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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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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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    高强钢筋钢纤维高强混凝土梁受弯裂缝宽度影响系数的概率分布与取值建议

    黄云超高丹盈房栋曹震...
    131-140,188页
    查看更多>>摘要:为研究钢纤维对正常使用阶段下受弯梁最大裂缝宽度的影响,对17根高强钢筋钢纤维高强混凝土梁和1根高强钢筋高强混凝土梁进行受弯试验.结果表明,掺入钢纤维可有效减小高强钢筋高强混凝土受弯梁的最大裂缝宽度,钢纤维对高强钢筋钢纤维高强混凝土梁裂缝宽度影响系数大于JGJ/T 465-2019《钢纤维混凝土结构设计标准》中规定值.在此基础上,研究我国现行规范中反映钢纤维对钢筋混凝土梁受弯裂缝宽度影响的系数值用于计算高强钢筋钢纤维高强混凝土梁最大裂缝宽度的适用性.通过收集国内外文献中的受弯梁试验数据,分析裂缝宽度影响系数的概率分布,得到不同保证率下裂缝宽度影响系数值,提出裂缝宽度影响系数的建议取值0.45.

    高强钢筋钢纤维混凝土裂缝宽度影响系数统计分析概率分布保证率

    CFRP布斜贴加固无腹筋RC梁受剪性能及尺寸效应试验研究

    金浏秦鹏李冬蒋轩昂...
    141-150页
    查看更多>>摘要:为研究CFRP布斜贴加固无腹筋RC梁的受剪性能及尺寸效应,以剪跨比λ(λ为1.0、1.5、2.0)和截面尺寸(梁高为300、600、900 mm)为主要研究变量,设计9根CFRP布斜贴(粘贴角度为45°,配纤率为0.0835%)加固无腹筋钢筋混凝土(RC)梁,基于四点弯曲加载试验,分析破坏模式、裂缝扩展行为、CFRP布应变、峰值荷载和跨中挠度等随剪跨比和截面尺寸的变化规律.研究结果表明:在试验剪跨比范围内,梁最终破坏模式均为剪切破坏;剪跨比从1.0增至2.0,梁的承载力降幅为45%~51%,CFRP布对受剪承载力贡献增幅为23%~28%,梁的截面抗剪强度降幅为46%~51%;剪跨比对梁截面抗剪强度下降趋势影响较小.基于试验结果,提出CFRP斜贴加固无腹筋RC梁尺寸效应律,适用于考虑剪跨比对CFRP布加固RC梁受剪性能的影响.

    无腹筋梁CFRP布斜贴加固剪跨比静力试验受剪性能尺寸效应

    外套钢管夹层混凝土加固钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

    卢亦焱黄悦颜宇鸿李伟捷...
    151-162页
    查看更多>>摘要:钢管混凝土结构在役期间可能受到物理老化、化学腐蚀、极端灾害等因素影响,或者由于使用功能改变,亟需加固改造.为此,提出外套钢管夹层混凝土加固钢管混凝土技术,对10个组合加固柱(其中5个为圆形截面加固柱、5个为方形截面加固柱)和2个未加固钢管混凝土柱开展轴心受压试验,通过对破坏模式、荷载-位移曲线、相对荷载-应变曲线及组合抗压强度的分析,研究加固柱截面形式(方形和圆形截面)、外套钢管壁厚(2.5~5.5 mm)和夹层混凝土强度(C50~C70)对组合加固柱轴压性能的影响.试验研究结果表明:加固后由于外套钢管和夹层混凝土的存在,原钢管混凝土的局部鼓曲程度减小,轴压刚度和承载力得到大幅度提高,圆钢管混凝土和方钢管混凝土柱加固后承载力的平均提高幅度分别为151%和212%;组合加固柱的承载力随外套钢管壁厚和夹层混凝土强度的增大而增大;圆形截面加固短柱的组合抗压强度高于方形截面加固短柱,且外套钢管壁厚对圆形截面加固短柱组合抗压强度的影响比夹层混凝土强度的影响更为显著.采用极限平衡法分别给出了圆形截面和方形截面加固短柱各组成部分的受力状态及纵向应力计算方法,并提出了组合加固短柱的轴压承载力计算公式,将计算结果与试验结果对比,吻合较好,可用于该组合加固柱的承载力计算.

    外套钢管夹层混凝土加固钢管混凝土轴压试验轴压性能承载力

    钢蜂窝夹心冷弯薄壁型钢组合墙体轴压性能试验研究

    王春刚程天宇张壮南刘桐...
    163-172页
    查看更多>>摘要:为了研究钢蜂窝夹心冷弯薄壁型钢组合墙体的轴压性能,分析夹心形式(钢蜂窝芯、OSB板夹心或无夹心)、立柱截面形式(加劲截面或非加劲截面)以及有无外覆面板等因素对墙体稳定承载力及破坏模式的影响,对8片墙体进行了轴压试验并开展了有限元模拟验证.结果表明:OSB板夹心墙体均发生整体屈曲破坏,而钢蜂窝夹心墙体均表现为局部屈曲破坏;钢蜂窝夹心与OSB板夹心组合墙体相比,在有无外覆面板时,轴压承载力分别提高5.4%和39%;立柱腹板加劲的钢蜂窝夹心组合墙体比相同条件下立柱非加劲墙体承载力提高30%左右.此外,采用腹板厚度等效并将外覆面板与夹心的侧向支撑作用以等效弹簧刚度的方式计入直接强度法开展了组合墙体轴压承载力计算方法研究.对比组合墙体轴压承载力计算与试验结果发现:基于现行直接强度法所提出的夹心墙体承载力计算方法,在预测立柱腹板非加劲墙体承载力时较为准确,试验结果与计算结果比值的平均值为0.989,而预测立柱腹板加劲墙体承载力时偏不安全,平均值为0.866;通过修正直接强度法公式对立柱腹板加劲钢蜂窝夹心组合墙体的轴压承载力进行计算,计算值与试验及有限元模拟结果吻合良好,平均误差不超过3%.

    冷弯薄壁型钢钢蜂窝夹心组合墙体轴压试验失稳模式直接强度法轴压承载力

    大深宽比矩形高层建筑的横风向基底弯矩谱模型

    韩康辉沈国辉杨学林陈勇...
    173-188页
    查看更多>>摘要:为满足大深宽比高层建筑抗风设计要求,通过同步测压试验研究B类和C类地貌下深宽比1/8~8.0范围内矩形建筑的横风向基底弯矩谱.通过矩形断面气动力分布研究侧面分离再附流动特性,并根据流动特性分析横风向风压谱的能量分布与转化特征.研究结果表明:当深宽比超过3.0时,侧风面分离流发生稳定再附,沿流向风压系数均值和标准差均表现出先增大后减小的特征,随湍流度增大,再附位置向上游移动;横风向基底弯矩谱呈现显著的尖峰特征,当深宽比超过3.0时,由于分离流再附进而出现第二谱峰;当深宽比小于1/3时,横风向基底弯矩谱高频能量较大;提出横风向基底弯矩系数标准差、斯特劳哈尔数以及归一化基底弯矩功率谱在深宽比1/8~8范围内的拟合公式;获得横风向风振计算的求解公式,在合理约化频率范围内,基于拟合公式计算的风振响应和等效风荷载结果比GB 50009-2012《建筑结构荷载规范》和AU 2004《AIJ recommendations for loads on buildings》中相关公式计算结果更加接近试验值,且深宽比的适用范围更大.

    矩形建筑横风向深宽比基底弯矩谱分离再附着

    基于风洞试验和多重性能水准的机场航站楼屋架屋面系统风灾易损性评估

    张宏王涛李正良吕大刚...
    189-199页
    查看更多>>摘要:为了有效评估机场航站楼屋架屋面系统的抗风性能、合理预测结构风致破坏,基于风洞试验提出了考虑结构多重性能水准的机场航站楼屋架屋面系统风灾易损性评估方法.通过风洞试验,对机场航站楼进行风致响应分析,得到风荷载在屋盖表面的分布特征,并模拟得到相应风向角的风荷载;在此基础上,根据机场航站楼屋架屋面结构的破坏特征、结构特点,分别以屋架结构应力比、屋面板大肋边节点相对位移定义并量化了机场屋架结构与屋面结构的三重性能水准,进而构建了机场航站楼的概率风灾需求模型和风灾易损性函数,并结合拉丁超立方抽样方法对机场航站楼屋架屋面系统进行了风灾易损性分析.结果表明:屋盖各区域表面风压在各自迎风、背风向时出现极值,且在迎风向时出现最大值;构建的概率风灾需求模型可以较准确地反映结构损伤特征;根据绘制的易损性曲线,可以用于获取结构风灾需求达到性能水准3阶段的最小概率风速,对于屋面结构和屋架结构分别为10、17、25 m/s和42、45、53 m/s;该方法可预测机场航站楼屋架屋面系统在给定风速下的风灾损伤程度,利于风灾发生后及时采取合理的修复措施.

    机场航站楼屋架屋面系统风洞试验多重性能水准概率风灾需求模型风灾易损性

    基于空间映射的多工况下任意设计域内结构形态创构

    马振福崔昌禹邱英杰
    200-209页
    查看更多>>摘要:空间形体的任意性以及荷载工况的多样性是真实物理环境中的建筑结构形态创构面临的难题.为解决该问题,基于空间映射理论,提出了考虑多工况的连续体结构形态创构方法,通过建立具有映射关系的正交参数空间,实现任意复杂设计域内自由形态结构的合理布置.引入连续性假定保证了应力在整个设计域参数空间中连续化分布,使得形态在结构整体层面双向迭代进化.采用广义平均距离确定所有工况下最不利应力分布状态的进化基准值,并提取对应的应力等值线(面),最终得到形状和拓扑自由的创构结果.通过二维和三维数值算例分析表明:在满足最大允许应力和位移等约束条件下,材料用量大幅减少,von Mises应力趋于均匀分布,结构形态兼顾各个单工况荷载的传力路径,证实了方法的有效性;所提出的基于空间映射的连续体结构形态创构方法,能够在多工况下的任意设计域内生成力学性能高效的自由形态结构.

    连续体结构形态创构空间映射多工况参数空间

    正常使用极限状态受弯木构件变形计算及可靠度分析

    刘立磊周华樟李素超牛爽...
    210-221页
    查看更多>>摘要:北美锯材、欧洲锯材、目测定级层板胶合木及机械定级层板胶合木等标准化、工业化的木产品已被纳入GB 50005-2017《木结构设计标准》,而其中仅对原有的方木与原木受弯构件开展了正常使用极限状态下的可靠度分析.设计标准中所采用的各类结构木材的力学性能和木结构设计中的荷载情况均发生了很大变化,受弯木构件变形计算及验算方法需随之改进.为此,开展规格材长期受弯试验,研究其蠕变性能,并建立结构木材幂律函数蠕变模型.考虑木材蠕变和荷载历程的随机性,提出受弯木构件长期变形计算方法.将长期变形和极限挠度均视为随机变量,分别建立感知损坏和局部损坏极限状态对应的功能函数,并开展可靠度分析,获得以短期变形表示的挠度限值.研究结果表明:挠度限值随结构木材的种类、荷载组合及活荷载与恒荷载之比ρ的变化而变化,进而给出基于方木与原木的受弯构件挠度限值计算式;对于层板胶合木、欧洲锯材等,当荷载比ρ≤0.5时,挠度限值取方木与原木构件挠度限值乘以系数0.85;当ρ>0.5时,乘以系数0.90;对于目测应力定级木材,挠度限值则取方木与原木构件挠度限值乘以系数0.80.经验算,采用所建议的受弯木构件的挠度限值及改进的变形验算方法,可满足正常使用极限状态可靠度要求,且更为合理.

    受弯木构件正常使用极限状态可靠度蠕变挠度限值

    基于非完全拉力场理论的钢板剪力墙通用三拉杆模型

    张泽玉田炜烽郝际平樊春雷...
    222-238页
    查看更多>>摘要:钢板剪力墙在受剪屈曲后仍然具有一定的抗压能力,对其刚度和承载力的影响不容忽视.为了计入该作用,同时消除现有钢板剪力墙杆系等代模型中所存在的杆单元节点不重合、梁柱小单元多的问题,提出通用三拉杆模型.该模型中仅采用连接于钢板剪力墙边框梁柱中点和端点的3个拉杆代替墙板,拉杆的截面积和材性基于非完全拉力场理论确定,可有效考虑任意厚度墙板屈曲后抗压能力的影响,同时也可解决杆单元节点不重合问题.分析结果表明:该模型可以准确预测钢板剪力墙结构的非线性行为,以精细壳单元模型的计算结果为基准,两种模型的弹性刚度误差不超过5.27%,承载力误差均不超过3.74%,且大多情况不超过2%.滞回性能分析结果表明,该模型可以较为准确地预测钢板剪力墙的滞回性能,对弹性、弹塑性、强化以及破坏阶段模拟效果均较好.此外,基于试验和精细模型框架内力分析的结果,验证了该模型可以得到与精细模型较为一致的内力计算结果,与精细模型的结果相比,边框柱弯矩的误差不大于5%,对边框柱轴力的分析误差稍大,最大误差为17.6%,但结果偏于安全.

    钢板剪力墙厚板非完全拉力场通用三拉杆模型滞回性能