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结构参数对低层轻钢房屋抗震性能影响分析
周绪红1，2，姚欣梅1，管宇1，石宇2

2020 Vol.(1) 1-9[摘要](21)

为研究不同结构参数对低层轻钢房屋抗震性能的影响，以已有试验结果为基础，采用ABAQUS软件建立轻钢房屋的有限元模型，计算得到的房屋自振频率、加速度反应及位移反应等均与试验结果吻合较好，验证了有限元模型的正确性. 在此基础上，对验证后的房屋模型在9度多遇及9度罕遇地震作用下进行了变参数分析. 研究结果表明：采用增加覆面板数量、增设柱间斜撑的墙体构造形式可提高房屋的自振频率、加速度及位移响应；但改变覆面板材料对整体结构的动力特性及地震响应影响较小；墙体开洞率对房屋在地震作用下的结构响应影响明显，因此墙体开洞率不应大于29.09%；轻钢房屋长宽比减小，平面布置更规则，结构自振频率增大，加速度及位移响应降低. [PDF]()()

ECC/RC键槽节点装配整体式梁柱结构倒塌性能试验研究
何庆锋，张麟斌，易伟建

2020 Vol.(1) 10-18[摘要](12)

为了研究键槽连接节点装配整体式梁柱结构倒塌性能以及不同后浇混凝土对其性能的影响，完成了2榀单层两跨梁柱结构的移柱静力加载试验，其分别在节点键槽处后浇普通C30混凝土、高延性ECC混凝土. 试验获取了构件力-位移曲线、破坏形态以及变形性能等试验数据. 研究结果表明：键槽连接节点梁柱结构在满足常规抗震荷载要求下，变形过程中能较好地形成梁机制、压拱机制以及悬索机制，是一种较好的装配式结构可采取的抗倒塌节点形式. 依靠ECC高延性、高极限压应变等优越的材料性能，ECC键槽节点梁柱结构能表现出更高的承载能力以及更好的节点延性. 钢筋与混凝土之间的局部不均匀相对滑移有利于结构发展大变形，提高结构的抗倒塌性能. [PDF]()()

历经长期持荷后钢骨混凝土柱的抗震试验研究
陈周熠1，周宏1，贾晓峰1，陈昌萍1，张望喜2

2020 Vol.(1) 19-25[摘要](10)

针对钢骨混凝土柱结构在长期荷载作用下，由于混凝土徐变和收缩引发的与时间相关的力学问题，开展了钢骨混凝土柱及钢筋混凝土柱对比试件历经轴向长期持荷后，在水平低周反复荷载下的抗震性能试验. 试验监测了长期持荷期间由徐变和收缩引起的柱试件的轴向长期变形，考察了柱试件在抗震试验中的破坏形态、变形和强度等性能指标. 试验结果表明，柱试件在持荷1年后，即已完成大部分徐变变形. 抗震试验中，所有试件均发生弯剪破坏，无论其是否经历长期持荷，钢骨配置及试验轴压比对各柱试件的影响规律同以往相关研究所得到的结论基本一致：配置钢骨会提高柱试件的变形和耗能性能；随轴压比的增加，柱试件的变形和耗能性能降低，但抗剪承载力有所提高. 长期持载作用使钢筋混凝土柱对比试件的初始刚度减小，屈服位移增大，延性系数减小，但对于钢骨混凝土柱试件，由于配置了核心钢骨，长期持荷的影响被抑制和弱化. 因此，相较于钢骨配置及轴压比等重要设计参数，长期持荷对钢骨混凝土柱抗震性能的影响在设计中可以忽略. [PDF]()()

带组合型阻尼器的可更换连梁
蒋欢军，黄有露，李恺轩

2020 Vol.(1) 26-35[摘要](10)

提出了一种新型可更换连梁，在连梁中部设置O型钢板-黏弹性组合型阻尼器. 进行了黏弹性阻尼器、O型钢板阻尼器以及组合型阻尼器的低周反复加载试验，结果表明组合型阻尼器具有很强的耗能能力和变形能力. 提出了带组合型阻尼器的可更换连梁的结构设计方法，并对带该可更换连梁与带传统钢筋混凝土连梁的一个超高层结构在风荷载和地震作用下的反应进行了对比分析. 分析结果表明，在风荷载和小震作用下，黏弹性阻尼器开始耗能，O型钢板阻尼器处于弹性状态；在大震作用下，O型钢板阻尼器屈服，与黏弹性阻尼器共同耗能. 组合型阻尼器在风振和不同水准地震作用下均能发挥消能减震作用. 带新型可更换连梁的结构具有比传统结构更好的抗风和抗震性能. [PDF]()()

BFRP约束损伤混凝土轴压试验与应力-应变关系
马高1，2，3，陈晓煌1

2020 Vol.(1) 36-44[摘要](8)

为研究BFRP（玄武岩纤维增强复合材料）层数、初始损伤对FRP约束混凝土轴压力学性能的影响，对14个素混凝土圆柱体进行轴压预加载，考虑3种初始损伤等级，随后采用3种BFRP层数包裹加固并再次进行轴压试验. 试验发现BFRP约束损伤混凝土的极限强度、极限应变分别为未约束混凝土的1.18~1.81倍和5.94~10.55倍；但与BFRP约束完好混凝土比较，其极限强度和初始弹性模量分别下降了7%~15%和38%~55%，极限应变则无明显差别. 损伤混凝土经BFRP约束后其抗压强度和变形能力仍得到了改善，但损伤会降低BFRP约束混凝土的强度和初始弹性模量，且降低程度随损伤的增大而更明显. 直接套用现有的FRP约束完好混凝土力学模型对损伤结构进行加固设计，会偏于不安全. 基于试验结果和收集的文献数据，提出了可以考虑初始损伤影响的BFRP约束混凝土的强度模型、初始弹性模量模型和应力-应变关系模型，模型预测结果与试验结果吻合良好. [PDF]()()

钢纤维对混凝土与变形钢筋之间黏结性能试验研究
延潇1，2，史庆轩1，2，徐赵东3

2020 Vol.(1) 45-52[摘要](13)

在对不同掺量钢纤维普通和轻质混凝土试块的基本力学性能试验研究的基础上，通过中心拉拔试验，分析钢纤维对混凝土与变形钢筋之间黏结性能的影响机理. 研究表明：钢纤维的加入提高了混凝土和钢筋之间的黏结性能及混凝土抗裂缝发展的能力. 同时，相同钢纤维掺量下，普通混凝土自身的抗裂缝发展能力高于轻质混凝土，从而使其与钢筋的黏结强度也高于轻质混凝土. 钢纤维的加入使得混凝土对于钢筋的黏结强度显著增大，最大增长率可达到49.94%（普通混凝土钢纤维掺量为40 kg/m3时）和51.94%（轻质混凝土钢纤维掺量为60 kg/m3时）. 本文研究可为后续黏结性能的研究提供一定的理论参考，同时推进轻骨料钢纤维混凝土在实际工程中的应用. [PDF]()()

螺栓球柱节点单向受弯性能有限元分析
郭小农1，曾强1，黄泽韡1，彭礼2，陈宇1

2020 Vol.(1) 53-65[摘要](8)

为研究螺栓球柱节点的受弯性能，基于2个单向受弯节点试验，采用ABAQUS建立了螺栓球柱节点的有限元模型，得到了节点的破坏模式、螺栓内力及荷载-位移曲线. 通过对比发现，数值分析结果与试验结果吻合良好，验证了数值模型的可靠性. 随后对螺栓球柱节点的数值模型进行了合理简化，并分析了正、负弯矩作用下节点的受力特性. 建立了46个数值模型，对影响螺栓球柱节点受弯性能的因素进行了详细的参数分析. 结果表明，增大圆柱筒壁直径及壁厚可显著提高节点的受弯性能；节点的抗弯刚度及承载力随杆件宽度、弧形垫片厚度、螺栓尺寸及间距的增加而提高，且节点受正弯矩时提高更为明显；设置加劲肋可显著提高节点受弯性能. [PDF]()()

胶合竹-混凝土组合梁RPC-钢复合连接件试验研究
单波1，2，王艺萤1，肖岩3，张长青1，4

2020 Vol.(1) 66-75[摘要](10)

针对现有凹槽连接件与销连接件性能上的不足，提出了一种适用于装配式胶合竹-混凝土组合梁的活性粉末混凝土（RPC）-钢复合连接件，复合连接件由带轴向开孔的螺杆外包RPC组成. 对6组复合连接件开展了推出试验，研究参数包括外包RPC厚度和螺杆直径. 获取了荷载-滑移曲线、抗滑移刚度、抗剪承载力等力学指标. 试验结果表明，外包RPC对复合连接件的抗滑移刚度有显著贡献，对抗剪承载力也有一定的提高作用，但复合连接件的抗剪承载力主要取决于螺杆直径. 相比于凹槽连接件，复合连接件的单位面积受力效率更高；相比于销连接件，复合连接件的抗滑移刚度显著提高. 复合连接件结合了凹槽连接高刚度与销连接高延性的优点，且便于现场装配，在性能上具有突出优势. 基于试验结果，提出了复合连接件的设计原则与尺寸范围. [PDF]()()

网格式框架的等效抗侧刚度分析
吴琴1，张华刚1，李富江3，张鑫1，魏艳辉1，马克俭1，2

2020 Vol.(1) 76-82[摘要](8)

为了解网格式框架抵抗水平荷载作用的能力，基于D值法，假定轴力在结构横截面上呈线性分布，且考虑弯曲变形和剪切变形的影响，得到了在倒三角形分布荷载、均布荷载和顶点集中荷载等作用下结构的等效抗侧刚度公式，并用有限元法及试验做了对比. 结果表明：结构侧移以剪切变形为主，但弯曲侧移的影响随结构高度的增加而增加，因此应考虑弯曲侧移对总侧移的影响；中柱的轴向变形对结构抗侧刚度及侧移的影响较小；与有限元法及试验结果的折算抗侧刚度相比，本文的等效抗侧刚度公式具有理想的计算精度，可用于预估结构的抗侧能力. [PDF]()()

拉索失效对多重四边环索-张弦穹顶的影响
张超1，2，付馨迪1，许莉1，颜学渊1 ，贾宏宇3

2020 Vol.(1) 83-92[摘要](9)

多重四边环索-张弦穹顶结构作为一种新型的索支穹顶结构，拉索失效会对屋盖结构受力产生较大影响. 以全国首座三重四边环索-张弦穹顶屋盖（福州海峡奥林匹克中心体育馆屋盖）为研究背景，研究了拉索失效对于此类新型索支穹顶结构的竖向刚度、构件内力及极限承载能力的影响规律，并评估单根拉索失效后屋盖结构的安全性. 分析结果表明：拉索失效均会引起屋盖显著下挠，各种工况中外环索失效会引起最大的屋盖下挠，但是，不同拉索失效后屋盖竖向变形分布规律相差较大；外环索和张弦索的失效会引起相邻拉索索力不同程度地增大；外环索与张弦索的相互影响大于各环索之间的相互影响；不同位置的拉索失效均会引起屋盖极限承载能力下降，外环索失效引起结构极限承载力下降最显著；“仅单侧张弦索失效”会引起较“两侧张弦索均失效”更不利的屋盖挠度和极限承载力. 总之，外环索失效为最不利拉索失效工况，会引起屋盖最大挠度增大134%，张弦索索力增加11.7%，极限承载力减小35%. 但是，剩余整体屋盖结构仍具有一定的安全性. [PDF]()()

基于强迫振动的高层建筑扭转向气弹效应
施天翼，邹良浩，梁枢果

2020 Vol.(1) 93-99[摘要](9)

基于可设定振动频率和振幅的扭转强迫振动装置，采用同步测试风洞试验方法，测试了不同试验风速和扭转振幅情况下高层建筑模型表面各测点的风压时程与结构扭转位移时程. 推导了结构扭转气弹效应识别方法，并进行不同风速、不同振幅和不同刚度偏心情况下的矩形高层建筑扭转向气弹效应的评估. 结果表明：高层建筑扭转向气动刚度可以忽略不计；扭转向气动阻尼对高层建筑响应的影响应予以考虑，尤其是当风速达到临界值时，气动阻尼迅速下降，产生负气动阻尼. [PDF]()()

雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载频域特性
方智远1，汪之松1，2，李正良1，2

2020 Vol.(1) 100-107[摘要](8)

为研究雷暴冲击风作用下高层建筑风荷载的频域特性，采用冲击射流装置模拟雷暴冲击风，对5个不同深宽比（D/B）的矩形高层建筑模型进行测压试验. 根据试验数据，对模型层风荷载功率谱、相关系数以及相干性进行了详细分析. 结果表明：阻力系数谱基本与顺风向风速谱保持一致，随着径向距离的增加，阻力系数谱的频带变宽，主频及能量逐渐减小；升力及扭矩系数谱随模型深宽比的增大而有所差异，但变化不明显，考虑主要是受雷暴风近地面特殊的湍流风场影响；径向距离和模型深宽比对层阻力系数的相关性影响较大，对升力和扭矩系数的相关性影响相对较小；层阻力系数相干性随频率的增大呈线性减小；层升力系数相干性在低频段保持平稳，而后呈指数衰减，层扭矩系数相对较小，且随频率的增大而按指数率迅速衰减. [PDF]()()

基于Overlay Test评价应力吸收层抗反射裂缝性能
颜可珍，王绍全，田珊，陈景豪，孙皓

2020 Vol.(1) 108-115[摘要](11)

为了更好地评价应力吸收层的抗反射裂缝性能，提出采用Overlay Test（OT）试验测定SBS、WTR和WTR/APAO改性沥青应力吸收层在常规条件、浸水和长期老化后的抗反射裂缝性能. 研究发现，试验周期数、荷载损失率和总断裂能能够很好地表征应力吸收层的抗反射裂缝性能；第一周期最大荷载和临界断裂能是评价初期开裂的指标. 试验发现3种应力吸收层在常规条件下均有良好的抗反射裂缝性能，但是水损坏对WTR/APAO的抗裂性能影响较大，长期老化后WTR和WTR/APAO的抗反射裂缝性能大大降低. 3种应力吸收层的OT试验最大荷载-周期数曲线符合幂函数变化规律. [PDF]()()

正常使用极限状态下隐式功能函数结构可靠度计算
金波，周旺，唐丽莹，李梓溢，姜早龙

2020 Vol.(1) 116-122[摘要](13)

提出了一种适用于具有复杂隐式功能函数的钢桁架结构可靠度计算方法. 采用神经网络逼近正常使用极限状态下隐式功能函数，基于可靠度指标的几何意义，运用新改进的遗传算法搜索钢桁架可靠度指标最优解及验算点. 通过两个算例，分别使用JC法和蒙特卡洛重要抽样法验证了新改进的遗传算法的准确性和有效性. 结果表明，新改进的遗传算法与蒙特卡洛法计算的钢桁架可靠度指标相对误差仅为0.23%；且对于小概率失效结构，引入的自适应随机变量能有效改善传统方法中初始种群基因不良的问题. 该方法在计算复杂隐式功能函数结构可靠度指标时，具有计算速度快、计算简单、精度高等优点. [PDF]()()

考虑锯齿状节理的桩岩界面模型试验研究
赵明华，夏柏杨，赵衡

2020 Vol.(1) 123-129[摘要](6)

针对嵌岩灌注桩嵌入软弱岩层的工况，考虑成桩过程中桩岩界面的剪胀效应，采用常法向刚度边界条件（CNS）模拟软岩对桩身的侧向变形约束，开展了模拟桩岩界面侧阻力发挥的室内大尺寸直剪模型试验. 将桩-岩接触面的粗糙体简化为规则的三角形锯齿，根据不同的半波长分别制作了砂岩和混凝土试样，得到了剪切荷载、剪切位移、法向荷载和法向位移之间的关系曲线. 试验结果表明，软岩锯齿的法向剪胀角随着剪切位移的增加呈非线性减小，且界面抗剪强度的发挥与法向约束刚度、粗糙体半波长和剪切位移等密切相关；同时，在考虑软岩表面锯齿的弹性压缩对界面剪胀角影响的基础上，采用幂函数拟合了软岩抗剪强度的经验关系式. 最后，将试验结果与现有理论模型结果对比，表明了现有模型忽略桩岩界面剪胀角的非线性变化将高估嵌岩灌注桩侧阻力的发挥，这在实际工程中将偏于不安全. [PDF]()()

岩质反倾边坡复合倾倒破坏分析
孙朝燚1，2，陈从新1，郑允1，张伟1，马力1，张海娜1，2，张亚鹏1，2

2020 Vol.(1) 130-138[摘要](9)

针对岩质反倾边坡滑动倾倒复合破坏的研究不足，首先建立了边坡滑动-块状倾倒-弯曲倾倒复合破坏的地质模型，具体可分为滑动区、块状倾倒区和弯曲倾倒区；然后根据三个分区岩块的破坏机制，提出了各个分区的力学模型；并基于极限平衡理论和悬臂梁模型，提出了边坡滑动-块状倾倒-弯曲倾倒复合破坏的逐步分析方法；最后通过一个工程实例验证了所提地质模型和分析方法的正确性. 研究结果表明：岩质反倾边坡滑动-块状倾倒-弯曲倾倒复合破坏的稳定性由滑动-块状倾倒复合破坏区域控制；块状倾倒区域属于主动破坏区域，滑动区属于被动破坏区域，治理加固时应重点加固块状倾倒破坏区. [PDF]()()

单轴循环加卸载作用下红砂岩变形损伤及能量演化
李江腾，肖峰，马钰沛

2020 Vol.(1) 139-146[摘要](9)

利用RYL-600型微机控制剪切流变仪对红砂岩试件开展低频率单轴循环加卸载试验，研究该条件下红砂岩的疲劳变形、损伤特性及能量演化规律. 研究结果表明：1）该红砂岩应力上限疲劳破坏门槛值在75%~85%之间，且疲劳寿命随应力上限增加而急剧减少. 2）低频单轴循环加卸载条件下红砂岩轴向变形呈现3个阶段，开始阶段应变量较小但增速很大，稳定阶段应变逐步缓慢增长，破坏阶段应变量和应变增速都快速增大；3个阶段中滞回环密集度呈现出典型的疏—密—疏特征，单个滞回环形状表现出“胖—瘦—胖”的发展规律，且其面积随应力上限增加而增大. 3）损伤发展过程呈现起始阶段、稳定扩展阶段和加速破坏阶段的3阶段特征；应力上限越高，损伤发展越快；3个阶段中，循环次数占据疲劳寿命最小部分的加速破坏阶段产生绝大部分的损伤增量. 4）弹性能随循环次数增加先增大后保持稳定，但临近破坏时因材料弹性减弱而减小；耗散能在循环开始时较大，然后随循环次数增加先减小而后趋于稳定，临近破坏时又急剧增大至近4倍，岩石破坏伴随耗散能的急剧增大. 5）岩石内部应力调整反映在滞回环演化中，滞回环面积越大，单次塑性变形越大，损伤程度越高，能量耗散越严重. [PDF]()()

真三轴状态下盘形滚刀破岩特性
史越1，傅鹤林1，张加兵 1，胡才超1，刘运思2，邓皇适1

2020 Vol.(1) 147-156[摘要](13)

为揭示真三轴状态下盘形滚刀的破岩特性，基于Drucker-Prager强度理论和CSM刀岩接触模型，借助表征中间主应力相对大小的系数β，建立了滚刀破岩理论模型和仿真分析模型，并利用仿真模型研究高地应力条件下岩石的破碎特征和滚刀受力特性.研究结果表明：岩石损伤破碎后，垂直力极值显著下降，滚动力和侧向力的波动区间变化不大，侧向力始终较小但方向不断变化，造成了刀具的振动与偏磨；随着中主应力效应的增强，破碎单元数量呈指数型减少，最大垂直力、滚动力和侧向力均呈指数型增加，其中侧向力的增加幅度最小；随着贯入度的增大，破碎单元数量和各向破岩力均增大，且增加幅度也越来越大，其中侧向力的增幅最大；现场实测值、理论计算值和仿真值三者之间的相对误差较小，验证了理论模型和仿真模型的可靠性. [PDF]()()