2024年, 第26卷, 第02期　
刊出日期：2024-02-25

  

• 全选
  |

• Select
  摩擦耗能型摇摆柱节点抗震性能研究

  李成玉, 姚宗杰, 张睿, 贾良玖, 陈焰周

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 1-12. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  基于可恢复功能的概念，提出了一种摩擦耗能型摇摆柱节点。阐述了该节点的构造形式并研究了其抗震性能。通过试验和数值模拟，分析了轴压比、弹簧刚度等参数对节点抗震性能的影响及节点在余震和修复情况下的韧性。研究结果表明，在±3%层间位移角内，节点呈现出低损伤特性，摇摆柱始终保持弹性。在轴向力作用下，滞回曲线呈明显的“旗帜形”，节点具有良好的自复位性能，最大残余转角仅为0.23%。通过重新拧紧螺栓，节点性能即可恢复至震损前水平，实现抗震韧性。弹簧刚度的增大可以显著提高节点的抗弯承载力；增大轴压比可以提高节点的“屈服”弯矩和极限弯矩。在轴向力作用下节点属于典型的半刚性连接，并确定了节点初始转动刚度的取值范围。针对该节点提出了一个简化的恢复力模型，理论结果与试验结果吻合度较好，为进一步对整体结构进行分析和设计奠定了基础。
• Select
  高温后结构钢材单调拉伸和循环荷载试验研究

  余玉洁, 张翔, 王霄翔

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 13-23. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  现有的火灾后钢材残余特性研究大多着眼于钢材在高热下或升温后的残余静力特性，而对过火后钢材在循环荷载作用下的滞回和抗震特性鲜有研究。对于建筑结构和桥梁中常用的Q235和Q355两种钢材，对其进行了500～1 000℃的模拟火灾加热处理，并进行自然冷却或浸水冷却。对于冷却后的钢材试样进行了单向拉伸试验和2种不同荷载变化规律下的循环加载试验，得到了模拟温度和不同降温方式对于两种钢材滞回特征的影响规律。由试验结果可得，在受到的最高温度不高于600℃时，Q235和Q355钢材在自然冷却和浸水冷却后的单向拉伸和往复荷载工况下，其强度等级和弹塑性强度发展特征均与相应的未进行加热处理的钢材相似。当过火温度高于600℃时，自然冷却后Q235和Q355钢材的初始屈服强度会随过火极限温度的升高而逐渐下降。但在循环荷载影响下，钢材存在循环硬化效应，且该效应将随着过火极限温度的升高而逐渐显著。高温经历所导致的强度削弱会逐渐恢复。Q235和Q355钢材在循环荷载作用下的滞回刚度会逐渐下降，且极限温度和冷却方式会影响滞回刚度的下降幅度。高温过火且浸水冷却条件下，Q235和Q355钢材循环硬化效应显著，弹性域增长显著，循环荷载作用下塑性耗能能力下降明显。
• Select
  节点约束对单面连接角钢受压承载力影响试验研究

  鄢秀庆, 黄兴, 李正良, 何松洋, 刘翔云, 刘红军

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 24-33. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.003

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了研究节点约束对单面连接角钢受压承载力的影响，设计了一种弹簧支座刀口铰，通过试验研究了120根等边角钢的偏心受压稳定承载力。分析了其最小轴、平行轴布置时的破坏模式、承载力及变形形态，研究了不同节点约束、构造形式对其承载力的影响，并与国内规范进行了比较。研究结果表明：最小轴布置时，构件的失效模式为弯曲失稳，旋转轴介于最小轴和平行轴之间；平行轴布置时，构件失效模式为绕与刀口铰平行的主轴的弯曲失稳；构件长细比小于120时，其承载力主要受偏心控制，偏心越大，承载力越低；构件长细比大于120时，其承载力主要受约束刚度控制，约束刚度越大，承载力越高；采用A、C类连接时，在不同长细比下二者各具优势，但采用B类连接时构件的承载力始终低于采用A、C类连接时的承载力；与规范的对比表明，规范GB 50017—2017和DL/T 5486—2020均未考虑节点构造形式对斜材受压承载力的影响，计算结果存在一定的局限性，研究结论对于工程设计具有一定的指导意义。
• Select
  方钢管超轻混凝土短柱轴压性能试验研究

  刘志轩, 曲慧, 陈琦, 张威

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 34-42. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.004

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对16个方钢管超轻混凝土短柱和8个空钢管短柱进行了轴压试验，以超轻混凝土强度和含钢率为变化参数，研究方钢管超轻混凝土短柱的破坏形态和受力性能。结果表明，随着超轻混凝土强度的降低，钢管对核心混凝土的约束效应越强；随着含钢率的增加，构件的承载力和变形能力提高，但当含钢率高于0.25时，超轻混凝土的存在对构件的承载力和变形能力已基本没有影响。基于叠加理论，提出了适用于方钢管超轻混凝土短柱承载力的计算公式。
• Select
  带悬臂的张弦梁拉索-支座节点力学性能研究

  张海涛, 金泉, 田武, 刘召, 文强, 冯瑞胜, 严仁章

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 43-53. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.005

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为得到带悬臂的张弦梁拉索-支座复杂节点在不同工况下的力学性能变化规律，以及在设计荷载组合下的破坏模式，结合某大跨度张弦梁实际工程，通过建立多尺度有限元模型以及现场试验的方法研究了该节点在张拉过程中的应力、应变分布特征；通过局部节点有限元分析得到了节点的极限承载能力及破坏模式；并针对其受力特征对节点构造及壁厚进行优化。结果表明在施工及使用阶段，该节点应力均处于弹性范围内，满足力学性能要求；节点的破坏荷载约为设计荷载组合的3.2倍，破坏模式为耳板上拉索孔区域受拉破坏；优化后节点的应力分布更加均匀且合理，承载能力提高。
• Select
  基于时程分析方法的黏滞阻尼减震结构附加阻尼比计算研究

  兰香, 张兴仙, 潘文, 余文正, 张龙飞, 吴克川

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 54-63. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.006

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  附设黏滞阻尼器后结构的附加阻尼比是进行减震结构设计的关键。基于目前计算附加阻尼比时应用得十分广泛的时程分析方法进行研究，首先从基本理论出发，分析基于特征向量法的快速非线性分析（FNA）方法、Ritz向量法的FNA方法、直接积分方法以及与3种计算方法对应的能量比法在附加阻尼比计算时所面临的主要问题及重要参数设置；然后通过一单自由度体系的振动台试验测试结果与各种计算方法的数值模拟结果进行对比分析，得到较为适合的附加阻尼比计算方法；最后将研究成果应用于实际工程结构，进一步验证所推荐方法和参数设置的正确合理性。研究旨在为今后广大一线减震设计工程师计算较为真实的附加阻尼比提供重要参考。
• Select
  铰接方钢管组合异形柱框架抗震性能研究

  周婷, 肖潇, 陈志华, 王子刚

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 64-75. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.007

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为解决村镇住宅体系存在的装配式程度及标准化程度较低、现场焊接工作繁多、室内建筑面积浪费等问题，提出了一种铰接方钢管组合异形柱框架体系。该体系中异形柱采用3根空钢管通过钢板与加劲肋组合而成的L形柱，梁柱节点为腹板螺栓连接的铰接节点。通过拟静力试验对该体系的抗震性能进行研究。研究结果表明：相比于铰接钢管混凝土组合异形柱，铰接空钢管组合异形柱框架体系先于梁端出现转角，最后破坏模式为柱脚破坏，具有更优良的抗震耗能和更缓慢的强度与刚度退化，并通过对比刚接节点和铰接节点的骨架曲线，发现节点刚接程度对结构整体的抗侧刚度影响较大。
• Select
  压型钢板局部削弱后抗弯性能试验研究

  徐强, 徐丽萍, 孟令辉, 王明, 李娜

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 76-82. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.008

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究组合楼板作为承载构件时在压型钢板局部削弱后的受弯性能，对压型钢板的竖直与水平方向进行不同程度的弱化，并在弱化后对钢板进行无侧向约束的受弯试验，研究压型钢板削弱后的受弯性能及其破坏形式。试验结果表明：在均布荷载作用下，各组压型钢板的破坏均以跨中受弯屈曲破坏为主；水平方向洞口削弱了钢板上翼缘承载力，当水平洞口半径为20 mm时，试件抗弯承载力降低约15%；竖向洞口会阻碍钢板上、下翼缘应力的传递，当竖向洞口半径为25 mm时，试件抗弯承载力降低约10%。通过对比可知，水平方向的弱化对承载力的影响相较于竖直方向要更加明显。
• Select
  模块化钢结构建筑平面布局方案智能生成式设计方法

  常明媛, 朱劭骏, 陈韬, 陈琛, 钱昆, 王一凡

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 83-89+103. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.009

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究模块化钢结构建筑平面布局方案的智能生成式设计方法，分别基于平面可行域的有限离散化、不同的变量定义方法、约束条件和目标函数，形成了多目标非线性约束整数规划问题和线性整数规划问题，并分别提出了基于遗传算法和平面密铺算法的求解方法。通过一例基于L形平面可行域的数值算例，阐释了所提出方法的可行性和有效性。数值算例结果表明，在相同目标函数下的模块化钢结构建筑布局方案最优解不唯一；基于遗传算法的智能生成式方法可在较小的计算代价下得到较优的可行解，并可为模块单元尺寸的选型提供依据；基于平面密铺算法的智能生成式方法适应于不同的模块单元集，并在给定模块类型的基础上给出模块单元总数最低的布局方案。通过对比2种智能生成式方法的寻优结果，建议采用基于遗传算法的智能生成式方法初步确定模块单元的尺寸，并进一步结合2种智能生成式算法求解不同的最优平面布局方案。
• Select
  巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系力学性能探究

  周志轩, 刘健

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 90-103. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.010

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  在巨型结构体系的基础上提出巨型钢框架-双钢板组合剪力墙住宅体系。基于实际超高层混凝土住宅工程背景建立高度为156 m的计算模型，对其进行弹性反应分析及弹塑性时程分析以评估结构力学性能。通过对比主次结构不同的连接假定，探究主次结构连接方式对于结构整体性能及关键结构构件的影响。基于ABAQUS软件分析了次结构与双钢板组合剪力墙之间采用不同连接方式对剪力墙各部件的影响。最后对该结构体系进行经济性分析。研究结果表明：该结构体系能满足建筑户型无柱大空间设计要求且具有优良的力学性能和经济性指标，在设计中主、次结构连接推荐采用铰接连接。研究结果可为巨型钢框架-双钢板组合剪力墙结构的设计提供参考。
• Select
  常德高铁站房结构设计

  刘康, 包联进, 陈建兴

  建筑钢结构进展. 2024, 26(02): 104-112. https://doi.org/10.13969/j.cnki.cn31-1893.2024.02.011

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  常德高铁站是常益长正线线路上的重要站点，站房分为下部混凝土结构和上部钢屋盖。屋盖采用Γ形刚架作为主要支撑结构，一方面斜柱有效地增加了结构的抗侧刚度，另一方面也与桃花盛开的建筑意象相契合，其结构形式经历了立体三角形桁架、箱桁结合实腹梁、箱形实腹梁3轮方案的推敲演变。针对天窗区域连系桁架拱形下弦的矢高取值，采用Grasshopper+SAP2000联动程序进行自动化参数找形，得到结构受力性能和建筑空间效果均优的平衡点。通过ABAQUS壳单元模型与SAP2000杆单元模型的对比分析，验证了利用SAP2000截面设计器对变截面的异形截面构件分析的准确性，同时对Γ形刚架进行了弹塑性极限承载力分析，结果满足要求。Γ形刚架形态舒张有力，结构受力合理，实现了建筑与结构的完美结合。