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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

1000-6869

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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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    多高层模块化结构及建造技术研究进展与未来趋势

    岳清瑞吴朝昀刘晓刚郭江然...
    1-19页
    查看更多>>摘要：模块化结构相比传统的结构形式具有建造效率高、标准化程度高、节省劳动力、低碳环保、安全可靠等优点,在新型建筑工业化背景下表现出极大的发展潜力.随着经济社会的发展,近年来模块化结构逐渐向多高层方向发展,在受力性能和建筑技术等方面面临更大的挑战.为促进多高层模块化结构的研究和应用,对模块化单元、模块化结构、结构力学性能及设计要求、模块化建造技术的研究现状进行了总结.对模块化单元进行分类,对比不同类型模块化单元的优缺点和适用范围;介绍适用于多高层建筑的模块化结构及其工程应用;梳理模块化结构在各类荷载作用下的受力性能的研究和相关设计标准;总结现有的模块化建造技术,根据建造顺序详细梳理模块化建筑施工的各个环节.目前,多高层模块化结构在连接节点、体系分析、高性能材料应用、标准规范、安装装备和一体化设计等方面还存在不足,需要综合考虑全流程建造环节开展系统性研究,加强各专业协同,形成多高层模块化技术体系.

    模块化结构多高层建筑模块化单元结构体系建造技术

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    数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计研究进展

    胡张莉刘加平赵羽习赵海涛...
    20-33页
    查看更多>>摘要：材料-结构一体化设计是指在结构设计中综合考虑材料的性能,而在材料设计中则以结构的需求为出发点,形成材料到结构跨多尺度的设计模式,近年来已成为现代混凝土工程领域的研究重点.基于数据及人工智能算法的混凝土材料、结构设计方法可颠覆传统设计依赖经验且需重复试配的范式,实现高效节材及结构创新.梳理了国内外混凝土材料智能设计及材料-结构一体化设计的研究现状,总结了材料层面数据驱动的正向预测及逆向设计的研究范畴和关键问题,梳理了考虑温-湿-约束复杂交互的材料-结构一体化抗裂设计途径与效果,以氯盐侵蚀环境为例分析了混凝土材料-结构耐久性设计方案及提升手段,并以超高性能混凝土为例阐述了混凝土材料-结构高性能设计的方法,提出未来数据驱动的混凝土材料-结构一体化设计框架及生产、设计、制备及结构应用全综合的研究思路,并建议未来应在数据库建设、数据与理论融合及多尺度关联的协同算法等方面开展研究.

    材料-结构一体化设计数据驱动抗裂耐久性高性能

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    配置SMA的预应力自复位混合钢框架抗震性能研究

    张还阳周绪红柯珂贺修樟...
    34-43页
    查看更多>>摘要：为提升钢框架结构的抗震性能,将配置形状记忆合金(SMA)的预应力自复位混合节点引入钢框架结构.基于已有试验数据,采用有限元分析软件OpenSees建立能准确模拟节点滞回性能的简化模型.在此基础上,进一步建立考虑预应力索和SMA螺栓断裂失效的钢框架模型.通过静力推覆分析、非线性时程分析和易损性分析对配置SMA的预应力自复位混合钢框架的抗震性能进行评估.分析结果表明:混合钢框架结构呈现出三折线旗帜形滞回特征,并具有优良的自复位性能;相较于仅配置预应力索的自复位钢框架结构,混合钢框架结构具有更好的抗倒塌性能和自复位性能,其倒塌裕度比提高50％,损伤裕度比最大提高55％.基于等效单自由度体系进行非线性谱分析,证实了在结构中同时利用SMA螺栓和预应力索形成互补,可有效降低结构的非线性地震需求,从材料-结构一体化的视角揭示了混合钢框架的抗震机理.

    自复位混合钢框架形状记忆合金材料-结构一体化易损性分析非线性谱分析抗震性能

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    多层胶合木框剪结构地震响应及易损性分析

    王希珺何敏娟欧加加李征...
    44-54,82页
    查看更多>>摘要：为研究地震作用下胶合木框剪结构的材料-结构与性能映射规律,考虑正交胶合木(cross-laminated timber,CLT)剪力墙连续性差异,设计了 6个6层胶合木框剪结构,并采用OpenSees建立结构的有限元模型,对其开展模态分析和增量动力分析,研究CLT剪力墙构造对结构基本自振周期、基底剪力、最大层间位移角和楼层峰值加速度的影响,分析CLT剪力墙节点和胶合木框架节点的易损性.结果表明:相比采用竖向不连续CLT剪力墙的原型结构,采用竖向连续CLT剪力墙的原型结构层间位移角较小,但加速度敏感的非结构构件和CLT剪力墙节点更易损伤,其CLT剪力墙节点在8度罕遇地震作用下发生严重破坏和完全破坏的概率分别高于70％和40％;胶合木框架节点在地震作用下损伤较小,各原型结构胶合木框架节点在8度罕遇地震作用下发生轻微损伤的概率均小于25％.

    框剪结构正交胶合木剪力墙有限元分析易损性分析地震响应

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    单侧钢板超高性能混凝土组合板单元面内受力性能试验研究

    王友刚丁然刘入瑞郭保第...
    55-68页
    查看更多>>摘要：为研究单侧钢板超高性能混凝土(half steel ultra-high performance concrete,HSUHPC)组合板单元的面内受力性能,设计了 12个HSUHPC组合板单元试件,采用自主研发的平面双向多功能加载装置完成了 3个单向受拉试验、3个双向受拉试验和6个循环剪切试验,研究含钢率、配筋率对HSUHPC组合板力学性能的影响.结果表明,钢板、钢筋和超高性能混凝土在弹性和开裂初期的变形较为一致,在后续的加载阶段能够保持共同受力;HSUHPC组合板中配置的钢筋与超高性能混凝土之间能够发展有效的应力重分布,由于残余拉伸强度较高且具有良好的应变硬化性能,超高性能混凝土能够提供至少50％的受拉和受剪承载力贡献;配筋率和含钢率对HSUHPC组合板单元承载力均有影响;双向受拉工况对HSUHPC组合板单元的面内承载力影响不大,与单向受拉工况下HSUHPC组合板单元的面内承载力接近.基于试验数据和相关现行规范,提出了 HSUHPC组合板单元的受拉和受剪承载力计算式,公式计算结果与试验结果偏差均在±10％以内,证明其具有较高的计算精度.

    单侧钢板组合结构超高性能混凝土单双向拉伸试验循环剪切试验面内受力性能受拉承载力受剪承载力

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    夹芯波纹CFRP-钢组合板剪力墙抗震性能研究

    冯啸天郝际平于金光
    69-82页
    查看更多>>摘要：FRP-钢复合板代替纯钢板用作钢框架-钢板剪力墙的受剪墙板时,拉力场效应提升,但受限于纤维的极限拉应变,结构的延性降低.为提高受剪板件的延性和平面外抗弯刚度,提出在CFRP波纹板和内嵌钢板之间填充PET泡沫.对夹芯波纹CFRP-钢组合板的拉伸及剪切承载力进行理论分析,以验证延性提高的可行性.完成了 2个1/3缩尺的铰接刚性框架-钢板剪力墙结构的拟静力试验研究,墙板分别采用纯钢板和夹芯波纹CFRP-钢组合板,以对比FRP波纹板和PET泡沫对结构抗震性能的影响.结果表明:在CFRP和钢板之间填充PET泡沫可以有效降低极限状态下CFRP的应变,从而提升墙板的延性;使用夹芯波纹CFRP-钢组合板作为墙板,相较纯钢板剪力墙的初始刚度、峰值荷载和累积耗能分别提高32.11％、36.39％和105.93％.此外,建立结构恢复力模型,通过与试验结果对比验证其准确性,初始刚度和层间位移角2％相对应的承载力误差分别为6.0％和5.8％.通过有限元模型分析墙板的应力和变形,夹芯波纹CFRP-钢组合板剪力墙中CFRP应力集中于螺栓区域,且在方形垫板区域出现局部破坏.为避免CFRP局部破坏并提升其应力水平,建议使用通长螺栓垫板连接CFRP和钢板,且CFRP层合板内纤维铺设方案宜采用±45°交错铺设.

    钢板剪力墙纤维增强复合材料抗震性能恢复力模型延性设计

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    碳-玻混杂纤维网格增强水泥基材料板轴拉性能与力阻响应特性研究

    林旭华张大伟刘嘉荣谢志禹...
    83-92页
    查看更多>>摘要：为研究碳-玻混杂纤维网格增强水泥基材料(carbon-glass hybrid fiber grid reinforced cementitious matrix,C-GFRCM)板的轴拉性能与力阻响应,开展12组C-GFRCM板单轴拉伸试验,分析砂浆类型、预应力水平、黏合剂以及玻璃纤维布粘贴方式对其受拉性能和纤维利用率的影响,研究C-GFRCM板拉伸过程中碳纤维束的电阻变化与试件受力状态的响应机制,以及力阻响应与裂缝发生位置的规律.结果表明:预应力C-GFRCM板多为单裂缝破坏模式,环氧树脂黏合C-GFRCM板多为纤维拉断破坏,地聚物黏合C-GFRCM板纤维发生滑移而拉断-拔出破坏;预应力工艺主要提升C-GFRCM板的开裂荷载,且预应力水平越高提升效果越明显,最大可提高267％;采用环氧树脂黏合剂分散粘贴玻璃纤维布可显著增强C-GFRCM板的极限荷载,最大可提高320％;拉伸过程中C-GFRCM板的力阻响应呈现三阶段特征,即弹性阶段电阻无明显变化;裂缝发展阶段在裂缝产生处电阻开始增长与波动;裂缝扩大与破坏阶段在主裂缝处电阻增长显著,采用力阻响应可以准确表征C-GFRCM板的受力状态并判断裂缝发生位置,不同设计参数C-GFRCM板的电阻变化对受力状态的敏感性不同.

    碳-玻混杂纤维网格增强水泥基材料预应力单轴拉伸力阻响应裂缝

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    超高性能混凝土华夫板受力性能试验研究与数值模拟

    丁然张亚朋武维宏樊健生...
    93-107,117页
    查看更多>>摘要：超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)华夫板具有质量轻、刚度大、承载能力高等优点,在大跨度桥梁桥面板和建筑楼屋盖等工程中有良好的应用前景.通过4块UHPC华夫板1∶2缩尺模型的静力加载试验,研究了四点和四边支承边界条件、不同横肋间距下UHPC华夫板的抗裂性能、刚度、承载能力和受力机制.采用ABAQUS建立精细有限元模型,进一步研究了纵横肋受拉钢筋配筋率、纵横肋分布、顶板厚度、肋高等设计参数对UHPC华夫板受力性能的影响规律,并给出优化设计建议.结果表明:在四点加载阶段,设计轮载作用下华夫板基本不开裂;在跨中单点加载阶段,四点支承的UHPC华夫板发生弯曲破坏,且以纵向受力为主,四边支承的华夫板发生冲切破坏,刚度和承载力较四点支承华夫板的明显提高;适当增加横肋间距,减少横肋数量,能够使UHPC华夫板双向受力状态更加明显,材料利用率更高;纵横肋底部受拉钢筋直径和顶板厚度是影响UHPC华夫板刚度和承载力的主要因素.基于研究结果,对于跨度5～6m的UHPC华夫板,建议采用3条纵肋与3～5条横肋的组合形式,且顶板厚度不超过100 mm.

    超高性能混凝土华夫板支承条件静力试验有限元分析受力性能

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    超高性能混凝土牛腿受剪性能试验与承载力模型研究

    黄远夏文琳洪志诚
    108-117页
    查看更多>>摘要：通过对12个超高性能混凝土(UHPC)牛腿的静力加载试验,研究了剪跨比、钢纤维体积率以及箍筋配筋率等主要变化参数对牛腿受剪性能的影响.结果表明:相比于高性能混凝土中未加入钢纤维的牛腿,UHPC牛腿的开裂荷载显著提高,同时破坏模式也从剪切破坏转变为弯曲破坏;通过减小剪跨比和增加箍筋配筋率可以提高牛腿受剪承载力.收集了 UHPC牛腿试验数据,对GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》和JGJ/T465-2019《钢纤维混凝土结构设计标准》和理论模型中牛腿受剪承载力计算公式的适用性进行评估,发现已有的计算模型偏于保守,导致对UHPC牛腿的承载力的预测结果偏低.在此基础上,提出了一种适用于UHPC牛腿受剪承载力的改进拉压杆模型,该模型计算结果与收集的试验结果比值的平均值为1.15,变异系数为0.07.改进模型的准确性和离散性优于已有的计算模型,可供UHPC牛腿设计参考.

    超高性能混凝土牛腿静载试验拉压杆模型受剪性能

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    CFRP网格-喷射ECC复合增强隧道管片受力性能研究

    朱忠锋王文军周英武胡锐...
    118-128页
    查看更多>>摘要：为提升隧道管片承载力和耐久性,提出一种具备耐腐蚀、施工方便的结构增强方式.在对喷射ECC工作性能和受力性能进行优化的基础上,采用CFRP网格与喷射ECC(CFRP-ECC)复合增强盾构隧道管片.考虑增强材料、ECC层厚度以及CFRP网格等参数,对两端简支的CFRP-ECC复合增强盾构隧道管片进行静力加载试验,研究其受弯性能.结果表明:经过ECC和CFRP-ECC复合增强后的管片,其开裂弯矩较未增强管片分别增加了 26.7％和13.3％,有效抑制了裂缝的产生;喷射厚20 mm ECC管片的承载力和延性均得到提升,其位移延性系数相较于未增强管片提高了 44.6％;仅粘贴CFRP布增强管片的承载力与未增强管片的基本相同,但位移延性系数提高了 195％.此外,基于ABAQUS建立的有限元分析模型能有效分析管片及CFRP-ECC增强管片的受力性能和破坏形态.通过黏结应力-滑移模型建立的ECC与混凝土间的接触能有效模拟界面的黏结性能.

    喷射ECCCFRP网格复合增强隧道衬砌管片数值模拟受力性能

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