- 曹华麟;李海锋;姜安龙;林志鹏;曹宝安;曾志攀;
基于可恢复功能的理念，提出内置可更换耗能钢板的新型门式钢桥墩结构。为探讨柱顶轴力与水平反复荷载作用下新型门式钢桥墩的抗震性能，开展了6根新型门式钢桥墩试件的拟静力试验。通过分析试件破坏形态、位移-荷载曲线、骨架曲线、位移延性系数、刚度退化系数，探讨了耗能板强度、轴压比、耗能板宽厚比对新型门式钢桥墩抗震性能的影响规律。结果表明：通过设置可更换耗能钢板，新型门式钢桥墩试件的承载力和位移延性系数显著提高，试件破坏时的累积滞回耗能显著增大；轴压比和内置耗能板宽厚比对试件抗震性能影响较大；减小轴压比能够有效延缓试件的破坏，提高试件的累积滞回耗能和可恢复能力；增大内置耗能板宽厚比可以提高门式钢桥墩的变形能力和耗能能力，有利于提升新型门式钢桥墩的抗震性能和可恢复能力。
2025年03期 v.55;No.626 78-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1770K] [下载次数：172 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 高舒然;张俊峰;李波;韩东光;任立群;
与简单卷边相比，复杂卷边因在限制板件屈曲、提高局部稳定性方面具有更加优越的性能，在截面设计中得到大量应用。然而，大多数关于复杂卷边的研究都是定性的。为此，通过对均匀受压翼缘板件屈曲性能的研究，基于屈曲半波长和屈曲系数的判断原则，提出了翼缘板件的复杂卷边尺寸限值及配置形式。卷边最小尺寸限值基于卷边刚度是否大于加劲最小刚度以及屈曲半波长是否小于翼缘板件宽度的原则考虑，卷边最大尺寸限值基于均匀受压翼缘板件是否先于卷边板件发生屈曲的原则以及经济性考虑。利用有限条法对比分析中、美两国规范关于简单卷边的规定，确定了翼缘板件的卷边限值，即最小限值满足屈曲半波长等于翼缘板件宽度或屈曲系数大于4.24，最大限值不超过翼缘板件宽度；对复杂卷边进行参数化分析，给出了复杂卷边高厚比限值的设计表格与计算公式；利用优化算法，在考虑经济性与受力性能的条件下，给出了冷弯均匀受压翼缘板件卷边设计的建议及最佳复杂卷边尺寸。
2025年03期 v.55;No.626 88-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 2002K] [下载次数：137 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吕冬霖;孙海林;祝磊;
海上风力发电机由风电机组和支撑结构组成，支撑结构在风电机组的稳定运行中发挥着不可或缺的作用，研究和开发适应海洋环境的塔筒和下部结构十分必要。三脚架是一类广泛应用于水深为30～40 m水域的支撑结构，相比于较为丰富的单桩结构研究，对三脚架结构的研究尚较为匮乏。对带叶片的海上风电塔三脚架1∶20缩尺模型开展了振动台试验，研究了结构的动力特性及其在峰值加速度为0.6g的三条天然地震波作用下的动力响应，并将有无叶片情况所得的结果进行对比，发现有叶片模型的自振频率和地震响应均有一定程度的下降。在桩侧设置支撑以分析土体约束对结构的影响，对比有无支撑时的试验结果。结果表明，在无支撑情况下，结构前2阶自振频率分别下降7.71%和10.53%，地震响应幅值下降6.83%～67.94%。采用有限元软件ANSYS对结构进行分析，并将模拟结果与试验结果进行对比，两者结果基本一致。
2025年03期 v.55;No.626 100-108页 [查看摘要][在线阅读][下载 1777K] [下载次数：655 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：2 ] |[阅读次数：0 ] - 沙小琳;刘秀丽;王燕;曾明;
近年来，在国家大力推行《“十四五”建筑业发展规划》的政策背景下，装配式建筑的研究正得到广泛关注。模块化钢结构建筑作为一种新兴的装配式建筑，具有高度预制化、施工速度快、工程质量高、绿色环保等多方面优势，符合建筑领域工业化以及绿色化的发展要求。介绍了近年来国内外模块化钢结构建筑结构体系的研究情况，根据模块组成将其分为纯模块结构、模块-框架结构、模块-核心筒结构三种形式，对各模块化结构体系的连接构造和力学性能进行阐述与总结。
2025年03期 v.55;No.626 109-123页 [查看摘要][在线阅读][下载 2353K] [下载次数：1035 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：6 ] |[阅读次数：0 ] - 杨诗晴;赵婧同;王登峰;
采用理论推导与考虑环向焊接初始几何缺陷影响的非线性有限元计算相结合的方法，对自立式钢烟囱筒体在静态风荷载作用下破坏模式和最大应力计算方法进行研究。结果表明：常规体型加劲钢烟囱筒体在风荷载作用下呈现最底部环向焊缝处风致竖向压应力引起的屈曲破坏或最底部迎风线受拉区竖向拉应力达到屈服引起的强度破坏；利用最大竖向拉、压应力修正系数，对按照悬臂构件理论计算得到的最大压、拉应力理论值进行修正即可得到最大应力准确值，且应力修正系数的主要影响参数有筒体总高度、加劲钢烟囱筒体整体环向抗弯刚度、筒体高径比和径厚比。最后基于大量计算数据拟合提出了不同构造钢烟囱筒体最大应力计算公式。
2025年03期 v.55;No.626 124-133页 [查看摘要][在线阅读][下载 1733K] [下载次数：180 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 金晖;王万祯;
根据Q460D钢和Q690D钢开孔板的疲劳试验破坏模式，以椭球面断裂模型作为疲劳裂纹失稳扩展(断裂)判据，计算了疲劳裂纹失稳扩展面积、形成与稳定扩展面积和形成与稳定扩展长度。以椭球面断裂模型作为裂尖开裂判据，对内含椭圆柱体疲劳裂纹的Q460D钢和Q690D钢开孔板进行了疲劳裂纹扩展数值模拟。数值计算的疲劳裂纹扩展应力场显示，相对应力(σ_1/f_y、σ_2/f_y、σ_3/f_y)、应力三轴度σ_m/σ_(seq)和开裂指数I_c的峰值均位于疲劳裂纹裂尖，裂尖形成高度应力集中；疲劳裂纹失稳扩展面全截面塑性，平均I_c≈1.0，沿板宽方向的应力约束系数约为0.28，沿板厚方向几乎没有约束应力。根据Q460D钢和Q690D钢开孔板的试验疲劳寿命和数值计算的疲劳裂纹形成与稳定扩展长度，标定了统一计算疲劳裂纹形成与稳定扩展寿命的疲劳寿命计算模型参数。Q460D钢和Q690D钢开孔板的疲劳寿命评估结果表明，高强钢开孔板的疲劳寿命随钢材强度的提高而提高，不同强度等级的高强钢开孔板应采用不同的量化疲劳寿命计算模型。现行规范对不同强度等级的高强钢开孔板采用相同的允许应力幅进行疲劳寿命计算，与Q690D和Q460D高强钢开孔板的疲劳试验结果不符，计算误差为-76.2%～-14.3%。统一计算疲劳裂纹形成与稳定扩展寿命的疲劳寿命计算模型，对Q690D钢和Q460D钢开孔板疲劳寿命的计算误差为-61.8%～-0.01%，计算精度高于现行规范建议的允许应力幅疲劳寿命计算式。
2025年03期 v.55;No.626 134-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 1624K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 石开荣;吉古雪梅;胡晨;姜正荣;
新型格栅组合模架由整体式铝合金格栅、塑料模板及可调支撑等组成。以该组合模架中的整体式铝合金格栅为对象，对其在竖向均布荷载作用下的受弯性能进行了试验研究与有限元分析。结果表明：格栅受弯的变形与应力试验数据及有限元计算结果基本吻合，以此确定了该格栅的应用范围，即适用于厚度在350 mm以内的混凝土楼板支模施工，其最大承受荷载为8.79 kN/m~2，且由次楞刚度控制。在此基础上，根据格栅受力特点，提出了便于应用且安全可行的简化计算方法，该方法可快捷评估格栅的受力状态。
2025年03期 v.55;No.626 142-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1675K] [下载次数：143 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 崔燕;陈亮军;卢伟;滕军;
基于能量守恒的界面耦合法采用了简化的应力分布假设，导致结构多尺度模型在连接界面处应力失真、局部性能分析受影响、结构整体模型可靠性降低。为此，提出连接界面处精准应力分布确定方法，以实现结构多尺度模型在连接界面处的变形协调和应力连续。首先基于能量守恒推导不同尺度单元在连接界面处的多点约束方程；其次，研究应力分布计算模型建立方法和精准应力分布确定方法；然后，运用精准应力分布和单元形函数确定多点约束方程系数矩阵，完成多点约束方程构建，实现多尺度模型中不同维单元耦合；最后，利用所提方法建立多种截面形式的多尺度模型，对比分析基于不同耦合方法的模拟结果。结果表明基于所提方法建立模型的von Mises和位移误差能降至2%以下，计算用时可提高约10%。
2025年03期 v.55;No.626 149-159页 [查看摘要][在线阅读][下载 2080K] [下载次数：65 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 吴占景;薛建阳;隋龑;王新武;布欣;孙海粟;
传统风格建筑中的梁柱节点构造特殊，最明显的特征是节点域被双梁从上至下依次分为3个核心区。为研究全焊圆钢管柱-工字钢双梁节点的受力机理，进行了2个全焊中节点和2个全焊边节点试件的拟静力试验。试件设计中为了更好地观察节点变形，对节点核心区壁厚进行了削弱。结果表明：双梁节点的核心区由阑额、由额和圆钢管柱分别组成了3个核心区；节点处的3个核心区受力存在差异，变形整体上均集中在节点中核心区和下核心区，其中以下核心区为主要破坏区域。中核心区以侧面出现严重屈曲为主，下核心区在弯剪作用下沿着斜对角线方向凹陷屈曲变形；中节点的破坏是下核心区底部母材被撕裂，裂缝穿过焊接工艺孔；而边节点则是上梁上翼缘和柱壁连接处焊缝断裂。推导了节点下核心区的最大剪应力计算公式，并依据试验结果，考虑轴压比和节点形式的影响来对下核心区剪应力系数进行修正。
2025年03期 v.55;No.626 160-165页 [查看摘要][在线阅读][下载 1414K] [下载次数：213 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 丁永刚;赵亚迪;许启铿;刘强;宋红领;
为研究地震作用下柱承式钢筋混凝土立筒群仓结构的鞭梢效应，设计制作了缩尺比例为1∶25的1×3组合带两层仓上建筑的群仓试验模型，开展了X和Y两个方向的空仓、半仓和满仓3种贮料工况下不同地震激励的振动台试验，进行了仓上建筑的加速度和位移响应分析；采用理想弹塑性模型(Dracker-Prager)模拟仓内粮食颗粒，建立了带仓上建筑的群仓和单仓有限元模型，通过动力时程分析得到了柱承式筒仓结构仓上建筑的地震作用增大系数。研究表明：随着贮料质量的增加，仓上建筑的加速度放大系数逐渐减小；仓上建筑的位移响应较下部仓体显著增大，且随着贮料质量的增加，增大效应更加明显；空、半、满3种贮料工况下，X向和Y向仓上建筑1层结构的地震作用增大系数分别为3.74和2.38、2.77和2.11、2.04和1.64,2层结构分别为3.28和1.98、2.56和1.79、1.83和1.37，贮料工况及地震作用方向对仓上建筑的鞭梢效应影响显著；相同工况下群仓的仓上建筑地震作用增大系数为单仓的1.2～1.9倍。
2025年03期 v.55;No.626 166-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1974K] [下载次数：81 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：1 ] |[阅读次数：0 ] - 柳明亮;李存良;刘博东;周春娟;卜延渭;袁鑫;
针对大开洞双层双向正交马鞍形索网结构，以西安国际足球中心项目为背景，对其上部索网结构的施工成形进行了1∶10的缩尺模型试验研究，结合有限元仿真计算进行了施工全过程分析。结果表明：试验与有限元计算结果得到了良好的吻合，验证了有限元模型以及模拟方法的准确性。
2025年03期 v.55;No.626 176-180页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K] [下载次数：194 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 侯兆新;张圣华;胡义;龚超;钱元弟;刘兆祥;
在计算T形受拉连接接头的承载力时，撬力效应不能忽视。国内标准JGJ 82—2011 《钢结构高强度螺栓连接技术规程》、GB/T 22395—2008 《锅炉钢结构设计规范》和GB 51022—2015 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》等均已直接或间接引入撬力影响。但与欧美标准相比，按我国标准设计的连接节点仍普遍存在螺栓数量多、端板厚度大的问题。基于T形受拉连接接头三种破坏模式推导考虑撬力影响的节点受拉承载力计算公式，给出节点抗拉承载力与T形连接接头板厚的相关曲线，通过国内外规范对比，得到影响节点抗拉承载力的关键因素，找出导致我国设计标准偏于保守的原因，给出行业标准JGJ 82—2011中T形受拉连接接头承载力设计公式的修订建议；算例分析表明，建议的设计方法与美国规范和欧洲规范计算结果较为接近。
2025年03期 v.55;No.626 181-187页 [查看摘要][在线阅读][下载 1462K] [下载次数：145 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 王静峰;高建发;刘用;李慎尧;张泉谷;
为提高直立锁边金属屋面支座抗风揭承载力，设计了一种扣压型不锈钢锁边支座，并通过三组拉拔试验获得了该支座不同连接部位的受力过程及破坏模式，研究了支座厚度对不同连接部位抗拉拔承载力的影响规律。研究结果表明：该扣压型不锈钢支座抗拉拔承载能力高于传统T形码支座，验证了该支座的有效性和可行性，且该扣压型支座底座自攻螺钉和弯钩扣合处连接承载力远高于弯弧段承载力，主要发生弯弧段拉直脱扣破坏。基于此建立了支座拉拔有限元模型，在验证模型可靠性的基础上，研究了支座弯弧段厚度、长度、直径和不锈钢材质等参数对支座弯弧段抗拉拔承载力的影响规律，即支座抗拉拔承载力随弯弧段厚度、长度以及不锈钢强度的增大而增大，随弯弧段直径的增大而减小。
2025年03期 v.55;No.626 188-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 1807K] [下载次数：277 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 彭仪普;于风晓;谢稳江;陈立;
站台柱雨棚是一种大跨度的空间结构，对风荷载的作用非常敏感，由于高铁站的功能比较特殊，沿海地区站台柱Y型雨棚与风荷载之间的相互作用研究也相对较少。为了研究沿海地区站台柱Y型雨棚表面的风压分布特征以及风载体型系数，通过计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法建立起雨棚的数值模拟模型进行分析。结果表明：运用CFD方法建立的数值模拟模型与已有文献中风洞实验结果吻合，可信度较高；在0°～90°方向角的作用下，雨棚上表面风压会随风向角的增大而增大，下表面风压变化范围不大，同时确定了最不利风向角为0°，在此风向角下雨棚会产生扭转破坏的趋势，影响雨棚的稳定性；在0°最不利风向角的条件下求得沿海地区Y型雨棚表面的风载体型系数，相邻雨棚对所研究的雨棚的风荷载几乎无影响。
2025年03期 v.55;No.626 196-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 1708K] [下载次数：223 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：3 ] |[阅读次数：0 ]