摘要：建筑结构设计随着计算机技术进步迈入新的发展阶段,基于模拟与基于人工智能的设计为两个重要发展方向。基于模拟的设计为超出设计规范的特殊结构或特殊工况设计提供了关键手段,其关键难题是发展可以准确、高效模拟结构在地震、火、风等灾害作用下受力行为的模拟方法。基于人工智能的设计则是通过学习既有设计案例,从而高效生成满足工程经验和设计规范要求的结构设计图,可以有效提升结构设计效率,其关键难题在于对工程经验和结构特征的学习和表达。该文介绍了作者团队开展的基于模拟的抗震、防火、抗风设计的典型案例,以及基于生成对抗网络和图神经网络的人工智能结构设计方法,提出了L0~L5不同层级结构智能设计的划分建议,并展望了未来将基于模拟的设计和基于人工智能的设计相融合的发展方向。

摘要：自由振动反映结构动力特性,是抗震分析和结构设计的重要基础。近年来,基于单元能量投影(EEP)法的自适应有限元分析已在一系列线弹性及非线性问题中取得成功,而有限元线法(FEMOL)自适应分析在二维自由振动问题中的应用也被证实是有效的。在此基础上,该文进一步提出二维自由振动问题的自适应有限元分析方法。通过将特征值问题线性化,合理引入二维线性问题的 EEP 超收敛计算和自适应求解技术,该法可得到满足精度要求的自振频率和按最大模度量满足用户给定误差限的振型。该文以弹性薄膜为例,介绍了这一进展,并给出数值算例以表明该方法的有效性和可靠性。

摘要：为研究960 MPa(屈服强度标准值)高强度钢材轴心受压构件的局部稳定受力性能,本文使用ANSYS软件建立有限元模型,对4个箱形截面和4个工字形截面轴心受压构件进行了有限元分析.模型考虑了几何初始缺陷及焊接残余应力的影响,提取构件的极限承载力和局部屈曲临界承载力的有限元计算结果与试验实测结果进行对比,验证了模型的有效性.利用这种建模方法,对960 MPa高强度钢材箱形和工字形轴心受压构件的局部稳定受力性能进行了有限元参数分析,并将有限元计算结果,以及本文汇总的已有试验结果,与中国、美国和欧洲的钢结构设计规范中轴心受压构件的设计曲线进行了对比,并提出了新的设计公式.结果表明,本文使用的有限元建模方法能够准确地分析计算960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲受力性能;几何初始缺陷和残余应力对构件的极限应力的影响很小,但是对板件宽厚比较大构件的局部屈曲应力的影响相对较大;相对于中美欧现行钢结构设计规范中的设计方法,本文提出的设计公式更适用于960 MPa高强度钢材轴心受压构件的局部屈曲应力和屈曲后极限应力的设计计算.

摘要：为研究460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱的局部稳定受力性能和设计方法,该文采用有限元软件ANSYS建立有限元模型,考虑残余应力和局部初始几何缺陷的影响,对3组共10个460MPa等边箱形截面轴心受压短柱的局部屈曲进行了有限元分析,并将极限承载力计算值与试验实测值进行对比,结果证明该模型能够准确分析计算460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱的局部屈曲受力性能。利用该模型进行有限元参数分析,与钢板的宽厚比相比,钢板厚度、钢板长宽比、残余压应力值和局部初始几何缺陷幅值等因素对局部屈曲受力性能的影响都很小。将试验实测值和参数分析的结果与中国、美国和欧洲钢结构设计规范中箱形截面局部稳定设计曲线进行对比,表明现行规范的设计方法不够安全。该文提出的建议设计公式适用于460MPa高强度钢材等边箱形截面轴心受压柱局部屈曲极限应力的设计计算。

摘要：武汉钢铁集团自主研发了新型WGJ高性能结构钢材,兼具强度高、耐火、耐候等特性,将在建筑结构中发挥重要作用.为研究WGJ钢材的基本力学性能以及受弯构件的整体稳定性能,本文设计了标准材性试件以及6根不同长细比的焊接工字形受弯构件,并对受弯构件进行了整体侧向失稳加载试验.材性试验结果表明,WGJ钢材的应力-应变关系具有明显的非线性特征,宜采用0.2%规定塑性延伸强度表征其强度特性,Ramberg-Osgood模型可准确描述其应力-应变曲线特征.在构件加载试验中,所有构件均发生弯扭整体失稳,构件塑性变形程度较低,卸载后残余变形较小.通过将本文试验结果与我国规范和欧洲规范的设计结果进行比较,讨论了现行设计方法对评价WGJ高性能钢材受弯构件整体稳定性的适用性.

摘要：钢-混凝土组合梁的疲劳问题已经开始引起人们的重视,但到目前为止我国在钢-混凝土组合梁疲劳方面的研究工作仍然较少,为给钢-混凝土组合梁的疲劳性能研究工作和疲劳设计提供参考和依据,该文对国内外有关钢-混凝土组合梁疲劳的试验研究、计算方法以及相应规范进行了综述和分析评价,论述了组合梁的疲劳破坏形态和影响因素。基于搜集到的国内外大量栓钉疲劳试验数据,对各国规范组合梁疲劳问题的规定进行了分析总结。该文的研究工作可供在进行组合梁疲劳方面的试验研究、设计和制订规范时借鉴和参考。

摘要：基于对两种适用于超高层建筑的伸臂桁架-核心筒剪力墙节点的试验研究,对该类节点的抗震性能和受力机理进行精细有限元和理论分析,并给出设计方法和建议。首先利用通用有限元软件***(2010)对节点进行非线性数值模拟,将有限元分析结果与试验结果进行对比分析,取得满意的结果。随后根据有限元计算结果对伸臂桁架、墙体端部暗柱、外包(内嵌)钢板和混凝土剪力墙的受力机理进行深入分析,同时给出节点承载力简化计算方法。最后在整体节点模型的基础上,建立节点板的局部模型,着重对节点板的受力机理进行分析,并考察该类节点板简化设计公式的适用性。分析结果表明:混凝土墙受到上下部钢板的剪切作用从而形成斜压杆受力机制;在剪切荷载存在且节点板长度较小时,节点板危险截面正应力分布并不符合平截面假定。该文研究可为超高层建筑中伸臂桁架-核心筒节点的设计与施工提供参考。

摘要：FRP大跨编织网结构是一种新型大跨空间结构体系,它由FRP板条按一定规律编织并通过平面外整体张拉构成,具有很好的建筑效果。此结构体系为柔性构件构成的空间整体张拉结构,有4个关键受力状态。该文研究圆形环梁、板条中心对称分布的典型的单层FRP编织网结构,提出了编织网结构力学分析的基本假设和通用力学分析模型,对单层网面进行了平面外整体张拉、全跨荷载工况和半跨荷载工况的理论分析,推导了相应的计算公式,并进行了编织网结构的计算。通过研究建立的FRP编织网结构的基本力学方程,可分析计算单层编织网的各个受力状态,为FRP编织网结构的设计计算提供了理论工具。还进行了参数分析,得到了各参数对结构在使用过程中刚度的影响规律,为FRP编织网结构的初步设计提供了参考。

摘要：振动舒适度是影响大跨楼盖设计的关键问题,但现有的结构人激振动研究成果难以考虑楼盖的多模态共振和较为复杂的楼盖布置。针对人群节律性运动下楼盖的振动问题,采用虚拟激励法,推导了楼盖的随机振动模型,并采用该模型分析了楼盖人激共振机理,提出了激发楼盖共振的人群节律性运动频率确定方法和用于确定楼盖最不利共振荷载分布的模态位移和最大准则,最后对影响楼盖动力响应的接触持时比、阻尼比等关键参数进行了分析。

摘要：钢板剪力墙作为一种新型抗侧力结构体系,墙板开洞对钢板剪力墙结构体系的抗侧力行为具有重要影响。抗侧刚度和抗侧承载力是设计中最为关心的两项基本性能,该文重点研究墙板开洞对抗侧刚度的影响。首先介绍了3个钢板剪力墙试件的低周往复荷载试验,试验表明钢板剪力墙试件抗震性能优越,开洞会影响试件的抗侧刚度和抗侧承载力。随后,建立了钢板剪力墙结构的壳-实体精细有限元单层模型,研究了影响抗侧刚度的关键因素。在此基础上,通过大量数值计算和参数分析,提出了用于计算开洞墙板厚度折减率的简化计算公式,建议结构体系建模时以折减厚度的不开洞墙板代替实际厚度的开洞墙板,计算公式和精细有限元计算结果进行充分对比,具有良好的精度。最后,采用考虑剪切变形的悬臂梁理论和该文建议的厚度折减率简化计算公式对国内外一些不开洞与开洞钢板剪力墙试验进行验证,理论结果与试验结果吻合良好,该文建议的开洞墙板厚度折减率公式与抗侧刚度理论计算模型具有较高的精度,可供工程设计参考。