2025年, 第27卷, 第03期　
刊出日期：2025-03-25

  

• 全选
  |

• Select
  矩形中空夹层钢管混凝土梁纯弯力学性能有限元分析

  殷隆涛, 黄宏, 汪镕鹏, 胡斌

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 1-11. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20230928001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  提出了一种新型的矩形中空夹层钢管混凝土梁构件。将内钢管向构件受拉侧偏心放置，可以有效减少受拉区混凝土截面面积，充分发挥钢材受拉混凝土受压的特性。利用有限元分析软件ABAQUS建立中空夹层钢管混凝土构件在纯弯作用下的有限元模型，将有限元结果与现有试验结果对比以验证有限元分析方法的准确性后，再对新型组合梁构件进行机理分析和参数分析，变化参数为内钢管偏心率、空心率、内外钢管屈服强度和混凝土强度。分析结果表明：在用钢量及截面高度和宽度一致时，内钢管偏心放置中空夹层钢管混凝土梁的极限抗弯承载力是H型钢极限抗弯承载力的1.6～2.1倍，是空钢管极限抗弯承载力的2.3～2.6倍，且其延性更好；截面高度越大的构件其内外钢管所承受的弯矩占整个构件所受弯矩的比例也越大；矩形中空夹层钢管混凝土纯弯构件的弯矩-跨中挠度曲线大致可以分为弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段；内管偏心放置的承载能力和延性比内管同心放置的纯弯构件的性能更好；内外钢管屈服强度和混凝土抗压强度是影响内钢管偏心放置中空夹层钢管混凝土梁力学性能的主要因素。最后，提出了内管偏心放置钢管混凝土梁抗弯承载力的简化计算方法。
• Select
  预应力中空夹层钢管混凝土构件拉-压滞回性能试验研究

  王宇航, 徐浩然, 周绪红, 金开元, 毛捷

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 12-21. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231008001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  随着国内风电行业发展规模日益壮大，风机功率逐渐增大，对下部支撑结构的承载能力、稳定性能也提出了更高的要求，钢-混凝土混合结构塔筒（上部纯钢塔，下部混凝土塔）应运而生。然而，由于需要现场拼装、灌浆，因此其建造效率低且后期维护成本高。基于此，提出了一种新型预应力钢管混凝土格构式风电塔架代替原有的钢-混凝土混合结构塔筒，四角柱采用预应力中空夹层钢管混凝土，提升刚度的同时减少了钢材和混凝土的用量，便于运输和吊装。中空部分作为预应力孔道进行通长整体张拉，增加结构稳定性及轴向滞回性能。目前已有学者进行了钢管混凝土构件轴向拉-压性能的研究，但鲜少有针对预应力中空夹层钢管混凝土构件轴向复杂受力情况的研究报道。为了弥补现有研究的空白，针对预应力中空夹层钢管混凝土构件在轴拉、轴压及拉-压滞回荷载作用下的力学性能开展试验研究，为我国制定风电塔架的设计标准提供一定的理论基础和试验依据。
• Select
  自复位钢桁框的强度折减系数概率模型

  刘艳芝, 蓝雅云, 颜阳, 柯珂

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 22-31. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20230927002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为提高钢桁框体系的抗震可恢复性，提出了自复位钢桁框体系的概念，并研究了其在脉冲地震下的强度折减系数。以等效单自由度体系表征具有三折线滞回特征的钢桁框体系，选取182条脉冲型地震动对等效单自由度体系进行非线性动力分析，得到一个包含约6 022万个强度折减系数的数据库，揭示了不同滞回参数和脉冲型地震动对强度折减系数的影响规律。此外，借助BP神经网络拟合强度折减系数在地震下的对数正态分布模型参数，并建立了基于概率的钢桁框体系强度折减系数模型。结果表明所提出的模型具有较高的准确性。
• Select
  混合梁斜拉桥开口格室结合部承载性能试验研究

  王太奇, 王淑敏, 马广, 杨欣然, 刘玉擎

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 32-37+45. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231009001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为明确开口格室混合梁钢混结合部的承载性能，基于在建广湛高铁东平水道混合梁斜拉桥结合部构造，设计两个开口格室结合部局部缩尺试件，开展了轴压承载力试验。分析了开口格室结合部的破坏模态、钢底板与混凝土之间的相对滑移、应变分布，对比了钢底板分别采用焊钉和槽口型开孔板连接件对承载性能的影响。结果表明：两试件的承载力约为实桥设计荷载的6.8倍。钢底板上采用焊钉的试件的承载力比采用槽口型开孔板的高约6%，两试件的破坏模态均为混凝土受压破坏，剪力连接件均未被剪断，连接件类型对结合部的承载力和破坏模态影响不显著；两试件承压板附近混凝土在加载过程中未因局部承压而压碎，试件破坏时钢底板仍处于弹性受力状态。槽口型开口板连接件可增强钢底板与混凝土之间的结合性能。
• Select
  典型局部火灾场景下钢梁的CFD-FEM耦合研究

  周靖罡, 王伟, 周晅毅, 丛北华

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 38-45. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20240111001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  对于局部火灾，需要考虑建筑物构件在不均匀受热情况下的热学与力学响应。以方钢管梁为研究对象，模拟其不同高度处承受底部火羽流冲击作用的热力学现象。不同于应用绝热表面温度概念来实现流固传热的单向迭代耦合，提出一种新的计算流体力学-有限元数值（computational fluid dynamics-finite element method,CFD-FEM）模拟手段，通过采用CFD方法统一分析火灾模块与热模块来实现流固传热界面的双向直接耦合。首先通过典型局部火灾试验验证了该数值方法的准确性。继而在火灾模块中探究了空间速度场与温度场的分布规律，在热模块中探究了不同高度处钢梁壁面热流的变化规律，以及辐射与对流热流随时间的变化规律。最后以固体温度为边界条件完成了结构模块分析，实现了固体域热力耦合，探讨了在此局部火灾场景下不同高度处钢梁的力学响应，探讨了其在受热后出现的屈服强度退化现象。
• Select
  某机场航站楼钢屋盖抗火设计

  胡众, 周健, 丁霖

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 46-54+75. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20240816001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为使大跨钢屋盖结构抗火设计同时满足安全可靠、功能适用和经济合理的要求，对合肥新桥机场T2航站楼钢屋盖进行了基于仿真模拟的抗火设计。首先对典型的钢管混凝土柱、钢柱进行了基于构件的抗火性能仿真模拟，分析和比较了无防火保护和在不同等效热阻防火涂料保护下的温度场分布和构件耐火极限；对屋盖桁架和钢梁进行了基于整体结构的抗火性能仿真模拟，得到了考虑热膨胀效应下的屋盖构件耐火极限。最后基于分析结果，提出了抗火设计方案如下：支承钢屋盖的钢管混凝土柱和钢柱采用膨胀型防火涂料保护以实现3 h耐火极限；离楼面9 m以上钢屋盖构件不采用防火保护措施。
• Select
  腹板开六边形与圆形孔的钢梁冲击动力响应对比研究

  陈华艳, 刘用滨, 罗才松, 傅佳铭, 王枫轩, 付朝江, 祁皑, 王碧珍

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 55-65. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20230927001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为了对比不同开孔形式对腹板开孔钢梁抗冲击性能的影响，比较了腹板开六边形与圆形孔的钢梁在孔间距和孔高不同时的等效抗弯刚度，开展了落锤冲击试验和有限元分析。在试验过程中采集了落锤冲击力、位移以及孔周围应变的数据，主要对开孔形式、冲击能量、孔间距、孔高和冲击作用位置进行参数分析。结果表明：相较于圆形腹板开孔钢梁，六边形腹板开孔钢梁在落锤冲击作用下产生变形更大；圆形腹板开孔钢梁的冲击力平台值更大，抵抗冲击作用的能力和能量耗散能力更强；圆形腹板开孔钢梁产生的最大位移为六边形腹板开孔钢梁最大位移的86.49%。有限元数值模型可以较为准确地模拟腹板开孔钢梁在冲击作用下的动力响应。两种腹板开孔钢梁的冲击最不利位置均在距离梁端大约1/4计算长度处。冲击作用在梁端附近产生的位移最小，且受开孔形式的影响较小。
• Select
  特高压钢管塔微风振动稳态幅值估计方法研究

  冯立言, 王彤, 霍仕康, 江文强

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 66-75. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231017001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  钢管塔在我国特高压输电线路中得到广泛应用。在微风作用下圆形截面构件会形成稳定的卡门旋涡，导致构件发生微风振动，极易造成螺栓松动、连接疲劳等问题，危及特高压钢管塔结构安全。针对特高压钢管塔，建立了斜材的力学模型，得到了斜材微风振动的弯曲振动微分方程，提出了其固有频率的计算方法，研究了轴力和连接刚度对斜材横向弯曲振动频率的影响。运用能量平衡法，考虑风输入能量和螺栓滑移耗能，提出了斜材稳态振幅计算方法。针对SJ3021型特高压钢管塔斜材，研究了风速和连接刚度对斜材振动稳态幅值的影响，提出了减少斜材微风振动影响的建议，为保障特高压输电线路安全提供理论基础。研究成果有利于特高压钢管塔斜材微风振动防控工作，对提高输电杆塔的安全性与可靠性具有重要意义。
• Select
  Rayleigh波入射下波纹钢管廊动力响应研究

  翁吉辉, 李永红

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 76-83+92. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231017002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为研究浅埋波纹钢管廊在Rayleigh波作用下的动力响应特点，在ANSYS软件中建立土-结相互作用有限元模型进行动力分析。推导近似Rayleigh波场后采用基于黏弹性边界的Rayleigh波输入法，模拟Rayleigh波在土体中的传播过程，并通过一个算例来验证该方法的可靠性。进行一系列非线性时程分析，重点研究综合管廊在不同的输入激励波作用下的加速度、变形和应力等动力响应规律。研究结果表明：管廊结构的动力响应与输入激励波的强度呈明显的正相关；以管廊结构的竖向对称轴为分界线，靠近Rayleigh波入射点一侧的结构加速度以竖向加速度为主，另一侧以水平加速度为主，但是也可能出现竖向加速度较大的情况；在大震作用下，管廊的变形和峰值应力依旧比较小，表现出较好的抗震性能。研究结果可为波纹钢管廊的抗震设计和工程应用提供依据。
• Select
  轨道梁初始几何缺陷对活动屋盖运行的影响

  徐光明, 汪凯超, 王必刚, 冯龙, 查晓雄

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 84-92. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231016002

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  为探究轨道梁的初始几何缺陷是否会影响轨道梁结构的安全性和是否会加剧台车的卡轨风险，基于有限元瞬态分析提出一种活动屋盖闭合全过程模拟的简化方法，并利用该方法探究了活动屋盖闭合过程中轨道梁位移和应力的变化特征，研究了轨道梁的缺陷类型（z向和y向初始几何缺陷）和缺陷尺寸对活动屋盖运行的影响。结果表明，在活动屋盖闭合过程中，台车与轨道梁间的y向位移存在一定的差值，该位移差可达3.8 mm以上，且越靠近固定屋盖跨中该位移差越大；不同缺陷类型和缺陷尺寸下，轨道梁应力比的峰值基本相同，且应力比小于0.54;z向初始几何缺陷基本不影响轨道梁的位移；y向初始几何缺陷会使轨道梁产生一个与缺陷同向的附加位移，且缺陷越大附加位移值越大，当轨道梁的y向初始几何缺陷尺寸为轨道梁的跨度的1/250时，台车的最大横移率是无缺陷模型最大横移率的4.3倍。
• Select
  某超高层框-筒结构的竖向变形差分析与控制

  孙佳兴, 贾尚瑞, 叶冬晨, 邢遵胜

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 93-102. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20231016001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  超高层框架-核心筒结构的施工周期长，施工过程中结构的刚度、荷载、材性等不断变化，外框架与核心筒之间将出现竖向变形差，从而改变结构和构件的受力状态，可能对结构产生不利影响。以某一正在施工的超高层框架-核心筒结构工程为研究对象，进行了施工过程模拟，首先介绍了结构竖向变形的基本规律，验证了施工模拟结果的一致性。然后根据模拟结果给出了找平值的确定方法，分析了不同阶段下结构外框架与核心筒间的竖向变形差及发展规律，最后基于分析结果提出了竖向变形差值补偿、核心筒超前施工、框架梁延迟刚接等控制措施及建议，减小了框筒间的竖向变形差，可为类似工程施工提供指导依据。
• Select
  大跨度钢箱提篮拱施工线形新型监控技术研究

  冯贺杰

  建筑钢结构进展. 2025, 27(03): 103-110. https://doi.org/10.13969/j.jzgjgjz.20240401001

  摘要 ( ) PDF全文 ( )   可视化   收藏

  宗村大桥主桥为下承式钢箱提篮拱桥，横跨已拓宽为III级内河航道的芜申运河。对宗村大桥主桥采用的少支架大节段吊装施工技术进行分析，并针对该大跨度钢箱提篮拱桥的线形控制理论和方法进行研究。在施工关键阶段，利用有限元软件Midas Civil进行有限元建模分析，计算得到桥体的线形和预拱度设置。在施工现场进行监测，并对比监测值与设计值，以对施工线形进行控制并保证设计线形满足设计要求。所提出的现场施工线形新型监控技术将监控前置并纳入临时支架监控，创新选取“长寿命点位”并提出一种快速安装定位创新装置，可保证大跨桥梁成桥线形平顺，满足设计要求的同时可兼顾造型美观需求。