- 王研妍;徐曼;许庆;田会文;曾滨;许镇;
纤维增强复合材料（FRP）是一种高性能复合材料，具有强度高、质量轻、耐腐蚀和抗疲劳性能优异等优点，在预应力结构中具有巨大的应用潜力。然而，FRP是典型的正交各向异性材料，其垂直纤维方向的强度和模量远低于纤维方向，这给FRP筋/索的应用带来了挑战，现有的研究成果尚无法支撑FRP筋/索在预应力结构中的标准化应用。基于近年对于FRP筋/索的试验研究成果和理论分析，主要涵盖FRP筋/索在拉伸、剪切及受压工况下的短期力学性能，以及长期的松弛、蠕变和疲劳性能，总结了FRP筋/索在不同荷载工况下力学性能测试方法、破坏模式、性能特点和其他相关结论，系统分析了纤维类型与含量、筋/索直径与成型工艺、测试方法等不同因素对FRP筋/索短长期力学性能的影响规律，并指明了FRP筋/索未来研究与发展方向，为FRP筋/索研究和应用提供参考。
2025年10期 v.55;No.633 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 1435K] [下载次数：12 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：20 ] - 邱吉策;杨树桐;陈贵鹏;王言磊;范国玺;张彦龙;王金梁;
纤维增强复合材料（FRP）是一种轻质高强、耐腐蚀的材料，在混凝土柱外侧沿环向包裹FRP可以显著提升构件的受力性能和耐久性。现有研究对圆形FRP约束混凝土柱的研究已经非常充分，相比于圆形截面，矩形FRP约束混凝土柱的相关研究的系统性还有待于进一步提升。为此，以矩形FRP约束混凝土柱为研究对象，针对构件的轴压性能，从试验研究和理论模型两方面进行了梳理归纳。试验研究方面建立了包含227个试件的数据库，进一步揭示了截面长宽比、倒角半径、混凝土强度、FRP约束水平、截面尺寸等关键参数对约束混凝土受力性能的影响规律和内在机理，明确了关键设计参数的取值限制。理论模型方面梳理了矩形FRP约束混凝土的三类应力-应变关系模型（一段式、两段式和三段式）和极限状态计算式，探讨了FRP应变有效系数的计算模型，为矩形FRP约束混凝土柱的合理设计提供参考依据。
2025年10期 v.55;No.633 15-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1436K] [下载次数：135 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 亓立刚;黄哲文;鲁懿虬;周颖;杨燕;许国文;韩泽斌;
为解决钢筋锈蚀引发的混凝土结构耐久性问题，提出以碳纤维增强复合材料（CFRP）筋替代钢筋，并系统研究CFRP筋混凝土柱的抗震性能。通过三组全尺寸CFRP筋混凝土柱的低周往复加载试验及OpenSEES数值模拟，揭示了轴压比ν、混凝土强度、剪跨比λ、纵筋配筋率ρ及配箍率ρ_s等关键设计参数的影响机制。研究表明：轴压比ν存在阈值效应，超限后筋材屈服风险激增，柱试件抗震性能劣化；不同于轴压比引起的承载力衰减，混凝土强度的提高显著提升柱承载能力和耗能能力，但加剧了脆性；剪跨比λ的增大诱发弯曲破坏迁移，承载力降低，CFRP筋线弹性本构制约了柱耗能的提升；纵筋配筋率ρ的增加提升了柱承载能力，延缓柱进入屈服状态及刚度退化，提升柱耗能能力；配箍率ρ_s对侧向刚度影响弱化，但高ρ_s通过约束核心混凝土维持了柱后期承载力的稳定性。
2025年10期 v.55;No.633 26-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 1740K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 闫凯;李尧;元天峰;宋渊博;张倩;张鑫;
为研究磷酸镁无机胶（Magnesium phosphate inorganic adhesive,MPIA）替代环氧树脂有机胶粘贴碳纤维增强复合材料（CFRP）加固钢筋混凝土（RC）柱的可行性，以胶黏剂类型、CFRP布加固层数及体积配箍率为试验参数，设计并开展了11根RC方柱的轴压试验，获得了荷载-竖向应变曲线、横向应变发展以及位移延性系数等关键结果，揭示了CFRP布加固RC方柱的损伤演化特征与破坏机制，阐明了CFRP布与MPIA的协同工作机理，并分析了不同胶黏剂粘贴CFRP布加固柱轴压性能的影响规律。结果表明：MPIA与环氧树脂胶均能有效约束核心混凝土，且在高承载力提升需求时，MPIA的增强效果更优；MPIA加固试件的延性整体低于环氧树脂加固试件，但显著优于其他无机胶体系。结合国内外规范与相关学者研究，对现有承载力预测模型进行修正，提出了适用于MPIA粘贴CFRP布加固RC方柱的计算方法，为工程加固设计与应用提供参考。
2025年10期 v.55;No.633 35-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 1706K] [下载次数：122 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 彭亚萍;周怡祖;夏佶渊;
为解决板边不出筋混凝土叠合板承载能力降低、变形大的问题，提出在预制底板边设置凹槽和在板底跨缝处粘贴纤维复材的增强方式。通过1块整浇板和8块板边不出筋混凝土叠合楼板的静载试验，对试件的受弯特征、破坏形态、承载特性和变形能力进行了对比分析。结果表明：密拼叠合板试件的承载力、刚度和延性均明显小于整浇板；上述增强方式可以在一定程度上增强叠合板底部的应力传递和整体性，提高叠合板的受力性能；拼缝位置叠合面设置附加钢筋的配筋率和锚固长度对叠合板的受力性能有明显影响；增加凹槽深度的试件表现出相对突出的承载能力和变形性能，且延性相对较大；加载过程中纤维复材对板底的约束作用提高了叠合板的开裂荷载，增强了板底拼缝两侧的应力传递，减小了板缝“变形集中”的程度，提高了叠合板的刚度和延性。
2025年10期 v.55;No.633 47-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 1452K] [下载次数：62 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 白玉磊;刘泽源;邢雅森;张霄;孟宪磊;张石岩;
针对传统混凝土（NC）节点核心区箍筋密集所导致施工拥堵、浇筑缺陷及强震下剪切脆性破坏问题，提出玻璃纤维增强聚合物（GFRP）管-混凝土组合节点形式，并与高延性混杂纤维水泥基复合材料（HECC）联用以替代核心区箍筋并改善界面黏结性能。共设计4个梁柱边节点，参数为核心区材料（NC、HECC）与GFRP管纤维角度（±45°/±60°）。通过循环加载试验，比较了节点的承载力、延性、能量耗散与刚度退化等。结果表明：GFRP管的约束作用显著提升了节点的延性，纤维角度为±45°的组合节点较纤维角度为±60°的组合节点在能量耗散方面提高9.3%；核心区采用GFRP管与HECC的组合节点，由于GFRP管提供侧向约束并分担斜向主拉/压应力，且HECC改善钢筋-基体黏结并抑制裂缝扩展，其延性和刚度保持与传统混凝土节点相当，承载力可提高1.3%，能量耗散提高8.8%。与传统混凝土节点相比，该组合节点可显著减少核心区箍筋用量，为少箍筋高性能节点的应用提供可行路径。
2025年10期 v.55;No.633 55-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 1828K] [下载次数：83 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 张微敬;胡宜洲;王泽强;
碳纤维复合材料（CFRP）具有轻质高强、耐腐蚀、耐疲劳等优点，在大跨度预应力空间结构中具有较好的应用前景。为研究CFRP拉索在索穹顶结构应用的可行性，将一个跨度为120 m的开口索穹顶结构中部分钢索采用不同方法替换为CFRP拉索，对替换CFRP拉索后的索穹顶结构进行静力性能有限元分析。仿真结果表明：与采用钢索的索穹顶相比，采用等面积方法将不同位置的部分拉索及全部单一类型拉索替换为CFRP拉索，替换后的索穹顶结构中索的应力有所降低，各组拉索应力降低在8%以内；节点的最大竖向位移在10%以内变化。采用等强度方法用CFRP拉索替换全部单一类型拉索，索的应力和节点的最大竖向位移变化较大；采用等刚度方法将全部单一类型拉索替换为CFRP拉索时，索的应力和节点的最大竖向位移变化较小。对于该开口索穹顶结构，可将全部钢脊索替换为CFRP拉索。研究表明：通过合理设计，在索结构中采用部分CFRP拉索代替钢索是可行的。
2025年10期 v.55;No.633 65-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1758K] [下载次数：57 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 林拥军;江思华;郭松;孙俪文;
开展8组不同强度等级钢纤维混凝土（SFRC）抗冻性能试验，分析混凝土强度等级与冻融循环次数对SFRC抗压强度、质量损失率、相对动弹性模量（RDEM）及微观结构演化的影响，建立基于RDEM的冻融损伤衰减模型，并预测典型寒冷地区SFRC耐久寿命。结果表明：低强度SFRC(C30、C40)冻融损伤显著，表面剥落、骨料外露明显，微观裂缝贯通，125次冻融后抗压强度损失率分别达35.02%和31.65%；高强度SFRC(C50、C60)整体性良好，损失率不超过9.61%；质量和RDEM损失率随冻融循环递增，高强度混凝土表现出更优抗冻性能。电镜分析显示高强度基体致密性优于低强度组。RDEM损伤模型拟合优度达0.994以上，可准确反映SFRC力学性能演变规律。寿命预测结果表明，C60 SFRC在寒冷地区最大耐久寿命可达19.7年。
2025年10期 v.55;No.633 73-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 2934K] [下载次数：319 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 李昕雨;王泽源;刘力豪;杨家琦;冯鹏;
煤矸石是矿区生产中持续产生的固态伴生物，可以替换混凝土中的天然砂石制备成煤矸石混凝土，可助力解决煤矸石堆积造成的污染和天然骨料稀缺等问题。为了弥补煤矸石替换人工骨料带来的混凝土力学性能下降的问题，可以使用纤维增强复合材料（FRP）约束混凝土以提高煤矸石骨料混凝土的轴压强度。考虑了煤矸石体积替代率（0%、50%）、FRP布种类（玻璃纤维布、碳纤维布）和缠绕层数（1～6层）3种变量，设计了18组试件进行轴压试验，对比分析不同形式的FRP约束煤矸石混凝土的应力-应变关系。结果表明，FRP约束作用下的煤矸石骨料混凝土与普通混凝土具有相似的特性，在约束充足的情况下会呈现荷载二段式上升的特性，但当约束刚度较大时FRP的约束对于轴压强度的提升效果逐渐减弱。最后，基于试验结果，运用三维图形表达法建立了FRP约束煤矸石骨料混凝土的分析模型。
2025年10期 v.55;No.633 86-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 1500K] [下载次数：119 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 蔡联亨;黄一;郭瑞;杨沐野;
海洋环境下，碳纤维增强聚合物（CFRP）与碳钢易形成电偶并加速钢腐蚀，而CFRP的耐久性决定其屏障与界面黏结能否在全寿命期内稳定发挥作用，因此明确其耐久性及偶接效应对工程应用至关重要。针对三种表面状态（原始表面、裸露表面、可剥布表面）及横断面，开展水浸与循环腐蚀加速老化，并结合电化学表征量化其耐久性变化与钢-CFRP偶接下的加速效应。结果表明：老化后的CFRP仅出现轻度劣化，仍具屏障特性，其中低频阻抗与界面电荷转移使电阻下降但未跨数量级，常相位元件增大且相位角降低，循环腐蚀较水浸更为不利；碳钢-CFRP间开路电位差为800～900 mV，可提供显著电偶电动势；偶接使钢的腐蚀速率提高4.6～23.3倍；通过降低纤维裸露与导电连通性并保留树脂富集层的可剥布表面预处理，可显著抑制电偶腐蚀并提升界面黏结，而横断面对电偶加速效应最为敏感。
2025年10期 v.55;No.633 94-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 1599K] [下载次数：86 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 李华;古金本;陶毅;
对纤维增强聚合物（FRP）筋与混凝土的黏结强度进行了研究，通过整合16篇文献中的487组拉拔试验数据，构建了包含纤维类型、成型工艺、表面特性等12个输入变量的数据库。运用随机森林（RF）、极端梯度提升（XGBoost）、LightGBM等7种机器学习算法进行预测，分析并对比12个特征参数对黏结强度的影响机制。预测结果显示，混凝土抗压强度、FRP筋抗拉强度及弹性模量是FRP筋与混凝土黏结强度的关键影响因素，其中树模型整体表现优于非树模型，LightGBM算法兼具高精度与高效性。通过SHAP值分析发现，成型工艺（如肋纹）对黏结强度的影响权重超过纤维类型。基于LightGBM算法进一步对各参数的影响程度进行量化排序，确定了材料力学性能及FRP筋表面特性对黏结强度的影响较大。
2025年10期 v.55;No.633 102-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 1948K] [下载次数：301 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 郭强;杨燕;张立波;吴杭姿;张世阳;
碳纤维增强复合材料（CFRP）凭借其优异的材料特性，为大跨空间结构的张力构件提供了新的解决方案。在该背景下，某机场屋盖采用了CFRP索作为车辐式张弦结构的主受力构件，打造了全碳纤维索车辐式张弦结构。为明确此类结构在索张拉施工阶段的响应特征，结合该结构特点，制定了索张拉方案，并采用改进张力补偿法开展了碳纤维索张拉的全过程施工模拟，得到每一施工步下碳纤维索索力、结构变形、构件内力等响应参数。并通过对碳纤维索车辐式张弦结构张拉施工全过程的数值模拟，验证了结构设计的合理性、施工过程的可行性，并为实际施工提供了理论依据。
2025年10期 v.55;No.633 115-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 1943K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 蔡伟;蔺威威;凌翀阳;林猛;谷坤鹏;何洪帅;
针对海港高桩码头现浇面层受混凝土干燥收缩应力引起的开裂问题，通过理论分析、室内试验、数值模拟等方法，研究了在单层钢筋的基础上增配热塑性玻璃纤维增强复合材料（GFRP）筋分散集中应力以实现有害裂缝向无害裂缝转变的技术措施，并在福建省可门泊位面层混凝土施工中进行应用。结果表明：在60℃的模拟盐碱溶液中（pH≈13.4）浸泡90 d后，筋材的强度保留率仍能达到76.3%；设计直径12 mm、布设间距10 cm的热塑性GFRP筋，铺设在混凝土保护层2 cm的位置，可有效降低混凝土表面最大拉应力；在强风强日照条件下，复合热塑性GFRP筋及混凝土施工质量控制措施可将混凝土表面最大收缩应变控制在120×10~(-6)之内；持续监测6个月后的面层外观质量良好，龟裂面积得到有效减少，未发现有害裂缝产生。
2025年10期 v.55;No.633 124-129页 [查看摘要][在线阅读][下载 1405K] [下载次数：4 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ]
- 方佳伟;李存良;袁鑫;郝际平;刘博东;贾子文;
为了研究大开洞马鞍形正交索网结构的力学性能，以西安国际足球中心为原型，设计了1∶10缩尺模型，进行了大开洞马鞍形正交索网结构缩尺模型承载力试验，并采用大型通用有限元软件ANSYS对索网全跨加载、上半跨加载及右半跨加载3种加载方式的试验过程进行模拟。研究结果表明：3种加载方式下，上层承重索的轴力均由索网边缘向索网中部逐渐减小，上层稳定索的轴力均由索网长跨中轴向边缘逐渐减小；拉索内力和索网竖向变形随荷载的增加均呈现出近乎线性的变化趋势，索网在平面内仅有较小的变形；全跨载荷下在短轴方向有洞口轻微外扩的现象，在长轴方向有洞口轻微向内收的现象。
2025年10期 v.55;No.633 171-183页 [查看摘要][在线阅读][下载 2692K] [下载次数：198 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 程睿;刘冰;
某高校图书馆项目属于超限高层大跨复杂钢框架结构，项目特点是局部存在上挂下撑结构体系，并采用了肘节式位移型摩擦阻尼器的减震技术。介绍了结构的承重体系及抗侧体系选型，重点分析了该特殊类型结构受力及变形特点、吊挂系统设计、阻尼器减震技术、大跨度桁架楼板应力分析及控制等问题。对大跨度桁架进行了抗连续倒塌分析及舒适度分析，对整体结构进行了施工模拟分析。结构体系同时包含落地柱、转换柱及吊挂柱等不同类型传力构件，属于规范未列入的具有多向传力路径的特殊类型高层建筑，制定了相应的性能设计目标，并提出不同性能水准下钢构件的应力比控制标准。通过全面的理论计算及采取合适的构造措施，确保该结构体系合理安全。
2025年10期 v.55;No.633 184-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 2094K] [下载次数：234 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 杨大彬;张雨;魏晔;吴金志;王浩;张树勋;
为了满足超大跨度空间网格结构对大直径螺栓球节点的应用需求，设计了M90×6～M120×6的大直径螺栓，并对10个M100×6大直径螺栓实物试件和9个M120×6大直径螺栓的机械加工试件进行了单向拉伸试验，试验结果得到的力学性能指标均满足要求。对M90×6～M120×6大直径螺栓配套锥头进行了设计，采用ABAQUS有限元软件对M90×6～M120×6大直径螺栓配套锥头进行了受拉和受压力学性能的研究，验证了锥头设计的合理性。基于上述研发成果，申报立项并编制完成了M90×6～M120×6大直径螺栓标准。
2025年10期 v.55;No.633 193-202页 [查看摘要][在线阅读][下载 1863K] [下载次数：195 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 陈明辉;张浩亮;侯靖宇;严加宝;
开展了6个不锈钢方管混凝土组合柱（Concrete-Filled Square Stainless Steel Tube,CFSSST）以及2个空心不锈钢方管柱（Hollow Section Square Stainless Steel Tube,HSSST）在不同温度环境（-30～20℃）下的轴压试验，研究低温和长细比以及是否填充混凝土对其破坏模式、承载力和延性等力学性能的影响。研究结果表明：当环境温度降低至-30℃时，CFSSST柱的承载力和初始刚度均有明显提高，而延性则有所降低；低温对HSSST的承载力提高不明显。随着长细比增大，CFSSST柱破坏模式逐渐由截面破坏主导转变为失稳破坏主导。CFSSST柱的承载力主要来源于外侧的不锈钢管，核心混凝土有效避免了组合柱在使用过程中发生向内凹陷的屈曲破坏。将试验结果与国内外规范对比发现，欧标Eurocode 4、美标AISC 360-16和中国规范对CFSSST柱轴压承载力的预测结果均偏于保守。最后，考虑不锈钢应变硬化的特性，提出了一种用于不锈钢管混凝土组合柱的理论模型，在此基础上对收集的国内外部分不锈钢管混凝土柱轴压数据进行预测，理论模型可对试验结果进行较为准确的预测。
2025年10期 v.55;No.633 203-211页 [查看摘要][在线阅读][下载 2398K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 胡习兵;吴子为;向杰;李东东;周权;
为研究T型钢连接梁柱节点的抗震性能，对2个T型钢连接梁柱节点试件进行了低周往复加载试验，得到了该类连接节点的滞回曲线、骨架曲线和破坏模式等力学指标。根据骨架曲线的形状特点，提出了该类节点的简化骨架曲线模型，采用机构分析法和小变形叠加原理，确定了简化骨架曲线模型的力学参数计算方法。通过对试验数据进行回归统计，得到了节点的滞回规则表达式，并提出了该类节点的恢复力模型。通过将理论模型计算结果与试验测试数据进行对比，验证了模型的有效性。研究结果表明：T型钢连接梁柱节点是典型的半刚性节点，具有良好的抗震性能，节点的恢复力模型具有较高的计算精度，可用于该类节点的抗震性能分析与评估。
2025年10期 v.55;No.633 212-218页 [查看摘要][在线阅读][下载 1659K] [下载次数：202 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 朱瑞林;梁湖清;唐孟雄;庄亮东;冯伟;
钢-混凝土组合加固技术近年来发展迅速，因其具有节省施工时间、场地等优势而逐渐成为桥梁加固的最佳选择之一。以深圳市车公庙立交北转东匝道第三联的墩柱加固工程为例，针对其提出了组合加固方案，并选择此构造下并未被充分研究过的加固后新旧混凝土界面性能作为重点研究对象。通过9组对比试验，分析了组合加固方案中新旧混凝土界面强度的相关影响因素。研究发现：在提出的组合加固构造下由于后期存在显著的泊松效应，构件整体延性和承载能力得到了提升。同时，借助现有加固规范提出的计算式，引入了新的“锯齿形开槽”情况下的抗剪强度参数。
2025年10期 v.55;No.633 219-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 1477K] [下载次数：146 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 宋志强;曹东;彭伟;付海燕;何敏娟;
使风电行业符合低碳发展的策略需求，对全球绿色经济转型有重要作用。为适应新一代风电机组的大功率、提升风电机组发电效率、延长风电机组使用寿命，需要对风电塔结构包括基础进行改造增强。结合实际工程项目，采用岩石锚索对风电塔基础进行相应的扩容改造处理。通过ANSYS有限元软件，建立了三维分析模型，对施加预应力、正常运行和极端荷载下预应力锚索基础中混凝土基础的主应力与变形、锚栓与锚索的应力以及钢锚板的应力等进行了分析计算。结果表明：预应力锚索基础在极端荷载下基础中心竖向变形和整体转角满足规范要求，证明了预应力锚索基础在风电塔结构改造中应用的可行性。
2025年10期 v.55;No.633 228-233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1754K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ]