工程力学

综述

  • 基于SMA线缆自复位装置与结构研究进展

    周云;阿力马斯·叶尔布拉提;石菲;列文琛;

    形状记忆合金(Shape Memory Alloy, SMA)线缆凭借超弹性特性所形成的旗型滞回,具有优越的自复位能力、良好的耗能性能及足够的承载能力,在地震工程中展现出广阔应用前景。该文系统梳理近年来团队研究工作,对SMA线缆在自复位装置及结构抗震中的应用进展进行了全面总结。从材料层面归纳总结SMA线缆在锚固系统、循环稳定性、温度效应、疲劳性能以及应力松弛与蠕变特性等方面的实验研究成果,揭示SMA线缆力学机理与服役演化规律,指出预拉力保持与训练策略的关键性。围绕SMA线缆自复位支撑构件的创新设计与性能优化,介绍了SMA线缆支撑、SMA线缆-黏弹阻尼自复位支撑、SMA线缆-摩擦复合自复位支撑以及双阶段自复位支撑的构造特征、工作机理及力学性能,建立相应的宏观力学模型与退化模型。在结构层面梳理了基于SMA线缆支撑钢框架结构的抗震性能研究,包括振动台试验验证、数值模拟分析、极罕遇地震下的韧性提升作用以及主-余震序列下的抗倒塌性能评估。该文构建了贯通“材料-构件-结构”的多层次研究框架,为SMA线缆在高性能抗震结构中的工程化应用与规范化设计提供了系统的理论支撑与实验依据。

    2026年03期 v.43 1-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 5138K]
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基本方法

  • 基于Chebyshev多项式和有限质点法的Bennett机构动力响应不确定性分析

    郑延丰;李思远;杨超;罗尧治;

    Bennett机构在建筑、航天、机械等领域有广阔的应用前景。在实际应用中机构参数等具有不确定性,需要在动力分析中考虑其影响。该文提出了一种基于Chebyshev多项式和有限质点法的Bennett机构动力响应不确定性分析方法。介绍了Bennett机构的有限质点法建模及分析方法;引入Chebyshev多项式,建立机构参数与动力响应之间的关系,并通过区间运算得到系统动态响应的边界,提出了一种易与有限质点法结合的不确定性分析非侵入式算法;通过算例验证了方法的有效性,并开展了Bennett机构动力响应不确定性分析。分析结果表明:连杆长度不确定性对机构位移和速度有较大影响,位移上下边界最大差值占确定参数模型的87.1%;连杆弹性模量不确定性对机构位移影响较小,对速度、连杆应变能影响较大,速度上下边界最大差值占确定参数模型的277.0%;同时碰撞等强外部作用会显著增强不确定性参数的影响。

    2026年03期 v.43 21-30+55页 [查看摘要][在线阅读][下载 2836K]
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  • 一种用于功能梯度板的新四变量准三维剪切变形理论

    李文斌;王壮壮;牛纪云;马连生;

    提出了一种可用于功能梯度材料(FGM)板弯曲和自由振动分析的准三维剪切变形板理论。该理论的新颖之处在于:只含有4个变量且考虑了厚度拉伸效应。基于该理论,用哈密顿原理导出了功能梯度矩形板弯曲和自由振动问题的控制方程,并采用Navier法获得了弯曲位移、应力以及自由振动基频的解析解。与三维理论、其它包含更多变量的准三维板理论以及二维板理论的对比,验证了该文理论的准确性。数值结果表明:该文提出的理论能够有效、准确地预测FGM板的弯曲和自由振动行为,并且能够减少计算工作量。

    2026年03期 v.43 31-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 1869K]
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土木工程学科

  • 基于前馈修正-总误差补偿的频带扩展式复合振动台控制方法研究

    丁振;梁建文;韩庆华;吴昊;芦燕;刘铭劼;纪金豹;

    频带扩展式复合振动台(FBECST)作为一种新型地震模拟振动台,为同时实现长行程、宽频带激励提供了有效途径。FBECST由长行程振动台(主台)和高频振动台(扩展台)上下叠合而成,系统复杂度高。设计合适的补偿控制方法是实现FBECST高精度跟踪控制的前提。该文提出了一种基于前馈修正的总误差补偿控制方法,并分析了所提出方法的收敛性和稳定性;结合增益裕度理论给出了总误差反馈增益的取值方法;以逆补偿控制(IC)和离线迭代控制(OIC)为基准方法,对比验证了所提出方法的有效性和优势。一系列试验结果表明:所提出方法在时域和频域上的性能表现均优于IC和OIC,尤其在地震波的复现能力方面,所提出方法的优势更为显著。所提出方法仅需1次辨识和算法设计即可实现对FBECST系统的高精度补偿控制,对待测试件的影响极小。该文可为FBECST基于模型的补偿控制方法研究及工程应用提供有力支持。

    2026年03期 v.43 44-55页 [查看摘要][在线阅读][下载 4226K]
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  • 重车荷载下钢桥结构应力分布与疲劳损伤控制

    苏有华;叶肖伟;楼威宏;何余良;杭达;

    该文建立了基于实际车流数据的钢桥等效车辆荷载模型,通过有限元分析确定了移动轮载作用下钢桥焊接节点焊趾处正应力影响范围。采用结构应力指标,探讨了在实际车辆作用下钢桥面板的疲劳应力响应特征。结合线性疲劳损伤累积准则,分析了实际车流下钢桥焊接构件的疲劳损伤,并与我国规范疲劳车辆荷载III预测结果进行了对比。分析了运行车辆限重比例对疲劳寿命的影响,提出了钢桥疲劳荷载限值量化方法。研究发现:顶板焊趾处正应力影响面范围为纵向0.9 m,横向1.3 m;相较于我国规范中的疲劳车辆荷载Ⅲ,所研究钢桥等效车辆荷载修正系数为0.41;当考虑车辆荷载横向分布时,最不利荷载引起的疲劳损伤占总损伤的78%;为获得100年预期服役寿命,所研究桥梁通行车辆须限重20.23%。该文建立的分析框架旨在为重车荷载作用下的钢桥疲劳损伤控制提供理论依据,亦可以为基于荷载监测的钢桥疲劳性能评估提供参考。

    2026年03期 v.43 56-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 2201K]
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  • FAST馈源舱-索塔耦联体系风雨振响应研究

    付兴;张鸿志;李宏男;李庆伟;

    500 m口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope, FAST)的馈源舱位于140 m的高空,易受风荷载和雨荷载的影响,过大风雨振响应将会影响其正常运行。该文建立了精细化的馈源舱-索塔耦联体系有限元模型,开展模态分析,结果显示其基频很小且模态密集;馈源舱模型精细化程度对结构自振频率有较大影响。模拟风雨荷载时程,研究体系各构件风雨荷载中雨荷载的占比情况,发现考虑降雨后,整体荷载增幅显著,其中馈源舱所受荷载的增幅最大。计算了馈源舱-索塔耦联体系在风雨作用下的动力响应,结果表明:雨荷载对馈源舱结构位移响应的影响很大;雨荷载对结构总应力的影响较小;考虑降雨后,最大工作风速显著降低,且满足二次精调平台的最大工作风速均小于FAST设计工作风速(4 m/s),馈源舱的正常工作受到较大影响。

    2026年03期 v.43 65-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 7384K]
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  • 基于相平面法的RC结构抗连续倒塌动力敏感危险域分析

    丁陆川;陈建兵;

    相较于直接非线性动力分析法,非线性静力下推法因其简便也被广泛应用于钢筋混凝土(RC)结构的抗连续倒塌性能分析,并可采用动力放大系数或能量法近似预测最大动力响应。RC结构在拆除柱子后,随着变形的增加,在抗连续倒塌承载机制由压拱机制转换到悬索机制的过程中,可能存在按静力分析安全而按动力分析不安全的动力敏感危险域,导致结构发生达不到预期变形能力的脆性破坏模式。这一问题尚未得到足够的重视。该研究以结构稳定理论为基础,采用相平面法研究了RC结构抗连续倒塌承载机制转换过程中可能存在的动力敏感危险域。以两杆模型、RC梁柱子结构和RC框架结构为例,基于相平面法揭示了动力响应中的短暂跳跃失稳现象,阐明了静、动力失稳和动力敏感危险域之间的关系,通过控制变量法分析了静、动力失稳现象及动力敏感危险域与重要结构参数之间的关系,提出了动力失稳及动力敏感危险域的实用近似判定方法。研究结果表明:结构抗连续倒塌由压拱机制转换到悬索机制的过程中,除可能存在静力极值点失稳外,还可能存在动力跳跃失稳,且静、动力失稳因加载方式与失效准则不同而并非总是同时出现。动力跳跃失稳可采用相平面法精准地识别,若相轨迹的性状稳定并收敛于中心或稳定焦点,则动力稳定;否则,发生动力失稳,且伴随出现鞍点。若静力极值点失稳恢复而动力失稳仍存在,则为动力敏感危险域,即动力敏感危险域为失稳域的子集,且不包含在静力极值点失稳域中。

    2026年03期 v.43 74-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2720K]
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  • 超大型双曲面钢网壳冷却塔风致失效与倒塌分析

    赵晓蕾;赵林;钱基宏;

    双曲面钢网壳结构因轻质高强、施工便捷等优点,开始被用于工业冷却塔的设计和建造中,考虑其柔度大和阻尼低的特点,亟需评估其抗风安全性和稳定性。为了研究超大型钢结构冷却塔的风致失效全过程,以220 m高的双曲面钢网壳冷却塔作为研究对象,开展刚性模型测压风洞试验,生成作用在冷却塔有限元模型上的风压荷载,采用有限元软件ABAQUS对该冷却塔进行非线性动力效应分析,开展致灾强风作用下冷却塔三维结构弹塑性破坏仿真模拟,探究了钢网壳冷却塔的风致失效全过程,量化了失效倒塌过程易损位置和损伤发展形态,明确了钢构件塑性发展导致的结构刚度整体削弱和结构几何非线性大变形是钢网壳冷却塔风致失效倒塌的主导原因。

    2026年03期 v.43 85-92页 [查看摘要][在线阅读][下载 2804K]
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  • FRP筋-钢筋混合配筋混凝土受弯构件短期刚度计算方法

    刘水;汪昕;吴智深;

    基于刚度解析法,推导了纤维增强复合材料(fiber-reinforced polymer, FRP)筋-钢筋混合配筋混凝土受弯构件的短期刚度计算公式。收集了96根混合配筋混凝土受弯构件的试验数据,建立了混合配筋混凝土受弯构件数据库,利用数据库中的数据拟合了配筋应变不均匀系数。通过挠度计算值与数据库中试验值的对比,评估了所提出的基于刚度解析法的短期刚度计算模型,以及中国行业标准JTG 3362-2018、美国规范ACI 318-19和ACI 440.11-22中的计算模型。结果表明:该文提出的混合配筋混凝土短期刚度模型具有可靠的计算精度,其挠度计算值/试验值的均值为1.01。中国行业标准的模型严重高估混合配筋混凝土构件的刚度,通过引入开裂弯矩折减系数(0.65),修正了该模型。此外,对比了四种计算模型之间从零到屈服荷载范围内的挠度计算差异。

    2026年03期 v.43 93-102页 [查看摘要][在线阅读][下载 1938K]
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  • 小宽厚比独柱墩帽梁的三维空间拉压杆模型研究

    成丕富;罗晓光;常柱刚;王正军;

    小宽厚比独柱墩帽梁通常被用于下部结构空间受限的城市重载桥梁。与常规独柱墩帽梁构件相比,小宽厚比独柱墩帽梁厚度尺寸大于墩柱直径,且纵桥向的帽梁厚度与横桥向的帽梁宽度尺寸接近。针对规范中二维平面拉压杆模型方法仅能分析帽梁横桥向拉力,而缺乏考虑纵桥向拉力的不足,提出了针对小宽厚比独柱墩帽梁的基于其三维空间拉压杆模型的横、纵桥向拉力计算方法。该方法基于小宽厚比独柱墩帽梁空间力流特性建立三维空间拉压杆模型的基本构型,利用最小应变能准则推导出其最优构型以及横、纵桥向拉力。采用有限元积分方法验证该方法的正确性,并与规范中基于二维平面拉压杆模型方法进行对比。研究结果表明:小宽厚比独柱墩帽梁在支座荷载作用下结构受力存在空间效应,除横桥向帽梁顶部受拉外,在纵桥向厚度方向上,帽梁中部也存在显著拉应力,该文所提三维空间拉压杆模型较好的描述了小宽厚比独柱墩帽梁力流传递的空间特性。基于三维空间拉压杆模型的横、纵桥向拉力计算方法具有明确的物理意义和较高的计算精度。与规范中二维平面拉压杆模型方法相比,三维空间拉压杆模型计算方法用于小宽厚比独柱墩帽梁设计计算更加安全且经济合理。

    2026年03期 v.43 103-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 1806K]
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  • 滩涂区超大口径柔性管道数字孪生监测技术体系研究与应用

    赵程;李杨;孔维耀;孔庆钊;熊冰;桑笑晗;李颖;

    大型管道工程一直都是城市的生命线工程,针对大型管道工程的健康监测问题一直都是研究的热点。该文结合“数字孪生”技术和超大口径柔性玻璃钢夹砂管道在不稳定滩涂地质区域施工应用的案例,研发了一套基于物联网系统和虚拟仿真模拟技术的全天候自动化管道安全监测技术体系,该技术体系通过对有限的传感器数据与数字孪生技术相结合,可实现对管道工程全局安全状态的实时监测分析。该文详细介绍了该监测体系的基本工作原理、组成架构、搭建实施过程和监测效果评价等情况。实际工程应用效果表明:该监测体系通过将各类传感器数据与仿真计算模型相结合,可实时、自动分析计算管道在施工和正常运行期间的内力和变形情况,有效反应管道的内力、形变和沉降等基本安全状态;在地质不稳定的滩涂区建设超大口径柔性管道工程,管槽的基础形式对于管道后续的受力和变形情况至关重要。

    2026年03期 v.43 110-122页 [查看摘要][在线阅读][下载 3956K]
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  • 藏式古建筑木梁柱节点的承压性能研究

    秦术杰;蒋鑫奥;杨娜;单波;万自博;董金爽;

    为研究藏式梁柱节点的承压性能,选取布达拉宫中的典型节点作为原型,制作足尺的节点模型并设置修复节点工况,依次进行均布和集中荷载作用下的竖向静力加载试验,分析节点承压的破坏模式、各组件受力状态、传力机理和荷载-位移曲线特征,确定节点的承压刚度、屈服荷载和极限荷载,并探究更换垫木对节点承压性能的修复效果,最后提出节点各力学性能指标的理论计算公式。结果表明:在竖向荷载作用下,梁和弓木顺纹受弯,弓木和垫木横纹受压,柱子顺纹受压,各组件利用接触面的挤压和摩擦及暗销的压缩和剪切协同工作;节点在均布荷载和集中荷载作用下的有效承压区不同,导致其承压刚度发生变化;垫木是节点承压的最薄弱部件,破坏形式为底部被局部嵌压而顶部发生横纹受压屈服;更换垫木的修复措施可恢复损坏节点在均布荷载下的承压刚度和80%以上的承压能力;利用试验结果验证了所提出的节点承压刚度、屈服荷载和极限荷载的理论计算公式,可为不同尺寸的藏式梁柱节点的承压性能评估提供参考和依据。

    2026年03期 v.43 123-135页 [查看摘要][在线阅读][下载 2601K]
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  • 跨层X形中心支撑-HPEC截面组合框架抗震性能试验研究及抗侧刚度计算

    辛力;黄华;陈震;刘源;叶艳霞;

    结合钢-HPEC(hollow-core partially encased composite)拼接梁以及中段部分包覆钢-混凝土组合支撑(middle partially encased composite brace)良好的力学性能,提出了跨层X形中心支撑-HPEC截面组合框架。为研究该组合框架的抗震性能,设计了2榀组合框架模型,对其进行水平低周往复荷载试验,并使用ABAQUS软件进行了模拟。结果表明:该组合框架具有良好的抗震性能和耗能能力;试件的破坏模式为支撑构件受压失稳,支撑退出工作时纯框架结构未出现明显损伤;MPEC支撑混凝土的填充能够提高构件的刚度和受压性能,减弱因纯钢支撑受压失稳所造成的框架刚度下降;MPEC支撑的耗能能力受H形钢翼缘厚度的影响较大。所提出的分析方法和计算公式,能够准确预测该组合框架的初始抗侧刚度,并为跨层X形中心支撑-HPEC截面组合框架的研究和设计提供思路和基础。

    2026年03期 v.43 136-150页 [查看摘要][在线阅读][下载 3292K]
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  • 不同倾斜角度下平身科斗栱抗震性能研究

    薛建阳;宋德军;吴晨伟;胡富强;

    为研究倾斜角度对斗栱抗震性能的影响,对3个沿面宽方向具有不同倾斜角度的足尺平身科斗栱进行了拟静力试验,分析了斗栱的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、位移延性及耗能能力。结果表明:倾斜与无倾斜斗栱破坏时栽销榫被剪断,大斗与平板枋发生相对滑移,斗栱整体转动。倾斜角度越大,大斗与平板枋间的滑移变形越大,而斗栱转动变形越小。沿斗栱倾斜向(正向)加载时,斗栱承载力和抗侧刚度随斗栱倾斜角度的增加而减小,沿斗栱倾斜反向(负向)加载时,斗栱承载力和抗侧刚度随倾斜角度的增加而增大。斗栱变形能力随斗栱倾斜角度的增大而降低,而耗能能力与倾斜角度无明显关系。建立了不同倾斜角度斗栱的数值计算模型,经试验验证两者吻合较好,在此基础上,进一步研究了竖向荷载、木材摩擦系数、弹性模量及其抗压强度以及构件分层倾斜对倾斜斗栱抗震性能的影响,结果表明:倾斜斗栱承载力和初始刚度随竖向荷载和木材摩擦系数的增加而增大,但受木材横纹径向弹性模量和横纹径向抗压强度的影响较小;构件分层倾斜斗栱的承载力和初始刚度低于整体倾斜斗栱。

    2026年03期 v.43 151-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 4701K]
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  • 考虑腐蚀与疲劳耦合损伤的滨海工程结构地震风险分析

    张娇磊;李钢;余丁浩;董志骞;

    中国滨海地区具有环境复杂多变、工程结构密集、地震危险性高等特点,导致结构长期遭受氯盐腐蚀与风致疲劳的耦合作用,提高了结构在地震作用下的倒塌、经济损失风险。以往研究表明:腐蚀、疲劳耦合会加速材料力学性能的退化,其中力学性能的退化可由腐蚀疲劳的耦合损伤进行量化,但以往研究耦合损伤多集中在单向耦合分析,较少关注腐蚀、疲劳二者之间的协同相互作用,使得因相互作用产生的交互耦合损伤难以定量计算,导致使用单向耦合损伤计算方法估计材料剩余力学性能时会存在较大的误差,降低了滨海结构在考虑腐蚀与疲劳交互耦合作用下的风险评估可信度。为解决上述问题,该文基于腐蚀率和疲劳损伤参数构建了腐蚀与疲劳交互耦合时的损伤计算模型并提出模型的求解方法,实现交互耦合的损伤量化和滨海结构的风险评估。为了搭建交互耦合模型,引入了数学中的多变量交互模型并将腐蚀率、疲劳损伤嵌入其中,此外为使交互模型具有氯盐腐蚀与风致疲劳随时间而加速耦合的物理意义,提出了时变加速耦合因子β(t)修正交互模型。并采用贝叶斯推理建立β(t)的概率分布进行求解。以某滨海高耸结构为例展开分析,揭示了交互耦合效应会大幅提高结构风险,同时论证了该文方法的可行性和适用性。

    2026年03期 v.43 165-179页 [查看摘要][在线阅读][下载 2655K]
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  • 低屈服点钢沙漏形钢棒阻尼器力学性能研究

    连鸣;周玉浩;苏明周;李伟;

    由LYP225低屈服点钢材制成的沙漏型钢棒阻尼器(LYP225-HBD)可用作结构中的耗能元件,以有效增强结构的地震耗能能力,最大限度地减少主要结构构件的地震损伤。对两个LYP225-HBD试件进行了低周往复加载试验。LYP225-HBD表现出稳定、饱满的滞回曲线和出色的耗能能力;在滞回和疲劳加载过程中,阻尼器的破坏主要表现为耗能段裂纹发展引起的断裂;经过11倍屈服位移循环加载30圈后,仍能正常工作;在疲劳加载过程中,各项疲劳性能指标均满足相关规范要求;建立的初始刚度及屈服承载力计算公式与试验结果吻合较好,为LYP225-HBD的初步设计和参数优化提供了支持。利用ABAQUS建立了有限元分析模型,并通过试验验证了模型的准确性,对15个LYP225-HBD模型进行了参数分析。结果表明:LYP225-HBD的形状显著影响其承载能力、耗能能力和失效模式;随着耗能段内外径之比的增加,耗能段塑性发展区域减小,耗能能力降低,超强系数增大,建议内外径之比取0.45~0.55;随着耗能段长径比的增加,LYP225-HBD的承载力、刚度退化系数和耗能能力逐渐降低,建议长径比不超过4.75。该文的研究结果可为LYP225-HBD在建筑结构中的实际应用提供了参考。

    2026年03期 v.43 180-195页 [查看摘要][在线阅读][下载 6377K]
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  • 基于贝叶斯推断的海底管道腐蚀损伤动态评估

    李志;熊春宝;

    基于确定型或概率型腐蚀模型的管道腐蚀损伤评估往往需要大量数据样本,在役海底管道腐蚀检测难度大、费用高,导致评估过程面临数据少、分布模型选择难的问题。提出了一种小样本数据条件下海底管道腐蚀损伤动态评估方法,该方法综合了海底管道腐蚀先验知识,通过贝叶斯推断方法融入新检测数据对腐蚀模型参数进行动态更新,实现对海底管道腐蚀损伤的动态评估。以胜利油田海底管道为例,获取管道不同服役年限下腐蚀损伤实测数据,采用腐蚀损伤概率模型对方法进行验证。结果表明:该文所提方法能够在有限数据条件下实现对腐蚀模型的持续修正与更新,随着融入样本量和参数更新迭代次数的增加,模型参数的离散程度逐渐降低,且模型参数的后验分布与实际情况的吻合程度随着输入样本量的增加不断提高,模型精度也随之提高;利用该方法可在兼顾检测成本及模型精度的情况下,规划出最优的检测样本量来进行管道的腐蚀损伤评估。

    2026年03期 v.43 196-204页 [查看摘要][在线阅读][下载 2370K]
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  • 混凝土框架梁刚度放大系数研究

    汪隆博;陶慕轩;

    在钢筋混凝土框架结构设计中,由于楼板和混凝土框架梁的空间组合作用,需要对混凝土框架梁的刚度进行放大。针对混凝土框架梁的刚度放大系数,提出了用于模拟实际梁和楼板共同工作的梁-壳混合精细有限元模型,并基于建立的有限元模型,分析影响混凝土框架梁刚度放大系数的主要参数。在不同荷载工况作用下,对工程中常用参数范围内的混凝土框架梁进行大量参数分析,提出了适用于工程设计的混凝土框架梁刚度放大系数简化计算公式,并通过对不同参数的混凝土框架体系进行模拟验证该文公式的准确性。结果表明:不考虑楼板空间组合效应的模型和精细有限元模型相比有较大的误差,而用该文建议公式作为混凝土梁刚度放大系数的有限元模型可以在周期、侧移、最大层间位移、结构内力和竖向挠度等参数上和梁-壳混合有限元模型吻合良好。

    2026年03期 v.43 205-219页 [查看摘要][在线阅读][下载 2954K]
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  • 基于斜截面受弯性能分析的混凝土无腹筋梁受剪承载力计算方法

    耿相日;黄小坤;刘璐;周威;

    通过定义混凝土无腹筋梁发生剪切破坏的斜截面,对其受弯性能进行分析,根据在开裂和极限状态的截面弯矩判断了斜截面的破坏形式,并确定了对应于斜截面破坏弯矩的混凝土无腹筋梁受剪承载力。为简化计算,提出了在集中荷载作用下混凝土无腹筋梁的受剪承载力建议计算公式;利用680个混凝土无腹筋梁的受剪性能试验数据,对建议计算公式的合理性进行分析,并采用概率方法计算得到了受剪承载力的可靠指标。研究结果表明:基于斜截面受弯性能分析的计算方法适用于预测混凝土无腹筋梁的受剪承载力,建议计算公式的计算结果与美国和欧洲相关标准的计算结果相近、保守程度相当,由此确定的受剪承载力可满足安全等级为二级、脆性破坏结构构件的可靠指标要求。该文研究结果可为我国新版标准的制定提供理论依据和设计公式参考。

    2026年03期 v.43 220-232页 [查看摘要][在线阅读][下载 1936K]
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  • 外包UHPC钢管混凝土叠合短柱偏压性能研究

    吴庆雄;许志坤;袁辉辉;秦志清;

    为研究外包超高性能混凝土(UHPC)钢管混凝土叠合短柱(简称“UC-CFST短柱”)的偏压性能,以外包材料强度和偏心率为主要参数,进行了15个试件的偏压试验,包括CFST短柱、外包普通混凝土CFST叠合短柱(简称“OC-CFST短柱”)和UC-CFST短柱;同时,采用大型通用有限元分析软件开展了实桥尺寸的UCCFST短柱偏压性能的数值模拟分析。研究表明:以受拉区钢管屈服的同时外包混凝土受压区边缘恰好达到极限压应变的状态为界限破坏,小偏心受压破坏时,OC-CFST短柱受压侧外包混凝土大面积压溃、剥落,而UCCFST短柱的受压侧外包UHPC出现贯穿柱身的纵向裂缝,但仍保持相对完整;大偏心受压破坏时,OC-CFST短柱外包混凝土的主裂缝由受拉侧扩展到受压区,受压侧混凝土被压溃,而UC-CFST短柱外包UHPC的主裂缝仅分布于受拉侧,受压侧并无明显破坏现象;然而,对于CFST短柱,无论是发生小偏心受压破坏还是大偏心受压破坏,其破坏模式均表现为受压侧钢管在中上部位置发生局部屈曲,且该处核心混凝土被压溃。相比OC-CFST短柱,偏心率相同的UC-CFST短柱承载力平均提高了174%,但延性指标平均降低了60%。具有实桥截面尺寸的UC-CFST短柱的偏压承载力随着加载偏心率的增加而下降。基于偏压试验和有限元参数分析结果,提出了考虑偏心率影响的UC-CFST短柱极限承载力计算方法,具有良好的计算精度。

    2026年03期 v.43 233-248页 [查看摘要][在线阅读][下载 2438K]
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  • Y型双肢连梁偏心支撑组合框架力学性能试验研究

    吴桢灏;庄亮东;王巍;

    既有研究表明:传统的Y型单肢连梁偏心支撑组合框架(简称“SY-EBCF”)是一种具有较高耗能效率的消能减震结构体系;但连梁的引入会压缩建筑空间,降低建筑功能。该文在SY-EBCF形式的基础上,提出了Y型双肢连梁偏心支撑组合框架(简称“DY-EBCF”),通过增加连梁数目,减小连梁尺寸,既能保证偏心支撑能够提供足够的承载力和刚度,又能最大限度的降低连梁对下部空间的占用。为研究DY-EBCF的力学性能,该文设计并制作了一个DY-EBCF试件,并对其开展了拟静力试验,分析了试件的失效模式、滞回曲线和截面应变发展规律。试验结果表明:连梁主要依靠腹板剪切变形耗散能量,在其失效退出工作前,DY-EBCF试件的滞回曲线饱满且稳定;拆除失效连梁后,试件的残余变形角为0.002 rad,小于规范限值(0.005 rad);余下的组合框架部分水平承载力虽降低至未拆卸连梁时的1/2,但结构仍具有稳定承载的能力。对比了DY-EBCF和SY-EBCF的试验结果,证明了DY-EBCF在耗能能力、刚度和变形能力方面具有更好的抗震性能。

    2026年03期 v.43 249-263+288页 [查看摘要][在线阅读][下载 3758K]
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  • 碎石含量对填方路堤边坡稳定性影响分析

    边宏光;王顺;李典庆;江健宏;庄培芝;

    填方路堤边坡稳定可靠是高速公路顺利建设的前提和关键,碎石土作为性能优良填料,常用于路堤填筑。为了获取抗剪强度参数,对碎石土重塑试样进行了室内大型固结不排水三轴剪切试验,并建立了碎石土有限元细观结构模型进行平面应变试验,从细观结构角度解释碎石含量对碎石土力学特性影响。以临淄至临沂高速公路填方路堤边坡为例,建立不同碎石含量的路堤边坡模型,采用强度折减法,探究碎石含量对填方路堤边坡稳定性的影响。研究结果表明:“绕石”效应改变了破坏路径传播方向,提高碎石含量改善了土体结构,相较于同体积均质土,碎石土更加密实,可以承受更高的外荷载,进而提高了填方路堤边坡的稳定性;碎石含量对碎石土力学及变形特性影响存在阈值,通过数值模拟确定此阈值为30%。

    2026年03期 v.43 264-273页 [查看摘要][在线阅读][下载 2265K]
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  • 面向核电设施设计的我国地震动时程相关性研究

    王晓磊;陈竞择;阎卫东;赵紫旭;

    目前我国核工程结构抗震规范基于外国相关技术标准对加速度时程相关系数做出了规定,缺少基于实际数据的验证分析,并且现有抗震规范对速度和位移时程相关性没有明确规定。针对上述问题,该文基于Butterworth非因果滤波方法和地震动加速度时程相关性分析方法,对中国地震动时程进行了相关性研究,发现基于我国地震动时程计算的相关系数大于规范给定的限制,结果表明:我国规范给定的限制满足独立性要求,即NUREG-0800对加速度时程相关性的规定同样适用于中国地震动加速度时程,但相对较为严格。此外,该文考虑了速度和位移时程相关性,为核工程结构时程分析中选波研究提供参考。

    2026年03期 v.43 274-288页 [查看摘要][在线阅读][下载 5391K]
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  • 本刊要讯

    <正>1.《工程力学》是中国科学技术协会主管、中国力学学会主办、清华大学土木工程系承办的学术期刊。2.本刊为Ei Compendex、Scopus及ISI Web of Knowledge文摘数据库收录期刊。万方数据库、中国知网、重庆维普、超星、EBSCO数据库、Euro Pub数据库、JST数据库、ICI World of Journals全文检索。3.本刊于2019年和2024年两度入选“中国科技期刊卓越行动计划梯队项目”。4.本刊于2018年11月第三次荣获中国科协“精品科技期刊工程项目”资助。

    2026年03期 v.43 5-6页 [查看摘要][在线阅读][下载 1498K]
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  • 征稿简则

    <正>1.《工程力学》主要报导力学在工程及结构中的应用,刊登力学在科研、设计、施工、教学和生产方面具有学术水平、创造性和实用价值的论文,包括力学在土木建筑、水工港工、公路铁路、桥梁隧道、航海造船、航空航天、矿山冶金、机械化工、国防军工、防灾减灾、能源环保等工程中的应用且具有一定学术水平的研究成果。特别欢迎具有创新水平的力学分析及大型工程实验研究。提交的论文必须对国内外前沿进展有一定评述。2.来稿务求观点明确、论据可靠、数字准确、文字精练,推导从简,给出主要成果和结论。凡已被本刊录用的论文,稿酬均由《工程力学》一次性支付。该文的版权及著作权使用许可一律归《工程力学》所有,编辑部有权入编CNKI中国期刊全文数据库和各类光盘版、电子版、国际国内检索及科技文摘数据库等。

    2026年03期 v.43 291页 [查看摘要][在线阅读][下载 2134K]
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