发生了脆性剪切破坏和压剪破坏,且随着墙体尺寸的增加(墙体长度由600 mm增至1 800 mm),其变形能力与耗能能力均下降明显,位移延性系数降幅达38％,软化率提高142％,耗能系数降幅达38％;水平分布钢筋配筋率为0.25％和0.5％的剪力墙,其名义开裂、屈服及抗剪强度随墙长增大(墙体长度由600 mm增至1800 mm)而显著降低,其名义开裂强度分别下降了 57％和64％,名义屈服强度分别下降了18％和26％,名义抗剪强度分别下降了 19％和24％,尺寸效应显著;随着水平分布钢筋配筋率的提高(由0.25％增大至0.5％),剪力墙受剪承载力、变形能力及名义开裂、屈服及抗剪强度均增大,但尺寸效应被明显抑制.此外,试验结果验证了课题组已有研究中所提尺寸效应律的准确性和合理性,可用于计算RC剪力墙名义抗剪强度.

    钢筋混凝土剪力墙水平分布钢筋配筋率拟静力试验抗震性能尺寸效应

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    不同轴压比下GFRP-RC梁柱节点抗震性能研究

    赵玉帅张营营刘金仓徐俊豪...
    117-130页
    查看更多>>摘要：为研究轴压比对GFRP筋混凝土(GFRP-RC)梁柱节点抗震性能的影响机理,开展不同侧压下GFRP筋与混凝土的黏结拉拔试验,并建立荷载约束状态界面黏结滑移本构模型,通过节点试件拟静力试验和数值模拟,研究了不同轴压比下GFRP-RC梁柱节点的破坏模式和承载性能变化规律.结果表明:GFRP筋与混凝土界面黏结强度随侧向压应力的增大近似线性增长;数值模拟中节点核心区的筋材与混凝土界面采用约束黏结滑移模型,能够更为精确地反映不同轴压比下GFRP-RC节点的承载特性;轴压比在0.15～0.35范围内时,轴压比每增大0.1,节点的承载力增大约7％;通过限制梁柱节点区的筋材黏结滑移和混凝土裂缝发展,实现节点试件刚度、延性和耗能能力的提升,有利于形成"更强节点"的受力机制.

    梁柱节点GFRP筋轴压比拟静力试验数值模拟界面性能抗震性能

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