当期目录
2026年 第56卷 第1期
2026, 56(1): 1-10.
doi: 10.3724/j.gyjzG24122303
摘要:
钢筋混凝土墙体在低剪跨比、高轴压比工况下抗侧刚度大、变形能力较小且容易发生剪切脆性破坏,通过在墙体上开设规则排列的洞口能调整墙体在侧向力作用下的破坏模式,增加墙体的延性。设计制作了4片洞口尺寸为200 mm×500 mm,剪跨比为0.7的钢筋混凝土网格墙,进行了不同轴压比下墙体在横向静力荷载和横向往复荷载作用下的性能试验,分析了墙体的受力机理、单调荷载-位移曲线、滞回曲线和骨架曲线;揭示了网格墙体具有内部连梁先破坏、柱体后破坏的二阶段破坏模式。结果表明:往复荷载下轴压比由0.1提高至0.35时,网格墙体承载力提高38%,墙体延性系数降低9.3%,且静力试验中不同轴压比墙体承载力峰后下降速率几乎相同。通过适当设置网格的钢筋混凝土墙体,可以改变墙体的破坏模式,提升墙体的延性。
钢筋混凝土墙体在低剪跨比、高轴压比工况下抗侧刚度大、变形能力较小且容易发生剪切脆性破坏,通过在墙体上开设规则排列的洞口能调整墙体在侧向力作用下的破坏模式,增加墙体的延性。设计制作了4片洞口尺寸为200 mm×500 mm,剪跨比为0.7的钢筋混凝土网格墙,进行了不同轴压比下墙体在横向静力荷载和横向往复荷载作用下的性能试验,分析了墙体的受力机理、单调荷载-位移曲线、滞回曲线和骨架曲线;揭示了网格墙体具有内部连梁先破坏、柱体后破坏的二阶段破坏模式。结果表明:往复荷载下轴压比由0.1提高至0.35时,网格墙体承载力提高38%,墙体延性系数降低9.3%,且静力试验中不同轴压比墙体承载力峰后下降速率几乎相同。通过适当设置网格的钢筋混凝土墙体,可以改变墙体的破坏模式,提升墙体的延性。
2026, 56(1): 11-21.
doi: 10.3724/j.gyjzG25050805
摘要:
实际工程中装配式剪力墙结构的典型构件,包括灌浆套筒、含拼缝混凝土叠合板、叠合板-预制剪力墙节点等。为研究其力学性能,对连接预制剪力墙纵向钢筋的灌浆套筒开展工业CT扫描和拉拔试验,发现实际施工中,上下钢筋难以对中,但灌浆套筒的拉拔性能仍满足要求;对含拼缝混凝土叠合板开展静力单调加载试验,叠合板均表现出了良好的弯曲延性,抗弯承载力试验值与计算值符合较好;对节点试件进行低周往复荷载试验,发现试件的荷载-挠度骨架曲线呈倒S形,试件延性和耗能能力较好。表明三种构件的承载力和损伤模式均符合设计要求。
实际工程中装配式剪力墙结构的典型构件,包括灌浆套筒、含拼缝混凝土叠合板、叠合板-预制剪力墙节点等。为研究其力学性能,对连接预制剪力墙纵向钢筋的灌浆套筒开展工业CT扫描和拉拔试验,发现实际施工中,上下钢筋难以对中,但灌浆套筒的拉拔性能仍满足要求;对含拼缝混凝土叠合板开展静力单调加载试验,叠合板均表现出了良好的弯曲延性,抗弯承载力试验值与计算值符合较好;对节点试件进行低周往复荷载试验,发现试件的荷载-挠度骨架曲线呈倒S形,试件延性和耗能能力较好。表明三种构件的承载力和损伤模式均符合设计要求。
2026, 56(1): 22-31.
doi: 10.3724/j.gyjzG25040203
摘要:
基于塑性损伤控制、耗能元件可更换等设计理念,提出一种可更换复合耗能组件装配式柱脚节点。该节点由H型钢柱及复合耗能组件(包含L形拉压耗能板、剪切耗能装置)通过高强螺栓拼装而成,形成“拉压-剪切”双重耗能机制,在保证承载力的同时实现损伤可控和震后可更换功能。采用ABAQUS软件建立10个节点算例进行循环往复加载模拟,对比研究不同参数节点算例的滞回曲线、骨架曲线及应力分布差异,总结关键参数对节点滞回性能的影响规律。结果表明:L形拉压耗能板宽度比、厚度比以及轴压比均是影响新型柱脚节点滞回性能的重要参数;增大L形拉压耗能板宽度比、厚度比均可有效提高节点承载能力,但同时会增大结构柱应力,建议宽度比、厚度比取值分别为0.3~0.7、0.5~1.0;增大轴压比会使节点延性降低,影响结构安全性和可靠性。
基于塑性损伤控制、耗能元件可更换等设计理念,提出一种可更换复合耗能组件装配式柱脚节点。该节点由H型钢柱及复合耗能组件(包含L形拉压耗能板、剪切耗能装置)通过高强螺栓拼装而成,形成“拉压-剪切”双重耗能机制,在保证承载力的同时实现损伤可控和震后可更换功能。采用ABAQUS软件建立10个节点算例进行循环往复加载模拟,对比研究不同参数节点算例的滞回曲线、骨架曲线及应力分布差异,总结关键参数对节点滞回性能的影响规律。结果表明:L形拉压耗能板宽度比、厚度比以及轴压比均是影响新型柱脚节点滞回性能的重要参数;增大L形拉压耗能板宽度比、厚度比均可有效提高节点承载能力,但同时会增大结构柱应力,建议宽度比、厚度比取值分别为0.3~0.7、0.5~1.0;增大轴压比会使节点延性降低,影响结构安全性和可靠性。
2026, 56(1): 32-40.
doi: 10.3724/j.gyjzG24090904
摘要:
依托上海某电子芯片厂房项目,提出了一种整体装配式华夫板结构。通过有限元建模,计算叠合板拼缝深度和活载质量对楼板自振频率、刚度、原位频响函数的影响。随着叠合板拼缝深度的增加,华夫板同阶自振频率、刚度降低,楼盖振动响应增大,且叠合板拼缝深度越大,各个指标变化越快。当叠合板深度在100 mm以内时,华夫板动刚度、频响函数曲线峰值的变化在5%以内,证明了装配式混凝土华夫板方案的适用性。活载质量有利于楼盖对速度、加速度的控制,但不影响动刚度。采用单自由度体系推导的公式能够较准确地估算考虑活载后楼盖结构的位移、速度、加速度频响函数,可在工程中使用。
依托上海某电子芯片厂房项目,提出了一种整体装配式华夫板结构。通过有限元建模,计算叠合板拼缝深度和活载质量对楼板自振频率、刚度、原位频响函数的影响。随着叠合板拼缝深度的增加,华夫板同阶自振频率、刚度降低,楼盖振动响应增大,且叠合板拼缝深度越大,各个指标变化越快。当叠合板深度在100 mm以内时,华夫板动刚度、频响函数曲线峰值的变化在5%以内,证明了装配式混凝土华夫板方案的适用性。活载质量有利于楼盖对速度、加速度的控制,但不影响动刚度。采用单自由度体系推导的公式能够较准确地估算考虑活载后楼盖结构的位移、速度、加速度频响函数,可在工程中使用。
2026, 56(1): 41-54.
doi: 10.3724/j.gyjzG25031005
摘要:
轻钢龙骨-纤维水泥压力板是一种由轻钢龙骨和纤维水泥压力板使用自攻螺钉连接的新型装配式组合楼板构件。相较于传统混凝土现浇楼板具有自重轻、成本低和施工效率高等优点,目前,有关此类楼面板的破坏顺序与破坏特征以及刚度退化等特征的研究尚不深入全面,制约了轻钢龙骨-纤维水泥压力板在村镇钢结构住宅中的推广与应用。为此设计了5组装配式轻钢龙骨-纤维水泥压力板构件,开展了轻钢龙骨-纤维水泥压力板四点抗弯试验研究和有限元建模分析研究,对不同结构构造形式压力板的抗弯性能进行评估并提出设计建议。结果表明,适当减小龙骨间距、增大龙骨截面高度、减小螺钉间距均可有效提高组合楼板屈服荷载与设计承载力。
轻钢龙骨-纤维水泥压力板是一种由轻钢龙骨和纤维水泥压力板使用自攻螺钉连接的新型装配式组合楼板构件。相较于传统混凝土现浇楼板具有自重轻、成本低和施工效率高等优点,目前,有关此类楼面板的破坏顺序与破坏特征以及刚度退化等特征的研究尚不深入全面,制约了轻钢龙骨-纤维水泥压力板在村镇钢结构住宅中的推广与应用。为此设计了5组装配式轻钢龙骨-纤维水泥压力板构件,开展了轻钢龙骨-纤维水泥压力板四点抗弯试验研究和有限元建模分析研究,对不同结构构造形式压力板的抗弯性能进行评估并提出设计建议。结果表明,适当减小龙骨间距、增大龙骨截面高度、减小螺钉间距均可有效提高组合楼板屈服荷载与设计承载力。
2026, 56(1): 55-60.
doi: 10.3724/j.gyjzG25032601
摘要:
为研究冷弯薄壁构件应用于高大工业厂房吊架系统的可行性,提出了一种双肢冷弯C型钢吊架系统。考虑不同的吊架梁跨度、荷载设计值和C型钢腹板间连接缀板的数量,对6个实尺双肢冷弯C型钢吊架系统模型进行了静力加载试验,研究了吊架系统模型在设计均布荷载作用下和二次集中荷载作用下的变形模式和力学性能。试验结果表明,所有吊架系统模型在设计均布荷载作用下均满足承载力要求,在二次集中荷载作用下的整体和局部破坏模式分别为吊架梁的整体弯扭失稳和受压翼缘板的局部屈曲;在双肢冷弯C型钢腹板之间设置连接缀板能够提高吊架系统的刚度、极限承载力和变形能力。
为研究冷弯薄壁构件应用于高大工业厂房吊架系统的可行性,提出了一种双肢冷弯C型钢吊架系统。考虑不同的吊架梁跨度、荷载设计值和C型钢腹板间连接缀板的数量,对6个实尺双肢冷弯C型钢吊架系统模型进行了静力加载试验,研究了吊架系统模型在设计均布荷载作用下和二次集中荷载作用下的变形模式和力学性能。试验结果表明,所有吊架系统模型在设计均布荷载作用下均满足承载力要求,在二次集中荷载作用下的整体和局部破坏模式分别为吊架梁的整体弯扭失稳和受压翼缘板的局部屈曲;在双肢冷弯C型钢腹板之间设置连接缀板能够提高吊架系统的刚度、极限承载力和变形能力。
2026, 56(1): 61-69.
doi: 10.3724/j.gyjzG25090601
摘要:
长期日照下,建筑结构温度场因太阳辐射角度变化、建筑遮挡和风速影响,呈现出明显的时空非均匀特征。为研究百米高大矢跨比交叉钢拱结构在太阳辐射下的温度场分布规律,在ANSYS Fluent Meshing模块中建立大矢跨比交叉钢拱结构的实体模型及流体域,模拟分析结构的瞬态温度场,对季节、太阳辐射强度、风速和两侧建筑物阴影遮挡等因素对结构瞬态非均匀温度场的影响规律进行参数化分析。结果表明:钢拱表面最高温度出现在14:00,变化趋势近似正弦函数,构件温度沿高度方向差异显著;较低辐射强度下表面最高温度相比高辐射强度下降21.4%;风速增大会降低表面温度,冬季降温效果明显高于夏季;建筑物阴影不会改变温度分布模式,但可使结构表面与环境温差减小11.99%~22.13%;结构温度场时变性与空间不均匀性显著。
长期日照下,建筑结构温度场因太阳辐射角度变化、建筑遮挡和风速影响,呈现出明显的时空非均匀特征。为研究百米高大矢跨比交叉钢拱结构在太阳辐射下的温度场分布规律,在ANSYS Fluent Meshing模块中建立大矢跨比交叉钢拱结构的实体模型及流体域,模拟分析结构的瞬态温度场,对季节、太阳辐射强度、风速和两侧建筑物阴影遮挡等因素对结构瞬态非均匀温度场的影响规律进行参数化分析。结果表明:钢拱表面最高温度出现在14:00,变化趋势近似正弦函数,构件温度沿高度方向差异显著;较低辐射强度下表面最高温度相比高辐射强度下降21.4%;风速增大会降低表面温度,冬季降温效果明显高于夏季;建筑物阴影不会改变温度分布模式,但可使结构表面与环境温差减小11.99%~22.13%;结构温度场时变性与空间不均匀性显著。
2026, 56(1): 70-79.
doi: 10.3724/j.gyjzG25040207
摘要:
为满足基于性能抗震设计对金属阻尼器提出的更高要求,结合工业化装配式理念,通过将U型阻尼器(UDs)与狭缝钢板阻尼器相结合,提出了3种不同组合形式的复合耗能阻尼器:单阶段复合耗能阻尼器(SSYCD)、双阶段复合耗能阻尼器(DSYCD)和刚度增强型双阶段复合耗能阻尼器(RDSYCD)。利用有限元软件ABAQUS对传统的UD以及3种新型复合耗能阻尼器进行抗震性能对比研究,分析了其滞回曲线、骨架曲线、耗能量和等效黏滞阻尼系数的差异。分析结果表明:与UD相比,SSYCD在减少28.20%用钢量的前提下显著提升了阻尼器的初始刚度及耗能量,增幅分别达到150.16%和250.57%;DSYCD能够实现预期的双阶段屈服工作机制,但其初始刚度及耗能量较低;RDSYCD呈现出预期的双阶段屈服工作机制,且和SSYCD用钢量相近时,其初始刚度、极限承载力和耗能量比SSYCD相应提升6.28%、44.55%和11.03%。
为满足基于性能抗震设计对金属阻尼器提出的更高要求,结合工业化装配式理念,通过将U型阻尼器(UDs)与狭缝钢板阻尼器相结合,提出了3种不同组合形式的复合耗能阻尼器:单阶段复合耗能阻尼器(SSYCD)、双阶段复合耗能阻尼器(DSYCD)和刚度增强型双阶段复合耗能阻尼器(RDSYCD)。利用有限元软件ABAQUS对传统的UD以及3种新型复合耗能阻尼器进行抗震性能对比研究,分析了其滞回曲线、骨架曲线、耗能量和等效黏滞阻尼系数的差异。分析结果表明:与UD相比,SSYCD在减少28.20%用钢量的前提下显著提升了阻尼器的初始刚度及耗能量,增幅分别达到150.16%和250.57%;DSYCD能够实现预期的双阶段屈服工作机制,但其初始刚度及耗能量较低;RDSYCD呈现出预期的双阶段屈服工作机制,且和SSYCD用钢量相近时,其初始刚度、极限承载力和耗能量比SSYCD相应提升6.28%、44.55%和11.03%。
2026, 56(1): 80-90.
doi: 10.3724/j.gyjzG25022203
摘要:
某高层建筑采用了各层弱相关的悬挂结构,通过RHINO软件对该建筑物进行温度场分区,采用MIDAS软件计算了该建筑物的主要构件在温度变化作用下的内力和变形,分别分析了仅气温变化和太阳辐射与气温变化共同作用两种情况下的温度效应。主要结论为:相比于气温变化导致的均匀温度效应,太阳辐射引发的非均匀温度作用对结构的应力、支座反力及位移的影响更为显著;共同作用下的最大拉应力增长了53.6%,最大合反力与合反力矩分别增长了142%和 16.8%,最大位移值增加了26.3%;同时最大拉应力、最大合反力及最大合反力矩作用位置均发生改变。因此,需要重点考虑在结构设计和使用过程中对太阳辐射引发的非均匀温度作用。
某高层建筑采用了各层弱相关的悬挂结构,通过RHINO软件对该建筑物进行温度场分区,采用MIDAS软件计算了该建筑物的主要构件在温度变化作用下的内力和变形,分别分析了仅气温变化和太阳辐射与气温变化共同作用两种情况下的温度效应。主要结论为:相比于气温变化导致的均匀温度效应,太阳辐射引发的非均匀温度作用对结构的应力、支座反力及位移的影响更为显著;共同作用下的最大拉应力增长了53.6%,最大合反力与合反力矩分别增长了142%和 16.8%,最大位移值增加了26.3%;同时最大拉应力、最大合反力及最大合反力矩作用位置均发生改变。因此,需要重点考虑在结构设计和使用过程中对太阳辐射引发的非均匀温度作用。
2026, 56(1): 91-105.
doi: 10.3724/j.gyjzG25030102
摘要:
近年来,我国大力推进新型工业化进程,在工业建筑的建造和运行中产生了大量的CO2。为了实现“双碳”目标,对工业建筑碳排放核算方法进行了研究,提出了三类建筑面积拆分方法,基于全生命周期理论建立了省域层面建筑碳排放核算模型,选取陕西省工业建筑为研究对象,对全生命周期各阶段碳排放量进行计算。结果表明:2004—2021年,陕西省工业建筑碳排放量呈上升趋势,至2021年达到了1004.23万t,其中材料生产阶段和建筑运行阶段的碳排放量占比最大;钢材和水泥生产是材料生产阶段碳排放量主要的构成部分,所占比例均约为39%;电力、原煤、热力和天然气的消耗是建筑运行阶段碳排放的主要来源,其中电力贡献最高,占建筑运行阶段碳排放量的38.99%。
近年来,我国大力推进新型工业化进程,在工业建筑的建造和运行中产生了大量的CO2。为了实现“双碳”目标,对工业建筑碳排放核算方法进行了研究,提出了三类建筑面积拆分方法,基于全生命周期理论建立了省域层面建筑碳排放核算模型,选取陕西省工业建筑为研究对象,对全生命周期各阶段碳排放量进行计算。结果表明:2004—2021年,陕西省工业建筑碳排放量呈上升趋势,至2021年达到了1004.23万t,其中材料生产阶段和建筑运行阶段的碳排放量占比最大;钢材和水泥生产是材料生产阶段碳排放量主要的构成部分,所占比例均约为39%;电力、原煤、热力和天然气的消耗是建筑运行阶段碳排放的主要来源,其中电力贡献最高,占建筑运行阶段碳排放量的38.99%。
2026, 56(1): 106-114.
doi: 10.3724/j.gyjzG25121501
摘要:
建筑业作为能源消耗与碳排放的核心领域,其绿色低碳转型是双碳目标实现的关键。然而,光伏、风电等可再生能源的间歇性与波动性,加之传统独立储电模式存在投资高、利用率低、调度灵活不足等缺陷,严重制约了建筑领域可再生能源消纳与能源系统优化。聚焦居住、办公、工业三类典型建筑,基于其异质用能特性,构建共享储电柔性调控模型,设计差异化调度策略,并通过案例仿真对比无储电、独立储电、共享储电三类模式的运行效果。结果表明:共享储电模式可实现可再生能源全额消纳,解决无储电模式下的弃电问题;与独立储电模式相比,其在运行成本基本持平的前提下,显著降低储电投资成本,且随着光伏装机容量提升,容量降低率呈上升趋势,最高可达40%以上;共享储电通过跨建筑协同调度,充分发挥负荷互补优势,提升了能源系统稳定性与资源利用效率。
建筑业作为能源消耗与碳排放的核心领域,其绿色低碳转型是双碳目标实现的关键。然而,光伏、风电等可再生能源的间歇性与波动性,加之传统独立储电模式存在投资高、利用率低、调度灵活不足等缺陷,严重制约了建筑领域可再生能源消纳与能源系统优化。聚焦居住、办公、工业三类典型建筑,基于其异质用能特性,构建共享储电柔性调控模型,设计差异化调度策略,并通过案例仿真对比无储电、独立储电、共享储电三类模式的运行效果。结果表明:共享储电模式可实现可再生能源全额消纳,解决无储电模式下的弃电问题;与独立储电模式相比,其在运行成本基本持平的前提下,显著降低储电投资成本,且随着光伏装机容量提升,容量降低率呈上升趋势,最高可达40%以上;共享储电通过跨建筑协同调度,充分发挥负荷互补优势,提升了能源系统稳定性与资源利用效率。
2026, 56(1): 115-122.
doi: 10.3724/j.gyjzG25053002
摘要:
安全壳的主要功能是设备支撑和内外防护,作为核电站的最后一道安全屏障,其对可靠性要求极高,应在整个电厂生命周期内保持结构完整性。为验证安全壳的结构性能,需对其进行打压CTT试验,且该试验具有风险高、时间长的特点。考虑到核电厂的实际需要,期望通过提升CTT试验中的安全壳充卸压速率,以进一步提高其安全性评估效率。采用ANSYS有限元软件,以M310安全壳为研究对象进行数值仿真分析。分别建立两组数值模型,以打压期望速率(充压速率为80 kPa/h,卸压速率为40 kPa/h)和M310安全壳打压实际速率(充压速率为40 kPa/h,卸压速率为14 kPa/h)进行高低速率对比分析,研究速率提升对安全壳结构性能的相关影响。结果表明:充卸压速率提升后壳内压力、气体速度分布均无明显差异;气体温度升降规律相似,两者温差较小;混凝土温度、结构变形均无显著变化。通过仿真分析,验证了速率提升后的安全壳结构性能仍在安全范围内,满足使用需求。
安全壳的主要功能是设备支撑和内外防护,作为核电站的最后一道安全屏障,其对可靠性要求极高,应在整个电厂生命周期内保持结构完整性。为验证安全壳的结构性能,需对其进行打压CTT试验,且该试验具有风险高、时间长的特点。考虑到核电厂的实际需要,期望通过提升CTT试验中的安全壳充卸压速率,以进一步提高其安全性评估效率。采用ANSYS有限元软件,以M310安全壳为研究对象进行数值仿真分析。分别建立两组数值模型,以打压期望速率(充压速率为80 kPa/h,卸压速率为40 kPa/h)和M310安全壳打压实际速率(充压速率为40 kPa/h,卸压速率为14 kPa/h)进行高低速率对比分析,研究速率提升对安全壳结构性能的相关影响。结果表明:充卸压速率提升后壳内压力、气体速度分布均无明显差异;气体温度升降规律相似,两者温差较小;混凝土温度、结构变形均无显著变化。通过仿真分析,验证了速率提升后的安全壳结构性能仍在安全范围内,满足使用需求。
2026, 56(1): 123-130.
doi: 10.3724/j.gyjzG25022107
摘要:
核电站安全壳的主要作用是外防打击,内防泄漏。为了有效控制裂缝,保证安全壳的密封性,安全壳设计时采用了大量预应力筋。安全壳是下部筒体、上部穹顶的结构形式,这使得预应力筋须顺着结构,按照环形曲线布置。由于有限元软件求解筒体结构的预应力效应时存在一些缺陷,使得结果有一定误差。为此以壳体力学理论为基础,使用迭代差分方法求解力学平衡方程,可以得到曲线预应力筋的准确效应。该算法也可以考虑筒体厚度的影响,准确计算筒体厚度方向任意位置的应力,为安全壳预应力设计提供准确解。该算法揭示了筒体预应力效应的分布规律,可为预应力施工提供建议。
核电站安全壳的主要作用是外防打击,内防泄漏。为了有效控制裂缝,保证安全壳的密封性,安全壳设计时采用了大量预应力筋。安全壳是下部筒体、上部穹顶的结构形式,这使得预应力筋须顺着结构,按照环形曲线布置。由于有限元软件求解筒体结构的预应力效应时存在一些缺陷,使得结果有一定误差。为此以壳体力学理论为基础,使用迭代差分方法求解力学平衡方程,可以得到曲线预应力筋的准确效应。该算法也可以考虑筒体厚度的影响,准确计算筒体厚度方向任意位置的应力,为安全壳预应力设计提供准确解。该算法揭示了筒体预应力效应的分布规律,可为预应力施工提供建议。
2026, 56(1): 131-143.
doi: 10.3724/j.gyjzG25122202
摘要:
为解决钢桥面板长效防腐与耐久性提升问题,以Q420qENH+316L复合钢对接接头为研究对象,通过0.01mol/L NaHSO3溶液周期浸润腐蚀试验,结合腐蚀失重法和锈层形貌与成分分析,揭示各区域腐蚀行为及点蚀演化规律;开展腐蚀前后试件的高周疲劳试验,探究腐蚀损伤对其疲劳性能的影响规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,阐明复合钢接头的疲劳行为特征。结果表明:接头腐蚀呈明显阶段性,锈层构建期质量损失率快速上升,进入稳定期后,腐蚀速率降至初期的51.4%;接头耐蚀呈异质性,不锈钢覆层及焊缝最优,过渡焊缝与耐候钢热影响区(HAZ)为腐蚀敏感区;腐蚀损伤显著劣化接头的疲劳性能,并改变其疲劳失效模式,预腐蚀45 d后,接头疲劳寿命平均降低24.9%,断裂位置从覆层焊趾转移至焊中和过渡焊缝界面,并伴随多裂纹源萌生和次级裂纹数量增加。
为解决钢桥面板长效防腐与耐久性提升问题,以Q420qENH+316L复合钢对接接头为研究对象,通过0.01mol/L NaHSO3溶液周期浸润腐蚀试验,结合腐蚀失重法和锈层形貌与成分分析,揭示各区域腐蚀行为及点蚀演化规律;开展腐蚀前后试件的高周疲劳试验,探究腐蚀损伤对其疲劳性能的影响规律,并利用扫描电子显微镜(SEM)观察断口形貌,阐明复合钢接头的疲劳行为特征。结果表明:接头腐蚀呈明显阶段性,锈层构建期质量损失率快速上升,进入稳定期后,腐蚀速率降至初期的51.4%;接头耐蚀呈异质性,不锈钢覆层及焊缝最优,过渡焊缝与耐候钢热影响区(HAZ)为腐蚀敏感区;腐蚀损伤显著劣化接头的疲劳性能,并改变其疲劳失效模式,预腐蚀45 d后,接头疲劳寿命平均降低24.9%,断裂位置从覆层焊趾转移至焊中和过渡焊缝界面,并伴随多裂纹源萌生和次级裂纹数量增加。
2026, 56(1): 144-150.
doi: 10.3724/j.gyjzG25021905
摘要:
桅杆常设置于超高层建筑顶部,起到防雷、防撞、提升建筑美观度及高度的作用,然而桅杆结构隶属于高柔风敏结构,较易因风致振动而引发疲劳损伤。2021年5月深圳某大厦的异常振动事件引发了国内外社会各界的广泛关注,桅杆的疲劳损伤成因成为该事件溯源的难点之一。由于缺少必要的风场历史数据,并不能直接采用荷载-结构响应分析的方法解析桅杆的风致疲劳问题。实际工程中超高层顶部一般会设置1~2台摄像机监控桅杆的服役状态。这便为基于影像数据开展桅杆结构的疲劳寿命评估提供了基础数据支撑。然而由于现场条件差异,通常情况下桅杆服役状态的影像数据存在时空不完备性,难以直接通过影像分析获取桅杆的历史风振数据。为此提出了一种基于不完备数字影像的桅杆结构风致振动历史性态反演方法,通过对有限影像数据的时域、频域特征分析,关键节点损伤检查及桅杆结构自振特性分析等,获取疲劳敏感节点的应力状态概率分布,再结合随机抽样算法实现了该类结构的疲劳寿命可靠性评价。试验结果表明所述方法的评估结果具有较高的吻合度。
桅杆常设置于超高层建筑顶部,起到防雷、防撞、提升建筑美观度及高度的作用,然而桅杆结构隶属于高柔风敏结构,较易因风致振动而引发疲劳损伤。2021年5月深圳某大厦的异常振动事件引发了国内外社会各界的广泛关注,桅杆的疲劳损伤成因成为该事件溯源的难点之一。由于缺少必要的风场历史数据,并不能直接采用荷载-结构响应分析的方法解析桅杆的风致疲劳问题。实际工程中超高层顶部一般会设置1~2台摄像机监控桅杆的服役状态。这便为基于影像数据开展桅杆结构的疲劳寿命评估提供了基础数据支撑。然而由于现场条件差异,通常情况下桅杆服役状态的影像数据存在时空不完备性,难以直接通过影像分析获取桅杆的历史风振数据。为此提出了一种基于不完备数字影像的桅杆结构风致振动历史性态反演方法,通过对有限影像数据的时域、频域特征分析,关键节点损伤检查及桅杆结构自振特性分析等,获取疲劳敏感节点的应力状态概率分布,再结合随机抽样算法实现了该类结构的疲劳寿命可靠性评价。试验结果表明所述方法的评估结果具有较高的吻合度。
2026, 56(1): 151-167.
doi: 10.3724/j.gyjzG25102802
摘要:
环氧树脂是一类重要的热固性树脂,具有优异的力学、黏结、耐腐蚀以及抗开裂、抗疲劳性能,工程应用广泛。针对环氧基工程材料的发展、研究和应用,总结了其三个阶段的发展历程,阐述了环氧材料的固化反应机理和关键性能调控方法,对其普遍存在的脆性问题提出了解决思路;按施工时的工作状态和使用功能进行了基本分类;详细介绍工程上常用的各类环氧基工程材料,分析了当前研究的不足和应用中的技术瓶颈,聚焦“高强化、功能化、高适应化、绿色化”新趋势和需求,对环氧基工程材料提出了新的发展方向;对环氧基工程材料的产品、性能测试方法及工程应用相关标准进行了梳理,对其未来研究创新、应用发展前景进行了展望,并结合工程新需求提出了若干工作建议。
环氧树脂是一类重要的热固性树脂,具有优异的力学、黏结、耐腐蚀以及抗开裂、抗疲劳性能,工程应用广泛。针对环氧基工程材料的发展、研究和应用,总结了其三个阶段的发展历程,阐述了环氧材料的固化反应机理和关键性能调控方法,对其普遍存在的脆性问题提出了解决思路;按施工时的工作状态和使用功能进行了基本分类;详细介绍工程上常用的各类环氧基工程材料,分析了当前研究的不足和应用中的技术瓶颈,聚焦“高强化、功能化、高适应化、绿色化”新趋势和需求,对环氧基工程材料提出了新的发展方向;对环氧基工程材料的产品、性能测试方法及工程应用相关标准进行了梳理,对其未来研究创新、应用发展前景进行了展望,并结合工程新需求提出了若干工作建议。
2026, 56(1): 168-175.
doi: 10.3724/j.gyjzG25042104
摘要:
通过纤维增韧复合技术,设计并配制了一种具有准应变硬化特性的纤维增强地聚物复合材料,有效改善了传统地聚物韧性差、开裂敏感等缺陷。首先通过正交试验初拟该复合材料的配合比,并在此基础上展开单因素试验研究,根据流变性能、抗压强度、抗折强度、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等试验结果确定该复合材料的最佳配合比,最后采用直接拉伸试验、四点弯曲试验对其拉伸性能进行研究。结果表明:在碱激发的作用下,基体材料中硅铝物质逐渐溶解,凝聚为—Si—O—Al—网状结构,材料中形成的C-S-H凝胶与N-A-S-H凝胶使其获得强度;当水胶比为0.5,纤维掺量为2%,水玻璃模数为1.2,碱激发剂掺量为20%时,该复合材料具有优异的力学性能(28 d抗压强度46.25 MPa,抗折强度7.70 MPa,拉伸应变达到了3%,抗弯强度13.3 MPa);在拉伸性能试验中,试件表面出现多条细密裂缝,应力-应变曲线呈现出明显的准应变硬化特征。
通过纤维增韧复合技术,设计并配制了一种具有准应变硬化特性的纤维增强地聚物复合材料,有效改善了传统地聚物韧性差、开裂敏感等缺陷。首先通过正交试验初拟该复合材料的配合比,并在此基础上展开单因素试验研究,根据流变性能、抗压强度、抗折强度、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等试验结果确定该复合材料的最佳配合比,最后采用直接拉伸试验、四点弯曲试验对其拉伸性能进行研究。结果表明:在碱激发的作用下,基体材料中硅铝物质逐渐溶解,凝聚为—Si—O—Al—网状结构,材料中形成的C-S-H凝胶与N-A-S-H凝胶使其获得强度;当水胶比为0.5,纤维掺量为2%,水玻璃模数为1.2,碱激发剂掺量为20%时,该复合材料具有优异的力学性能(28 d抗压强度46.25 MPa,抗折强度7.70 MPa,拉伸应变达到了3%,抗弯强度13.3 MPa);在拉伸性能试验中,试件表面出现多条细密裂缝,应力-应变曲线呈现出明显的准应变硬化特征。
2026, 56(1): 176-184.
doi: 10.3724/j.gyjzG26010509
摘要:
装配式钢结构因其良好的施工便捷性,在现代建筑工程中得到广泛应用。然而,传统的焊接工艺在钢结构的连接过程中面临焊接精度低、自动化水平不足、施工质量受人为因素影响较大等问题,严重制约了装配式建筑的智能化和高效化发展。为此,提出了一种基于高精度三维激光引导的装配式钢结构智能动态焊接方法,以提升焊接精度,减少人为误差,并实现焊接过程的智能化控制。本方法利用高精度三维激光扫描技术获取焊接区域的空间特征,通过点云数据处理与智能识别算法,自动识别焊缝位置及形态,进而精确规划焊接轨迹。结合机器人视觉引导技术与自适应控制算法,系统能够实时调整焊接参数,以适应焊缝间隙、构件公差及施工环境变化,提高焊接精度和一致性。同时,引入深度学习模型对焊接过程进行智能监测与缺陷检测,通过焊缝成形质量分析和焊接缺陷识别,实现焊接质量的实时评估和优化调整。为验证该方法的有效性,搭建了高精度三维激光扫描与智能焊接试验平台,并在不同工况下进行了焊接精度、焊接效率及焊接质量的测试分析。试验结果表明,该方法能够显著提高焊缝定位精度,减少焊接变形,提高焊接强度与一致性,并有效降低施工成本和人工干预需求。相比传统焊接方式,本研究提出的方法在装配式钢结构施工中展现出了更高的智能化水平和更优的工程适用性,为装配式建筑智能建造提供了一种高效、可靠的焊接解决方案。
装配式钢结构因其良好的施工便捷性,在现代建筑工程中得到广泛应用。然而,传统的焊接工艺在钢结构的连接过程中面临焊接精度低、自动化水平不足、施工质量受人为因素影响较大等问题,严重制约了装配式建筑的智能化和高效化发展。为此,提出了一种基于高精度三维激光引导的装配式钢结构智能动态焊接方法,以提升焊接精度,减少人为误差,并实现焊接过程的智能化控制。本方法利用高精度三维激光扫描技术获取焊接区域的空间特征,通过点云数据处理与智能识别算法,自动识别焊缝位置及形态,进而精确规划焊接轨迹。结合机器人视觉引导技术与自适应控制算法,系统能够实时调整焊接参数,以适应焊缝间隙、构件公差及施工环境变化,提高焊接精度和一致性。同时,引入深度学习模型对焊接过程进行智能监测与缺陷检测,通过焊缝成形质量分析和焊接缺陷识别,实现焊接质量的实时评估和优化调整。为验证该方法的有效性,搭建了高精度三维激光扫描与智能焊接试验平台,并在不同工况下进行了焊接精度、焊接效率及焊接质量的测试分析。试验结果表明,该方法能够显著提高焊缝定位精度,减少焊接变形,提高焊接强度与一致性,并有效降低施工成本和人工干预需求。相比传统焊接方式,本研究提出的方法在装配式钢结构施工中展现出了更高的智能化水平和更优的工程适用性,为装配式建筑智能建造提供了一种高效、可靠的焊接解决方案。
2026, 56(1): 185-194.
doi: 10.3724/j.gyjzG25091602
摘要:
装配式钢结构因其高效、环保等优点得到广泛应用,但从构件制造、运输至现场拼装,各环节易产生误差与变形,导致装配精度不足并影响结构安全。传统的施工调控依赖人工测量和经验判断,难以兼顾精度与效率。为提升装配精度并优化施工过程,构建了基于高精度三维扫描的数字化施工调控技术体系。首先,利用三维扫描获取构件几何形态与偏差数据,与设计模型比对,识别装配误差与关键控制位置;随后,在施工调控系统中集成误差分析与姿态优化,通过误差补偿算法生成构件安装调整方案,实现精确对接;同时依托数字化监测平台,对施工过程进行实时跟踪与反馈,动态修正调控策略。工程应用结果表明,该技术可显著提高装配式钢结构施工精度,减小误差累积对整体性能的不利影响,并在保证安全前提下,提升施工效率、降低综合成本。
装配式钢结构因其高效、环保等优点得到广泛应用,但从构件制造、运输至现场拼装,各环节易产生误差与变形,导致装配精度不足并影响结构安全。传统的施工调控依赖人工测量和经验判断,难以兼顾精度与效率。为提升装配精度并优化施工过程,构建了基于高精度三维扫描的数字化施工调控技术体系。首先,利用三维扫描获取构件几何形态与偏差数据,与设计模型比对,识别装配误差与关键控制位置;随后,在施工调控系统中集成误差分析与姿态优化,通过误差补偿算法生成构件安装调整方案,实现精确对接;同时依托数字化监测平台,对施工过程进行实时跟踪与反馈,动态修正调控策略。工程应用结果表明,该技术可显著提高装配式钢结构施工精度,减小误差累积对整体性能的不利影响,并在保证安全前提下,提升施工效率、降低综合成本。
2026, 56(1): 195-201.
doi: 10.3724/j.gyjzG25121602
摘要:
绿色建筑与BIM技术融合已成为建筑领域的重要发展趋势。现阶段在二者融合发展方向已有相当数量的研究与应用,但其相关研究的综述与发展趋势预测的系统性研究较为空白。为考察绿色建筑与BIM技术结合近10年研究热点与发展趋势,以CNKI核心期刊数据为数据来源,对2015—2024年研究数据进行分析,通过Citespace统计工具对绿色建筑与BIM技术融合研究现状、发展阶段、热点及未来演进趋势进行归纳总结,最终确定5个研究热点:绿色施工、装配式建筑、建筑设计、全生命周期和建筑节能,进一步总结为4个核心研究主题:智慧技术、低碳节能、建造施工与管理评价。基于上述分析,对技术、低碳以及施工管理体系进行合理化建议,以期为该领域的纵深研究提供系统的知识图谱参考与实践路径启示。
绿色建筑与BIM技术融合已成为建筑领域的重要发展趋势。现阶段在二者融合发展方向已有相当数量的研究与应用,但其相关研究的综述与发展趋势预测的系统性研究较为空白。为考察绿色建筑与BIM技术结合近10年研究热点与发展趋势,以CNKI核心期刊数据为数据来源,对2015—2024年研究数据进行分析,通过Citespace统计工具对绿色建筑与BIM技术融合研究现状、发展阶段、热点及未来演进趋势进行归纳总结,最终确定5个研究热点:绿色施工、装配式建筑、建筑设计、全生命周期和建筑节能,进一步总结为4个核心研究主题:智慧技术、低碳节能、建造施工与管理评价。基于上述分析,对技术、低碳以及施工管理体系进行合理化建议,以期为该领域的纵深研究提供系统的知识图谱参考与实践路径启示。
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