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2026年 第41卷 第11期
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2026, 41(11): 1-11.
doi: 10.13206/j.gjgS25040301
摘要:
为实现单层网壳和弦支穹顶等大跨度空间结构中杆件的装配式连接,在焊接球节点的基础上提出了一种附加螺杆的十字形装配式节点。节点由焊接球、圆钢管、连接端板、螺杆、T形钢板、角钢连接板和高强螺栓组成。采用ABAQUS软件建立了9个算例对节点的抗弯性能进行参数化分析。首先研究了T形钢板翼缘/腹板厚度、连接板厚度及螺杆直径对节点抗弯性能的影响。结果表明,附加螺杆的十字形装配式节点的抗弯性能良好,T形板翼缘厚度和螺杆直径是影响节点平面内抗弯性能的关键参数,T形板腹板厚度和螺杆直径是影响节点平面外抗弯性能的关键参数。最后基于节点的参数分析结果,提出了节点的承载力和初始刚度的计算方法并进行了验证。结果表明,节点的承载力和初始刚度的计算方法误差均在15%以内,可用于指导节点设计。
为实现单层网壳和弦支穹顶等大跨度空间结构中杆件的装配式连接,在焊接球节点的基础上提出了一种附加螺杆的十字形装配式节点。节点由焊接球、圆钢管、连接端板、螺杆、T形钢板、角钢连接板和高强螺栓组成。采用ABAQUS软件建立了9个算例对节点的抗弯性能进行参数化分析。首先研究了T形钢板翼缘/腹板厚度、连接板厚度及螺杆直径对节点抗弯性能的影响。结果表明,附加螺杆的十字形装配式节点的抗弯性能良好,T形板翼缘厚度和螺杆直径是影响节点平面内抗弯性能的关键参数,T形板腹板厚度和螺杆直径是影响节点平面外抗弯性能的关键参数。最后基于节点的参数分析结果,提出了节点的承载力和初始刚度的计算方法并进行了验证。结果表明,节点的承载力和初始刚度的计算方法误差均在15%以内,可用于指导节点设计。
2026, 41(11): 12-16.
doi: 10.13206/j.gjgS26072745
摘要:
自欧拉提出欧拉公式,200多年以来人们不断完善其适用场景和范围。恩格赛尔将稳定问题推广到材料的非弹性范围是一个飞跃。其后人们先后推出了以轴压杆、偏压杆为计算模型的柱子曲线公式并应用于设计中,我国的TJ 17—74《钢结构设计规范》(简称《74钢规》)和GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称《17钢标》)中的柱子曲线就是这两个阶段的产物,并由此完善了计算长度法的轴压杆稳定计算问题。进入21世纪,人们开始探索将直接分析法纳入设计中,我国也在《17钢标》中推出了直接分析法。然而扭转问题仍然是直接分析法应用上的一个难题。通过介绍一些学者的研究成果及笔者给出的一些预想,对该问题进行探讨。
自欧拉提出欧拉公式,200多年以来人们不断完善其适用场景和范围。恩格赛尔将稳定问题推广到材料的非弹性范围是一个飞跃。其后人们先后推出了以轴压杆、偏压杆为计算模型的柱子曲线公式并应用于设计中,我国的TJ 17—74《钢结构设计规范》(简称《74钢规》)和GB 50017—2017《钢结构设计标准》(简称《17钢标》)中的柱子曲线就是这两个阶段的产物,并由此完善了计算长度法的轴压杆稳定计算问题。进入21世纪,人们开始探索将直接分析法纳入设计中,我国也在《17钢标》中推出了直接分析法。然而扭转问题仍然是直接分析法应用上的一个难题。通过介绍一些学者的研究成果及笔者给出的一些预想,对该问题进行探讨。
2026, 41(11): 17-25.
doi: 10.13206/j.gjgS26072902
摘要:
金属屋面因其质量轻、施工便捷等优点广泛应用于工业与民用建筑,但在台风作用下极易发生风揭破坏,造成严重经济损失。针对2024年超强台风“摩羯”(最大风速62 m/s,17级)造成海南省金属屋面大面积破坏的灾害事件,对定安县、海口市、澄迈县等地10余个典型工程项目开展了实地灾害调研,系统梳理了金属屋面的7种典型破坏类型、破坏空间分布特征及主要影响因素。基于风工程理论和试验研究成果,揭示了“风场特征—局部风压—连接失效—整体破坏”的因果链条,重点分析了边缘区、角区的风压集中效应(角区风压系数可达中部区域的2~3倍)和连接系统在脉动风循环作用下的疲劳失效机理,阐明了迎风面门窗破坏引起内压骤升对屋面风吸力的放大效应。在此基础上,结合DBJ 46-075—2025《海南省金属屋面技术标准》,从材料选择与耐久性、金属屋面选型、风荷载确定、抗风性能化设计、抗风揭试验、施工质量控制及使用维护等方面,系统分析了标准提出的技术应对措施。研究表明,该标准建立的“设防类别—性能目标—构造要求”性能化设计框架,实现了从规定性设计到性能化设计的理念转变,全寿命周期管理模式填补了台风地区金属屋面标准化管理的空白。最后,提出了既有建筑改造、光伏一体化屋面抗风设计、施工质量监管等工程应用中的关键问题与完善建议,为台风地区金属屋面的抗风设计和标准化管理提供科学参考。
金属屋面因其质量轻、施工便捷等优点广泛应用于工业与民用建筑,但在台风作用下极易发生风揭破坏,造成严重经济损失。针对2024年超强台风“摩羯”(最大风速62 m/s,17级)造成海南省金属屋面大面积破坏的灾害事件,对定安县、海口市、澄迈县等地10余个典型工程项目开展了实地灾害调研,系统梳理了金属屋面的7种典型破坏类型、破坏空间分布特征及主要影响因素。基于风工程理论和试验研究成果,揭示了“风场特征—局部风压—连接失效—整体破坏”的因果链条,重点分析了边缘区、角区的风压集中效应(角区风压系数可达中部区域的2~3倍)和连接系统在脉动风循环作用下的疲劳失效机理,阐明了迎风面门窗破坏引起内压骤升对屋面风吸力的放大效应。在此基础上,结合DBJ 46-075—2025《海南省金属屋面技术标准》,从材料选择与耐久性、金属屋面选型、风荷载确定、抗风性能化设计、抗风揭试验、施工质量控制及使用维护等方面,系统分析了标准提出的技术应对措施。研究表明,该标准建立的“设防类别—性能目标—构造要求”性能化设计框架,实现了从规定性设计到性能化设计的理念转变,全寿命周期管理模式填补了台风地区金属屋面标准化管理的空白。最后,提出了既有建筑改造、光伏一体化屋面抗风设计、施工质量监管等工程应用中的关键问题与完善建议,为台风地区金属屋面的抗风设计和标准化管理提供科学参考。
2026, 41(11): 26-32.
doi: 10.13206/j.gjgS26030701
摘要:
保证建筑钢结构安全性要求是现行国内外结构设计和施工技术标准中的最重要技术内容。在总结和分析中国和欧洲建筑钢结构设计和施工标准的基础上,对两类标准中结构安全等级划分方法以及可靠性指标要求进行了总结和讨论,对实现建筑钢结构安全等级要求的路径进行了比较和分析,论证了应采取设计和施工综合技术措施实现结构目标可靠性的重要性。相关内容对修订和完善中国建筑钢结构技术标准体系具有参考价值。
保证建筑钢结构安全性要求是现行国内外结构设计和施工技术标准中的最重要技术内容。在总结和分析中国和欧洲建筑钢结构设计和施工标准的基础上,对两类标准中结构安全等级划分方法以及可靠性指标要求进行了总结和讨论,对实现建筑钢结构安全等级要求的路径进行了比较和分析,论证了应采取设计和施工综合技术措施实现结构目标可靠性的重要性。相关内容对修订和完善中国建筑钢结构技术标准体系具有参考价值。
2026, 41(11): 33-38.
doi: 10.13206/j.gjgS26071535
摘要:
25年前基于固体力学中屈曲问题的变法原理,作者2002年提出了新的弯扭屈曲理论。此次则再次着手于过去170年来逐渐演化发展的传统薄壁构件弯扭屈曲理论,尝试为它提供数学力学上的严密性。其贡献在于:将传统的弯扭屈曲理论建立于薄壁中面总剪应变(含非线性部分)为0的假定下,推出了可用于大变形分析的精确的翘曲位移;论证了该假定下中面剪应力和横向正应力对总势能不再有任何贡献;基于导出的翘曲位移,补充了一直未能成功纳入总势能表达式的外弯矩的荷载功;获得了最终的总势能。经验证,基于固体力学中屈曲问题的变分原理的总势能,在各种外荷载和各种边界条件下,分部积分后均能够得到本文的总势能,从而验证了两者的完全等效性。
25年前基于固体力学中屈曲问题的变法原理,作者2002年提出了新的弯扭屈曲理论。此次则再次着手于过去170年来逐渐演化发展的传统薄壁构件弯扭屈曲理论,尝试为它提供数学力学上的严密性。其贡献在于:将传统的弯扭屈曲理论建立于薄壁中面总剪应变(含非线性部分)为0的假定下,推出了可用于大变形分析的精确的翘曲位移;论证了该假定下中面剪应力和横向正应力对总势能不再有任何贡献;基于导出的翘曲位移,补充了一直未能成功纳入总势能表达式的外弯矩的荷载功;获得了最终的总势能。经验证,基于固体力学中屈曲问题的变分原理的总势能,在各种外荷载和各种边界条件下,分部积分后均能够得到本文的总势能,从而验证了两者的完全等效性。
2026, 41(11): 39-52.
doi: 10.13206/j.gjgS26081746
摘要:
综合管廊是非常重要的基础设施,波纹钢综合管廊具有明显的优势。通过对一种新型波纹钢综合管廊的受力性能进行试验研究,采用有限元方法对附属结构的连接节点进行分析,并对其进行系统化参数分析。研究结果显示:多拱波纹钢综合管廊跨顶板中应力较高,顶板中存在反弯点;角板的应力较低,且没有出现应力集中;侧板为轴压构件,整体应力较低;结构的竖直变形主要发生在顶板中,且水平变形明显小于竖直变形;通风管的厚度对节点应力集中有明显影响,当管直径为700 mm时,最优厚度为4 mm;通风管的最优位置位于顶板跨中,当两个通风管间距大于通风管直径时,管廊顶板的结构响应几乎不受影响。
综合管廊是非常重要的基础设施,波纹钢综合管廊具有明显的优势。通过对一种新型波纹钢综合管廊的受力性能进行试验研究,采用有限元方法对附属结构的连接节点进行分析,并对其进行系统化参数分析。研究结果显示:多拱波纹钢综合管廊跨顶板中应力较高,顶板中存在反弯点;角板的应力较低,且没有出现应力集中;侧板为轴压构件,整体应力较低;结构的竖直变形主要发生在顶板中,且水平变形明显小于竖直变形;通风管的厚度对节点应力集中有明显影响,当管直径为700 mm时,最优厚度为4 mm;通风管的最优位置位于顶板跨中,当两个通风管间距大于通风管直径时,管廊顶板的结构响应几乎不受影响。
2026, 41(11): 53-60.
doi: 10.13206/j.gjgS26082745
摘要:
针对某多塔连体超高层建筑连桥结构重心偏位大、胎架支撑搭建环境复杂、整体提升高度大的特点,开展异形钢连桥高空整体提升专项分析。通过静力分析方法对连桥设计提升吊点进行确定,采用有限元模拟对连桥拼接阶段的特殊支撑胎架的承载力与稳定性进行校核,并对连桥同步、不同步两类提升过程结构受力情况进行分析。结果表明,在荷载组合作用下,连桥支撑胎架刚度、承载力与稳定性均满足相关规范要求。连桥提升过程中,同步提升阶段各杆件应力水平不高,且变形满足相关规范要求;而非同步提升纠偏阶段,采用双吊点纠偏方案可确保提升过程中连桥应力水平保持平稳。
针对某多塔连体超高层建筑连桥结构重心偏位大、胎架支撑搭建环境复杂、整体提升高度大的特点,开展异形钢连桥高空整体提升专项分析。通过静力分析方法对连桥设计提升吊点进行确定,采用有限元模拟对连桥拼接阶段的特殊支撑胎架的承载力与稳定性进行校核,并对连桥同步、不同步两类提升过程结构受力情况进行分析。结果表明,在荷载组合作用下,连桥支撑胎架刚度、承载力与稳定性均满足相关规范要求。连桥提升过程中,同步提升阶段各杆件应力水平不高,且变形满足相关规范要求;而非同步提升纠偏阶段,采用双吊点纠偏方案可确保提升过程中连桥应力水平保持平稳。
2026, 41(11): 61-71.
doi: 10.13206/j.gjgS26080401
摘要:
在抗震设计领域,性能化设计通过将传统规范设计方法中宏观定性的设防目标转化为可量化分析的多层级性能目标,并结合数值仿真分析结构响应与性能评价,采取针对性措施,以满足结构抗震设计的个性化需求。除抗震外,性能化设计理念也可拓展至抗风、抗火、振动控制等多目标领域。然而,不同领域的性能化设计体系通常围绕特定作用类型或专项需求发展,在作用描述、分析方法及性能指标等方面存在差异,缺乏统一的设计逻辑框架,导致面向多目标性能需求时,设计过程存在一定程度的碎片化问题。针对上述问题,提出基于作用、空间、时间和技术四个维度的性能化设计框架。其中,作用维度用于描述地震、风、振动、火灾等不同外部作用类型及其强度水平,明确不同作用条件下对应的性能目标;空间维度从整体结构、构件及节点等层级,明确性能目标的实现机制,建立满足性能需求的合理力学响应分配;时间维度考虑作用过程、结构状态演化及响应发展的时间相关性与耦合关系;技术维度针对既定性能目标,从分析方法及技术措施等方面确定相应的实现途径。结合多个实际工程案例,分别探讨四维度性能化设计框架在抗风、抗震、振动控制及复杂结构设计中的应用。结果表明,所提出的四维度框架能够较为系统地归纳不同领域性能化设计涉及的核心问题,建立外部作用、结构体系、性能演化及技术实现之间的内在关联关系,有助于提高不同专项性能化设计过程的系统性与可实施性,并为复杂结构多目标性能设计提供参考。针对未来出现的新型专项性能化设计需求,可基于该框架开展设计任务分解与技术路径的高效组织。
在抗震设计领域,性能化设计通过将传统规范设计方法中宏观定性的设防目标转化为可量化分析的多层级性能目标,并结合数值仿真分析结构响应与性能评价,采取针对性措施,以满足结构抗震设计的个性化需求。除抗震外,性能化设计理念也可拓展至抗风、抗火、振动控制等多目标领域。然而,不同领域的性能化设计体系通常围绕特定作用类型或专项需求发展,在作用描述、分析方法及性能指标等方面存在差异,缺乏统一的设计逻辑框架,导致面向多目标性能需求时,设计过程存在一定程度的碎片化问题。针对上述问题,提出基于作用、空间、时间和技术四个维度的性能化设计框架。其中,作用维度用于描述地震、风、振动、火灾等不同外部作用类型及其强度水平,明确不同作用条件下对应的性能目标;空间维度从整体结构、构件及节点等层级,明确性能目标的实现机制,建立满足性能需求的合理力学响应分配;时间维度考虑作用过程、结构状态演化及响应发展的时间相关性与耦合关系;技术维度针对既定性能目标,从分析方法及技术措施等方面确定相应的实现途径。结合多个实际工程案例,分别探讨四维度性能化设计框架在抗风、抗震、振动控制及复杂结构设计中的应用。结果表明,所提出的四维度框架能够较为系统地归纳不同领域性能化设计涉及的核心问题,建立外部作用、结构体系、性能演化及技术实现之间的内在关联关系,有助于提高不同专项性能化设计过程的系统性与可实施性,并为复杂结构多目标性能设计提供参考。针对未来出现的新型专项性能化设计需求,可基于该框架开展设计任务分解与技术路径的高效组织。
2026, 41(11): 72-83.
doi: 10.13206/j.gjgS26090245
摘要:
针对传统可恢复功能预应力钢框架需高空张拉、施工质量难控及楼盖损伤等技术瓶颈,在梳理国内外研究现状的基础上,系统综述了团队提出的装配式可恢复功能预应力钢框架体系的关键创新及其性能研究成果。该体系采用带腹板摩擦耗能装置的装配式预应力梁柱节点,实现了预应力钢绞线的地面张拉,并通过设置刚柔复合楼盖释放楼板约束。研究团队针对该体系在节点、平面框架、空间框架及楼盖层面开展了系列拟静力、拟动力和振动台试验,结合数值模拟与理论分析,验证了体系的协同工作机制与良好的抗震性能。结果表明:装配式可恢复功能预应力钢框架体系避免了高空张拉预应力钢绞线,提升了张拉施工质量和作业效率,改善了节点的受力性能,可以实现震后功能快速恢复和抵御“大震”或多次余震的目标,其中钢框架减震体系对于整体结构耗散地震能量贡献显著,适合应用于较大跨度的高层可恢复功能钢框架结构中。带刚柔复合楼盖的可恢复功能钢框架体系能够适应结构的“膨胀效应”,同时实现高效耗能减震的目标,新体系实现了“多遇地震节点无开口、无损伤,设防地震和罕遇地震节点开口耗能但主体结构无损伤,超罕遇地震下结构损伤较小且能正常使用”的性能化设计目标,满足“多遇地震、设防地震、罕遇地震后无需修理,超罕遇地震时保护生命与财产安全,超罕遇地震后可修且快修”的设防要求。该体系丰富了新一代抗震韧性钢结构的理论和实践内容。
针对传统可恢复功能预应力钢框架需高空张拉、施工质量难控及楼盖损伤等技术瓶颈,在梳理国内外研究现状的基础上,系统综述了团队提出的装配式可恢复功能预应力钢框架体系的关键创新及其性能研究成果。该体系采用带腹板摩擦耗能装置的装配式预应力梁柱节点,实现了预应力钢绞线的地面张拉,并通过设置刚柔复合楼盖释放楼板约束。研究团队针对该体系在节点、平面框架、空间框架及楼盖层面开展了系列拟静力、拟动力和振动台试验,结合数值模拟与理论分析,验证了体系的协同工作机制与良好的抗震性能。结果表明:装配式可恢复功能预应力钢框架体系避免了高空张拉预应力钢绞线,提升了张拉施工质量和作业效率,改善了节点的受力性能,可以实现震后功能快速恢复和抵御“大震”或多次余震的目标,其中钢框架减震体系对于整体结构耗散地震能量贡献显著,适合应用于较大跨度的高层可恢复功能钢框架结构中。带刚柔复合楼盖的可恢复功能钢框架体系能够适应结构的“膨胀效应”,同时实现高效耗能减震的目标,新体系实现了“多遇地震节点无开口、无损伤,设防地震和罕遇地震节点开口耗能但主体结构无损伤,超罕遇地震下结构损伤较小且能正常使用”的性能化设计目标,满足“多遇地震、设防地震、罕遇地震后无需修理,超罕遇地震时保护生命与财产安全,超罕遇地震后可修且快修”的设防要求。该体系丰富了新一代抗震韧性钢结构的理论和实践内容。
2026, 41(11): 84-92.
doi: 10.13206/j.gjgS24120301
摘要:
随着生活水平的不断提高,越来越多的人重视居住环境的舒适度。而影响舒适度的重要因素之一就是建筑楼盖的振动,当人类活动的某一频率与建筑楼盖的自振频率重合或接近时楼盖振幅达到最大,进而从生理上引起人们的不适感。2020年1月1日起,我国正式实施了JGJ/T 441—2019《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》,这是我国第一部系统总结建筑楼盖舒适度要求的规范。为此,参考JGJ/T 441—2019中楼盖舒适度评估标准,利用MIDAS/Gen软件对深圳市综合交通枢纽工程中较为不利的东景观平台、东站台和西站台进行模态分析,对单人及多人的连续行走、连续跑动及连续跳跃等工况进行模态分析和人动力响应分析。结果表明:将楼盖视为以行走激励为主的楼盖结构时,东景观平台、东站台和西站台的一阶竖向自振频率均大于3 Hz,竖向峰值加速度均不大于0.15 m/s2,频率和加速度双重指标满足我国JGJ/T 441—2019的要求,楼盖满足人们正常使用需求。
随着生活水平的不断提高,越来越多的人重视居住环境的舒适度。而影响舒适度的重要因素之一就是建筑楼盖的振动,当人类活动的某一频率与建筑楼盖的自振频率重合或接近时楼盖振幅达到最大,进而从生理上引起人们的不适感。2020年1月1日起,我国正式实施了JGJ/T 441—2019《建筑楼盖结构振动舒适度技术标准》,这是我国第一部系统总结建筑楼盖舒适度要求的规范。为此,参考JGJ/T 441—2019中楼盖舒适度评估标准,利用MIDAS/Gen软件对深圳市综合交通枢纽工程中较为不利的东景观平台、东站台和西站台进行模态分析,对单人及多人的连续行走、连续跑动及连续跳跃等工况进行模态分析和人动力响应分析。结果表明:将楼盖视为以行走激励为主的楼盖结构时,东景观平台、东站台和西站台的一阶竖向自振频率均大于3 Hz,竖向峰值加速度均不大于0.15 m/s2,频率和加速度双重指标满足我国JGJ/T 441—2019的要求,楼盖满足人们正常使用需求。
2026, 41(11): 93-103.
doi: 10.13206/j.gjgS26072702.R1
摘要:
装配式钢结构建造为结构施工提供了高效路径,也对现场安装精度提出更高要求。针对大型施工现场柱构件数量多、传统人工逐点测量效率较低,以及正射影像覆盖范围大、单柱在整幅影像中占比较小的问题,构建了面向矩形钢柱批量测量的两阶段粗到精处理框架。第一阶段采用YOLO11-OBB实现柱构件有向粗定位,并依据柱群方向分布进行图像旋转和粗定位框二次校正,以快速获得包含完整柱顶轮廓且方向统一的局部测量区域;第二阶段利用EdgeNAT获得局部边缘响应,经轮廓精化获得像素级候选角点,并采用二维高斯拟合求解亚像素坐标。该两阶段处理方式将大范围场景中的目标搜索与局部高精度边界测量相分离,主要解决仅依赖目标检测框难以满足尺寸测量精度要求,以及直接对整幅影像进行精细边缘搜索时背景干扰大、处理范围大的问题。两阶段处理完成后,再依据正射影像仿射参数计算构件尺寸,并通过控制点四参数转换输出柱角点工程坐标。某在建工厂项目试验表明,在110 m航高、正射影像地面采样距离(GSD)约18.5 mm/pixel的条件下,以4根柱的钢尺实测值为参考,8个长(宽)尺寸的平均绝对误差和平均相对误差分别为18.75 mm和2.21%。0.074 km2试验区域无人机现场影像采集约11 min,后续正射建模约1.5 h、算法处理约0.5 min,且均可在现场采集完成后离线处理,体现了该方法面向多构件批量复核的自动化作业优势。
装配式钢结构建造为结构施工提供了高效路径,也对现场安装精度提出更高要求。针对大型施工现场柱构件数量多、传统人工逐点测量效率较低,以及正射影像覆盖范围大、单柱在整幅影像中占比较小的问题,构建了面向矩形钢柱批量测量的两阶段粗到精处理框架。第一阶段采用YOLO11-OBB实现柱构件有向粗定位,并依据柱群方向分布进行图像旋转和粗定位框二次校正,以快速获得包含完整柱顶轮廓且方向统一的局部测量区域;第二阶段利用EdgeNAT获得局部边缘响应,经轮廓精化获得像素级候选角点,并采用二维高斯拟合求解亚像素坐标。该两阶段处理方式将大范围场景中的目标搜索与局部高精度边界测量相分离,主要解决仅依赖目标检测框难以满足尺寸测量精度要求,以及直接对整幅影像进行精细边缘搜索时背景干扰大、处理范围大的问题。两阶段处理完成后,再依据正射影像仿射参数计算构件尺寸,并通过控制点四参数转换输出柱角点工程坐标。某在建工厂项目试验表明,在110 m航高、正射影像地面采样距离(GSD)约18.5 mm/pixel的条件下,以4根柱的钢尺实测值为参考,8个长(宽)尺寸的平均绝对误差和平均相对误差分别为18.75 mm和2.21%。0.074 km2试验区域无人机现场影像采集约11 min,后续正射建模约1.5 h、算法处理约0.5 min,且均可在现场采集完成后离线处理,体现了该方法面向多构件批量复核的自动化作业优势。
2026, 41(11): 104-112.
doi: 10.13206/j.gjgS26090745
摘要:
为提升钢-混凝土组合结构在复杂环境下的耐久性、施工性能及材料利用效率,在综述不锈钢-混凝土组合结构与超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)模壳相关研究进展的基础上,提出一种由薄不锈钢板、开孔钢板剪力连接件(Perfobond Leiste,PBL)和UHPC组成的新型不锈钢UHPC模壳-混凝土组合结构。系统介绍该模壳的构造形式、连接方式及协同工作机制,通过组合板弯剪、组合柱轴压、组合墙偏压性能试验研究,介绍不锈钢UHPC模壳-混凝土组合结构受力性能。试验研究结果表明,UHPC可有效改善薄不锈钢板施工阶段的面外刚度与变形控制能力,PBL连接件能够实现模壳内部及模壳与核心混凝土之间的可靠传力,板、柱和墙构件在不同受力状态下均表现出较好的整体工作性能。在此基础上,进一步分析了该类结构在参数优化、界面传力、设计计算方法、长期服役性能及工程应用等方面尚需解决的关键问题。总体而言,不锈钢UHPC模壳具有高耐久、高性能材料局部配置及施工与结构-功能一体化等特点,可为新型高性能组合结构的发展提供参考。
为提升钢-混凝土组合结构在复杂环境下的耐久性、施工性能及材料利用效率,在综述不锈钢-混凝土组合结构与超高性能混凝土(Ultra-High Performance Concrete,UHPC)模壳相关研究进展的基础上,提出一种由薄不锈钢板、开孔钢板剪力连接件(Perfobond Leiste,PBL)和UHPC组成的新型不锈钢UHPC模壳-混凝土组合结构。系统介绍该模壳的构造形式、连接方式及协同工作机制,通过组合板弯剪、组合柱轴压、组合墙偏压性能试验研究,介绍不锈钢UHPC模壳-混凝土组合结构受力性能。试验研究结果表明,UHPC可有效改善薄不锈钢板施工阶段的面外刚度与变形控制能力,PBL连接件能够实现模壳内部及模壳与核心混凝土之间的可靠传力,板、柱和墙构件在不同受力状态下均表现出较好的整体工作性能。在此基础上,进一步分析了该类结构在参数优化、界面传力、设计计算方法、长期服役性能及工程应用等方面尚需解决的关键问题。总体而言,不锈钢UHPC模壳具有高耐久、高性能材料局部配置及施工与结构-功能一体化等特点,可为新型高性能组合结构的发展提供参考。



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