为研究GFRP-橡胶混凝土-钢双管组合柱（GFRP-rubber concrete-steel double-skin tubular columns,RCDSTCs）的轴压性能，对7个长柱试件进行了轴压试验。观察RC-DSTCs在轴压状态下的破坏模式，基于荷载-位移曲线、荷载-应变曲线和环向-轴向应变曲线分析了长细比、空心率对RC-DSTCs轴压性能的影响，提出了RC-DSTCs的轴压理论承载力计算式。结果表明：随着长细比的提高，RC-DSTCs的轴压破坏模式由材料破坏向弯曲失稳破坏转化，但所有RC-DSTCs的钢管均达到了屈服应变0.2%；同时，随着长细比的提高，RC-DSTCs的峰值荷载、GFRP管约束作用及延性显著降低；而随着空心率从0.3增加至0.4,RC-DSTCs的延性有明显提高；RC-DSTCs的轴压承载力计算结果与试验结果比较吻合，可为后续工程应用提供参考。

加快钢结构制造智能化升级，发展新型建造方式，不仅是推动建筑业高质量发展的重点任务，也是我国向制造强国目标迈进的主攻方向。建筑钢结构制造属于典型的离散制造生产方式，具有标准化程度低、生产批量小和种类多样的特点，目前多采用人工辅助的机械化生产，制造生产方式仍然比较落后，因此解决建筑钢结构制造的关键技术问题对实现建筑工业化和智能化具有重要意义。针对建筑钢结构智能制造存在的装备智能化程度低、制造工艺较传统及生产管控数字化不足等问题，研究了建筑钢结构智能制造生产线规划设计、智能装备和先进制造工艺技术以及生产过程数字化管控等诸多内容，并通过数字孪生模型和微型生产线联调联动测试实验对智能生产线的可行性进行了技术验证，为钢结构智能生产线设计和既有生产线升级改造提供了很好的应用示例。

提出了一种轻钢-钢纤维再生混凝土组合柱，为研究其轴心受压性能，设计了5组不同构造的短柱试件进行轴压试验，包括1组型钢试件和4组组合柱试件。以截面构造、钢纤维体积率和再生混凝土强度为变化参数，研究不同参数对组合柱破坏特征、荷载-位移曲线、承载力、刚度、延性的影响。结果表明：提出的轻钢-钢纤维再生混凝土组合短柱可以提高轻钢柱的稳定性能，并且能显著提高轻钢柱的承载能力；轻钢-钢纤维再生混凝土组合短柱的承载能力随着钢纤维体积率的增加而提高，钢纤维对再生混凝土裂缝的发展起到约束作用，且能降低试件的损伤程度和刚度的退化程度；轻钢-钢纤维再生混凝土组合短柱的承载能力随着再生混凝土强度的提高而提高，但延性会相应降低。在参考规范后，建立了适用于轻钢-钢纤维再生混凝土组合短柱的受压承载力计算公式。

双钢板-混凝土组合剪力墙作为建筑物中的抗侧力构件，具有承载力高、耗能能力强和延性好等优点。在高层和超高层建筑结构中，双钢板-混凝土组合剪力墙需要承担一定的竖向荷载，钢板在正常使用阶段要求不发生弹性屈曲。钢板初始几何缺陷是影响双钢板-混凝土组合剪力墙轴压荷载下钢板屈曲应力的重要指标，而在以往的研究中，钢板屈曲应力的计算方法并未予以考虑。基于前期的双钢板-混凝土组合剪力墙轴压试验研究，采用分析软件ABAQUS建立了双钢板-混凝土组合剪力墙轴压试件有限元模型，模型中引入了钢板的初始几何缺陷，从钢板屈曲应变、荷载-位移曲线和破坏模态等方面与试验结果进行对比，验证了模型分析结果的合理性。在此基础上进行参数分析，系统研究了钢板初始几何缺陷、钢板距厚比和钢材屈服强度等参数对钢板屈曲性能的影响规律，基于试验和数值模拟分析结果，提出了考虑钢板初始几何缺陷影响的双钢板-混凝土组合剪力墙钢板屈曲应力计算方法。

为研究标准化Z字形钢结构梁柱连接节点的转动刚度，对翼缘焊接和搭接两种形式的Z字形钢结构梁柱连接节点进行了单调和往复循环加载试验及有限元分析。研究了不同连接节点设计强度对Z字形钢结构梁柱连接节点转动刚度和循环刚度退化等力学性能的影响。结果表明，翼缘焊接和搭接两种形式的Z字形钢结构梁柱连接节点均具有良好的延性和滞回性能。翼缘焊接Z形节点转动刚度表现为刚性连接，翼缘搭接Z字形钢结构节点转动刚度表现为铰接。对于翼缘焊接Z字形钢结构梁柱连接节点，其转动刚度和循环刚度退化程度受焊缝连接强度影响显著。较小的强度设计倍数（0.2～0.4）时节点破坏模式为焊缝率先发生破坏，其节点转动性能表现为半刚性。较大节点强度设计倍数（0.7～1.1）时节点破坏模式转变为构件率先发生破坏，节点表现为刚性连接且其循环刚度退化程度（转角小于0.02 rad条件下）明显小于强度设计倍数较小的Z字形钢结构节点循环刚度退化程度。总体上看，可通过改变节点强度设计倍数来调节其转动刚度。

为促进建筑节能减排和全过程减碳，建筑拆除及回用关键技术成为了当前研究的重点。螺栓球节点作为建筑结构中的一种关键节点，其循环利用过程对受拉承载能力的影响却鲜少被研究。因此，对螺栓球节点开展了考虑循环利用损伤的轴拉力学性能试验研究。研究结果表明：当持荷水平不大于高强螺栓承载力设计值的90%、拆装次数不大于10次且锤击损伤程度不大于80%时，反复拆装损伤对节点抗拉承载力的影响可忽略不计，锤击损伤对反复拆装节点的受拉极限承载力的影响可采用0.95的安全系数来考虑；无论是否发生锤击或打磨损伤，节点抗拉承载力随拧入缺陷损伤的增加几乎呈线性下降；在拧入缺陷损伤的基础上，锤击或打磨损伤对节点承载力的影响在20%范围内；其余条件相同时，双侧锤击或打磨损伤比单侧损伤对节点抗拉承载力的影响小，打磨损伤比锤击损伤对节点抗拉承载力的影响小。工程中对该类节点进行拆除及回收利用时，须严格控制拧入缺陷造成的螺纹损伤并注意单侧锤击损伤。

为研究矩形管翼缘开孔波纹腹板钢梁的抗剪性能，设计完成了4个试件的受剪试验。通过分析试件的破坏模式、荷载-位移曲线和关键区域的应变发展规律，研究了试件的抗剪性能、极限承载力及波纹腹板在开孔后分担的剪力比例。利用ABAQUS软件进行了数值模拟，并将模拟结果与试验结果进行对比，验证了有限元模型的准确性。研究了腹板几何初始缺陷和开孔偏移对抗剪承载力的影响。结果表明：矩形管翼缘开孔波纹腹板梁具有较好的延性性能，其抗剪承载力会随着开孔孔径的增大而降低，腹板波纹越密集，抗剪承载力越高；开孔横向偏移对抗剪承载力的影响不明显；提出了针对该梁的波纹腹板剪力分配比例近似计算公式；腹板的几何初始缺陷对抗剪承载力的影响可忽略不计。

为高强钢在低温环境下的应用提供试验数据和建议，本文重点围绕焊接热输入和接头母材的不同交货状态这两个关键影响因素，选取控轧控冷（TMCP）和调质（QT）两种交货状态的20 mm厚Q550D和Q690D高强钢，分别进行1.0 kJ·mm^-1、1.5 kJ·mm^-1和1.9 kJ·mm^-1三种常见的气保焊焊接热输入的接头制备、韧性试验检测和对比分析，进行了不同交货状态下对接接头的母材、焊缝区和热影响区（HAZ）的夏比冲击功及其变化规律，以及韧脆转变温度的研究。结果表明：焊接热输入对接头各位置冲击韧性的影响不明显，而交货状态不同则接头呈现出不同的冲击韧性，其中QT态钢板焊接接头热影响区的冲击韧性要优于母材和焊材，而TMCP态钢板焊接接头热影响区的冲击韧性则低于母材和焊材；对控制工况下的韧脆转变温度的研究表明，本文所用的高强钢低温敏感性较好。

型钢混凝土（steel reinforced concrete,SRC）柱因承载力高、刚度大和耐久性能好等优点而被广泛应用于高层结构中。然而，现阶段SRC结构设计普遍基于承载力设计法，基于性能的抗震设计法在SRC结构方面的应用仍待完善。作为基于性能（位移）的抗震设计方法中最重要的一环，现阶段SRC构件的侧力-位移关系评估缺乏规范指导。基于美国现行规范ASCE/SEI 41-17中针对钢筋混凝土构件的相关规定，结合SRC构件的受力与变形特征，提出了发生弯曲破坏的SRC柱在地震作用下的侧力-位移曲线建模方法。该曲线采用约束混凝土强度计算SRC构件的峰值承载力；使用刚度折减法考虑型钢与混凝土之间的黏结滑移；基于SRC构件的变形特征考虑了纵向受力钢材端部滑移对柱顶侧移的贡献。最后，通过与28根SRC柱试验结果的比较证明了曲线的适用性。计算结果表明：所提出的曲线能合理预测发生弯曲破坏的SRC柱的开裂荷载、开裂位移、峰值荷载、峰值位移和强度退化，可为SRC结构的性能化抗震设计提供参考。

为研究间断焊接包管加固杆件的轴心受压性能，设计了13组试件进行单调加载静力试验。对试件极限承载力、破坏模式、荷载-位移曲线和截面应变发展规律进行分析，对比了负载加固与非负载加固对试件极限承载力的影响。结果表明：包管构件的破坏模式可分为整体失稳破坏和内管外伸段强度破坏；包管构件内外管协同工作、共同受力，内管和外管都在屈服后发生整体失稳破坏；负载加固与非负载加固试件的极限承载力基本一致，相差2.2%，非负载加固试件与未加固试件相比，极限承载力最大提高了479.9%。根据试验结果对包管构件的ABAQUS有限元模型进行修正，并用该模型分析了各主要影响因素对包管构件极限承载力的影响规律。提出了包管构件极限承载力经验计算公式，且公式计算结果与试验结果吻合较好。

针对新型钢塔-组合塔混合结构结合部构造，开展了局部缩尺模型轴压试验，并建立了非线性有限元模型与试验结果进行比较。研究了钢塔-组合塔结合部的极限承载力以及破坏形式，探究了钢板应变分布规律和焊钉受力分布规律，并对传力路径和荷载分担比例进行了变参数分析。研究结果表明：新型钢塔-组合塔混合结构结合部的承载力符合设计要求；结合部的破坏形式表现为承压板下方钢壁板达到屈服并发生鼓曲变形；承压板为结合部的核心传力构件，增大板厚可以提高结合部承载力以及承压板所传递的荷载，其厚度宜与外壁钢板厚度相近；焊钉和开孔板连接件是保证结合部钢和混凝土共同受力的关键构造，在钢壁板屈服前以受竖向剪力为主，在钢壁板屈服后以受拉拔力为主。

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。

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。

单轴对称截面轴压构件弯扭失稳的换算长细比是计算其极限荷载的重要参数。基于单轴对称截面轴压构件弯扭失稳的平衡微分方程，采用Galerkin法推导了4种边界约束条件弯扭失稳临界荷载的一元二次方程，并进一步得到了基于荷载比、双长细比的弯扭失稳换算长细比理论式。基于理论式，分别对比了我国现行标准GB 50017—2017中双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳的换算长细比，揭示了其中存在的问题；提出了新的双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳换算长细比的计算式，并与理论式的计算结果进行对比。结果表明，对于不同边界约束条件的轴压构件，其弯扭失稳临界荷载或换算长细比的形式不尽相同；相较于GB 50017—2017中的公式，所建议的双角钢组合T形截面轴压构件扭转失稳、弯扭失稳的换算长细比具有更高的精度，且适用于4种边界约束条件和115个等边双角钢组合T形截面、71个长肢相并的不等边双角钢组合T形截面和71个短肢相并的不等边双角钢组合T形截面。

为实现模块化钢框架结构的高效装配，对所提出的新型模块化钢框架模块间全螺栓装配式内套筒连接节点进行了有限元与理论分析。采用经验证的ABAQUS有限元模型，分别对静力和拟静力作用下具有不同构造参数的新型模块间连接节点进行有限元参数分析，研究了内套筒长度和厚度、连接板厚度以及模块柱间距等参数对新型节点承载能力的影响。结果表明：新型模块间内套筒连接节点的承载力及抗震性能表现良好；在梁影响域内，增加内套筒长度可显著改善新型节点的受力性能。基于分析结果，给出了新型节点的优化与设计建议，并建立了适用于该新型节点的简化恢复力模型，可为模块化钢框架结构的进一步推广与应用，以及实现建筑工业化、产业化发展提供参考。

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。

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。

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。

为研究冷弯薄壁不锈钢拼合箱形截面短柱的受力性能，对14根拼合箱形截面短柱、6根单肢U形或C形截面短柱及5根腹板开孔拼合截面短柱进行了轴压试验研究，试件材料为S30408奥氏体不锈钢。通过试验得到了不锈钢材料的力学性能指标和轴压试件的极限承载力、荷载-位移曲线，分析了试件的屈曲模式和破坏特征。试验结果表明：试件拼合方式对其极限承载力有显著影响，其中CC截面试件承载力最大，UU截面试件承载力最小；UU截面拼合箱形截面柱的极限承载力大于单肢组成构件的承载力之和；当腹板开孔率小于0.5时，试件极限承载力几乎无削弱。将美国规范ASCE/SEI 8-22现有计算方法与试验结果进行了对比，试验值低于计算方法的计算值，ASCE/SEI 8-22规范方法不能直接用于计算冷弯薄壁不锈钢拼合箱形截面轴压短柱承载力。

基于模块墙轻钢混凝土框架结构体系，提出了一种适用于该体系的轻钢混凝土组合柱-H型钢梁节点。为研究此节点的力学性能，对3组梁柱节点试件进行了单调加载试验。试验结果表明，在梁端单调荷载作用下，节点呈现出明显的半刚性特征。节点的破坏表现为型钢拼合柱内钢材的屈服变形和混凝土的开裂，并且随着顶角钢弯曲变形加大和加劲肋焊缝裂缝发展，最终节点失效。应用ABAQUS有限元软件进行了精细化模拟。结果显示有限元模型的变形过程和破坏特征与试验结果相吻合。考虑H型钢梁截面高度、C型钢厚度和角钢厚度三个关键参数，进行了参数分析。结果显示，通过增大梁截面高度和角钢连接件厚度能显著提高节点的抗弯承载力和初始转动刚度。相反，增加C型钢厚度对节点的抗弯承载力影响有限，对初始转动刚度的影响也较小。

在既有混凝土框架结构中引入Y形偏心钢支撑，可得到新型既有混凝土框架-Y形偏心支撑结构，其具有抗侧刚度大、抗震性能好、震后功能可恢复等特点。其中，既有混凝土梁-耗能段组合节点（ECB-SL组合节点）是实现新型结构预期性能的关键之一。基于此，设计4种基于端板连接、U形-侧面连接、U形-角钢螺栓连接、U形-三面连接的ECB-SL组合节点试件，并进行往复加载试验研究，得到各节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、割线刚度、耗能能力和荷载-应变曲线。结果表明，基于端板连接、U形-侧面连接、U形-角钢螺栓连接的试件承载能力不足，且节点破坏均为非预期的锚栓被拔起或混凝土被拉裂。基于U形-三面连接的试件经历了耗能段屈服、耗能段屈曲、既有梁开裂、裂缝发展和耗能段破坏阶段，其破坏模式、超强系数和塑性转角均与纯短剪切型耗能段的对应值相同，设计时建议使用。

在型钢混凝土组合结构中使用超高性能混凝土（ultra-high performance concrete，简称UHPC）可以提高结构的承载能力、减小截面尺寸，同时能改善结构中因密集配置箍筋和剪力件而导致的施工复杂等问题。目前对于型钢UHPC组合梁在进行有限元仿真分析时，主要集中在受弯性能的参数化定性分析方面，而忽略了型钢与UHPC间黏结滑移方面的研究，缺少对其界面黏结性能和组合效应的评估，对UHPC受拉区的受力性能也缺乏深度讨论。本文对型钢UHPC组合梁开展基于ABAQUS的受弯性能有限元仿真分析，对UHPC的强度、型钢强度、纵向配筋率和配钢率进行参数分析。研究了荷载-跨中挠度曲线、截面应变分布，界面黏结应力分布以及UHPC受拉区性能。结果表明：（1） 组合梁在加载过程中可分为完全弹性阶段、损伤工作阶段、塑性强化阶段和延性发展阶段四个阶段；（2） 受拉区的UHPC在处于峰值荷载状态时仍可以在一定程度上参与截面抗弯，基于参数分析提出了UHPC受拉区等效应力折减系数的取值建议；（3） 型钢上的翼缘黏结应力主要集中在加载处，下翼缘黏结应力分布则受裂缝开展的控制，应在设计中通过设置剪力连接件或在型钢表面进行处理等方式改善型钢与UHPC界面的黏结性能；（4） 组合梁在设计过程中应限制型钢的强度和配置率，以保证组合梁具有良好的延性和受拉区UHPC具有良好的抗拉性能。

南郭寺南山佛法身舍利塔是一幢新建于高设防烈度地区山坡平地上的仿古塔建筑，设计使用年限为100年，其建筑造型和结构体系比常规建筑稍复杂。首先通过动力特性分析得到塔的自振周期和振动模态，而后基于振型分解反应谱法和时程分析法，采用有限元软件midas Gen对结构在小震、中震和大震作用下的地震响应进行了数值分析。因为在结构总说明中，只用到了设计使用年限为50年的地震作用，而未将其调整为100年，所以分析中均取2组地震动参数，即设计使用年限50年和100年。小震和中震的地震响应计算均采用弹性法，分析结果满足结构抗震性能要求。大震响应计算时，振型分解反应谱法中将特征周期提高了0.05 s，弹塑性时程分析采用塑性铰滞回模型，最大层间位移角均小于限值1/100。弹塑性时程分析还表明，内核心筒剪力墙的塑性铰发展和屈服程度均比外框架严重，但结构总体处于存在明显塑性变形至不严重破坏的状态，满足“大震不倒”的抗震性能要求。总的来说，南郭寺南山佛法身舍利塔抗震性能安全可靠，其结构体系对于类似仿古塔建筑的结构选型和设计富有借鉴意义。

目前销轴连接节点已被广泛运用于实际工程中，但大吨位销轴连接节点足尺试验还较为少见，销轴与耳板间相互作用对节点承载力的影响研究仍有所不足。为研究是否设置内耳板加劲板、销轴制造误差、销轴盖板是否松动等因素对销轴连接节点力学性能的影响，完成了2组2 000吨级的足尺试验和10组有限元模型分析。研究结果表明，加劲板对限制内耳板变形的作用较强，但对限制外耳板相对变形的作用较弱；设置加劲板可以有效降低销轴中部的应力水平，但也将导致销轴端部的应力集中现象加剧；销轴孔和销轴间的间隙增大将导致销轴受压的孔壁出现应力集中现象；销轴盖板的刚度不足将导致销轴的应力水平升高。销轴连接节点在加工制作时需保证销轴孔径的加工精度，在安装时应保证销轴盖板具有足够的刚度且与销轴可靠连接。研究结论可为同类大吨位销轴节点的设计和应用提供参考。

为了研究相互作用下圆形钢管混凝土（circular concrete-filled steel tube,CCFST）柱中钢管和混凝土各自的承载力贡献，通过ABAQUS软件中的VUMAT子程序导入一种新的混凝土材料本构，建立了能够反映CCFST柱中钢管和混凝土相互作用的三维有限元模型，并通过试验数据验证了模型的荷载-位移曲线、钢管和混凝土的荷载-变形曲线以及侧向变形曲线。在此基础上分析了混凝土强度、钢管屈服强度、径厚比以及套箍系数对CCFST柱承载力及其组成的影响。然后结合有限元模型推导了CCFST柱在轴压荷载下峰值承载力的数学模型，模型中提出的钢管环向应力比例系数和混凝土承载力贡献系数可以评估钢管和混凝土的受力状态。将计算模型与现行规范及现有研究进行对比，发现提出的计算公式具有良好的计算精度，且可以评估钢管和混凝土各自的承载力贡献。

火灾发生时钢管混凝土内部会产生水蒸气，为探讨热-湿-力耦合作用对高温后方钢管混凝土轴压力学性能的影响，进行了10根高温后方形钢管混凝土短柱轴压力学性能试验，研究排气孔数量、布置位置、轴压比和升温时间等参数对其破坏形态、轴压刚度与剩余承载力等力学性能的影响。试验结果表明，试件破坏形态表现为压溃破坏；在其他参数相同的情况下，与升温前相比，随着排气孔数量从2个增加至4个和6个，轴压刚度分别降低了69.1%、73.3%、76.4%，剩余承载力分别降低了15.8%、16.2%、21.7%。轴压刚度随轴压比的增大而降低；随着升温时间的延长，剩余承载力先随轴压比的增大而增大，后随轴压比的增大而减小。研究结果可为钢管混凝土柱的抗火设计和该类结构火灾后的损伤评估与加固提供参考。

进行了14根电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的轴压试验，分析截面高宽比、受火时间和含钢率对其火灾后剩余承载力的影响。试验表明：该类短柱的破坏模态均为局部屈曲、焊缝开裂和混凝土被压碎；试件的剩余承载力随着受火时间或高宽比的增加而降低，受火120 min后该类试件的承载力降低了7.8%～13.9%。接着建立了有限元模型，该模型可很好地模拟实测结果。基于有限元模型开展了理论分析，结果表明初始荷载对该类组合柱的剩余承载力影响较小。参数分析表明当混凝土强度从30 MPa增加到90 MPa时，其强度折减系数降低了15.8%；当截面周长从1 228 mm增加到4 913 mm时，其强度折减系数提高了20.5%；当受火时间从0 min增加到180 min时，其强度折减系数降低了8%；但含钢率、高宽比和钢材强度对其强度折减的影响较小。最后给出了电力火灾后圆端形不锈钢管混凝土短柱的剩余承载力的设计方法。

预应力撑杆构件造型优美、省材高效，但由于其柔度较大，易产生多个屈曲模态交互耦合即“交互屈曲”模式的破坏，且交互屈曲对其极限承载力、屈曲性能影响显著。研究了交互屈曲对预应力对称、不对称撑杆构件在轴压、压弯作用下屈曲性能、极限承载力的影响，并据此采用基于回归算法的人工神经网络（ANN）建立了其极限承载力估计模型。研究结果表明，对于预应力撑杆构件，模态交互易造成不稳定后屈曲，且对其极限承载力有显著的削弱效应；该削弱效应是否会产生影响由结构几何参数与参与交互的模态屈曲荷载决定，其削弱程度受结构撑杆不对称性、预应力水平影响；所建立的极限承载力ANN预测模型可考虑交互屈曲的影响，且准确、可靠、适用范围广泛。研究可为后续开发预应力撑杆构件智能设计软件平台提供基础，满足工程设计的需求。

钢框架中心支撑结构是一种双重抗侧力结构体系，为避免水平荷载作用下中心支撑斜杆发生失稳，提出一种矩形钢管腹板开孔耗能支撑，其与钢框架采用高强螺栓连接，进而形成耗能支撑框架结构，耗能支撑发生破坏后易于替换。耗能支撑的耗能板件采用对称开孔与S形开孔两种形式，利用ABAQUS有限元软件，分析了耗能腹板厚度、长度、开孔间距等参数对耗能支撑以及支撑框架滞回性能的影响。研究结果表明：两种开孔形式的耗能支撑框架结构的支撑斜杆均未发生失稳，结构滞回曲线饱满，无捏缩现象。耗能支撑主要依靠开孔腹板的孔间板件率先进入塑性状态来耗散大部分能量。与S形开孔形式相比，对称开孔形式的耗能支撑框架结构的承载力与刚度更大，但在加载后期，S形开孔形式耗能支撑框架结构变形大的优势发挥得更明显，耗能效率高。

安徽省池州段长江大跨越345 m超高杆塔是国家“西电东送”工程中白鹤滩-浙江±800 kV特高压直流输电线线路的重点工程。在超高杆塔施工中对摇臂抱杆高空吊装全过程受力分析是保证施工安全、保障西电东送工程顺利竣工的重要手段。开展了模拟施工过程的摇臂抱杆调幅加载试验，明确了分级加载下摇臂抱杆的全过程受力特征，建立了考虑动力特性的摇臂抱杆高空吊装有限元分析模型，明晰了在实际荷载工况下结构重要杆件与节点的应力分布规律，并基于诸多关键工况分析优化了高空摇臂抱杆的设计方案。研究成果可为超高杆塔的摇臂抱杆吊装施工提供理论支撑。

海洋工程平台塔架结构中，圆形截面中空双钢管是主要受力构件，工程界十分关注其受压性能和耐腐蚀性能。为研究圆中空夹层不锈钢管水泥砂浆短柱的轴压力学性能，以外不锈钢管壁厚、内碳素钢管直径和是否含夹层水泥砂浆为试验变量，共设计了12个短柱试件。分析各试件的破坏情况、荷载-位移曲线、承载力、变形能力及应变特征，研究不同变量对极限承载力的影响规律。结果表明：试件破坏形态为外钢管端部或中部局部屈曲破坏；随着不锈钢管壁厚的增大，试件的轴压承载力近似呈线性增长；夹层水泥砂浆对试件力学性能影响较大，可有效提高试件承载力，抑制外不锈钢管的变形，提高试件延性；对于含夹层水泥砂浆的试件，承载力随空心率增大而减小，不含夹层水泥砂浆的试件，承载力随空心率增大而增大。根据国内外规范以及相关学者提出的理论公式，计算了试件的极限承载力，并与试验承载力进行了对比分析，给出了设计建议。

对于大型复杂空间钢结构，可靠的施工过程分析对保障施工安全性和钢结构安装质量具有重要意义。在传统施工过程分析与钢结构直接分析的基础上，提出一种考虑构件和安装模块初始缺陷以及变形累积的钢结构非线性施工过程分析方法。利用NIDA软件将该方法应用于成都某大悬挑钢桁架结构的施工过程分析中，确保了施工方案的可行性。同时，对比分析了非线性施工过程分析、一次成型分析和线性施工过程分析3种分析工况下结构关键节点位移及构件应力情况，并与施工实测值进行了比对。结果表明，一次成型分析与线性施工过程分析的位移较实测值偏小，而基于直接分析法的非线性施工过程分析结果与实测值更加吻合，验证了该方法的准确性及适用性。

现有站房的规模和设施与实际客运需求的矛盾日益突出，因此全国掀起了铁路站房改扩建的浪潮。其中，将原站改扩建为高架候车厅站房的施工工况最为复杂，给施工单位带来非常大的挑战。基于株洲站改扩建工程，研究不停运营业线上盖高架候车厅改扩建施工关键技术，首先剖析了该类铁路改扩建工程的特点及难点，提出了平行于既有站台的大平行、小流水改扩建模式，解决了站厅施工与车站服务同步运营的关键性难题；然后提出了营业线钢柱施工技术、不停运营业线上盖混凝土结构支护体系的模块化技术和高架候车厅屋盖分区提升技术，为高架候车厅下中上3层立体结构提供了成套技术解决方案，可为今后同类工程施工提供参考和必要的技术储备。

北京未来城学校教学楼的地上部分采用钢框架结构，并设置2道结构缝将造型奇特的教学楼分为3个部分。教学楼地下部分不设缝连为整体，采用钢筋混凝土框架结构。钢连廊跨度为33 m，采用2层通高桁架结构。钢连廊与两侧主体结构采用弱连接，通过对比3种支座方案，选用布置金属摩擦摆隔震支座+黏滞阻尼器的方案。对钢连廊与两侧主体结构整体模型进行动力弹塑性时程分析，连廊整体作为刚体随3层主楼楼面发生地震响应，隔震支座的隔震效果显著。此外，介绍了本项目中钢筋混凝土梁与钢骨混凝土柱连接节点及梁配筋的注意事项，为后续相关工程设计提供参考。

矩形钢管-波折钢板组合墙是一种新型剪力墙，通过横置波折钢板连接两侧钢管形成预制钢构件，然后在钢管内及双波折钢板间填充混凝土形成组合墙。为研究矩形钢管-波折钢板组合墙在竖向荷载作用下的承载性能，以管间墙肢长度和栓钉间距为变化参数，完成了5个仅在墙端钢管混凝土柱顶加载的组合剪力墙试件抗压静力试验。在试验过程中，主要对加载端柱的竖向位移和组合墙三个不同高度截面应变进行了测量。试验结果表明，竖向荷载由组合墙边缘构件矩形钢管混凝土柱传递至剪力墙整体截面，需要一定的传力长度。管间墙肢长度以及栓钉间距是影响荷载传递路径长短和截面竖向应变分布平截面程度的主要因素。当管间墙肢长度不大于5倍墙厚以及栓钉间距小于200 mm时，在组合墙边缘构件破坏前，荷载经过1.07倍墙宽的传递长度可以传递至组合墙全截面。研究结果为进一步提出矩形钢管-波折钢板组合墙在竖向荷载下的承载力计算方法提供了基础性试验依据。

以钢管混凝土叠合柱为研究对象，设计了一种高强对穿螺栓连接的外套筒式梁柱节点。为了研究该新型节点的抗震性能和破坏机理，对3个缩尺比为1∶2的节点进行了拟静力试验。观察节点损伤过程及破坏模式，分析了梁端荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、节点延性及耗能能力，采用ABAQUS软件建立有限元模型，研究套筒宽厚比和加强肋板厚度对节点抗震性能影响。试验及有限元研究结果表明：节点滞回曲线饱满，延性系数介于3.13～4.19之间，等效黏滞阻尼系数介于0.211～0.296之间，节点域的变形较大且耗能能力较强；随着套筒厚度增大，核心区混凝土开裂减少，破坏位置由节点外移至梁端截面；减小套筒宽厚比和增大加强肋板厚度可以有效提高节点刚度。为保证外套筒式节点达到刚性节点要求，建议套筒宽厚比不大于25，加强肋板厚度不小于梁翼缘厚度。

乌鲁木齐国际儿童医院由门诊医技楼、病房楼等部分组成，总建筑面积为240 000㎡。主要介绍了门诊医技楼主体结构设计、入口雨棚设计、大厅屋盖、分叉柱、倒梯形截面设计等多个施工技术问题。通过结构选型对比分析，主体结构采用减震框架结构，雨棚和大厅屋盖均采用单层网壳结构，经济合理的同时保证了建筑效果。通过传力路径分析和有限元计算，对网壳结构进行了单体模型和总装模型的对比研究，重点分析了结构的变形问题，对整体网壳进行了几何非线性和材料非线性的整体稳定性分析，对倒梯形截面采用截面替换的方式进行了补充分析，对支座等关键部位进行有限元分析以满足受力和稳定性的要求。

冷弯薄壁型钢（CFS）全螺栓垫板连接T形拼合柱是一种新型拼合截面柱，在全螺栓连接框架结构中承受集中荷载。目前关于全螺栓连接T形CFS拼合柱轴心受力性能的研究报道较少。基于已有的试验研究成果，建立准确可靠的T形CFS拼合柱数值分析模型，选取构件长细比、板材厚度、垫板的纵向间距等参数，研究在轴压作用下各重要参数对T形CFS拼合柱极限承载力和屈曲模态的影响。结果表明：随着长细比的增大，T形CFS拼合柱的屈曲模式由局部与畸变相关屈曲逐渐转变为整体屈曲，当长细比<104.7时，长细比变化对构件承载力的影响不明显；板厚对构件的承载力变化具有显著影响，在长细比较大的情况下可以改变构件的屈曲模式；垫板的纵向间距对构件的承载力和屈曲模式影响较小，不同垫板纵向间距的构件极限承载力变化均在4.5%以内。最后，将试验和数值分析结果与北美规范中直接强度法计算的名义承载力对比，评估直接强度法对于此类拼合柱承载力计算的适用性。

钢-混凝土组合结构兼具钢筋混凝土结构与钢结构的共同优点，具有承载力高、刚度大、延性和抗震性能好及节约材料等优点，符合土木工程的发展方向。处于复杂受力状态下的梁-柱节点区域是建筑结构中需要特别关注的部位，既是整体结构安全性和可靠性的重要基础，又是建筑结构抗震设计中的薄弱环节，因此节点部位的设计至关重要。在综合介绍钢管混凝土柱、型钢混凝土柱及钢柱与钢筋混凝土梁的连接节点研究背景的基础上，分析了上述节点连接的构造形式及受力性能等方面的研究现状，指出了该类节点连接方式及受力性能方面有待进一步解决的问题，为该领域的深入研究及该类节点连接的设计提供参考。

在万向减震球型钢支座的基础上对其弹簧元件进行耗能设计，提出了一种新型耗能减震球型钢支座，采用钢板弹簧叠加耗能钢作为耗能减震元件。通过单调拉伸加载试验和循环拉伸加载试验，研究了Q295钢材的耗能能力，采用拟静力试验和数值分析相结合的方法，分析了支座耗能减震元件的滞回性能和自复位性能；将该新型球型钢支座应用于网架结构中，考察其耗能减震能力。研究结果表明，Q295钢材的滞回曲线饱满，具有一定的耗能能力；减震元件的耗能减震性能较好，并且具有一定的复位能力；相较于一般的弹性减震支座，新型球型钢支座可以吸收部分地震能量，从而进一步降低结构的动力响应。