建筑钢结构进展

摘要： 为研究内置型钢的方形不锈钢管超高性能混凝土柱的偏压性能，考虑长径比、宽厚比、偏心率、型钢含钢率和加载方向（强弱轴加载）等因素的影响，设计了18根试件进行偏心受压试验研究。观察试件在偏心受压状态下的破坏过程及破坏形态，并通过荷载-跨中侧向挠度关系曲线及侧向挠度曲线，分析各因素对试件偏压性能的影响。结果表明：试件的破坏形态表现为短柱的强度破坏和中长柱的非弹性失稳破坏，且伴有局部鼓曲现象产生；试件的极限承载力随着长径比、宽厚比、偏心率的增加而减小，随着型钢含钢率的增加而增大；与绕弱轴方向加载的试件相比，绕强轴方向加载的试件具有更高的极限承载力。利用ABAQUS软件建立了偏压试件的有限元模型，基于试验结果对有限元模型的可靠性进行了验证，有限元计算结果与试验结果吻合良好，有利于进一步分析组合柱的工作性能。基于已有的相关研究成果提出了内置型钢方形不锈钢管超高性能混凝土柱的偏压极限承载力简化计算公式，为工程设计及相关规范的制定提供了一定的参考。

关键词： 内置型钢钢管混凝土柱；超高性能混凝土；极限承载力；偏压性能

摘要： 为研究超出规范范围材料强度的高强钢管高强混凝土短柱承载力在规范范围外拓展应用的相关问题，搜集61组试验及有限元数据，利用神经网络智能技术研究了在不同的截面尺寸、高强材料、含钢率、偏心率和长细比等影响因素下的高强钢管高强混凝土短柱的极限承载力及荷载-位移曲线，将承载力预测结果与规范EC4、规范ACI及规范GJB 4142—2000的计算结果进行了对比分析，并预测了试件的荷载-位移曲线，对各阶段各模型的切线刚度进行了分析研究。研究结果表明：所述规范可以在一定程度上继续延伸使用，而神经网络智能模型不仅与试验数据吻合度较高、精确度高，还考虑了规范没有考虑的约束效应减弱及两种材料强度匹配程度对承载力的影响，承载力会随着混凝土强度和钢材强度的提高而减缓增强速度；神经网络智能模型非常适合用于预测高强钢管高强混凝土短柱承载力，可以为实际工程和规范延伸拓展提供设计参考；神经网络智能模型相比于现有组合构件应力-应变理论公式会更加简便准确，以切线刚度的对比结果可知，其可以更加准确地反映和再现轴压作用下高强钢管高强混凝土短柱荷载-位移曲线的特征，对构件的力学性能研究有一定的参考作用。

关键词：  高强钢管；钢管高强混凝土；荷载-位移曲线；神经网络；极限承载力

摘要： ALC双拼板是一种新型小尺寸拼接装配式墙板类型，采用角码连接，多用于内隔墙。通过相邻墙面安装有装配式ALC双拼板和条形板的钢框架足尺模型振动台试验，分别对两种板材及其连接件的抗震性能进行对比研究。结果表明：ALC双拼板与条形板这两种围护结构具有基本相同的良好抗震性能；整体围护结构在地震过程中损伤较小，自振频率降低幅度有限，ALC墙板对钢框架的侧向刚度有提高作用；ALC双拼板和条形板的加速度放大系数增加幅度和位移响应均较小，墙板基本处于弹性阶段，未发生明显破坏；角码连接件在地震过程中起到了限位及固定墙板的作用，材料未进入屈服状态。研究结果为装配式ALC双拼板围护结构的工程推广和应用提供了可靠的试验研究依据。

关键词： 振动台试验；抗震性能；ALC双拼板；钢框架；角码

摘要： 螺纹锚固单边螺栓锚固于带螺纹的螺栓孔。螺纹锚固单边螺栓无需螺母，能够实现单侧安装，因此非常适用于闭口截面钢构件的连接。了解不同结构在火灾后的受力性能具有重要的工程意义，能够为受火结构的鉴定和修复提供依据。通过试验研究了螺纹锚固单边螺栓连接节点在火灾后的性能，试验中采用全过程的加载方式，模拟了火灾从开始到结束的过程，并考虑了火灾发生时节点承受的荷载大小和火灾温度对于其火灾后残余力学性能的影响。试验结果表明，螺纹锚固单边螺栓连接节点共有两种破坏模式，分别为钢管壁屈服破坏和T形板翼缘屈服伴随螺栓破坏。在火灾前后节点的破坏模式不会发生改变，但增加荷载或提升火灾温度可能会导致节点在火灾过程中提前破坏。对于未在火灾过程中破坏的节点，其冷却后的承载力至少可恢复至常温屈服承载力的90%以上，以及常温极限承载力的89%以上，螺纹锚固单边螺栓节点在火灾后仍具有比较好的性能。

关键词： 螺纹锚固；单边螺栓；高温；火灾后；残余承载力

摘要： 利用有限元软件ABAQUS建立方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的有限元模型，通过现有相关文献试验数据对有限元分析方法的有效性进行验证后，分析方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的温度场分布、破坏形态、轴向位移-时间关系、内力重分布、应力、应变等力学性能，并对影响构件耐火性能的相关因素进行参数分析。结果表明，方形钢管混凝土叠合柱三面受火下的横截面温度场分布呈单轴对称形态，荷载比、长细比、柱截面尺寸、外部混凝土抗压强度、截面含钢率是影响构件耐火极限的主要影响因素。基于对各主要参数影响规律的系统分析，提出三面受火下方形钢管混凝土叠合柱耐火极限简化计算公式，为此类构件在该种受火工况下的抗火设计提供参考。

关键词： 钢管混凝土叠合柱；方形截面；三面受火；参数分析；简化计算公式

摘要： 为研究考虑型钢初应力的活性粉末混凝土（RPC）包钢组合柱的轴压性能，完成了4根H形截面柱和1根方形截面柱的轴压静载试验。讨论了各参数对组合柱破坏形态、荷载-应变曲线、荷载-位移曲线、承载力和延性的影响。试验结果表明：所有试件RPC应变滞后均消除，RPC和型钢具有良好的共同工作性能。H形截面柱失效模式表现为RPC横向受拉断裂，而方形截面柱表现为腹板RPC剪压破坏。型钢翼缘增厚3mm后，试件开裂位移提升了8.55%，承载力增大了3.54%，延性增大了1.8%。初应力比增大对试件承载力的影响不大，试件延性在1.7~2.1范围内呈线性下降，同时降低初应力比有助于RPC材料性能的发挥。此外，考虑RPC强度利用系数，提出改进的承载力计算公式，计算结果与试验结果吻合较好。最终，基于有限元软件ABAQUS对组合柱的轴压性能进行了数值模拟，有限元分析结果与试验的结果误差小于5%，并基于此模型进一步研究组合柱受力性能的影响因素。

关键词： 初应力；活性粉末混凝土；混凝土包钢组合柱；轴压性能；数值模拟

摘要： 为研究冷弯厚壁卷边槽钢在轴向滞回荷载作用下的抗震性能，选取了9根壁厚分别为3mm、8mm、12mm和16mm的冷弯卷边槽钢进行轴向滞回加载试验。通过试验得到荷载-位移滞回曲线，研究长细比、宽厚比、钢材强度等因素对构件抗震性能的影响，并讨论了黏滞阻尼系数、延性系数、刚度退化等问题。研究结果表明：宽厚比、长细比会影响构件的破坏模式，而不同破坏模式又影响构件的抗震性能，如宽厚比或长细比较大的构件会出现不同的失稳破坏模式，导致其拉、压区承载力峰值相差较大，滞回曲线不饱满，总体抗震性能较差；反之，对于宽厚比和长细比均较小的构件，其以强度破坏为主，总体抗震性能较好。因此，应严格控制开口截面构件的宽厚比和长细比。

关键词： 冷弯厚壁型钢；抗震性能；破坏模式；宽厚比；长细比

摘要： 为实现网壳各节点抵抗荷载能力的均匀分布，提升结构稳定承载力，基于网壳结构受力特点，引入了单层网壳结构的杆件构形刚度参数。以结构杆件构形刚度均匀化为目标，将网壳杆件截面尺寸作为优化变量，采用惯性权重改进后的粒子群算法对网壳的杆件截面进行优化配置。优化结果表明，构形刚度方差能较为准确地反映结构的杆件构形刚度均匀程度。通过粒子群算法优化后求得的杆件配置可以使网壳结构接近于等稳定性，最大程度地提升结构的稳定极限承载力。

关键词： 单层网壳；杆件构形刚度参数；杆件构形刚度均匀化；粒子群优化算法；稳定承载力

摘要： 玻璃幕墙已被广泛应用于建筑结构中，但目前的设计主要针对静力荷载，对可能发生的爆炸等意外事件所产生的冲击荷载作用尚缺乏可靠研究。对爆炸冲击下的玻璃进行数值分析时，多数研究模型将边界条件过度简化，使玻璃面板直接承受爆炸冲击，忽略了支承体系中诸如框架、垫片、结构胶、滑移块等元件的缓冲作用。这种差异在中空夹层玻璃系统上更为明显，导致数值分析难以精确地模拟结构系统在冲击荷载作用下的响应。为此，对一玻璃幕墙系统进行足尺爆炸冲击试验研究，并采用LS-DYNA软件进行了精细化建模，考虑支承体系内的各元件作用及元件之间的接触行为，以及各元件对玻璃的夹紧力作用等因素。分析结果表明，相比于简化边界条件的模型，考虑多要素的框架模型得出的玻璃面板挠度及速度时程曲线、能量传递等更加合理，且裂纹模态和裂纹动态扩展与试验结果更加吻合。爆炸冲击下中空夹层玻璃的两种常用简化分析模型均不能获得准确的结果：简化的夹板支承模型缺少必要的约束条件，导致玻璃系统整体位移过大而发生破坏；简支模型则约束过强，会导致玻璃应力增大，尤其会在边界区域发生更多的强度破坏。因此，设计抗爆玻璃时应重视缓冲体系的设计，在数值分析时则应充分考虑支承系统各元件的影响。

关键词： 建筑玻璃；爆炸荷载；数值模拟；支承结构；精细化建模

摘要： 广州报业文化中心1#连廊为大跨度系杆拱结构，结构体系复杂，钢结构安装、预应力张拉、临时支撑胎架卸载、混凝土浇筑等施工工序相互交叉，故施工方法对结构内力及变形有较大影响。基于施工全过程仿真分析，综合考虑施工过程的安全性、便利性及经济性，对预应力张拉顺序、临时支撑胎架卸载时机及卸载顺序进行了对比。结果表明，采用先张拉系杆索再张拉吊杆索，待拱肋混凝土达到设计强度后再从中间向两端卸载临时支撑胎架的施工方案，施工完成时结构受力状态与设计状态吻合较好。总结了大跨度系杆拱连廊施工关键技术，包括合理施工工序的确定、预应力穿索与锚固节点的优化、预应力张拉方案的制定、拱肋混凝土浇筑质量保障措施、临时支撑体系的设计以及施工过程监测等，为工程顺利实施提供了保障，施工过程安全可控，可为类似工程施工提供参考。

关键词： 预应力；系杆拱连廊；张拉顺序；施工模拟；临时支撑胎架卸载