- 傅彦青;冯飞;李洁;曾周燏;张迪;马德志;吴斌;
采用MMS-200热模拟试验机测定了Q420qENH+316L复合钢板基材Q420qENH钢在不同t_(8/5)冷却速度下的热影响区组织，基于显微组织观察及硬度分析，得出了不同t_(8/5)冷却速度下Q420qENH钢焊接热影响区组织及硬度的变化规律，并绘制试验钢焊接热影响区连续冷却相转变（SH-CCT）曲线。结果表明，当t_(8/5)冷却速度在1～10℃/s时，试验钢转变产物为F+GB，随着冷却速度增加，晶粒尺寸及硬度无显著变化；当t_(8/5)冷却速度在15～45℃/s时，试验钢转变产物为铁素体及下贝氏体，晶粒尺寸减小，硬度值增加，其中，在15℃/s下的Q420qENH晶粒尺寸及硬度值最大。为确保焊接接头满足性能要求，基材Q420qENH钢焊接时冷却速度应控制在1～45℃/s之间，对应焊接线能量应控制在7.2～48.0 kJ/cm之间。
2025年09期 v.55;No.632 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 2003K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 曲维春;李伟;姜澎;王立志;眭向荣;张丽美;
随着高性能耐候/不锈钢复合板在高原复杂环境桥梁建设工程中的应用日益广泛，高性能复合板的焊接成为高原复杂环境桥梁建设中的关键一环。研究了高性能S31603/Q420qENH复合钢板的焊接工艺，分别采用自主研制的基层耐候药芯焊丝JWT60NHQ、过渡层JWE309LMoT1-1药芯焊丝、覆层JWE316LT1-1药芯焊丝对复合试板进行焊接，制定最优的焊接工艺控制方案，为获得性能稳定的焊接接头作保障。通过设计调整配方，得到不同铁素体含量的过渡层焊材，分析过渡层焊材铁素体含量对复合板接头各项性能的影响，检验测试焊接接头各区域元素分布、接头硬度、-40℃冲击性能、耐腐蚀性能等。综合分析获得最优的焊接工艺制度，并得出过渡层焊材熔敷金属中铁素体数FN为10～13（铁素体含量为10.8%～14.3%）时，能为复合板接头各项性能稳定提供保障。
2025年09期 v.55;No.632 8-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 2540K] [下载次数：8 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 车平;李军平;韩昌松;刘志刚;
与普通桥梁钢相比，耐候桥梁钢兼顾了力学性能和耐候性能，在钢桥梁工程中有较好的应用前景。但由于添加合金元素较多，对其焊接性能有一定的影响。针对Q550qENH耐候桥梁钢板进行了一系列试验研究，包括母材复验测试、焊接材料复验测试、钢板焊接性测试、对接接头系列温度冲击功测试以及典型接头的焊接工艺评定测试，确定了Q550qENH耐候桥梁钢板配套焊接材料，评价和分析了该钢种的焊接性能及耐候性能。并依据相关标准进行了焊接工艺评定试验，试验结果表明，焊缝金属-40℃低温冲击功A_(kV2)≥54 J，耐腐蚀指数I≥6.5，符合钢桥梁制造相关规范要求，为大型桥梁推广应用耐候桥梁钢提供了技术支撑。
2025年09期 v.55;No.632 21-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 兰涛;宋帅龙;曲垚;邢广杰;张晓巍;秦广冲;刘鑫;李然;
在高原地区腐蚀环境下，耐候钢因具备优异的抗腐蚀性能而被广泛使用，但其焊接接头区域因化学成分和微观组织变化，易遭受腐蚀介质侵蚀，致使力学性能退化。针对16 mm厚Q500qENH母材及V形和Y形焊接接头试件，采用更贴合实际高原干湿交替腐蚀环境的周期浸润腐蚀试验，对不同腐蚀时间的试件分别开展单调拉伸试验。通过对断口位置、屈服荷载、极限荷载、屈服强度及抗拉强度进行分析，揭示了耐候钢焊接接头在典型高原腐蚀环境下的性能退化机制。结果表明：焊接降低了试件的耐蚀性，提高了试件脆性，表现在腐蚀后耐候钢焊接接头试件的力学性能退化高于母材试件；母材强度退化初期快、后期因锈层致密减速，Y形接头对腐蚀最敏感但初始强度最高；多数试件呈延性破坏，仅部分V形接头腐蚀27 d后脆断。最后，建立了平均腐蚀率0～3%适用的母材屈服强度预测模型，提出强度折减系数0.97（对应2.3%腐蚀率）为维护阈值，为耐候钢在腐蚀环境中的工程设计和性能评估提供了参考。
2025年09期 v.55;No.632 29-41页 [查看摘要][在线阅读][下载 1744K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 兰涛;刘彦辰;张晓巍;邢广杰;秦广冲;刘鑫;李然;
为研究Q500qENH耐候钢焊接接头在高原地区的耐腐蚀性能，针对青藏高原地区以工业大气为主的复杂污染环境进行了周期浸润腐蚀模拟试验，对Q500qENH耐候钢的母材试件及V形和Y形焊接接头试件进行了加速腐蚀试验。试验中设定了4个腐蚀周期，分别为0、9、18、27 d，通过对比不同腐蚀周期下的腐蚀率、截面损失率、腐蚀速率及腐蚀深度等数据，评估了周期浸润腐蚀试验的加速性。结果表明：Q500qENH耐候钢的腐蚀过程分层明显，突出呈现为快速腐蚀阶段和缓慢腐蚀阶段。在相同腐蚀周期下，焊接接头试件的腐蚀速率始终高于母材试件，但随着时间推移其差值呈先增大、后减小，最终趋于稳定的变化趋势，通过将周期浸润试验结果与自然大气曝露腐蚀试验结果进行当量转换，发现青藏高原地区以工业大气为主的复杂污染环境下的腐蚀速率极为缓慢，腐蚀时间远超30年阈值。
2025年09期 v.55;No.632 42-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 兰涛;张栋元;曲垚;王小鹏;李然;秦广冲;
对锈层稳定化处理后的耐候钢焊接接头开展模拟工业大气环境的周期浸润腐蚀试验和单调拉伸试验，探究了锈层稳定化对耐候钢焊接接头腐蚀抗性和力学性能的影响规律。研究结果表明：锈层稳定化处理会提高内锈层的密实度，有效抑制长期腐蚀作用下试件的力学性能退化，具备较好的长期防腐效果；单调拉伸荷载作用下，焊接接头试件均在邻近焊缝5～20 mm区域的母材处发生断裂且塑性变形量较大。
2025年09期 v.55;No.632 53-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 1983K] [下载次数：6 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 兰涛;田文业;张晓巍;李茂贝;秦广冲;刘鑫;李然;门进杰;
为研究Q500qENH耐候钢桥面板焊接节点在复杂荷载作用下的疲劳损伤问题，采用ABAQUS-Franc 3D跨平台联合仿真技术模拟裂纹动态扩展过程，重点揭示初始裂纹形态（包含深宽比与角度）、顶板厚度等参数对裂纹扩展的作用机制。数值分析结果表明：车辆荷载作用下，各薄弱节点处应力强度因子呈现显著空间差异性，跨中荷载为最不利荷载工况；裂纹扩展路径受几何约束效应主导，裂纹深宽比在扩展过程中呈现“先增后减”的阶段演化规律，相比宽度，裂纹深度对寿命的影响更显著；初始裂纹尺寸增大导致应力强度因子增幅达18%～35%，裂纹角度为15°时应力强度因子峰值较垂直裂纹提高23%；随着顶板厚度增加，裂纹扩展寿命延长，且延长速率呈非线性增大；随轮载压强的增大，裂纹扩展寿命减小，且减小速率逐渐变缓。
2025年09期 v.55;No.632 62-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1982K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 兰涛;石轩铭;秦广冲;王小鹏;张晓巍;刘鑫;李然;
耐候钢因其在复杂环境下的优良工作性能在高原建设中得到了广泛应用。为研究Q500qENH耐候钢焊接接头在低温下的疲劳性能，基于线弹性断裂力学方法，联合使用有限元软件ABAQUS和FRANC3D，对V形对接接头和十字形传力角焊缝接头进行了-40℃低温下疲劳裂纹扩展的有限元模拟，并与相关试验的结果进行对比，验证模型的有效性。在此基础上，对影响耐候钢焊接接头疲劳寿命的关键因素进行了参数分析。结果表明：初始裂纹尺寸和角度主要影响焊接接头的前期裂纹扩展形态和疲劳寿命，当初始裂纹长短半轴等长，且初始裂纹平面垂直于试件长度方向或角焊缝平面时，疲劳寿命最小；在十字形传力角焊缝接头的角焊缝表面长度方向，初始裂纹位置会对焊接接头的疲劳寿命产生极大影响。
2025年09期 v.55;No.632 73-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2172K] [下载次数：5 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张栋元;兰涛;张晓巍;秦广冲;李然;刘鑫;李茂贝;
为准确评估低温环境、车载多因素耦合作用下耐候钢桥面板焊接节点的疲劳性能，对Q500qENH耐候钢试件进行多温度工况下的拉伸试验和疲劳裂纹扩展试验，并结合有限元模拟对试件裂纹扩展行为进行验证。通过构建正交异性钢桥面板有限元模型，对易损焊接节点多恒定温度工况下疲劳裂纹扩展行为进行对比分析，并基于该模型进行易损焊接节点变温工况疲劳寿命预测。结果表明：Q500qENH耐候钢低温下屈服强度和抗拉强度显著提高，疲劳裂纹扩展速率显著减小；疲劳试验和仿真结果吻合良好，验证了模型的有效性；易损焊接节点寿命均随温度升高而降低，顶板焊趾节点的疲劳性能较差，纵肋对接节点的疲劳寿命更长；低平均温度可有效延缓桥面板顶板焊趾裂纹扩展，提升疲劳寿命。
2025年09期 v.55;No.632 86-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 1741K] [下载次数：2 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 吕辉;谢昌庭;周世健;朱忠义;艾志勇;
为探讨不同支承条件对机库建筑特有的三边支承网架屋盖静力性能的影响，系统分析了某机库网架屋盖在铰支承模型（模型1）、弹性支承模型（模型2）和整体分析模型（模型3）中的竖向位移、杆件静内力、支座节点反力和水平位移。结果表明：模型1的节点位移、杆件内力和支座反力与另外2种模型相比离散程度较高；屋盖上弦杆的静内力普遍较大，下弦杆次之，腹杆的静内力较小；模型2和模型3中相应位置的竖向节点位移、杆件静内力和x、y向节点反力的数值和趋势均很接近；实际工作中模型3的水平刚度大于模型2，两者在靠近开口边的区域y向刚度差距较大；按铰支支承方法对该机库屋盖结构进行静力设计存在安全隐患，弹性支承简化方法的实用性较好。
2025年09期 v.55;No.632 134-140页 [查看摘要][在线阅读][下载 2498K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 殷占忠;黄耀邦;徐德宇;
为解决特殊中心支撑钢框架体系易发生焊接节点板脆性断裂，以及实现结构体系多阶段耗能的目的，将一种带削弱型延性连接件的防屈曲支撑系统引入特殊中心支撑钢框架结构。采用ABAQUS软件建立了12榀不同参数的结构模型进行低周往复加载，结果表明：引入该支撑系统的结构耗能性能良好，结构的非弹性变形主要集中在削弱型延性连接件耗能段区域，较好地缓解了焊接节点域的应力集中问题；在卡套的约束下，削弱型延性连接件耗能段长度对于模型耗能性能、极限承载力及刚度无明显影响；结合极限承载力分析，当轴力超强系数控制在0.92～1.10之间时，该结构体系抗震性能达到最佳。基于有限元分析结果对结构弹性刚度及屈服承载力进行了推导，理论结果与数值模拟结果误差在10%以内，具有较好的预测性。
2025年09期 v.55;No.632 141-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1858K] [下载次数：245 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 付康;赖庆文;叶梓;申晨龙;
准确模拟钢支撑的屈曲、断裂等强非线性行为是钢支撑框架结构抗震性能分析的关键。在OpenSEES软件中，建立考虑初始缺陷的纤维梁柱单元模型来模拟普通支撑的屈曲，采用CoffinManson关系来描述屈曲约束支撑和普通支撑的低周疲劳性能，支撑滞回模拟结果验证了该方法的可行性。基于上述支撑模拟方法，对相同建筑条件下按规范设计的屈曲约束支撑与普通支撑钢框架进行了抗震性能对比分析。结果表明：屈曲约束支撑面积需求小于普通支撑，普通支撑钢框架推覆曲线具有较大的初始刚度，然而普通支撑屈曲会引起结构承载力骤降；罕遇地震下屈曲约束支撑钢框架的各种结构响应均小于普通支撑钢框架；多次强震下普通支撑出现断裂现象而屈曲约束支撑均未断裂，与罕遇地震下结构响应相比，多次强震下两种结构的响应均增大，普通支撑钢框架的增大程度高于屈曲约束支撑钢框架。
2025年09期 v.55;No.632 152-158页 [查看摘要][在线阅读][下载 1969K] [下载次数：209 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 隋伟宁;杨海涛;马勇;王学历;董峥;
由于建筑空间布局不同，钢框架中存在左右梁高不等的异形节点域。为研究异形节点域剪切变形对钢框架地震易损性的影响，结合已有试验，通过对40组异形节点域数值模拟分析，给出了评价异形节点域剪切变形性能的数学模型；之后，采用OpenSEES对考虑节点域剪切变形的钢框架模型进行地震易损性分析，考察梁高比、跨度比、梁柱强度比和刚度比变化对结构抗震性能的影响。结果表明，在相同强度的地震动作用下，改变梁高比对钢框架地震易损性有显著影响，梁高比在0.571～1.000内，比值越小结构抗震性能越好。在到达4种极限状态时，梁高比为0.571时钢框架失效概率均最低，结构的抗震性能最优；在0.871～1.086范围之内的跨度比变化对结构的易损性影响较为有限，可将此范围视为较稳定的安全区间。
2025年09期 v.55;No.632 159-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 1921K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 徐博;宋继伟;夏军武;常鸿飞;
为研究双梁结构叠合作用对模块化钢结构建筑抗侧性能的影响，开展4榀双梁叠合模块化钢结构子框架水平加载足尺试验、数值模拟和理论分析，探究试件的抗侧承载特性，分析层间剪切荷载传递规律，揭示抗侧承载机理并建立初始抗侧刚度力学模型。研究结果表明：双梁结构通过高强螺栓叠合连接，模块化钢结构子框架抗侧承载力、初始抗侧刚度分别提高15%和19%左右。机理分析表明：螺栓连接叠合双梁优化了模块化建筑的水平荷载传递路径，增强了上下模块力学耦合作用，同时双梁叠合受弯作用提高了双梁结构等效刚度，进而有效加强了模块化子框架抗侧力学性能。基于双梁结构等效抗弯刚度理论公式，提出模块化子框架初始抗侧刚度力学模型，模型计算值与试验和有限元分析结果吻合良好。
2025年09期 v.55;No.632 168-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1881K] [下载次数：371 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 袁焕鑫;韩凤钰;刘记立;杜新喜;
为探究TA2/Q235钛钢复合板在循环荷载下的滞回本构关系，对不同加载制度下的28个钛钢复合板试件开展试验研究，得到了钛钢复合板的单调性能、滞回性能以及断口形貌：在循环荷载作用下钛钢复合板的滞回曲线饱满，无明显捏拢现象，且呈现出各向同性强化与随动强化的混合特征；试件断口为微孔聚集型断裂，属于延性断裂。基于此，采用Ramberg-Osgood表达式拟合钛钢复合板的循环骨架曲线，利用Chaboche塑性本构模型描述试件的滞回性能，根据试验结果标定骨架曲线模型和滞回本构模型中的材料参数，并结合标定的滞回本构模型分析了钛层与钢材复合比的影响。结果表明：随着复合比的下降，钛钢复合板各向同性强化更为显著，而随动强化特性无明显变化。最后，采用ABAQUS有限元软件对循环荷载试验过程进行数值模拟，模拟结果与试验滞回曲线吻合良好，表明所标定的参数可以准确预测钛钢复合板在循环荷载作用下的响应。
2025年09期 v.55;No.632 176-184页 [查看摘要][在线阅读][下载 4944K] [下载次数：366 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王如伟;张新江;王景贤;黄选明;郭晓伟;姜国永;
为研究叠合梁结合面不同粗糙程度及结合面位置对叠合梁抗剪性能的影响，进行了5个叠合梁试件和1个整浇梁试件的抗剪性能试验。对比分析了各试件的破坏特征、损伤演化过程、荷载-挠度曲线、承载力和荷载-纵筋应变曲线。试验结果表明：结合面粗糙程度对叠合梁试件初始裂缝的开展影响较小，对试件结合面裂缝的出现及发展具有显著影响，结合面越粗糙，叠合梁结合面错动裂缝越短、损伤越小，试件峰值荷载越大；结合面位置越靠近受压区，结合面开裂位移和荷载越小、错动裂缝越长，对试件整体性影响越大，试件峰值承载力显著降低。采用现行规范和美规对试件进行了抗剪承载力计算，结果表明：结合面经过粗糙处理的叠合梁试件抗剪承载力计算结果相对保守，且当叠合梁结合面施工状态较差、结合面光滑或不做粗糙处理时，按照规范进行设计，计算结果偏不安全。
2025年09期 v.55;No.632 185-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 1868K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵必大;朱雄;许铭柯;李瑞峰;沈宇龙;
进行了3个十字形截面部分包覆钢-混凝土组合柱（简称“十字形PEC柱”）在恒定竖向荷载和往复水平加载下的试验研究，试件包括1个主钢件为实腹钢的柱（简称“实腹钢十字形PEC柱”）、2个轴压比不同且主钢件为腹板开孔的蜂窝钢的柱（简称“蜂窝钢十字形PEC柱”），考察主钢件腹板开孔、轴压比对十字形PEC柱抗震性能的影响。研究结果表明：十字形PEC柱的破坏特征均为混凝土压碎并伴随钢翼缘弹塑性屈曲，最终呈现为压弯破坏模式；3个试件的荷载-位移滞回曲线均较为饱满，同一加载级下的各个滞回环几乎重合，表现出良好的耗能能力和承载力稳定性；相同轴压力情况下，实腹钢十字形PEC柱的承载力、弹性抗侧刚度、延性和耗能能力均强于蜂窝钢十字形PEC柱；随着轴压比的增加，蜂窝钢十字形PEC柱的承载力和抗侧刚度增加，但延性和变形能力明显降低，耗能能力也降低；全截面塑性理论可较好地估计十字形PEC柱的单向压弯承载力。
2025年09期 v.55;No.632 193-199页 [查看摘要][在线阅读][下载 1610K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 贾兴明;严加宝;
对12个普通铝管和加劲铝管短柱开展低温轴压试验，研究其在低温环境轴压下的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、强度、刚度及延性系数等性能指标，分析低温水平（20、-30、-60℃）及铝管内壁加劲对铝管短柱轴压性能的影响。结果表明：普通铝管短柱的破坏形态为端部“象足”屈曲，而加劲铝管短柱的破坏形态则为铝管腰部的局部鼓曲，加劲肋失稳而破坏。低温下铝管短柱的荷载-位移曲线与常温下相似，包括弹性、非线性段以及退化段。低温提高了铝合金短柱的强度并削弱了其延性，但对初始刚度的影响并不显著。铝管内壁加肋对荷载-位移曲线影响显著，主要表现为强度的提高以及延性的大幅改善。最后，基于欧规Eurocode 3《Design of Steel Structures-Part 1.4:General Rules-Supplementary Rules for Stainless Steels》、美规AISC 360-22《Specification for Structural Steel Buildings》以及国标GB 50017—2017《钢结构设计标准》，对铝管短柱受压承载力计算方法进行了对比分析，结果表明，欧规和国标承载力设计算式的计算值偏大，偏于不安全，而美规较为保守且与试验值最为接近。
2025年09期 v.55;No.632 200-208页 [查看摘要][在线阅读][下载 1485K] [下载次数：185 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张艳霞;程啸天;张爱林;李杨龙;武丙龙;沈森;
北京冬奥会作为大型国际性赛事，采用了大量脚手架用于临时看台或舞台的搭建。以插销式脚手架临时看台支承架体为研究对象，设计并制作了2×2足尺模型，通过单向水平加载研究其在上部载重为空载、0.5 kN/m~2、2.0 kN/m~2、3.5 kN/m~2工况下的滑移模式、位移响应及应变分布，绘制荷载-位移曲线并得到结构滑移荷载；选取赛区当地10～12级风力作用作为试验对比，验证架体结构在实际工程应用时的安全性与稳定性；通过SAP 2000建立了8×2计算分析模型，分析了整体结构的模态、抗倾覆稳定性与应力比等力学性能指标。结果表明：架体结构具有良好的抗滑移稳定性，且试验过程中绝大部分杆件处于弹性受力状态，因试验施加的外荷载远高于实际的风荷载作用，故结构体系具有较大的安全储备。研究工作可为插销式脚手架支承架体的实际应用提供技术支撑与参考依据。
2025年09期 v.55;No.632 209-217页 [查看摘要][在线阅读][下载 1919K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]