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建筑结构学报
中国建筑学会
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中国建筑学会

王有为

月刊

1000-6869

ascjgxb@126.com

010-58933734 58933573

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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    多元特征驱动的超高层建筑变形状态智能学习与预测

    单伽锃张茜吕西林张其林...
    101-112页
    查看更多>>摘要：为实现基于监测数据的结构未来状态可预测,提出了一种多元特征驱动的超高层建筑变形状态智能学习与预测方法.通过信号自适应分解、响应多维特征分析与子信号相关性分析,实现结构响应数据重构与组合,并基于长短时记忆网络(LSTM)进行多通道学习与多步预测.利用上海中心大厦在台风"梅花"作用下的结构顶部水平位移响应实测数据,揭示位移响应数据具有超低频准静态变形与一阶模态控制振动响应的叠加特征以及时域非平稳特性.通过响应数据重构,形成三组具有不同时间尺度、振动幅值和平稳特性的子信号组合.通过3个独立LSTM模型,实现基于300个时间步数据预测未来1～60个时间步的位移响应.结果表明,在控制未来预测时间步长(60个时间步内)的条件下,所提出的数据驱动的学习预测模型能充分学习与预测已知的位移响应数据特征与物理状态,具备较高的预测精度,归一化误差可控制在10％以内,能实现对超高层建筑变形状态的准确实时预测.

    超高层建筑结构健康监测变形状态LSTM模型时序数据

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    基于模式识别的结构健康监测异常数据诊断

    高珂翁顺陈志丹朱宏平...
    113-122页
    查看更多>>摘要：实际结构监测中不可避免出现异常数据,干扰结构的安全评估并引起误判.针对实际监测中多类型异常数据检测效率低和检测结果不准确的问题,提出一种基于特征提取和模式识别神经网络(PRNN)的多类型异常数据识别方法.针对不同类型异常数据的特点建立特征指标集合,通过特征提取将冗长原始样本转化为简短特征向量,显著提高了数据处理和异常检测的效率;进一步引入极坐标化AUCs曲线对多种异常的识别效果进行精确描述,提高了特征指标选取和网络参数调节的优化效率.建立武汉长江航运中心(335 m)健康监测系统,采用该超高层建筑的监测数据对所提方法的精度和效率予以验征.结果表明,基于特征提取和PRNN的多类型异常数据识别方法对6种数据异常的识别准确率达到99.7％,且运算时长仅为深度学习方法的数十分之一.

    结构健康监测异常数据检测模式识别神经网络特征提取极坐标化AUCs曲线

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    分离式型钢混凝土柱抗震性能试验研究

    赵航黄刚范峰包联进...
    123-135页
    查看更多>>摘要：实腹式型钢混凝土柱被广泛应用于超高层建筑的巨型柱构件中.由于截面巨大和吊装额度限制,实腹式型钢柱段内的多条现场焊缝对巨柱的整体性和延性造成不利影响.为解决这一问题,采用彼此独立的型钢替换实腹式型钢,增加起吊段的长度,从而达到减少柱段内型钢焊缝的目的.为研究分离式型钢混凝土柱的抗震性能,对实腹式和分离式型钢混凝土柱试件进行拟静力加载,分析试件在轴力和弯矩共同作用下的承载能力、变形能力、耗能性能和刚度退化.试验结果显示:分离式型钢试件的最大水平剪力和极限变形能力与实腹式型钢试件基本相同,且具有良好的滞回耗能性能;分离式型钢试件在达到峰值剪力后抗侧刚度并未大幅衰减;在偏心率达到20％时,分离式型钢试件的截面应变分布基本满足平截面假定.

    型钢混凝土柱分离式型钢拟静力试验抗震性能平截面假定

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    圆台形大空心率中空夹层钢管混凝土构件压扭性能研究

    邓然周绪红王宇航冀卫东...
    136-147页
    查看更多>>摘要：圆台形大空心率中空夹层钢管混凝土(TLHR-CFDST)基于传统中空夹层钢管混凝土(CFDST)发展而来,在实际工程中常受到压-扭复合荷载作用.为研究TLHR-CFDST构件的压扭性能,设计了6个试件并进行静力加载试验,主要试验参数包括锥角、空心率和轴压比.在试验的基础上,建立TLHR-CFDST压扭构件的有限元模型,进一步分析其工作机理和参数影响.结果表明:在压扭荷载作用下,TLHR-CFDST构件在上部截面发生破坏;当锥角增大时,构件的抗扭刚度和受扭承载力下降,而空心率对受扭承载力影响较小;当轴压比不超过0.4时,构件表现出良好的延性,但当轴压比大于0.4后,构件的扭矩-扭转角曲线出现下降段,受扭承载力有较大程度的降低;在钢管的约束下,混凝土受扭开裂后可以继续承担荷载;构件在不同参数下的压扭承载力相关曲线基本一致.基于承载力相关方程,建立了适用于TLHR-CFDST构件的压扭承载力计算方法,该方法预测的承载力与试验及数值计算结果吻合较好.

    中空夹层钢管混凝土构件锥角大空心率复合荷载作用静力试验有限元分析压扭性能

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    受火后内配型钢方钢管混凝土构件抗侧向撞击性能试验研究

    纪孙航王文达赵晖王蕊...
    148-159页
    查看更多>>摘要：为了研究火灾后内配型钢钢管混凝土构件的抗侧向撞击性能,进行了9个受火后构件的侧向撞击试验,考察了受火时间、撞击高度、边界条件对构件破坏形态和撞击响应的影响.分析了受火后构件的温度场、撞击过程、破坏形态、撞击力时程、挠度发展和能量吸收,基于等效塑性铰模型给出侧向撞击下构件跨中最大挠度的简化计算方法.试验结果表明:火灾后内配型钢方钢管混凝土构件在侧向撞击下发生整体弯曲破坏,表现出较好的抗撞性能.与未受火内配型钢的构件相比,受火60 min后构件所受撞击力平台值下降23.9％,跨中最大挠度和撞击持续时间分别增大38.2％和41.5％.随着撞击高度从1.0m增加至2.6 m,受火后构件跨中最大挠度增加114.7％,撞击力平台值提高14.2％.在钢管混凝土中配置型钢可以显著提高构件所受撞击力平台值,减小构件的破坏程度和跨中挠度,内配型钢对受火后构件的抗撞击性能提升更显著.

    内配型钢钢管混凝土火灾后侧向撞击试验破坏形态抗撞击性能

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    碳氢火灾下钢桁-混凝土组合梁耐火试验研究

    汤陈皓张岗李徐阳陆泽磊...
    160-173页
    查看更多>>摘要：为研究钢桁-混凝土组合结构桥梁的耐火性能,开展了三榀简支下承式钢桁-混凝土组合模型梁的碳氢火灾试验.采集测点的时变温度,获得模型梁的温度场和传热模式;分析关键断面挠度变化规律和模型梁的破坏模式,揭示热-力耦合作用下的结构响应和破坏机理.研究结果表明:热-力耦合作用会使混凝土桥面板产生大量裂缝,并从中释放水蒸气,在裂缝较少的区域则会出现由于混凝土内部水蒸气压力过大导致的混凝土爆裂现象;混凝土板的隔火作用会使模型梁的温度场呈现出显著的分层现象,并在主桁斜杆高度方向上引起显著的温度梯度效应;横、纵梁下翼板会阻隔部分火焰,形成热辐射盲区,呈现出干扰式传热效应;模型梁的挠度历程可分为初增、缓增和急增3个阶段,当跨中挠度达到L/28后,难以持荷,可认为模型梁达到极限状态,表现为大挠度破坏;当外荷载水平降低10％、模型梁桁架高度增大25％时,分别可将耐火时间提高44.7％和33.3％.建立了经耐火试验验证的热-力-结构耦合数值分析模型,提出了针对钢桁-混凝土组合梁的四阶段损伤-破坏路径及其特征.

    钢桁-混凝土组合梁碳氢火灾耐火试验数值模拟耐火性能

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    角科斗栱轴压与抗震性能试验研究及数值分析

    薛建阳宋德军吴晨伟申宗源...
    174-186页
    查看更多>>摘要：为研究角科斗栱的轴压与抗震性能,对2个足尺角科斗栱模型分别进行轴压与拟静力试验,得到了斗栱的破坏形态、荷载-位移曲线、滞回和骨架曲线、刚度和承载力退化、耗能能力及位移延性系数.结果表明:轴压荷载作用下,大斗鼓曲压溃,斜翘和搭角正翘后带正心瓜栱开裂,荷载-位移曲线具有明显的密实段、弹性段、塑性段和强化段,刚度退化严重,残余变形较大;水平荷载作用下,大斗压溃劈裂,馒头榫挤压剪断,平板枋嵌压,搭角挑檐枋拔榫,斗栱滞回曲线和骨架曲线正负向不对称,刚度和承载力退化严重,而耗能和变形能力较高.分别建立了斗栱在轴压荷载与水平荷载作用下的数值模型,在模型合理性验证的基础上,分析了木材材性和摩擦系数对斗栱轴压与抗震性能的影响.参数分析表明:随顺纹抗压强度和摩擦系数的增加,斗栱的初始刚度基本不变,而承载力显著增大;横纹径向弹性模量对斗栱的初始刚度与承载力影响均不明显.

    古建筑木结构角科斗栱轴压试验拟静力试验数值分析轴压性能抗震性能

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    穿斗式木结构钩榫节点抗震性能研究

    许丹薛建阳戚亮杰陈记豪...
    187-196页
    查看更多>>摘要：为研究传统民居穿斗式木结构钩榫节点的抗震性能,参照西南地区典型木结构建筑,按1:1.33缩尺比制作了5个不同榫头尺寸的钩榫节点和1个半榫节点,对其进行低周往复加载试验,研究节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、耗能与变形能力.采用ABAQUS有限元软件对钩榫节点进行数值模拟,进一步分析了榫头与卯口部位的应力分布,以及榫尖高度和榫大头长度对钩榫节点受弯承载力的影响.结果表明:钩榫节点破坏形态主要表现为榫尖受剪破坏、榫头变截面处的木材撕裂和榫头折断,半榫节点破坏形态为榫头脱出卯口,柱和穿枋基本完好;钩榫节点弯矩-转角滞回曲线呈反"Z"形且正反向不对称;加载后期等效黏滞阻尼系数增大,节点耗能持续增大;钩榫节点变形能力较强,破坏转角可达0.08～0.12 rad,榫头横纹受压应力达到其抗压强度,柱卯口应力远小于其抗压强度;适度增大榫尖高度和减小榫大头长度均能有效提高钩榫节点的受弯承载力.

    穿斗式木结构钩榫节点低周往复加载试验抗震性能受弯承载力

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    BFRP布加固巴掌榫墩接木柱轴压性能研究

    徐杰姜绍飞葛子毅林恩...
    197-207页
    查看更多>>摘要：为研究BFRP布加固巴掌榫墩接木柱(简称"加固木柱")的轴压受力性能,对10个木柱进行轴压试验,包括7根不同BFRP环箍层数和纵带层数的墩接柱、1根刻半榫墩接柱与2根完好木柱;分析加固木柱的破坏特征、荷载-变形曲线,对比加固前后木柱的失效模式、应变状态、承载力、刚度、延性等;提出适用于木构件的名义屈服点确定方法,以准确计算其位移延性系数.结果表明:BFRP环箍与纵带加固柱的墩接区整体性良好,承载力和刚度可恢复至完好木柱的80％～90％,延性提高9％～90％,加固后木柱具有良好的受力性能;按ESEP法确定的名义屈服位移合理可靠,可用于木柱屈服点的确定.建立数值仿真模型,在验证模型有效性的基础上,针对墩接高度、墩接长度对加固木柱的影响展开参数分析.结合参数分析结果,推导得到FRP加固巴掌榫墩接木柱轴压承载力计算公式.有限元分析表明,承载力随墩接高度的增加而减小,墩接长度对承载力影响较小;承载力公式计算值与试验值最大误差为12.1％,可为木结构建筑的修缮提供参考.

    巴掌榫墩接BFRP布轴压试验有限元分析延性轴压承载力

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    考虑箍筋与CFRP布相互作用的CFRP布加固RC梁受剪承载力细观研究

    金浏张江兴李冬杜修力...
    208-219页
    查看更多>>摘要：为揭示CFRP布加固RC梁剪切破坏机理,采用同时考虑混凝土材料细观非均质性、钢筋与混凝土相互作用、CFRP布与混凝土相互作用的数值模拟方法,建立CFRP布加固RC梁三维细观数值分析模型.分析了箍筋、CFRP布及其相互作用对梁剪切破坏的影响,建立了CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式.研究表明:梁受剪承载力随配箍率(0％、0.2％、0.5％、0.8％)和配纤率(0％、0.066 8％、0.133 6％、0.267 2％)增大均有不同程度提高,但提高幅度随配箍率和配纤率增加而减小;箍筋应变和CFRP布应变均与主斜裂缝位置紧密相关,越靠近主斜裂缝位置的应变越大,且峰值应变随配箍率和配纤率增加而减小,当配纤率由0.066 8％增至0.267 2％时,CFRP布应变降低了45.9％,当配箍率由0.2％增至0.8％时,CFRP布应变减小了30.6％;箍筋和CFRP布之间存在不利相互作用,其对梁的剪切贡献不能简单叠加;建立的考虑配箍率、配纤率及其相互作用影响的CFRP布加固RC梁截面名义抗剪强度修正计算式计算值与试验值的误差小于20％,较为准确合理,可用于预测CFRP布加固RC梁的受剪承载力.

    钢筋混凝土梁配箍率CFRP配纤率细观分析剪切性能

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