Search

为了研究索网结构静力荷载下的内力和变形特点，按照1∶10比例设计制作了西安国际足球中心的缩尺模型试件，采用新型空间结构水重力点阵加载系统逐级控制加载，以及DACS-Measure现场测量系统，分别对该模型上半跨、右半跨及全跨进行了分级静力加载试验。试验结果表明：新型空间结构点阵自动同步加载系统能实现任意比例、多点同步精确加载，普遍适用于各类空间结构加载试验；在不同加载模式下，索网竖向变形随荷载增加均基本呈现线性变化，且最大变形发生在索网洞口边缘处；上半跨荷载、右半跨荷载及全跨荷载下索力最大位置均位于索网中轴偏右位置处。研究成果可为我国以后此类索网结构的加工制造及施工应用提供技术参考。

高强度螺栓的“假拧”是螺栓球节点空间网格结构普遍存在的安全隐患及事故诱因之一。为此，提出一种空间网格结构用八角型螺栓球节点，并对其进行系统研发。介绍了该节点的组成、安装机理和主要优点。基于对该节点的研发成果，编制发布了其关键配件的产品标准——《螺栓球节点用八角型高强度螺栓和套筒》（T/CSCS 011—2021），对该标准的主要编制思路和要点进行了介绍。最后介绍了该节点在珠海机场二号航站楼指廊屋盖网架中的应用情况，对采用该节点的网架和采用焊接球节点的网架进行了对比分析，结果表明，两种节点形式网架的力学性能和设计指标基本相当，八角型螺栓球节点网架的经济性更好。上述标准和节点的首次工程应用为该节点的推广奠定了良好基础。

基于扩孔螺栓连接型耗能段和自复位SMA支撑，提出一种新型自复位耗能段，具有强耗能、高延性、低残余变形和低损伤等特点，可进一步提高偏心支撑结构的抗震性能和震后功能恢复能力。分别设计3个考虑摩擦滑移的自复位耗能段和1个普通自复位耗能段试验试件，并进行往复加载研究，得到其变形或破坏模式、滞回曲线和骨架曲线等。结果表明，滑移阶段耗能段处于相对静止状态，所有构件均处于弹性状态；非滑移阶段耗能段依次发生滑移、屈服、翼缘和腹板屈曲现象，整个过程中自复位SMA支撑中的SMA受拉，并为自复位耗能段提供承载力、耗能能力和复位力。自复位耗能段的骨架曲线主要包括弹性阶段、弹塑性阶段、强化阶段。最后，基于校正的有限元法对自复位耗能段进行分析，阐明自复位耗能段在不同阶段的耗能机理。

钢管桩作为钢栈桥的重要组成构件，在海洋环境下会受到严重的腐蚀威胁。研究了东海某钢栈桥经历5年海洋自然腐蚀后钢管桩的材料性能。从钢管桩的浪溅区、潮差区和全浸区共加工16个拉伸试件，分析各区域的退化力学性能，根据试验数据建立弹性模量、屈服强度、应变硬化指数和强度系数等参数与平均厚度剩余率相关的回归方程，依据三线型本构模型建立3个区域真实应力-应变曲线的拟合公式。结果表明：浪溅区受腐蚀影响最严重，各区域钢材力学性能均存在一定损失；回归方程可以较好地预测3个区域的屈服强度；通过比较各区域的平均厚度剩余率适用范围，可知三线型本构拟合公式适用于腐蚀较为严重的钢管桩。

轮载下正交异性钢桥面板的局部效应显著，相邻各疲劳易损细节的疲劳行为相互影响，特别是随着某个细节裂纹扩展，相邻细节疲劳应力可能增大，桥面板疲劳性能呈加速劣化趋势。疲劳应力响应及桥面板性能劣化评估已成为钢桥面板运营期面临的挑战和亟待进行的工作。为合理评估开裂正交异性钢桥面板的疲劳性能演化情况，基于既有足尺模型疲劳试验，综合采用有限元程序ANSYS和Franc3D的多尺度交互技术模拟钢桥面板典型疲劳易损细节裂纹扩展行为，探究裂纹扩展过程中各关键细节（顶板与U肋连接焊缝、U肋与横隔板连接焊缝、横隔板开孔处）的疲劳应力响应和演化情况。结果表明：裂纹扩展对正交异性钢桥面板局部变形（挠度）影响很小；不同开裂模式下，各细节处应力变化规律存在较大差异，裂纹扩展的响应呈现出局部特征，仅对最近的细节主拉应力有一定的增大效应；顶板与纵肋焊缝连接处和横隔板开孔处的裂纹扩展对相邻疲劳细节的主拉应力提升效果较显著，可能导致该处萌生裂纹。研究结果可为开裂后正交异性钢桥面板的疲劳性能评估提供参考。

波纹钢搭接接头作为装配式波纹钢地下工程结构的薄弱环节，在轴力-弯矩作用下的力学行为亟待研究。依托前期足尺试验，结合数值模拟方法，分析了螺栓数量及波纹钢板厚度对搭接接头破坏模式和抗弯承载能力的影响机理，探讨了搭接接头的优化设计方案，建立了极限弯矩经验公式。研究结果表明：我国规范的螺栓设计安全冗余较高，接头破坏模式主要表现为受压侧波纹钢板屈曲。单波螺栓数量越多、波纹钢板越厚、轴力越小，波纹钢搭接接头的抗弯承载能力越强；单波螺栓数量每增加2个，接头极限弯矩平均增长5.9%；波纹钢板厚度每增加2 mm，接头极限弯矩平均增长21.9%；当单波螺栓数量为6个、波纹钢板厚度大于6 mm时可兼顾安全性和经济性。极限弯矩经验公式的拟合优度较高，可为接头强度校核提供参考。

西安丝路欢乐世界中心塔项目为全钢结构异形塔，由内筒钢框架、外筒网壳、大悬挑轮辐式裙摆桁架、顶部莫比乌斯圆环和外筒造型丝带组成。以西安丝路塔项目顶部莫比乌斯环为对象，提出了一种超高立面大直径莫比乌斯环内支撑体系施工技术，对该技术涉及的内支撑体系设计要点、莫比乌斯环分块原则、分块吊装变形预偏技术和分块吊装累积变形控制方法进行了探讨，并分析总结了施工过程中的技术要点，弥补了类似圆环钢结构施工方法的不足，可为后续同类钢结构工程施工提供参考。

援所罗门群岛2023年太平洋运动会体育场钢结构罩棚采用了树形支撑铸钢节点，为考察其在最不利设计工况下的受力性能，对铸钢节点进行了足尺试验研究和有限元分析。试验结果表明，在1.0倍受拉工况设计荷载及1.6倍受压工况设计荷载作用下，节点处于弹性阶段，卸载后没有明显残余变形。有限元分析结果与试验结果吻合良好，表明有限元分析可以准确模拟节点试件的实际受力状态。铸钢节点的极限承载力在受拉工况下为设计荷载的9.0倍，受压工况下为设计荷载的8.6倍，满足《铸钢节点应用技术规程》（CECS 235：2008）中的相关要求，该铸钢节点具有较高的安全储备。

钢结构模块化建筑是一种新兴的建筑结构体系，由多个标准的模块化单元组成，具有施工速度快、质量可控等优点。然而，目前对于模块化钢结构的研究还不够深入，特别是有关其抗倒塌性能的研究较少。通过有限元分析软件ABAQUS研究了钢结构模块化建筑在单个角模块、2个边模块和4个内模块失效时的抗倒塌性能，包括最终变形模式、荷载-位移曲线和节点内力变化等。同时，研究了墙板厚度对结构抗倒塌承载力及倒塌过程中内力重分布的影响。结果表明：3种模块失效工况下，墙板系统对结构抗倒塌承载力的贡献率均在45%~70%之间；当墙板厚度超过某个临界值后，再增加其厚度对抗倒塌贡献率的影响很小。同时，墙板厚度的增加限制了模块间连接节点拉力的发挥，甚至会导致节点内出现压力。

圆钢管桁架在土木工程和海洋工程领域应用较多，除了承受竖向荷载外，还易遭受冲击偶然荷载作用。以偏心质量下抵抗冲击荷载的钢桁架为研究对象，利用LS-DYNA软件建立了节点冲击有限元模型。从破坏特征、冲击响应和耗能能力等方面研究了其抗冲击能力，对冲击次数、冲击速度和钢材屈服强度进行了参数分析，最后基于有限元模拟结果，提出了主管凹陷变形与转角之间的表达式。结果表明：经历多次摆锤冲击后，主管发生严重的凹陷变形，刚度显著降低；冲击速度达到3.0 m·s-1时，冲击力峰值提高了84.8%，冲击区域支管节点发生挤压弯曲破坏，主管凹陷变形是主要的耗能机制。有限元模拟结果可为提高实际钢桁架的抗冲击性能提供参考。

为了探究特高压重冰区输电塔地线支架在脱冰动力荷载作用下的安全性，基于脱冰数值计算理论，建立了地线的脱冰数值模型和塔线耦合数值模型，研究了地线在不同工况下的脱冰动力响应和不同地线脱冰情况下铁塔地线支架的承载力安全性。脱冰研究表明：地线脱冰时，高差越大，脱冰产生的上拔力越大；档距越大，纵向不平衡张力越大；覆冰越厚，地线脱冰产生的纵向不平衡张力越大，产生的的上拔力越小。塔线耦合脱冰研究表明：多档模型下，地线脱冰时，悬垂直线塔地线支架正面和底部斜材存在应力比超限情况，现有设计方法偏于不安全；耐张塔地线支架不受脱冰动力响应控制。建议重覆冰区地线支架设计时仅考虑地线脱冰产生的上拔力影响，上拔力取地线最大使用张力的1.0%~5.0%，覆冰越厚，上拔荷载可越小，厚度为20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm冰区的上拔荷载分别取为最大使用张力的4.0%~5.0%、3.0%~4.0%、2.5%~3.0%、2.0%~2.5%和1.0%~2.0%。

针对U型钢-混凝土组合梁交叉节点处U型钢腹板传力路径中断、节点受力复杂、现有钢筋过渡节点现场焊接量大的难题，提出了L形连接板传递钢腹板内力的新型节点（LLTC），对节点抗弯性能进行了试验研究。LLTC由套筒、L形连接板和套丝钢筋组成，与焊接钢筋型纵向过渡钢筋（WLTR）传递钢腹板内力的传统梁交叉节点（WLTR-UCJs）相比，LLTC能够有效传递钢腹板内力，且实现了节点的装配式连接。通过四端简支静力试验，研究了WLTR-UCJs和装配连接型U型钢-混凝土组合梁交叉节点（LLTC-UCJs）的抗弯性能，明晰了纵向传力构件形式、WLTR直径、LLTC套丝钢数量和LLTC套丝钢强度等对节点承载能力与变形能力的影响。试验结果表明，WLTR-UCJs的破坏模式为钢腹板屈曲和顶部纵向钢筋屈曲，LLTC-UCJs的破坏模式为U型钢翼缘屈服。与WLTR-UCJs相比，LLTC-UCJs的受压区材料屈曲程度较低，具有更高的承载力和更强的变形能力。

为研究冷弯薄壁不等肢复杂卷边角钢屈曲性能和稳定承载力设计方法，对24根不同截面、长细比、宽厚比的不等肢复杂卷边角钢进行了轴压试验。试验结果表明，长细比较大且宽厚比较小的试件易发生弯扭屈曲，长细比较小而宽厚比较大的试件易发生局部屈曲或弯扭和局部相关屈曲。采用ABAQUS有限元软件对试件进行了有限元模拟，屈曲模式和承载力与试验结果吻合良好，表明建立的有限元分析模型是可行的。因此可采用经验证的有限元模型对不同长细比、卷边形式和卷边比的轴心受压不等肢复杂卷边角钢进行了参数化分析。结果表明，试件极限承载力受长细比的影响最为明显，将卷边比控制在一定范围内或改变卷边形式可提高试件极限承载力。最后将试验结果与直接强度法计算结果进行对比，表明直接强度法计算试件承载力较不安全。因此基于试验和数值分析结果提出轴心受压冷弯薄壁不等肢复杂卷边角钢构件考虑整体屈曲后强度的直接强度法修正公式，并通过对比试验结果和有限元分析结果验证了该修正公式的准确性和可行性。

为积极响应国家走绿色可持续发展道路的号召，北京冬奥会采用了大量支承架体用于临时看台或舞台的搭建。为研究赛后的临时看台支承架体能否安全合理地被再次使用，以索氏不锈钢插销式节点临时看台支承架体为研究对象，设计并制作了一个横纵均为2跨且跨度为2 m的足尺模型试件，共进行了两次试验，即在首次水平加载试验结束后，将该试验架体搭建在室外，经历长时间严寒风雪后再重复做一次试验，重点对比分析了其在4种不同恒载与水平荷载组合作用下的整体结构变形模式、力学性能及典型位置峰值应变等。研究结果表明：在恒载为0.0 kN∙m-2、0.5 kN∙m-2、2.0 kN∙m-2和3.5 kN∙m-2的工况下，两次试验中架体结构的试验现象及变形模式基本相同，力学性能差值在5%以内，典型位置处峰值应变差值在10%以内，累计损伤较小。两次试验结束后结构均未出现明显损伤，仍具有较大安全储备，所以在经历长时间的严寒风雪后，临时看台支承架体仍可以被重复使用。研究结果可为北京冬奥会临时设施架体的赛后利用等研究提供参考。

圆中空夹层钢管混凝土（concrete filled double-skin steel tube，CFDST）柱因其独特的结构形式与优异的力学性能，已成为现代工程结构中的主要受力构件。然而外钢管、内钢管与核心混凝土之间的相互约束作用导致其受力比较复杂。为此，采用PSO-BP混合神经网络算法对圆CFDST柱的轴压承载力进行了研究。收集了167组数据建立数据库，并选取8种影响因素作为输入层参数，轴压承载力作为输出层参数，分析了传统BP神经网络模型所存在的缺陷，建立了PSO-BP神经网络模型。此外，将机器学习模型与3种规范的结果进行比较，结果表明机器学习模型的精度比3种规范的精度更高。相较于BP神经网络模型，PSO-BP神经网络模型具有更好的预测能力，更有助于预测CFDST柱的轴压承载力，对工程上研究CFDST柱的力学性能有着重要意义。

为获得折叠装配式框架结构的静力性能，设计了两个折展框架榀足尺试件，通过开展结构静力加载试验对单榀折展框架在不同荷载工况下的变形特征、承载性能与破坏形态进行了研究。试验结果表明：对于正常使用状态，进行静力加载时，有支撑的单榀框架结构整体变形处于弹性范围，水平作用下受推和受拉位移变化趋势基本一致，且增设支撑对折展框架的刚度影响较大；水平极限荷载作用下，有支撑的单榀框架结构在支撑连接处首先出现不可逆的塑性变形，单榀框架在边柱下端与下部拉条连接处发生局部破坏；上、下层梁柱节点弯矩-转角曲线变化趋势一致，但上层节点初始刚度明显弱于下层节点初始刚度，同层梁柱节点初始刚度基本相同；单榀框架的各关键点处等效应力在往复加载过程中推拉对称，结构总体处于安全状态。

综合考虑桥梁系统灾变全过程，提出了一种适用于高地震烈度寒区的钢-混凝土组合梁桥抗震韧性评价方法。基于现有统计数据，综合考虑桩基沉降损伤、疲劳损伤以及冻融损伤，建立了高地震烈度寒区钢-混凝土组合梁桥震前功能损失函数；将地震易损性分析与桥梁抗震韧性评价相结合，建立了桥梁系统震后恢复函数；提出了震前临界维修加固年限和临时保通状态。结果表明：在高地震烈度冻土区的钢-混凝土组合梁桥系统的临界维修加固年限随地震动峰值加速度的增大而减小，当地震动峰值加速度分别为0.10g、0.15g、0.20g、0.30g时，桥梁系统的临界维修加固年限预计分别为27年、24年、19年、8年；当桥位在Ⅸ度及以上设防区时，必须在桥梁方案设计中考虑增设减隔震装置；桥梁系统的恢复时间随地震动峰值加速度的增大而增大，韧性指标随地震动峰值加速度的增大而减小；桥梁在运营20年后发生地震作用时，地震动峰值加速度为0.10g和0.15g的地震动预计不会影响桥梁通行，地震动峰值加速度为0.20g~0.40g的地震动需要进行维修加固实现临时保通，预计恢复时间为1~42天，韧性指标为0.647~0.578，恢复至临时保通状态的韧性指标最大值为0.650。

为解决传统抗震支吊架采用“硬抗”的方式抵抗地震作用的问题，并减小传统抗震支吊架的震后残余变形，提出一种新型自复位耗能抗震支吊架。采用ABAQUS有限元软件分别对自复位耗能抗震支吊架和传统抗震支吊架进行有限元模拟，对比分析二者的应力及变形特性、滞回性能来验证所提自复位耗能抗震支吊架的抗震性能；通过建立不同参数的支吊架模型并对滞回性能进行参数分析，得到抗震斜撑复位比、刚度比和摩擦系数对自复位耗能抗震支吊架滞回性能的影响规律，并给出相应参数的取值建议；以支吊架响应峰值加速度作为工程需求参数，以支吊架破坏作为损伤极限状态，得到两种抗震支吊架的易损性曲线。结果表明：抗震斜撑复位比、刚度比和摩擦系数的取值范围分别为1.0~1.5、1.0~1.5和0.1~0.3时，自复位耗能抗震支吊架具有较好的滞回特性；新型自复位耗能抗震支吊架具有更强的鲁棒性，能够更好地保障管道系统的使用功能。

网架作为一种空间杆系结构，因其具有整体性和稳定性好、空间刚度大和抗震性能好的优点而被广泛应用在大跨度结构中。常规的网架安装方法主要有整体提升法、高空滑移法、分条吊装法及高空散装法等。但超高重型焊接球网架不同于一般螺栓球网架，其跨度及可承受的荷载更大，对应的施工安装难度及安全风险更高，如果仅采用单种常规安装方法，很难高效、顺利地实现结构成型。以上海临港冰雪之星项目室内滑雪场钢屋盖为背景，着重介绍“原位原姿态拼装后分块整体提升”的安装技术路线及对应施工过程分析和改进措施，并通过对胎架拼装、提升控制及卸载等关键工序的研究，为今后类似大跨度钢结构屋盖安装的施工方案提供参考。

为研究含H型钢的钢骨混凝土柱在压弯剪扭复合受力作用下的抗震性能，对7个含H型钢的钢骨混凝土柱和1个钢筋混凝土柱进行拟静力试验，探究了扭弯比、轴压比、配箍率等对试件抗震性能的影响，分析了试件在低周反复加载试验中裂缝产生和发展的规律及破坏特征，讨论了各试件的扭矩-扭率滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、延性、刚度退化和损伤分析。结果表明：含H型钢的钢骨混凝土柱在复合受力状态下发生受扭破坏，其扭矩-扭率滞回曲线呈捏拢的S形，相较于普通钢筋混凝土试件，其承载能力和抗震性能更优。增大扭弯比、轴压比、配箍率以及采用箍筋焊接并配置栓钉能提高试件承载能力，但提高配箍率和配置栓钉会使试件刚度退化速率加快。

在北方寒冷地区，钢管混凝土结构因冻融作用侵蚀而造成钢管开裂以及钢管混凝土结构力学性能劣化从而导致结构破坏的事故时有发生。针对冻融侵蚀后钢管混凝土界面黏结性能问题，制作了钢管混凝土推出试件，考虑冻融循环次数、混凝土强度、钢管径厚比等不同参数，进行冻融试验和推出试验，分析了界面黏结力的分布规律和影响因素，研究了冻融循环作用后钢管混凝土界面黏结滑移本构关系，确定了界面平均黏结强度以及峰值黏结强度、残余黏结强度特征值。结果表明，随着冻融循环次数的增加，界面平均黏结强度减小，极限荷载对应的滑移逐渐增大，而残余黏结强度呈线性减小，稳定段起点滑移随着冻融循环次数的增加呈指数增长。峰值黏结强度、残余黏结强度随混凝土强度的增加而提高，随着径厚比的增大而降低。分析外钢管密布应变计所测出的应变分布规律可知界面黏结应力呈指数分布，对比分析由荷载、滑移结合能量法理论推导所得的黏结应力分布函数，结果表明其具有较高精度，为后期研究界面黏结性能提供了新思路。构建了冻融循环作用后界面黏结应力-滑移三段式本构模型，并提出了相应特征值计算公式和本构模型，可为该类构件设计时考虑冻融作用提供参考。

大跨度异形空间网架结构在大型公共建筑项目中广泛应用，但该类结构存在大量球形构件，传统全站仪监测的测量精度和效率较低，因此提出一种基于激光点云的大跨度异形空间网架球节点中心点坐标高效自动检测方法。利用三维激光扫描仪获取结构成形态的钢结构屋盖点云数据，然后对点云进行降噪处理，基于深化设计模型并根据后续工序的精度要求设置空间域，提取目标点云，最后采用编程算法对焊接球节点的中心点坐标实现自动化批量提取。为验证拟合球体中心点精度，对比了深化设计模型球节点与点云重构球节点的半径。以杭州西站大跨度异形空间网架焊接球节点为分析对象，结果表明，由该方法提取得到的大跨度异形空间网架球节点坐标精度高、效率大幅提升，具有良好的工程应用前景。

以云南红河综合交通枢纽单层曲面网壳为工程背景，对网壳结构、提升塔架的关键杆件布置测点进行施工过程监测研究，分析了结构在地面拼装及整体提升过程中内力的变化情况。通过对施工过程中网壳结构的温度效应进行研究，探讨了边界约束作用强弱对结构内力变化的影响程度，温度每变化1 ℃引起的网壳合拢后应力变化是合拢前应力变化的3倍；合拢后，温度每变化1 ℃引起网壳远离支座杆件的应力变化是靠近支座应力变化的2倍；对提升阶段监测数据进行分析，提升过程中实测应力波动范围在10 MPa以内，吊点提升同步性较好；此外，网壳结构卸载阶段监测数据表明，由于网壳提升状态与使用状态受力基本一致，网壳卸载前后应力变化较小，且卸载后支撑结构对温度敏感性较高。

输电塔是典型的风敏感结构，易受下击暴流极端强风的影响，导致输电塔倒塌、线路受损等风害故障频发，造成巨大的经济损失。为分析下击暴流作用下输电塔倒塌破坏的原因，根据马鞍山地区一次下击暴流事故中的实测气象数据，以事故中整体倒塌破坏的羊角型直线塔为典例，建立“一塔两线”有限元分析模型，分析下击暴流0°、45°、60°、90°风向角作用下输电塔体系的动力响应，探究下击暴流不同风向角作用下羊角型直线塔-线体系的受力特点、薄弱部位及破坏机理。研究结果表明：90°风向角是直线塔-线体系抗下击暴流作用的最不利工况，是导致直线塔-线体系倒塌破坏的主要原因。下击暴流作用下羊角型直线塔-线结构体系的倒塌破坏是塔腿主、斜材失稳所引起，在抗下击暴流设计时应加强塔腿部位。

以某奥体中心体育场钢结构屋盖为研究对象，对其加固及施工方案进行了分析。首先进行模型反建，并对该屋盖在施加新增荷载后的内力及变形进行分析，明确了需要加固的杆件范围。在此基础上，采用有限元软件对结构开展精细化分析，确定了包含加强节点、杆件和结构的加固方案，有效地改善了结构的传力体系，提高了结构的承载能力并降低了结构在使用荷载下的应力和变形。针对钢屋盖的不同部位，分别通过预应力锚索、增大截面和设置刚性圆管等方式进行加固，保证结构安全且满足建筑要求。除此之外，还对该加固方案对应的施工过程进行了有限元模拟，可为实际施工提供参考。经省运会工程实践验证，本项目的加固方法简单有效。

泰安体育场作为山东省泰安市的新地标，其钢结构屋盖采用轮辐式索承网格结构，通过68榀径向索和1道中央环索形成张拉结构体系，最大悬挑跨度为45 m。通过数值分析对施工过程进行了精细化稳定性分析，针对不规则构件吊装的工程技术难点，进行了吊装方案的设计与优化；考虑到成本控制与施工周期，极具创新性地采用了径向单道胎架作为屋盖施工过程中的临时支撑，结合工程实际情况设计了胎架转换结构，并对单道胎架整体在多种可能的荷载组合作用下进行验算与校核。通过对体育场屋盖施工全过程的模拟以及对安装过程中的重难点进行优化分析，为现场施工的安全顺利开展提供了技术保障，可为其他类似采用单道胎架施工方法的工程提供施工方案设计的新思路。

连体结构建造技术中，整体提升是一种经济、高效的施工方法，其在工程中应用广泛。然而实际提升施工中，连体与塔楼对接精度低，其中一个关键原因是提升荷载会使塔楼产生显著的水平变形。就此类问题，提出采用塔楼复位的方法解决，并详细介绍了塔楼复位的实施方案与设计优化分析方法。塔楼复位方法的核心思想为通过对塔楼施加水平荷载，消除塔楼附加水平变形从而使其回复至接近设计状态。此后，以杭州云门钢结构项目为例，结合结构形式与施工方案提出两种塔楼复位方案，完整分析塔楼复位的可行性、有效性并给出复位方案的优化方法。最后给出了实际实施后的塔楼复位效果。

鼓蜂窝四撑杆型索穹顶抛弃传统概念，结合了多撑杆构思，是构形最为丰富的一类索穹顶结构。为研究新型鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶结构静力性能，选取下弦节点布置方案1，建立跨度为120 m的有限元数值分析模型，研究该结构在不同荷载水平及分布方式下的变形和内力变化。并进一步对结构进行参数化分析，研究包括初始预应力水平、矢跨比、撑杆高度（厚跨比）及下弦节点布置方案等不同参数对于结构整体刚度与承载力的影响及变化规律。分析结果表明鼓蜂窝四撑杆Ⅲ型索穹顶具有良好的结构性能，各索杆均不容易发生破坏，结构整体刚度大。研究中给出了初始预应力水平与相关几何参数的合理取值范围，可为该结构索穹顶的实际工程设计与应用提供参考。

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。

采用有限元模型研究内置型钢的圆形不锈钢管混凝土构件的纯弯力学性能，有限元计算结果与试验结果吻合良好。该类典型构件的抗弯承载力比不锈钢管混凝土对比构件的相应值高111.33%；混凝土承担的弯矩也比对比构件的相应值高23.31%，受压区混凝土的抗压承载力约提高了20%，原因是钢管和型钢翼缘对受压区混凝土形成了良好的约束作用。该类构件的抗弯刚度与抗弯承载力随着混凝土强度、不锈钢含钢率、型钢含钢率和回转半径比的增大而提高；其抗弯承载力随着不锈钢屈服强度或型钢屈服强度的增大而提高。最终给出了该类构件的抗弯刚度和抗弯承载力的简化计算方法。

为研究钢管高强混凝土叠合柱偏心受压性能，以混凝土类型和偏心距为参数，完成了6根叠合柱偏心受压试验，研究了不同参数对钢管高强混凝土叠合柱损伤发展过程、破坏特征、承载力和延性的影响，并基于《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》（T/CECS 188—2019）和相关学者提出的公式对16根钢管混凝土叠合柱的偏压承载力进行了计算。研究结果表明：再生混凝土叠合柱与普通混凝土叠合柱的受力过程均经历了弹性、带裂缝工作和破坏3个阶段，表现出外围混凝土保护层被压碎脱落、纵筋鼓曲和箍筋外鼓等破坏特征；与普通混凝土叠合柱相比，再生混凝土叠合柱的初始刚度和变形能力有所降低，但承载力略高；随着偏心距的增加，钢管混凝土叠合柱的初始刚度和承载力迅速降低，而位移延性系数迅速增大，中和轴逐渐向受压区移动，与平截面假定的吻合度有所降低；钢管混凝土叠合柱偏压承载力计算应考虑钢管自身承载力以及钢管对核心混凝土约束效应的影响。

为研究薄壁型钢混凝土（thin-walled steel reinforced concrete，TSRC）梁试件的抗弯性能，设计制作了5根TSRC梁并进行四点弯曲试验，探究不同抗剪螺杆布置方式、截面形式、剪跨比以及混凝土保护层厚度对TSRC梁试件抗弯性能的影响。研究结果表明：TSRC梁的失效模式为薄壁钢管加载点处发生局部屈曲，外围混凝土保护层出现贯通斜裂缝，混凝土保护层沿抗剪螺杆开裂；TSRC梁试件在加载过程中未发生脆性破坏，表现出较好的延性；TSRC梁开裂荷载较小，在0.11Pu ~ 0.15Pu之间，裂缝总数较少，稳定在6~10条；满跨布置螺杆、增大钢管截面尺寸、减小剪跨比以及增加保护层厚度均可提高TSRC梁试件的承载力。基于试验结果，建立适用于TSRC梁的极限抗弯承载力和抗弯刚度计算公式，可为该构件在实际工程中的应用提供参考。

建立Levy型索穹顶结构有限元分析模型，给出有限元结果合理性的判定准则，提出冲击失效准则。进行大量冲击工况下的动力响应全过程分析，给出杆件破坏分布规律和失效模式，揭示结构在竖向冲击荷载作用下的失效机理。依据冲击失效机理及参数分析，提出抗冲击措施。研究结果表明：所有冲击工况均符合冲击判定准则，在所选竖向冲击荷载范围内，Levy型索穹顶结构的失效模式可分为4种，即结构轻度损伤、结构局部1级失效、结构局部2级失效和结构整体破坏。随着冲击动能的增加，结构的动力响应模式逐渐呈模式1→模式2→模式3→模式4的发展趋势。通过分析可知，结构的动力响应模式由结构的能量吸收值及构件两端速度差决定。

基于复合钢本构模型，明确了复合比β对不锈钢复合钢应力-应变性能的影响。通过试验结果的承载曲线和破坏模式验证了数值模拟方法的准确性，进而以β、腹板宽高比a/hw和腹板高厚比hw/tw为变量开展300个数值模型的参数分析，系统分析了各变量对不锈钢复合钢H形截面钢梁受剪承载曲线和极限承载力的影响。研究结果表明：随着β的增加，不锈钢复合钢应力-应变曲线中的屈服平台逐渐消失，复合钢应力-应变性能逐渐由碳钢转变为不锈钢。当β较小时，不锈钢复合钢应力-应变曲线存在明显的屈服平台，这削弱了复合钢的应变强化对H形截面钢梁受剪承载性能的有利影响。随着β的增加，不锈钢复合钢的非线性应变强化性能逐渐增强，导致H形截面钢梁的延性性能逐渐提高，强度性能逐渐降低。经过验证，既有的欧洲规范设计公式对不锈钢复合钢H形截面钢梁受剪极限承载力的预测过于保守。基于参数分析结果，建立了考虑β影响的腹板贡献系数计算方法。研究结论有助于推广不锈钢复合钢的工程应用。

索塔锚固区的受力分析通常采用实体有限元单元进行，然而由于其结构复杂、种类繁多，不易被一般工程设计人员使用。为此，结合某斜拉桥的实际工程案例，分析了内置式钢锚箱锚固体系的传力特点，提出了一种基于平面框架理论的简化计算方法，并利用非线性的分析方法建立了锚固区ANSYS有限元模型以修正公式。结果表明修正前简化公式计算结果与有限元模型计算结果之间的误差在10%左右；考虑到塔壁厚度、索塔计算高度以及锚箱侧板厚度的影响，使用折减混凝土弹性模量的方法来补偿和修正桥塔应力分布，具体的混凝土折减系数使用非线性回归的方法确定。最终将修正公计算式结果与有限元模型计算结果重新进行对比，结果表明，修正后的计算公式与有限元模型计算结果的误差在2%以内，可以较好地分析索塔锚固区的索力分配情况，具有实际工程意义。

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

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

This study explores how ageing temperature and the volume percentage of Al2O3+B4C nanoparticles influence the machinability and hardness of stir-cast Al-7075 Metal Matrix Composite (MMC). Using liquid metallurgy techniques, hybrid materials were created by reinforcing Al7075 metal matrix with varying weight percentages of nanosized B4C (1.5%, 3%, and 4.5%) and Al2O3 (1%, 1.5%, and 2%). After fabrication, the samples were subjected to five-hour ageing process at temperatures of 100, 120, and 140 degrees Celsius, followed by cooling to ambient temperature (27 degrees Celsius). Hybrid nano composites that had been heat treated were tested for wear, tensile strength, and hardness. Results shows that, the addition of nanoparticles and heat treatment considerably improves the tensile strength, hardness, and wear resistance of hybrid composites by 3%, 17%, and 10%, respectively, for samples reinforced with 4.5% B4C + 2% Al2O3. SEM analysis was used to investigate the type of wear and the tensile fracture mode of nano composite samples by analyzing the wornout surface and the surface where tensile fracture occurred. Machinability was assessed using L27 orthogonal array tests, focusing on three key process parameters: feed rate (0.1 mm/min), depth of cut (0.2 mm/min), and spindle speed (1000 rpm). Outcomes show that, increasing the wt. % of nano-Al2O3/B4C leads to higher machining force and surface roughness (Ra) of MMCs. Conversely, higher ageing temperatures result in decreased machining force and surface roughness. Optimal surface roughness and machining force were achieved with 1% Al2O3 + 1.5% B4C and an ageing temperature of 140�C. These findings offer valuable insights into the ease of machining of composite metal alloys, emphasizing the importance of parameter selection and optimization for desired machining outcomes

The flexural behavior of lightweight concrete two-way slabs is investigated in this work, with a focus on the strengthening or repairing method of externally attaching carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets. Five 1000 mm by 1000 mm by 120 mm reinforced lightweight concrete slab slabs were used in the experiment. Tested one specimen with no strengthening and another with CFRP sheet strengthening and repaired the rest with a single layer of CFRP at damage ratios of 50%, 60%, or 70% of the ultimate load, consciously making each slab crack under bending loads while keeping the exact measurements. As to the experiment findings, the ultimate load capacity increased by 30.3% at the strengthened specimen, 17.7% at the 50% damage level, 12.6% at the 60% damage level, and 10.9% at the 70% damage level. As degradation increases, so does the carrying capacity of LWC slabs. The amount of damage LWC slabs sustain influences their stiffness and flexibility. Effectively repairing the sample, CFRP sheets raised the reinforced concrete slabs� failure stress and stopped the fractures from growing. Reinforced concrete slab failure was increased, and CFRP sheet repairs of the specimens successfully stopped crack propagation.

Overall structural integrity and load transfer between concrete and reinforcement enabling composite action relies on the bond between concrete and reinforcement. Bond strength determination of reinforced concrete is an essential task that a pullout test can determine. Experimental pullout behaviour can be affected by various parameters, such as concrete and steel strength, boundary conditions, etc. Therefore, a parametric study on pullout tests is time-consuming. In addition, measurements of internal stress-strain components and damages of constitutive materials are also difficult in experimental endeavours. In this context, finite element (FE) models should be developed to perform a parametric study with cost and time-saving. This study proposes a finite element modeling strategy of reinforced concrete under pullout force by using the expected failure mechanism to predict bond-slip behaviour in ABAQUS. In FE models, surface-to-surface cohesive interaction behaviour was used to assign interaction between reinforcement and concrete. The proposed modelling strategy was validated with available experimental data from four reference specimens, having all possible failures (i.e., pullout, splitting, and splitting-pullout) under pullout loading. The finite element analysis showed that the proposed FE modeling strategy performed well in predicting bond-slip behaviour in elastic regions. Additionally, maximum bond stresses were predicted satisfactorily, except for the splitting failure pattern, using the proposed FE modelling strategy.

This paper proposes a methodology to evaluate and optimize the dynamic response of tall buildings under wind loading, controlled through semi-active Magneto-Rheological dampers (MR dampers). For this, a tall building, modeled as a 2D frame, is taken as case study and three structural control configurations are proposed. The original structural configuration of the building is the first configuration analyzed, called Uncontrolled Original (C1). In the second configuration, called Uncontrolled Optimized (C2), the fundamental frequency of the building is optimized via PSO algorithm as a function of its mass. Then, in the third configuration, Controlled Optimized (C3), a set of MR dampers with behavior formulated via the modified Bouc-Wen rheological model and controlled through the Linear Quadratic Regulator associated with the Clipped Optimal control strategy (LQR-CO) is applied to the structure. Finally, the dynamic response of the three scenarios under wind action is analyzed and compared to performance criteria established in the literature. The results demonstrate that the C3 configuration is the only one able of satisfying all the established performance criteria, proving that the proposed methodology y that combines structural optimization with MR dampers is a powerful tool for vibration control.