- 陈振明;马琳;高飞;王综轶;
为了研究具有高抗滑移系数的高强度螺栓高效连接在高温下的抗剪承载性能，首先对与连接件材料相同的Q355、Q960及8.8级螺栓材料试件进行常温及高温拉伸试验，得到了材料的弹性模量、屈服强度和抗拉强度随温度的变化关系。然后对8个高强度螺栓高效连接进行高温抗剪性能试验，探讨不同温度、不同孔型对其破坏模式、滑移荷载和极限荷载的影响。结果表明：高强度螺栓高效连接下的破坏模式在300～400℃下由净截面破坏转化为螺栓剪切破坏；滑移荷载和极限荷载均随温度升高而降低，500℃时，标准孔试件滑移荷载和极限荷载分别较常温降低了75%和51%，此时采用不同孔型对连接件极限剪切荷载影响不大。
2025年05期 v.55;No.628 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 2241K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 安琦;王燕;王修军;
针对现有模块建筑钢结构体系中模块柱间无法有效协同受力问题，提出能够在不破坏模块单元围护结构前提下，实现相邻模块柱之间自锁式有效连接、协同工作的思路与技术，并采用数值模拟方法对自锁式协同受力模块柱的承载性能以及关键参数的影响规律进行研究。结果表明：协同受力模块柱承载性能良好，具有较高的极限承载力和较强的变形能力；相较于现有模块柱，协同受力模块柱的极限承载能力有较大幅度提升，柱间协同工作效果明显；柱间侧向连接从无到有时，模块柱承载力提升较大，而当模块柱间实现协同受力之后，增加柱间侧向连接数目对于构件承载力的提升作用相对减弱；随着构件长细比增大，柱间侧向连接发挥的作用逐渐明显，柱间协同受力程度增强；随着锁扣数目增加，协同受力模块柱的极限承载力有小幅提升，锁扣数目增加至3个后，继续增加锁扣数量对构件极限承载力提升作用不明显。
2025年05期 v.55;No.628 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王涛;潘雨桐;孟丽岩;刘吉胜;齐行军;许国山;
为解决传统防屈曲支撑在多遇地震下不耗能问题，提出一种具有两级耗能的新型双阶屈服防屈曲支撑（DYBRB）：即多遇地震下支撑屈服耗能并为结构提供刚度，设防、罕遇地震下支撑具有更优耗能能力。通过对DYBRB构造特点分析，给出支撑工作机理，推导支撑双阶屈服位移比和屈服承载力比的理论公式，得到支撑设计主要影响参数；采用ABAQUS建立DYBRB数值模型，从支撑耗能能力、承载能力不平衡特性和塑性变形能力三方面验证其抗震性能。研究结果表明：DYBRB滞回曲线稳定饱满、拉压对称，具有良好的双阶屈服耗能特性及塑性变形能力，可实现不同水平地震作用下双阶耗能。
2025年05期 v.55;No.628 76-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1888K] [下载次数：267 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘仲洋;张彪;杨甜;张权;王逸舸;陈伟;翁维素;
为了推广模块化钢结构在实际工程中的广泛应用，解决现有模块间节点连接形式中的连接件连接性能较弱、螺栓安装较为困难以及梁柱焊接时焊接质量难以保证等综合问题，提出一种采用单边螺栓和内套筒连接钢结构模块单元的节点。该节点主要包含内套筒、高强单边螺栓、方钢管柱、H型钢梁等。通过有限元软件ANSYS对建立的4种连接节点进行静力加载和低周往复加载，分析了4种节点的破坏模式、弯矩承载力、滞回曲线、骨架曲线、耗能性能，最后参照现有结构工程，将研究所得到的节点力学性能参数赋予到MIDAS/Gen建立的多层钢结构整体模型中，并对结构模型施加恒载、活载、风荷载及地震作用，进一步探究节点在整体结构中的连接性能。结果表明：楼板梁采用单侧外伸端板时，可提高节点抗弯承载力约8.32%；使用中间连接螺栓和盖板时，可分别提高节点抗弯承载力约16.61%和10.33%；在端板为平齐端板时，节点滞回曲线产生明显捏缩现象，耗能性能显著降低。该节点连接性能在满足GB/T 50011—2010《建筑抗震设计标准》要求的同时，具有较好的耗能性能，节点连接性能满足8层及以下的多层纯模块化钢结构。
2025年05期 v.55;No.628 86-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 2071K] [下载次数：408 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李童童;王新堂;石雅颖;
对具有3种不同内填料构造特征的轻质组合板单元试件开展了静载试验研究。组合板单元由薄壁钢骨架和配有钢筋或钢丝网片的内填陶粒混凝土组成，可通过板单元之间的组装形成一种新型轻质装配式楼板。研究表明：该组合板单元具有较强的承载能力和变形能力；当试件内的混凝土出现底部贯通裂缝、薄壁钢构件严重屈曲、支座端混凝土碎裂且试件竖向位移达到L/45(L为板的跨度)时，未见填充于薄壁钢骨架内部的混凝土被作用于板单元区格中心处的集中荷载推出；在板单元的区格中适当配置钢筋和铺设钢丝网片均可改善组合板单元试件的承载性能；在组合板单元试件的区格内增加配筋数量不仅可提高试件的整体弹性刚度，且可增强其变形能力；而在试件的骨架区格内配置钢丝网片，则更有利于提高组合板单元的极限荷载而非弹性刚度。
2025年05期 v.55;No.628 95-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 1840K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王凝;曾凡奎;曲丹丹;王倩倩;谢茜;
为探究插销楔紧度对于盘扣式钢管脚手架抗扭刚度的影响，合理分析钢管脚手架节点的受力性能，构造φ48型和φ60型盘扣架连接节点试件进行试验，揭示插销楔紧度对盘扣节点抗扭刚度的作用机理。通过对节点半刚性的定量化讨论，提出合理的插销楔紧度范围；并通过统计非线性回归分析，得出盘扣架连接节点初始抗扭刚度与插销楔紧度的关系。结果表明：插销楔紧度对盘扣节点抗扭刚度影响较大，应将插销楔紧度控制在合理范围内以满足承载力需求，并利用“半刚性-松弛-滑移”三折线分段折线模型得到在不同楔紧度范围下不同阶段的盘扣节点抗扭线刚度，以掌握盘扣钢管脚手架的受力性能，规避其弊端所造成的安全隐患。
2025年05期 v.55;No.628 104-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 1802K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 辛光涛;许维炳;高帅;蔡丽香;陈彦江;李庆择;李陆蔚;
临时索系统的锚固有效性是基于外置钢锚箱换索工艺安全应用的关键。以某大跨度混凝土斜拉桥换索工程为背景，提出了一种利用对拉螺杆作为外置钢锚箱锚固系统的换索系统，设计制作了其全尺及主梁节段模型，通过对拉螺杆预紧试验、4种接触条件下的单向拉伸静力试验，探究了该换索系统的工作原理和失效机制，并基于数值分析进行仿真验证。结果表明：外置钢锚箱与素混凝土垫块之间的界面摩擦和对拉螺杆的弯-剪强度决定了该系统的锚固性能；采用对角线预紧的工艺能够使对拉螺杆的受力更为均匀，且设计时应考虑逐个螺杆失效的影响；钢-素混凝土垫块干接触的等效摩擦系数较大；素混凝土垫块发生破坏前后，对拉螺杆从受剪为主转变为受弯为主，超高性能混凝土（UHPC）材料可用于该类换索系统中。
2025年05期 v.55;No.628 113-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 1625K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 解咏平;于春义;赵丽洁;王昊;郭建明;
为研究高强钢筋混凝土短柱弯剪性能尺寸效应，以几何相似及承载力相似为原则，设计并制作了截面边长分别为300、500、700 mm，混凝土强度等级为C60的钢筋混凝土短柱试件，对其进行低周反复拟静力试验，讨论了试件的破坏形态、骨架曲线及钢筋应变，进一步分析了名义弯曲应力、名义转角、P-Δ效应、延性、耗能能力和安全储备系数等受剪性能随截面尺寸的变化规律。试验结果表明：所有试件发生弯剪破坏；达到峰值荷载前，试件的裂缝存在稳定的发展过程，符合Ba?ant的Type2类型尺寸效应模型；试件具有较好的延性和耗能能力，延性系数满足3～5的要求，最小延性系数为3.65；名义弯曲应力、名义转角、P-Δ效应、延性、耗能能力表现出明显的尺寸效应；截面尺寸从300 mm增加至700 mm，峰值名义应力减少了16.7%，安全储备系数减小了11%，试件延性降低了36.4%，平均耗能系数降低了54.3%；在试验的基础上，基于Type2类型的尺寸效应模型修正了GB/T 50010—2010《混凝土结构设计标准》中的正截面受弯承载力理论算式，修正后的安全储备系数不再存在尺寸效应，从而能保证大尺寸试件具有与小尺寸试件同等的安全性。
2025年05期 v.55;No.628 123-131页 [查看摘要][在线阅读][下载 3549K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 张良凯;王长宏;严仁章;彭俊兮;文强;
弦支钢-混组合梁张拉施工过程完全暴露于日照辐射环境下，结构张拉成型时刻的温度远高于环境温度且呈现明显的时空非均匀性特征。为明确不均匀温度作用对弦支组合梁力学性能的影响，参考一实际工程案例开展弦支组合梁的不均匀温度及温度效应研究。首先通过现场试验与精细化数值模拟获取了上弦组合梁沿其横向与纵向的温度分布规律，并给出了组合梁关键截面在不同时刻的温度梯度模型；接着为实现考虑结构整体不均匀温度影响的弦支梁高效计算，提出一种四分梁单元模拟方法，并采用ANSYS有限元软件预演了不同张拉时刻的结构初始不均匀温度场对结构使用阶段力学响应的影响规律，发现各项力学性能指标大小均随张拉时刻呈“V”形变化，通过对比给出了结构最优张拉时机为13:00。
2025年05期 v.55;No.628 132-142页 [查看摘要][在线阅读][下载 2070K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 于伟;苏臣;丁家玮;
新型干式煤气柜柜体属于大型薄壁纵环外加筋圆柱壳，该类结构的屈曲特性比较显著且对酒窝缺陷比较敏感。而针对含酒窝缺陷大型薄壁纵环外加筋圆柱壳的屈曲试验，因受试验设备、场地、材料和经费等条件的影响，一般采用缩尺模型试验。以含酒窝缺陷纵环矩形外加筋圆柱壳为研究对象，采用密加筋理论，基于结构体系的总能量推导结构侧压屈曲的广义相似条件和缩尺原理公式。基于酒窝缺陷函数，采用位移加载对纵环矩形外加筋圆柱壳进行静力分析，将酒窝缺陷引入完善结构，建立含酒窝缺陷纵环矩形外加筋圆柱壳有限元模型，对含酒窝缺陷纵环矩形外加筋圆柱壳进行侧压后屈曲不完全相似分析。结果表明：结合相应的屈曲缩尺原理公式，得到的含酒窝缺陷纵环矩形外加筋圆柱壳不完全相似缩尺模型的侧压后屈曲荷载-位移曲线、屈曲荷载和屈曲模态，能够较好地预测其原型结构的后屈曲特性，且不完全相似缩尺模型与原型的泊松比越接近，后屈曲相似预测越准确。
2025年05期 v.55;No.628 143-151页 [查看摘要][在线阅读][下载 1732K] [下载次数：130 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 俞昊然;李维滨;
采用超弹性NiTi合金棒可以使结构获得良好的自复位性能，但由于NiTi合金棒在工作中会出现不同程度的力学性能退化，致使结构的自复位与耗能能力受到削弱，因此，有必要对NiTi形状记忆合金棒材的力学性能稳定性作进一步研究。对4根经过不同热处理的Ti-50.8%Ni棒材进行常幅循环拉伸试验，研究了循环次数和不同热处理条件对棒材试件的滞回曲线形态、相变应力、弹性模量、残余应变、耗能能力等性能的影响，并对不同棒材试件的力学性能退化进行了比较分析。研究表明：常幅循环拉伸下NiTi合金棒材的弹性模量与极限应力变化相对较小，而相变应力、变形回复率以及等效阻尼比退化较为明显；材料的马氏体正相变应力相比逆相变应力降低幅度更大，且超弹性较好的NiTi合金棒材相变应力退化更明显；热处理温度过高或过低均会导致NiTi合金棒材的超弹性劣化，且棒材在循环工作中耗能能力会出现大幅下降。
2025年05期 v.55;No.628 152-162页 [查看摘要][在线阅读][下载 1968K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 刘晖;吕修文;郭佳凡;陈世超;
以钢管为构件的焊接结构在焊接过程中，易形成气孔这类典型体积型焊接缺陷，导致结构在幅值较低的循环荷载作用下发生高周疲劳破坏。因此，基于试验和数值模拟相结合，研究了气孔缺陷对钢管焊接试件高周疲劳寿命的影响。首先，设计焊接完好和有气孔缺陷的两组钢管焊接试件进行高周疲劳试验；接着建立有气孔焊接试件的仿真模型，并基于试验结果验证模型的正确性；最后分析气孔缺陷轴向、周向、径向不同尺寸对钢管焊接试件应力集中系数和高周疲劳寿命的影响。结果表明：气孔缺陷三维尺寸对钢管焊接试件的应力集中和高周疲劳寿命的影响呈现不同机理，由于焊接试件管壁尺寸较其他两个方向小得多，因此缺陷径向尺寸对应力集中和高周疲劳寿命影响最为敏感，使得应力集中系数变化剧烈，高周疲劳寿命下降幅度大；由于缺陷轴向尺寸增大不会削弱截面有效承载面积，反而降低了缺陷处形状的特异性，使得应力集中系数随缺陷轴向尺寸增加而下降，且能保持较长的高周疲劳寿命；由于缺陷周向尺寸增加会减小截面有效承载面积，使得应力集中系数随缺陷周向尺寸增加而有所增加，高周疲劳寿命出现一定下降。
2025年05期 v.55;No.628 163-171页 [查看摘要][在线阅读][下载 1561K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李庆伟;海乐天;班慧勇;冯鹏;岳清瑞;
钢材碳排放因子是建筑碳排放核算的重要基础，目前相关标准和文献给出的钢材碳排放因子取值变异性较大，且未考虑钢铁工业发展的时效性。调研了国内10家典型高炉-转炉钢铁企业生产清单数据，以及中国钢铁工业协会统计年报数据，构建了近5年结构钢材产品的物料、能源清单数据库。基于投入产出法，核算了10家典型钢铁企业的钢材产品及中国钢铁工业协会统计年报的碳排放因子，结合钢铁行业EPD平台发布的相关数据，形成了钢筋、型钢、钢板和通用钢材的碳排放因子数据样本及统计参数。在此基础上，针对钢结构常用的钢铁产品如钢筋、型钢和钢板提出了碳排放因子取值建议，主要结论如下：1）钢筋、型钢和钢板的碳排放因子建议值分别取2150、2260、2240 kg CO_2e/t。2）所核算的钢筋、型钢和钢板碳排放因子较GB/T 51366—2019《建筑碳排放计算标准》相应取值分别低190、105、160 kg CO_2e/t，表明近5年来钢筋、型钢和钢板的生产取得了一定减碳效果。3）与2004年文献发布的碳排放因子相比，所核算的钢筋、型钢和钢板碳排放因子降幅均超过1300 kg CO_2e/t，表明我国近20年来结构钢材绿色低碳化发展取得了显著成效。
2025年05期 v.55;No.628 172-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1423K] [下载次数：165 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 黄旭东;常好诵;刘荻;任志宽;李贺;
为研究玄武岩纤维布（BFRP）-方钢管砂浆的轴压性能，共进行了不同BFRP层数和截面高度的9个BFRP-方钢管砂浆轴压试件的静力试验，分析了试件荷载-方钢管纵向应变（位移）曲线特点、破坏模态、极限承载力以及方钢管与BFRP的协同作用；采用ABAQUS模拟得到试件名义压应力-方钢管纵向应变曲线和变形模态等，并探讨了BFRP层数、方钢管截面高度等对试件静力性能的影响；基于性能分析，定义了BFRP-方钢管砂浆的轴压强度f_(bfscy)，拟合得到其轴压试件极限承载力计算公式。应用此公式对隧道衬砌工程加固构件的极限承载力进行优化，以常用Ι16工字钢极限承载力替代为标准，考虑经济性和空间占用率，提出优化的加固构件参数建议（w=54.2 mm、m=3、f_y=235 MPa、f_(cu)=80 MPa、f_(bf)=3092 MPa）。
2025年05期 v.55;No.628 181-189页 [查看摘要][在线阅读][下载 1911K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王旭;韩明岚;庞宽;陈建林;王燕;
为研究不同拼接形式的带悬臂梁段节点框架的抗震性能，设计了4种不同拼接形式节点的12榀平面框架，并基于节点简化理论建立了框架的简化模型。首先对双法兰连接平面框架建立简化模型并进行拟静力和拟动力数值计算，计算表明滞回曲线、骨架曲线、柱顶最大位移均与试验结果吻合较好。基于节点简化模型的可靠性，采用ABAQUS对12榀框架简化模型进行了动力时程分析。通过对比框架的自振周期、层间位移角、柱顶位移时程曲线和柱底剪力时程曲线，分析4种不同拼接形式的带悬臂梁段节点框架的抗震性能。结果表明：加强型带悬臂梁段节点6层框架有较好的抗震性能，但耗能能力较差，随着框架层数增加，抗震性能减弱；传统带悬臂梁段梁柱连接节点框架有较好的抗震性能，但在薄弱层处须做加强措施；带悬臂梁段嵌入式节点和带悬臂梁段栓焊混合节点框架抗震性能差距不大，在悬臂梁与主梁拼接翼缘处焊接连接会使节点耗能能力下降。
2025年05期 v.55;No.628 190-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 2756K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]