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2026, 41(7): 1-7.
doi: 10.13206/j.gjgS25060301
摘要
PDF (1649KB)
摘要:
为减小黏结式内锥形锚具在碳纤维增强复合材料（CFRP）筋受力时黏结介质的滑移，提出一种新型黏结式锚具，通过设置内阶梯增大黏结介质与钢锚筒的接触面积和摩擦力，进而减小黏结介质滑移。为验证新型黏结式内阶梯形锚具的有效性，使用有限元软件ABAQUS，分别建立单筋式内锥形锚具和内阶梯形锚具的有限元模型，进行轴向拉伸性能对比研究。结果表明：相比内锥形锚具，内阶梯形锚具的极限荷载提高了10.5%，且加载端处黏结介质滑移减小了16.4%，表明所提出的新型CFRP筋黏结式锚具有更好的受力性能。在此基础上进行内阶梯形锚具的参数分析，结果表明：直筒段长度对锚具锚固性能影响最大，锚固长度次之，阶梯高度和锚杯倾角对内阶梯形锚具锚固性能影响较小；最后给出CFRP筋直径为5 mm的单筋式内阶梯形锚具主要影响参数的建议取值范围：锚固长度取180~220 mm，直筒段长度取20~40 mm，阶梯高度取4~6 mm，锚杯倾角取2°~3°。
为减小黏结式内锥形锚具在碳纤维增强复合材料（CFRP）筋受力时黏结介质的滑移，提出一种新型黏结式锚具，通过设置内阶梯增大黏结介质与钢锚筒的接触面积和摩擦力，进而减小黏结介质滑移。为验证新型黏结式内阶梯形锚具的有效性，使用有限元软件ABAQUS，分别建立单筋式内锥形锚具和内阶梯形锚具的有限元模型，进行轴向拉伸性能对比研究。结果表明：相比内锥形锚具，内阶梯形锚具的极限荷载提高了10.5%，且加载端处黏结介质滑移减小了16.4%，表明所提出的新型CFRP筋黏结式锚具有更好的受力性能。在此基础上进行内阶梯形锚具的参数分析，结果表明：直筒段长度对锚具锚固性能影响最大，锚固长度次之，阶梯高度和锚杯倾角对内阶梯形锚具锚固性能影响较小；最后给出CFRP筋直径为5 mm的单筋式内阶梯形锚具主要影响参数的建议取值范围：锚固长度取180~220 mm，直筒段长度取20~40 mm，阶梯高度取4~6 mm，锚杯倾角取2°~3°。
2026, 41(7): 8-18.
doi: 10.13206/j.gjgS26011301
摘要:
在实际工程中，钢柱往往会存在不同的竖向轴压比。为研究方钢管柱八边形芯筒全螺栓连接节点在不同轴压比下的力学性能，建立了竖向轴压比分别为-0.2、-0.1、0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5的8组有限元节点模型，分析了在双向水平加载下，不同轴压比对节点抗震性能的影响规律。结果表明：在受拉弯和纯弯作用时，节点最终表现为法兰高强螺栓受拉破坏；在受压弯作用时，当轴压比为0.1时，节点最终表现为法兰高强螺栓受拉破坏，当轴压比为0.2~0.5时，节点最终表现为下柱与柱脚加劲肋连接处破坏在受拉弯作用下，节点法兰板、法兰高强螺栓及芯筒下部承载较大，节点传递荷载能力较弱，往下柱传递荷载较小，节点法兰高强螺栓在罕遇地震作用下结构弹塑性层间位移角限值0.02 rad加载级时受拉变形过大导致节点破坏，实际工程对可能出现受拉或地震烈度过大的工况应重点关注法兰和高强螺栓的设计；在受纯弯和压弯作用下，随着轴压比增大，节点法兰板、法兰高强螺栓及芯筒下部承载减小，下柱承载增大，节点传递荷载能力增强、耗能能力及延性增大，但整体承载力减小、刚度退化加快；在轴压比为0时节点承载力最高，但耗能能力较弱，且最终发生节点破坏。节点设计时建议控制轴压比为0.2，使节点在具有较高承载力的同时也具有相对良好的延性耗能能力。
在实际工程中，钢柱往往会存在不同的竖向轴压比。为研究方钢管柱八边形芯筒全螺栓连接节点在不同轴压比下的力学性能，建立了竖向轴压比分别为-0.2、-0.1、0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5的8组有限元节点模型，分析了在双向水平加载下，不同轴压比对节点抗震性能的影响规律。结果表明：在受拉弯和纯弯作用时，节点最终表现为法兰高强螺栓受拉破坏；在受压弯作用时，当轴压比为0.1时，节点最终表现为法兰高强螺栓受拉破坏，当轴压比为0.2~0.5时，节点最终表现为下柱与柱脚加劲肋连接处破坏在受拉弯作用下，节点法兰板、法兰高强螺栓及芯筒下部承载较大，节点传递荷载能力较弱，往下柱传递荷载较小，节点法兰高强螺栓在罕遇地震作用下结构弹塑性层间位移角限值0.02 rad加载级时受拉变形过大导致节点破坏，实际工程对可能出现受拉或地震烈度过大的工况应重点关注法兰和高强螺栓的设计；在受纯弯和压弯作用下，随着轴压比增大，节点法兰板、法兰高强螺栓及芯筒下部承载减小，下柱承载增大，节点传递荷载能力增强、耗能能力及延性增大，但整体承载力减小、刚度退化加快；在轴压比为0时节点承载力最高，但耗能能力较弱，且最终发生节点破坏。节点设计时建议控制轴压比为0.2，使节点在具有较高承载力的同时也具有相对良好的延性耗能能力。
2026, 41(7): 19-25.
doi: 10.13206/j.gjgS25091602
摘要:
针对传统直立锁边金属屋面系统在强风下易发生风揭破坏的问题，研发了一种新型高肋焊接不锈钢屋面系统，分别采用0.6 mm厚445J2铁素体不锈钢（模型1）和0.7 mm厚316L奥氏体不锈钢（模型2）两种情形通过1∶1足尺模型试验对该系统的抗风揭性能进行了研究。试验结果表明，模型1和模型2分别通过了5.39 kPa和8.0 kPa的5000次动态波动循环试验，且静态极限承载力分别达到11.2 kPa和9.8 kPa。同时，建立了有限元数值模型，分析了不同面板加劲波肋高度对系统性能的影响。计算结果表明，增大加劲肋高度可显著减小面板变形和焊缝下方板肋应力，当波肋高度从1.5 mm增至5.0 mm时，变形和应力显著降低，但3.0 mm与5.0 mm之间的差异趋于平缓。研究表明，该新型屋面系统具有优异的抗风揭性能和工程应用价值。
针对传统直立锁边金属屋面系统在强风下易发生风揭破坏的问题，研发了一种新型高肋焊接不锈钢屋面系统，分别采用0.6 mm厚445J2铁素体不锈钢（模型1）和0.7 mm厚316L奥氏体不锈钢（模型2）两种情形通过1∶1足尺模型试验对该系统的抗风揭性能进行了研究。试验结果表明，模型1和模型2分别通过了5.39 kPa和8.0 kPa的5000次动态波动循环试验，且静态极限承载力分别达到11.2 kPa和9.8 kPa。同时，建立了有限元数值模型，分析了不同面板加劲波肋高度对系统性能的影响。计算结果表明，增大加劲肋高度可显著减小面板变形和焊缝下方板肋应力，当波肋高度从1.5 mm增至5.0 mm时，变形和应力显著降低，但3.0 mm与5.0 mm之间的差异趋于平缓。研究表明，该新型屋面系统具有优异的抗风揭性能和工程应用价值。
2026, 41(7): 26-35.
doi: 10.13206/j.gjgS25121901
摘要:
当前，国内输电线路设计规范对螺栓连接节点的承载力计算有明确规定，但相关公式未计入螺栓预紧力的影响；而施工验收规范则通过规定扭矩值，间接明确了预紧力的大小。学术界与工程界虽普遍认可预紧力对节点性能的贡献，却对规范推荐的预紧力数值存有争议，尤其规范缺乏对粗制螺栓界面摩擦行为的系统研究。为此，以一典型角钢节点为研究对象，重点分析界面摩擦行为对其承载性能的影响规律。通过研究方案设计与有限元模拟，揭示了节点内部受力机制的动态演化过程：加载初期，荷载主要由界面摩擦力承担；随着螺栓滑移，荷载传递机制逐渐转变为以螺栓杆与孔壁的挤压作用为主导。结果表明：节点的极限承载力由螺栓孔壁承压能力与接触面摩擦力协同提供，其中摩擦力约占总承载力的20%。研究系统阐明了摩擦力与孔壁挤压力的互补关联，为完善螺栓连接节点的设计理论与性能评估提供了重要理论依据。
当前，国内输电线路设计规范对螺栓连接节点的承载力计算有明确规定，但相关公式未计入螺栓预紧力的影响；而施工验收规范则通过规定扭矩值，间接明确了预紧力的大小。学术界与工程界虽普遍认可预紧力对节点性能的贡献，却对规范推荐的预紧力数值存有争议，尤其规范缺乏对粗制螺栓界面摩擦行为的系统研究。为此，以一典型角钢节点为研究对象，重点分析界面摩擦行为对其承载性能的影响规律。通过研究方案设计与有限元模拟，揭示了节点内部受力机制的动态演化过程：加载初期，荷载主要由界面摩擦力承担；随着螺栓滑移，荷载传递机制逐渐转变为以螺栓杆与孔壁的挤压作用为主导。结果表明：节点的极限承载力由螺栓孔壁承压能力与接触面摩擦力协同提供，其中摩擦力约占总承载力的20%。研究系统阐明了摩擦力与孔壁挤压力的互补关联，为完善螺栓连接节点的设计理论与性能评估提供了重要理论依据。
2026, 41(7): 36-46.
doi: 10.13206/j.gjgS25101301
摘要:
为尽早获取疲劳损伤异常信号，以便对在役桥梁钢结构的疲劳状态进行快速评估，需要不断深入探索可识别疲劳损伤特征的新方法。针对钢桥用钢板，开展疲劳实时样本的磁记忆信号测量研究，得到试件疲劳过程的磁记忆信号变化规律。研究表明：钢板周边环境不变时，疲劳过程中的信号曲线分布具有相似和衔接的规律；单个探头磁记忆信号测量的识别范围可达40 mm；磁记忆强度和梯度测量对垂直于裂纹方向的信号具有很强的识别性；当钢板发生疲劳裂纹时，磁记忆强度和梯度均能呈现明显的信号特征，其中强度信号具有极值和过零点特征，梯度信号呈M和∧形特征。鉴于试验研究的试件数量有限，随疲劳次数增加钢板磁记忆信号的变化趋势暂不明显。下一步需要积累大量数据，扩充至足够的数据样本，并研究获取其变化趋势的有效方法。
为尽早获取疲劳损伤异常信号，以便对在役桥梁钢结构的疲劳状态进行快速评估，需要不断深入探索可识别疲劳损伤特征的新方法。针对钢桥用钢板，开展疲劳实时样本的磁记忆信号测量研究，得到试件疲劳过程的磁记忆信号变化规律。研究表明：钢板周边环境不变时，疲劳过程中的信号曲线分布具有相似和衔接的规律；单个探头磁记忆信号测量的识别范围可达40 mm；磁记忆强度和梯度测量对垂直于裂纹方向的信号具有很强的识别性；当钢板发生疲劳裂纹时，磁记忆强度和梯度均能呈现明显的信号特征，其中强度信号具有极值和过零点特征，梯度信号呈M和∧形特征。鉴于试验研究的试件数量有限，随疲劳次数增加钢板磁记忆信号的变化趋势暂不明显。下一步需要积累大量数据，扩充至足够的数据样本，并研究获取其变化趋势的有效方法。
2026, 41(7): 47-53.
doi: 10.13206/j.gjgS25112101
摘要:
中韩城市馆屋盖结构呈双向自由曲面形态，建筑外立面以玻璃和铝板幕墙为主，屋盖围护结构采用铝镁锰板直立锁边屋面系统，每个展厅屋面设有玻璃采光天窗。以该工程为例详细论述金属屋面系统中结构设计的技术要点，包括金属屋面系统的排水设计、檩条设计、变形释放以及抗风揭试验。
中韩城市馆屋盖结构呈双向自由曲面形态，建筑外立面以玻璃和铝板幕墙为主，屋盖围护结构采用铝镁锰板直立锁边屋面系统，每个展厅屋面设有玻璃采光天窗。以该工程为例详细论述金属屋面系统中结构设计的技术要点，包括金属屋面系统的排水设计、檩条设计、变形释放以及抗风揭试验。
2026, 41(7): 54-61.
doi: 10.13206/j.gjgS25072101
摘要:
针对量大面广的中小跨径空心板桥在危桥改造中面临的梁高受限、工期紧迫及交通影响大等难题，依托某13 m跨径实桥换板工程，提出了一种基于环氧砂浆连接的全预制装配式钢-混凝土组合梁快速替换技术。该结构体系采用“工字钢梁+环氧砂浆垫层+预制混凝土桥面板”的组合形式，以环氧砂浆湿接缝替代传统混凝土后浇带，实现了对原桥空心板的等高度替换。通过精细化有限元分析、室内试验与现场工程验证，对该桥型的力学性能与施工工艺进行了系统研究。结果表明：该组合梁极限承载力达到运营荷载的4.8倍，表现出显著的“钢梁先屈服、混凝土后压溃”的延性破坏特征；采用该技术可实现上部结构24 h内快速安装；尽管直接材料成本较空心板提高约20%，但得益于工期缩短带来的社会成本节约及对原下部结构的充分利用，其综合造价优势显著，为中小跨径（10~16 m）空心板梁危桥快速化改造提供了解决方案。
针对量大面广的中小跨径空心板桥在危桥改造中面临的梁高受限、工期紧迫及交通影响大等难题，依托某13 m跨径实桥换板工程，提出了一种基于环氧砂浆连接的全预制装配式钢-混凝土组合梁快速替换技术。该结构体系采用“工字钢梁+环氧砂浆垫层+预制混凝土桥面板”的组合形式，以环氧砂浆湿接缝替代传统混凝土后浇带，实现了对原桥空心板的等高度替换。通过精细化有限元分析、室内试验与现场工程验证，对该桥型的力学性能与施工工艺进行了系统研究。结果表明：该组合梁极限承载力达到运营荷载的4.8倍，表现出显著的“钢梁先屈服、混凝土后压溃”的延性破坏特征；采用该技术可实现上部结构24 h内快速安装；尽管直接材料成本较空心板提高约20%，但得益于工期缩短带来的社会成本节约及对原下部结构的充分利用，其综合造价优势显著，为中小跨径（10~16 m）空心板梁危桥快速化改造提供了解决方案。
2026, 41(7): 62-69.
doi: 10.13206/j.gjgS25051202
摘要:
为解决山区深切峡谷复杂地形条件下大跨悬索桥加劲梁安装难题，依托济新黄河三峡大桥工程，针对桥址区U形峡谷道路运输受限、黄河水位年变幅达30 m且无通航条件的特殊工况，开展了大跨度悬索桥加劲梁安装技术创新研究，提出“化整为零+现场总拼，模块运输+智能缆索吊装”的总体施工方案：将每节钢桁梁单元分解为上弦杆、下弦杆、腹板、桥面板、上横梁、下横梁等58个单元件在工厂加工，经汽车运输至现场钢梁拼装场，采用“3+1”总拼预拼技术，拼装成一个标准吊装单元；研制专用多轴模块运输车实施峡谷内节段倒运，大幅提升了运输效率；采用智能缆索吊装系统实现毫米级定位精度，吊装速度达2节段/d；针对缆索吊盲区创新采用“支架法+荡移法”组合工艺，通过液压同步控制系统实现最大63°倾角、15 m水平位移的精准就位。实践表明：该技术体系成功克服了峡谷运输通道受限、水位变化影响吊装窗口期等难题，全桥34个钢桁梁节段安装精度控制在±2 mm以内，施工周期较传统工艺缩短了20%，主要关键项点一次验收合格率达100%。研究验证了模块化运输与智能缆索吊装技术在深切峡谷悬索桥施工中的适用性，提出的荡移法有效拓展了缆索吊装作业范围，形成的成套技术可为类似峡谷桥梁工程提供重要参考，具有显著的经济效益与推广价值。
为解决山区深切峡谷复杂地形条件下大跨悬索桥加劲梁安装难题，依托济新黄河三峡大桥工程，针对桥址区U形峡谷道路运输受限、黄河水位年变幅达30 m且无通航条件的特殊工况，开展了大跨度悬索桥加劲梁安装技术创新研究，提出“化整为零+现场总拼，模块运输+智能缆索吊装”的总体施工方案：将每节钢桁梁单元分解为上弦杆、下弦杆、腹板、桥面板、上横梁、下横梁等58个单元件在工厂加工，经汽车运输至现场钢梁拼装场，采用“3+1”总拼预拼技术，拼装成一个标准吊装单元；研制专用多轴模块运输车实施峡谷内节段倒运，大幅提升了运输效率；采用智能缆索吊装系统实现毫米级定位精度，吊装速度达2节段/d；针对缆索吊盲区创新采用“支架法+荡移法”组合工艺，通过液压同步控制系统实现最大63°倾角、15 m水平位移的精准就位。实践表明：该技术体系成功克服了峡谷运输通道受限、水位变化影响吊装窗口期等难题，全桥34个钢桁梁节段安装精度控制在±2 mm以内，施工周期较传统工艺缩短了20%，主要关键项点一次验收合格率达100%。研究验证了模块化运输与智能缆索吊装技术在深切峡谷悬索桥施工中的适用性，提出的荡移法有效拓展了缆索吊装作业范围，形成的成套技术可为类似峡谷桥梁工程提供重要参考，具有显著的经济效益与推广价值。
2026, 41(7): 70-74.
doi: 10.13206/j.gjgS25021335
摘要:
分析了工字形截面梁在上翼缘有楼板或铺设花纹钢板时的屈曲（上下翼缘单独作为构件，腹板作为板件，承受轴力或弯矩），并给出了总势能公式，由于腹板与翼缘间保持垂直，为此建立位移函数，代入总势能公式求得临界荷载；采用薄壁构件理论研究了截面绕上翼缘的扭转屈曲，考虑上翼缘获得扭转约束，得到了临界应力公式；楼板很厚时截面发生畸变屈曲，给出了畸变屈曲临界应力计算式。对上述三组解进行了比较，通过修改绕定点扭转屈曲的薄壁构件理论公式，得到了精度良好的、略偏安全的简单公式，可用于上翼缘可以扭转的畸变屈曲应力的计算。
分析了工字形截面梁在上翼缘有楼板或铺设花纹钢板时的屈曲（上下翼缘单独作为构件，腹板作为板件，承受轴力或弯矩），并给出了总势能公式，由于腹板与翼缘间保持垂直，为此建立位移函数，代入总势能公式求得临界荷载；采用薄壁构件理论研究了截面绕上翼缘的扭转屈曲，考虑上翼缘获得扭转约束，得到了临界应力公式；楼板很厚时截面发生畸变屈曲，给出了畸变屈曲临界应力计算式。对上述三组解进行了比较，通过修改绕定点扭转屈曲的薄壁构件理论公式，得到了精度良好的、略偏安全的简单公式，可用于上翼缘可以扭转的畸变屈曲应力的计算。
2026, 41(7): 75-79.
doi: 10.13206/j.gjgS26060840
摘要:
GB 50017—2017《钢结构设计标准》（简称《17钢标》）以等效初挠度综合考虑初始缺陷，参考试验数据，采用计算拟合，按压弯杆件计算轴压杆的屈曲得到柱子曲线。美钢规的柱子曲线分为两段：弹性阶段以欧拉临界力为基准，取0.877的折减系数来考虑杆件几何缺陷的影响；非弹性阶段考虑了材料进入比例极限后广义欧拉公式的非线性性质。
GB 50017—2017《钢结构设计标准》（简称《17钢标》）以等效初挠度综合考虑初始缺陷，参考试验数据，采用计算拟合，按压弯杆件计算轴压杆的屈曲得到柱子曲线。美钢规的柱子曲线分为两段：弹性阶段以欧拉临界力为基准，取0.877的折减系数来考虑杆件几何缺陷的影响；非弹性阶段考虑了材料进入比例极限后广义欧拉公式的非线性性质。
期刊编委会完整名单 >
主任委员：周绪红
中国工程院院士，日本工程院外籍院士，重庆大学教授
结构工程专家,重庆大学教授,国家钢结构工程技术研究中心主任,英国皇家结构工程师学会Fellow,英国皇家特许结构工程师。兼任中国钢结构协会荣誉会长,国家钢结构工程技术研究中心技术委员会主任等学术职务。长期从事钢结构、钢-混凝土组合结构等方向的教学与科研工作。
副主任委员：聂建国
中国工程院院士，清华大学教授
结构工程专家,清华大学教授,清华大学未来城镇与基础设施研院院长,清华大学术委员会主任,清华大学科学技术协会副主席。兼任中国土木工程学会副理事长,住建部超限高层建筑工程技术专业委员会主任委员等学术职务。长期从事钢-混凝土组合结构、结构新体系和新技术等方向的教学与科研工作。
副主任委员：岳清瑞
中国工程院院士，北京科技大学终身教授
结构工程专家,北京科技大学城镇化与城市安全研究院院长、国家城市安全发展科技研究院院长、深圳市城市公共安全技术研究院名誉院长与首席科学家等，兼任中国钢结构协会会长、住建部建筑工程抗震设防专家委员会主任、应急管理部专家委员会委员等，长期担任国家科技部社会发展、新材料、科技平台等领域专家。
喜报 | 热烈祝贺我刊编委罗尧治教授荣获2024年度何梁何利基金奖
