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2026年 第41卷 第9期
2026, 41(9): 1-13.
doi: 10.13206/j.gjgS26082345
摘要
PDF (6300KB)
摘要:
金属面夹芯板作为高性能围护构件广泛应用于各类建筑。为探究金属面夹芯板在极端气候下的服役性能，以中国南极秦岭站（原罗斯海枢纽站）为工程背景，通过试验检测和有限元模拟相结合的方法，系统评估了不锈钢聚氨酯夹芯板在极寒和强风环境下的抗侧性能、抗风性能、耐火性能和热工性能。结果表明：该夹芯板墙体层间变形能力较强，1/100层间位移角时未出现严重破损；屋面抗风揭能力超10 kPa，墙面抗风压能力超5 kPa，承载与变形性能良好；聚氨酯芯材燃烧性能达B1级，墙体耐火性能优良；该夹芯板保温隔热性能突出，传热系数低，且节点构造能有效阻断板间拼缝处热桥。
金属面夹芯板作为高性能围护构件广泛应用于各类建筑。为探究金属面夹芯板在极端气候下的服役性能，以中国南极秦岭站（原罗斯海枢纽站）为工程背景，通过试验检测和有限元模拟相结合的方法，系统评估了不锈钢聚氨酯夹芯板在极寒和强风环境下的抗侧性能、抗风性能、耐火性能和热工性能。结果表明：该夹芯板墙体层间变形能力较强，1/100层间位移角时未出现严重破损；屋面抗风揭能力超10 kPa，墙面抗风压能力超5 kPa，承载与变形性能良好；聚氨酯芯材燃烧性能达B1级，墙体耐火性能优良；该夹芯板保温隔热性能突出，传热系数低，且节点构造能有效阻断板间拼缝处热桥。
2026, 41(9): 14-20.
doi: 10.13206/j.gjgS26090345
摘要:
钢结构因其轻质高强、抗震性能好、绿色环保、适于工业化建造等优势，已成为我国工程建设领域的重要结构形式。为此，系统梳理了我国钢结构行业的发展现状，分析了产量规模、企业构成、区域分布及钢材消耗特征；研究了钢结构制造碳排放的构成特征与关键影响因素，提出了钢结构碳减排技术路径；在此基础上，探讨了钢结构行业高质量发展的内涵与实施路径。研究表明，钢结构行业已从高速增长阶段转向高质量发展阶段，通过绿色低碳技术创新与产业转型升级，有望实现钢结构2035行动计划的战略目标。
钢结构因其轻质高强、抗震性能好、绿色环保、适于工业化建造等优势，已成为我国工程建设领域的重要结构形式。为此，系统梳理了我国钢结构行业的发展现状，分析了产量规模、企业构成、区域分布及钢材消耗特征；研究了钢结构制造碳排放的构成特征与关键影响因素，提出了钢结构碳减排技术路径；在此基础上，探讨了钢结构行业高质量发展的内涵与实施路径。研究表明，钢结构行业已从高速增长阶段转向高质量发展阶段，通过绿色低碳技术创新与产业转型升级，有望实现钢结构2035行动计划的战略目标。
2026, 41(9): 21-32.
doi: 10.13206/j.gjgS26082545
摘要:
面向深海、深地、极地等极端复杂环境对钢结构服役性能提出的严峻挑战，系统梳理了国内外在政策制度、科学研究、标准规范的发展现状，提出以“材料-设计-运维”一体化为核心的中长期发展框架，明确材料谱系构建、韧性设计方法、全寿命智能运维的远景目标，并规划需求牵引与工程示范、标准制度保障、数智绿色转型、智能监测网络建设四条发展路径。面向未来，建议发展多尺度合金设计、极端复杂环境下高性能钢结构体系开发、复杂环境多物理场耦合模拟与综合试验平台、智能感知钢材性能劣化与结构自适应运维策略等关键技术，通过深海、深空、深地、极地等九类典型工程示范推动技术验证与标准转化，支撑国家重大工程建设并提升国际竞争力。
面向深海、深地、极地等极端复杂环境对钢结构服役性能提出的严峻挑战，系统梳理了国内外在政策制度、科学研究、标准规范的发展现状，提出以“材料-设计-运维”一体化为核心的中长期发展框架，明确材料谱系构建、韧性设计方法、全寿命智能运维的远景目标，并规划需求牵引与工程示范、标准制度保障、数智绿色转型、智能监测网络建设四条发展路径。面向未来，建议发展多尺度合金设计、极端复杂环境下高性能钢结构体系开发、复杂环境多物理场耦合模拟与综合试验平台、智能感知钢材性能劣化与结构自适应运维策略等关键技术，通过深海、深空、深地、极地等九类典型工程示范推动技术验证与标准转化，支撑国家重大工程建设并提升国际竞争力。
2026, 41(9): 33-41.
doi: 10.13206/j.gjgS26090846
摘要:
钢管混凝土框架-核心筒结构兼具优良的钢管混凝土受压性能和强大的核心筒结构抗侧刚度，在现代高层建筑中应用广泛。为此系统综述了该结构体系抗震性能的研究进展。首先，分别从钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、钢板混凝土组合剪力墙和双钢板混凝土组合剪力墙四个方面，总结了核心筒构件抗震性能的关键影响因素与增强措施；其次，梳理了钢筋混凝土连梁、钢连梁及组合连梁等不同形式连梁及其联肢剪力墙的抗震性能研究；再次，从模型试验与模拟、足尺结构抗震分析和地震易损性评估三个层面，概述了钢管混凝土框架-核心筒结构整体抗震性能的研究现状；进而指出了当前研究中存在的主要问题；最后，展望了尚需深入研究的关键问题。分析表明：现有框架-核心筒结构抗震性能研究以弹塑性分析为主，抗震设计以连梁耗能为主，剪力墙及框架梁柱耗能低，未作为主要耗能防线设计；为满足“强墙肢，弱连梁”要求而采用的较大剪力墙与框架柱等构件截面尺寸影响建筑空间利用效率。未来应发展结构抗震塑性分析模型，提升结构关键部位耗能能力，并通过增强各关键构件间的协同耗能机制实现结构“瘦身”。
钢管混凝土框架-核心筒结构兼具优良的钢管混凝土受压性能和强大的核心筒结构抗侧刚度，在现代高层建筑中应用广泛。为此系统综述了该结构体系抗震性能的研究进展。首先，分别从钢筋混凝土剪力墙、钢板剪力墙、钢板混凝土组合剪力墙和双钢板混凝土组合剪力墙四个方面，总结了核心筒构件抗震性能的关键影响因素与增强措施；其次，梳理了钢筋混凝土连梁、钢连梁及组合连梁等不同形式连梁及其联肢剪力墙的抗震性能研究；再次，从模型试验与模拟、足尺结构抗震分析和地震易损性评估三个层面，概述了钢管混凝土框架-核心筒结构整体抗震性能的研究现状；进而指出了当前研究中存在的主要问题；最后，展望了尚需深入研究的关键问题。分析表明：现有框架-核心筒结构抗震性能研究以弹塑性分析为主，抗震设计以连梁耗能为主，剪力墙及框架梁柱耗能低，未作为主要耗能防线设计；为满足“强墙肢，弱连梁”要求而采用的较大剪力墙与框架柱等构件截面尺寸影响建筑空间利用效率。未来应发展结构抗震塑性分析模型，提升结构关键部位耗能能力，并通过增强各关键构件间的协同耗能机制实现结构“瘦身”。
2026, 41(9): 42-56.
doi: 10.13206/j.gjgS26071145
摘要:
送丝金属增材制造因其成形效率高、材料利用率高和成形尺寸限制小等特点，在土木工程领域的结构构件制造中已有一定的示范性应用，其应用范围涵盖桥梁、支撑、节点、轻型钢结构等多种工程场景。在送丝金属增材制造过程中，路径规划是影响构件表面成形质量、热输入分布及力学性能的重要因素，涉及成形形貌控制、几何建模、切片分层、轨迹生成与工艺参数调控等多个关键环节。为系统梳理送丝金属增材制造的基本原理及其在工程结构中的应用进展，综述了送丝金属增材制造路径规划的相关研究，归纳了其在工程结构领域的最新应用，并为其今后研究与应用提出建议。
送丝金属增材制造因其成形效率高、材料利用率高和成形尺寸限制小等特点，在土木工程领域的结构构件制造中已有一定的示范性应用，其应用范围涵盖桥梁、支撑、节点、轻型钢结构等多种工程场景。在送丝金属增材制造过程中，路径规划是影响构件表面成形质量、热输入分布及力学性能的重要因素，涉及成形形貌控制、几何建模、切片分层、轨迹生成与工艺参数调控等多个关键环节。为系统梳理送丝金属增材制造的基本原理及其在工程结构中的应用进展，综述了送丝金属增材制造路径规划的相关研究，归纳了其在工程结构领域的最新应用，并为其今后研究与应用提出建议。
2026, 41(9): 57-70.
doi: 10.13206/j.gjgS26083045
摘要:
随着建筑科学与工程技术的发展，各类新型空间结构不断涌现并应用于工程实践。结构试验是验证新型结构体系合理性与安全性、促进结构理论研究与发展的重要手段。空间结构静力试验通常具有加载点多、覆盖面积大及加载工况复杂等特点，合理选择加载装置与加载方法是保障试验结果准确性与可靠性的关键。为此，系统梳理了重力式、机械式、液压千斤顶、气压及拉索-滑轮传力等基本加载方法，阐述了电液闭环加载与多通道协调控制技术，并进一步介绍了点阵式自动同步加载系统、可重构空间节点加载装置以及装配式模块化反力与加载平台等新型技术。从工作原理、装置构成、典型应用及适用范围等方面对各类加载方法进行了对比分析，并展望空间结构静力加载技术的发展趋势，以期为各类空间结构静力试验的加载方案设计与装置选型提供参考。
随着建筑科学与工程技术的发展，各类新型空间结构不断涌现并应用于工程实践。结构试验是验证新型结构体系合理性与安全性、促进结构理论研究与发展的重要手段。空间结构静力试验通常具有加载点多、覆盖面积大及加载工况复杂等特点，合理选择加载装置与加载方法是保障试验结果准确性与可靠性的关键。为此，系统梳理了重力式、机械式、液压千斤顶、气压及拉索-滑轮传力等基本加载方法，阐述了电液闭环加载与多通道协调控制技术，并进一步介绍了点阵式自动同步加载系统、可重构空间节点加载装置以及装配式模块化反力与加载平台等新型技术。从工作原理、装置构成、典型应用及适用范围等方面对各类加载方法进行了对比分析，并展望空间结构静力加载技术的发展趋势，以期为各类空间结构静力试验的加载方案设计与装置选型提供参考。
2026, 41(9): 71-78.
doi: 10.13206/j.gjgS26071645
摘要:
面向工业化智能建造，提出了一种大跨度全装配高强H型钢弦支穹顶结构体系及适用于其上部网壳连接的空心球与H型钢螺栓装配节点，实现了现场模块化快速装配和可拆卸。针对全装配体系工程应用中的螺栓装配容差问题，提出了一种基于长圆孔设置的节点容差控制方法，通过在L形连接件和盖板上设置部分长圆孔，实现连接板与端板螺栓装配误差调节。基于此，建立节点有限元模型，分析了长圆孔开设对节点拼接区力学性能的影响；建立基于无放回简单随机抽样的随机缺陷节点生成模型，分析了不同缺陷分布水平下全装配体系的稳定性能和抗震性能；定义了稳定承载力节点缺陷降低系数和动力响应提高系数，定量评价了装配容差对结构性能的影响。研究表明：长圆孔的设置对节点初始刚度及承载力影响均小于3%，主要影响节点弯矩-转角曲线滑移段长度；容差控制方法对全装配体系稳定承载力影响在2.15%以内，对结构动力响应的最大影响为3.53%，整体影响不超过3.6%，验证了容差控制方法的有效性。
面向工业化智能建造，提出了一种大跨度全装配高强H型钢弦支穹顶结构体系及适用于其上部网壳连接的空心球与H型钢螺栓装配节点，实现了现场模块化快速装配和可拆卸。针对全装配体系工程应用中的螺栓装配容差问题，提出了一种基于长圆孔设置的节点容差控制方法，通过在L形连接件和盖板上设置部分长圆孔，实现连接板与端板螺栓装配误差调节。基于此，建立节点有限元模型，分析了长圆孔开设对节点拼接区力学性能的影响；建立基于无放回简单随机抽样的随机缺陷节点生成模型，分析了不同缺陷分布水平下全装配体系的稳定性能和抗震性能；定义了稳定承载力节点缺陷降低系数和动力响应提高系数，定量评价了装配容差对结构性能的影响。研究表明：长圆孔的设置对节点初始刚度及承载力影响均小于3%，主要影响节点弯矩-转角曲线滑移段长度；容差控制方法对全装配体系稳定承载力影响在2.15%以内，对结构动力响应的最大影响为3.53%，整体影响不超过3.6%，验证了容差控制方法的有效性。
2026, 41(9): 79-85.
doi: 10.13206/j.gjgS26081445
摘要:
简要论述了美国和我国的门式刚架楔形变截面构件的设计方法的最新规定。美国2011年出版的AISC设计指南No.25完全放弃了1966—1981年期间发展起来的设计规定，另起炉灶。而我国的门式刚架设计标准也从CECS 102∶2002的协会标准升级为国标（2015年），稳定性设计方法更加接近门式刚架实际，隅撑对钢梁的约束作用有明确的计算公式，绕定点扭转屈曲成为门式刚架梁稳定性验算的最主要内容，轴力、弯矩联合作用下的内力和应力计算也取自同一个截面，更加合理。
简要论述了美国和我国的门式刚架楔形变截面构件的设计方法的最新规定。美国2011年出版的AISC设计指南No.25完全放弃了1966—1981年期间发展起来的设计规定，另起炉灶。而我国的门式刚架设计标准也从CECS 102∶2002的协会标准升级为国标（2015年），稳定性设计方法更加接近门式刚架实际，隅撑对钢梁的约束作用有明确的计算公式，绕定点扭转屈曲成为门式刚架梁稳定性验算的最主要内容，轴力、弯矩联合作用下的内力和应力计算也取自同一个截面，更加合理。
2026, 41(9): 86-99.
doi: 10.13206/j.gjgS26080545
摘要:
温度作用对超长大跨度结构的安全性与耐久性影响很大，近年来国内外在理论研究与工程实践方面取得了很大进展。由于直接受到太阳辐射作用钢构件温度上升的幅度，与太阳辐射强度、太阳辐射吸收系数等多种因素密切相关。因此，基于施工阶段与使用阶段室内外气温的变化规律，合理确定超长大跨度结构各部位初始温度的分布，是有效开展温度作用效应分析的基础。通过对大型复杂结构工程进行温度与应力的实时监测，为验证温度作用计算方法的可靠性提供依据。同时对我国规范温度作用分项系数与组合值系数的可靠性指标进行分析，推进温度与地震作用组合值系数及可靠性指标的相关研究。基于研究成果，结合自身在建筑结构设计研究方面的经验，对国内外超长大跨度结构温度作用理论研究与工程实践方面的进展进行了较为全面的回顾，并对温度作用研究的未来发展方向进行了展望。
温度作用对超长大跨度结构的安全性与耐久性影响很大，近年来国内外在理论研究与工程实践方面取得了很大进展。由于直接受到太阳辐射作用钢构件温度上升的幅度，与太阳辐射强度、太阳辐射吸收系数等多种因素密切相关。因此，基于施工阶段与使用阶段室内外气温的变化规律，合理确定超长大跨度结构各部位初始温度的分布，是有效开展温度作用效应分析的基础。通过对大型复杂结构工程进行温度与应力的实时监测，为验证温度作用计算方法的可靠性提供依据。同时对我国规范温度作用分项系数与组合值系数的可靠性指标进行分析，推进温度与地震作用组合值系数及可靠性指标的相关研究。基于研究成果，结合自身在建筑结构设计研究方面的经验，对国内外超长大跨度结构温度作用理论研究与工程实践方面的进展进行了较为全面的回顾，并对温度作用研究的未来发展方向进行了展望。
2026, 41(9): 100-112.
doi: 10.13206/j.gjgS26090145
摘要:
塑性集中发展进而诱发断裂是钢结构的一种重要破坏模式，对其准确模拟需要首先建立材料全过程本构模型与考虑复杂应力状态效应的材料断裂模型。针对结构钢从屈服、强化直至断裂的全过程本构响应，讨论了真应力-真应变关系的确定方法：颈缩前可由工程应力-工程应变关系直接转换；颈缩后则提出GPN（Generalised Post Necking）模型，该模型颈缩点处连续可导、颈缩后应变硬化模量随塑性应变下降程度可控，仅采用两个参数便可描述各种牌号钢材的颈缩后强化行为；建立了模型参数的直接计算方法。在高应变率作用下，结构钢的全过程应力-应变响应呈现显著的应变率强化效应，且该强化效应随塑性应变发展而逐渐降低，据此提出了反映全过程应变率效应的SD-DIF（Strain dependent Dynamic Increase Factor）模型；该模型形式简捷，且表现出比传统应变率-塑性应变解耦型模型更高的预测精度。针对复杂应力状态下的材料断裂问题，采用应力三轴度和罗德（Lode）角参数表征材料点应力状态，揭示了两者对材料断裂应变的作用规律，建立了LMVGM（Lode angle Modified Void Growth Model）模型，以仅含3个参数的指数函数形式统一描述全应力状态空间的材料断裂轨迹面。高应变率与复杂应力状态组合下的宏观试验及微观表征表明，材料断裂特性的应变率效应与应力状态效应存在明显耦合，应变率效应的程度及变化趋势均依赖于所处的应力状态。基于此，在LMVGM模型基础上引入同时考虑应变率、应力三轴度和Lode角参数作用的断裂应变动力系数，建立了应变率-应力状态耦合的CD-LMVGM（Coupled Dynamic LMVGM）模型；该模型能准确区分拉伸状态下的正应变率效应与剪切状态下的负应变率效应，且对多种材料的断裂特性均表现出稳定的较高预测能力。
塑性集中发展进而诱发断裂是钢结构的一种重要破坏模式，对其准确模拟需要首先建立材料全过程本构模型与考虑复杂应力状态效应的材料断裂模型。针对结构钢从屈服、强化直至断裂的全过程本构响应，讨论了真应力-真应变关系的确定方法：颈缩前可由工程应力-工程应变关系直接转换；颈缩后则提出GPN（Generalised Post Necking）模型，该模型颈缩点处连续可导、颈缩后应变硬化模量随塑性应变下降程度可控，仅采用两个参数便可描述各种牌号钢材的颈缩后强化行为；建立了模型参数的直接计算方法。在高应变率作用下，结构钢的全过程应力-应变响应呈现显著的应变率强化效应，且该强化效应随塑性应变发展而逐渐降低，据此提出了反映全过程应变率效应的SD-DIF（Strain dependent Dynamic Increase Factor）模型；该模型形式简捷，且表现出比传统应变率-塑性应变解耦型模型更高的预测精度。针对复杂应力状态下的材料断裂问题，采用应力三轴度和罗德（Lode）角参数表征材料点应力状态，揭示了两者对材料断裂应变的作用规律，建立了LMVGM（Lode angle Modified Void Growth Model）模型，以仅含3个参数的指数函数形式统一描述全应力状态空间的材料断裂轨迹面。高应变率与复杂应力状态组合下的宏观试验及微观表征表明，材料断裂特性的应变率效应与应力状态效应存在明显耦合，应变率效应的程度及变化趋势均依赖于所处的应力状态。基于此，在LMVGM模型基础上引入同时考虑应变率、应力三轴度和Lode角参数作用的断裂应变动力系数，建立了应变率-应力状态耦合的CD-LMVGM（Coupled Dynamic LMVGM）模型；该模型能准确区分拉伸状态下的正应变率效应与剪切状态下的负应变率效应，且对多种材料的断裂特性均表现出稳定的较高预测能力。
2026, 41(9): 113-120.
doi: 10.13206/j.gjgS26091145
摘要:
金属屋面目前已经成为现代工业与民用建筑的主要屋面围护形式，其抗风安全性是设计和施工建筑金属屋面系统时需要重点解决的关键技术问题。总结和比较了不同国家和地区金属屋面系统的风荷载计算方法和抗风性能试验检测方法，并结合案例分析为合理计算风荷载和评价建筑金属屋面的抗风安全性提出建议。
金属屋面目前已经成为现代工业与民用建筑的主要屋面围护形式，其抗风安全性是设计和施工建筑金属屋面系统时需要重点解决的关键技术问题。总结和比较了不同国家和地区金属屋面系统的风荷载计算方法和抗风性能试验检测方法，并结合案例分析为合理计算风荷载和评价建筑金属屋面的抗风安全性提出建议。
