摘要:韧性作为一种新的灾害风险管理理念,已成为防灾减灾领域的研究热点,考虑到医疗系统在城市运行和灾后救援中的重要作用,在地震期间和之后,区域医疗系统应该具有足够的韧性,并提供连续的医疗服务。如何综合考虑区域范围内多家医院和交通系统的安全性、应急响应能力、多系统的整合与协作,有效评估区域医疗系统的抗震韧性水平,并提出科学的改进建议,对建设韧性城乡具有重要的理论意义。本文通过梳理国内外文献,阐明了区域医疗系统韧性的概念和内涵,总结了地震后短期应急和长期修复两个阶段韧性评估的重点,归纳了现有区域医疗系统韧性的评估框架,从医院集群系统、面向医疗的交通系统、应急医疗服务系统和医疗交通耦合系统4个方面阐述了现有评估方法。区域医疗系统韧性的研究旨在提高其面对灾害时的抵抗性、短期适应性和长期恢复性,这些研究对于满足紧急和日常的医疗需求以及指导灾后恢复具有重要意义。目前区域医疗系统抗震韧性的研究取得了一些进展,但仍然存在一些挑战,本文最后展望了未来的研究方向。

摘要:为实现高耐久功能可恢复结构,设计了钢FRP复合筋（steelFRP composite bar,SFCB）替代钢筋,塑性铰区使用高延性水泥基复合材料（engineered cementitious composites,ECC）替代混凝土的新型组合柱。在0.13轴压比下,对SFCBECC混凝土组合柱进行低周往复荷载试验研究。评估了SFCB中FRP体积分数（0%,43.6%,100%）和塑性铰区基体类型（ECC,混凝土）对组合柱抗震性能和可恢复性的影响。之后通过 OpenSees进行了轴压比、SFCB配筋率和ECC强度的参数分析。结果表明:SFCB可使试件获得稳定的二次刚度,在2%位移角前,试件无需修复即可快速恢复原有功能；组合柱残余变形随SFCB中FRP体积分数增加而减少,但其初始刚度和峰值承载力也相应降低；在塑性铰区使用ECC可进一步减少残余位移,同时显著提高峰值承载力和延性；参数分析显示增大轴压比将提高SFCBECC混凝土组合柱承载力,但会降低延性；随SFCB配筋率和ECC强度提高,组合柱承载力也相应增大；在实际工程中可合理设计SFCB和ECC材料特性以满足特定结构刚度、强度和可修复性的要求。

摘要:为满足型钢混凝土（steel reinforced concrete,SRC）结构地震损失评估及抗震韧性评价的需求,建立SRC柱构件的地震易损性函数十分关键。本文首先基于文献调研,结合JGJ 138—2016《组合结构设计规范》,从国内外文献中筛选了227榀拟静力循环加载的SRC柱,建立标准化的SRC柱试验数据库。其次,考虑失效模式的差异性,将构件分为延性SRC柱和偏脆性SRC柱,并给出了不同类别的构件损伤等级划分标准及对应的修复方法。然后,以位移角为工程需求参数,分别提取了各构件对应不同损伤等级的位移角限值,采用FEMA P-58方法,建立了不同类别的SRC柱在各损伤等级下的易损性函数。最后,给出了与GB/T 38591—2020《建筑抗震韧性评价标准》相容的易损性函数参数表,并分析了抗震等级和轴压比对SRC柱易损性函数参数及易损性曲线的影响。最终,通过分析一幢型钢混凝土框架结构办公楼的抗震韧性,说明了所提出的易损性函数在抗震韧性评价中的作用。

摘要:桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用。但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供有效指导。因此,本文提出了综合考虑桥梁构件震害破坏及其对车辆通行影响的桥梁震后通行功能损失评估方法。首先,为了更准确地分析地震对桥梁结构整体系统的影响,采用copula函数,开展了考虑桥梁构件破坏相关性的桥梁系统地震易损性分析；其次,提出了地震导致桥梁车辆通行能力损失的评估方法。该方法综合考虑了桥梁结构损伤、承载力下降导致的开放车道减少以及桥梁伸缩缝损坏导致的车辆行驶速度降低等因素影响,因而可以更准确地反映震后桥梁车辆通行能力；最后,通过一个4跨连续梁桥算例发现相较于现有评估方法,本文提出的城市桥梁震后通行功能损失评估方法具有准确度更高、离散程度和不确定性更小的特点。与传统的定性和主观震后桥梁功能损失评估方法相比,本项研究提出的分析方法从物理层面考虑了桥梁构件震害对桥梁车辆通行能力的具体影响,为震后决策过程提供了一个数学模型。

摘要:为探究大深宽比矩形高层建筑表面脉动风压的非高斯特性,本文对深宽比为1/9~9的矩形高层建筑进行了同步测压风洞试验。基于试验结果,分析了建筑表面风压的三阶和四阶统计矩分布特性,对高层建筑各立面风压进行高斯与非高斯分布的分区；研究了风压的空间相关系数与非高斯性强度的关系,提出了一种新的估算建筑侧风面平均再附长度的计算方法。结果表明:在建筑侧风面上,脉动风压服从高斯还是非高斯分布取决于测点到迎风前缘的距离；除了以往文献指出的迎风面角部、侧风面分离区和背风面风压呈现非高斯性外,再附区后面的风压也呈现出高度的非高斯性；本文提出的相关系数法在计算平均再附长度时具有良好的准确性,利用该方法获得了矩形高层建筑侧风面的平均再附长度沿高度的变化呈抛物线形状。

摘要:为改善空心钢筋混凝土柱（HRC）的使用与受力性能,提出一种双壁波纹钢管混凝土（CFDCST）构件。本文共进行了4个大尺寸双壁波纹钢管混凝土短柱与2个空心钢筋混凝土短柱的轴压试验,关键试验参数为试件类型与波纹钢管类型。分析构件的破坏模式,对比不同参数下构件的承载力、峰值应变、延性系数等关键力学指标,获得荷载波纹钢管应变关系曲线以揭示试件的约束机理并验证外波纹钢管类型的影响。试验结果表明:外波纹钢管可为夹层混凝土提供约束作用,且螺旋角越小,外波纹钢管的约束作用越强；内波纹钢管则主要为夹层混凝土内壁提供有效支撑,以保持截面的完整性。名义约束效应系数与空心率相近时,由于咬口滑移影响,大螺旋角双壁波纹钢管混凝土比小螺旋角双壁波纹钢管混凝土的峰值应力、峰值应变与延性系数分别降低15.5%、21.8%与16.7%。在总用钢量相近的情况下,小螺旋角双壁波纹钢管混凝土柱的承载力、峰值应变与延性系数分别比空心钢筋混凝土柱提高10.6%、36.2%与50.0%。基于试验结果,检验了3种典型承载力公式的适用性,并提出了相应设计建议。

摘要:对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法。但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影响。因此,本文首先通过推导给出仅有竖向荷载作用的板柱节点受冲切承载力计算公式和仅有不平衡弯矩作用的板柱节点受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的合理性。然后基于板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的试验结果,拟合得到板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算公式。最后对所提计算方法与不同规范计算方法进行对比,结果表明本文计算方法能够更加准确地预测板柱节点受冲切承载力。

摘要:为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、U形管外伸长度和钢材强度等参数对构件承载力和延性等力学性能的影响。结果表明:该类试件的主要破坏形态为中上部局部鼓曲破坏,适量增大U形管外伸长度可以提高承载力,但增大到一定程度之后易发生弯扭破坏；承载力和延性随着钢管厚度和钢材强度增大而增加；混凝土强度对构件的初始刚度和峰值荷载的影响都很小,但对曲线下降段的影响较大； 试件端部和中部截面阴角处的混凝土应力值比各边中部更大,说明采用U形钢管与方钢管组合的方式改善了阴角处钢管对混凝土约束普遍较弱的问题。基于“统一理论”,给出了两种承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好,两种计算方法在0.44~1.94的约束效应系数范围内具有良好的适用性。

摘要:模块化技术正在推动新一代核电厂的设计和发展,兼具优良工作性能和工业化施工性能的钢板混凝土（SC）结构在模块化结构具有广泛应用前景。SC墙-RC楼板连接节点作为SC模块结构与RC结构之间的典型传力构件,其结构设计必须既要保证荷载的有效传递,又要考虑模块化施工的可行性。为研究SC墙-RC楼板连接节点抗剪性能,设计并完成了2个“薄墙厚板型”SC墙-RC楼板连接节点循环加载试验,包括GB/T 51340—2018建议的钢筋连接器连接、附加抗剪键等两种连接方式。试验结果表明:在剪跨比1.50下试件均发生RC楼板弯剪破坏,节点主要传力破坏路径为加载端至楼板根部的斜压杆区域,说明节点结合面不配置抗剪键仍满足抗剪要求；试验过程中,直螺纹钢筋套筒无滑脱、未发生钢筋或焊缝拉断,延性系数均大于4,说明钢筋连接器连接的传力性能良好,可作为SC墙-RC楼板连接节点的有效连接方式；该节点核心区仍属于抗剪薄弱区域,若要满足“全强度连接”设计准则,核心区对拉筋体积含钢率应不低于0.59%。

摘要:为研究极端低温作用下结构尺寸和纤维体积分数对玄武岩纤维混凝土劈拉强度的定量影响规律和作用机制,设计了4种尺寸（边长分别为70、100、150和200 mm）、4种纤维体积分数（分数范围0%~0.5%）的玄武岩纤维混凝土立方体试块在常温和低温下（温度范围20~-90 ℃）进行了静态劈拉破坏试验。试验结果表明:不同类型混凝土的劈拉强度均随温度降低而线性增大（最大增幅接近130%）,呈现出显著的低温增强效应；玄武岩纤维的掺入能略微强化混凝土劈拉强度的低温增强效应。不同纤维体积分数玄武岩纤维混凝土的劈拉强度均呈现出一定的纤维增强效应,并且随体积分数增加而增强；极端低温作用下玄武岩纤维的主导破坏模式由拔出破坏转变为拉断破坏,导致纤维增强效应随温度下降而变强。劈拉强度的尺寸效应随温度下降而更明显,但玄武岩纤维的掺入能减弱尺寸效应（最大削弱程度达25.8%）。本文研究能为玄武岩纤维混凝土材料在极端低温环境下的大规模工程结构应用提供有效参考。

摘要:传统灌浆套筒制造过程繁琐、原材料成本高且灌浆质量难以保证,限制了中国预制装配式建筑的推广。为促进建筑行业的经济、环保和高效发展,本课题组研发了一种新型钢筋灌浆套筒连接技术,采用了“滚压螺旋肋灌浆套筒”和“类宾汉流体灌浆料”,钢筋与灌浆料、灌浆料与套筒之间形成了更加紧密的机械锁合,显著提高了构件连接后的承载力。该技术具有成本低廉、施工简便、灌浆质量易于保证等优点。为了探究该连接体系下钢筋的最小锚固长度及钢筋对中对接与偏置对接在连接性能上的差异,通过对34个接头试件进行单向拉伸试验,分析了试件的破坏模式及各项结构性能指标。研究结果表明:钢筋在套筒内部偏置对接与对中对接在连接性能上差别不大；滚压套筒内的内凸肋显著增强了对灌浆料滑移的阻抗作用,可提供足够的黏结锚固以达到连接性能要求。初步结果显示,在该连接方式下钢筋的最小锚固长度可采用10倍钢筋直径,并采用偏置对接方式。

摘要:为改善预制混凝土构件钢筋连接工艺及性能,提出一种预制混凝土构件钢筋浆锚对接连接技术。针对该新型钢筋连接的传力可靠性问题,开展了考虑钢筋直径、混凝土强度和浆锚长度变化的接头单向拉伸试验。试验结果表明,钢筋浆锚对接连接接头受拉性能由钢筋浆锚长度与帮条钢筋承载力共同控制,与混凝土强度无明显关系,表现为帮条钢筋配置相同的条件下,12 mm、14 mm直径连接钢筋试件分别在0.5la（受拉钢筋基本锚固长度）、0.6la钢筋浆锚长度条件下实现钢筋拉断,16 mm直径连接钢筋试件在0.6la钢筋浆锚长度条件下发生帮条钢筋拉断。结合数据分析,建议12~16 mm直径连接钢筋浆锚长度按0.6la控制,帮条钢筋与连接钢筋牌号相同的前提下,12~14 mm直径连接钢筋的帮条钢筋按4 C 8设计,16 mm直径连接钢筋的帮条钢筋应按6 C 8设计。同时,试验中钢筋镦头构造可保证钢筋充分锚固,其具体尺寸可用于指导钢筋加工；螺旋筋对接头受拉性能影响不明显,可参照本次试验参数进行设计。

摘要:为研究搭接长度和钢筋直径对Ⅱ型APC接头力学性能的影响,对63个该接头进行单向拉伸试验,分析了接头破坏模式、极限承载力、延性和黏结应力等。结果表明:钢筋直径相同时,随搭接长度增加,平均黏结应力降低,试件强度、延性、最大力总伸长率明显提高,残余变形整体呈下降趋势；钢筋拉断破坏试件强度、延性、最大力总伸长率和残余变形满足规范要求；加载过程中,套筒中部截面短边纵向和长边环向始终受拉；极限荷载下,随搭接长度增加,套筒中部截面短边侧环向压应变先转变为拉应变再向压应变发展,长边侧纵向压应变转变为拉应变；相对搭接长度相同时,极限承载力随钢筋直径增加而提高；提出的极限黏结强度及临界搭接长度计算公式与试验值吻合较好,可为实际工程应用提供参考。单拉工况下,钢筋直径不大于18 mm时,建议接头搭接长度大于12d。

摘要:为精确解析干燥条件下掺硫铝酸钙类膨胀剂水泥基材料的收缩行为,深入揭示低相对湿度条件下硫铝酸钙类膨胀剂补偿收缩效果下降的机制,利用低场磁共振弛豫技术,结合X射线衍射、质量与长度测试,在不同相对湿度下对掺与不掺硫铝酸钙类膨胀剂白水泥净浆的干燥收缩历程进行10个月的长期监测,从含水量及水分状态角度,定量描述白水泥净浆干燥失水和收缩的演变规律,阐明硫铝酸钙类膨胀剂导致干燥收缩落差增大的作用机制。结果表明:在相对湿度为75%、43%、11%的环境中干燥,白水泥净浆失水量和干燥收缩均持续增大直至稳定,3类环境中各试件干燥收缩与相对失水量间的关系基本保持一致；随干燥时间延长,单位失水量导致的干燥收缩先降低后升高,干燥进程中净浆内部各级孔隙失水规律不同,且各湿度条件下的干燥收缩机制存在差异；掺入硫铝酸钙类膨胀剂后,C-S-H凝胶纳米孔结构会发生一定粗化,干燥时易损失更多可蒸发水,且膨胀剂水化生成的钙矾石还会损失2~5个结晶水,二者共同导致净浆水分损失与干燥收缩增大；在低湿度环境中应用硫铝酸钙类膨胀剂时,需注意这两个因素导致收缩落差增大的影响。

摘要:为考察加强构造对N型节点失效机理和承载力的影响规律,对加强节点和基本节点进行了主管轴压静力加载试验,试验结果表明:基本节点的破坏模式为主管上翼缘受拉鼓曲开裂,加强节点破坏模式为加劲板屈曲和覆板焊缝受拉开裂；加强节点的承载力较基本节点提高了9.4%～36.5%；增加覆板厚度,可明显提高节点承载力。采用ABAQUS软件对覆板和加劲板加强的Q460C方钢管间隙N型节点进行了有限元参数研究,考察了主管宽厚比γ、主支管厚度比η、主支管宽度比β、受拉支管与主管夹角θ、支管间距与主管宽度比ξ对节点破坏模式、应力分布、主管荷载位移曲线和覆板焊缝断裂指数I_f的影响规律。根据试验和数值模拟结果,提出了覆板和加劲板加强的Q460C方钢管间隙N型节点承载力计算式和构造设计建议。

摘要:为解决当前在钢结构建筑信息模型（building information modeling,BIM）与结构分析模型之间进行数据转换时存在的关键技术问题,本文在分析工业基础类（industry foundation classes,IFC）标准表达方法的基础上,以ABAQUS为结构分析平台,开发了钢结构BIM模型数据转换算法,运用C#语言和Xbim工具包,实现了结构构件信息提取、构件空间位置调整和分析数据自动添加,并形成了相应的转换软件；通过钢框架结构实例分析验证了该软件的可靠性和准确性,并将其应用于安阳市游客集散中心的BIM模型转换和结构分析。结果表明,所开发的算法和软件解决了生成的结构分析模型节点不连接和人工添加分析数据工作量大等问题,实现了BIM中的钢结构设计模型或深化设计模型向ABAQUS结构分析模型数据的准确转换。与传统的在ABAQUS中直接建立结构分析模型相比,本文提出的方法能大大提高复杂钢结构的结构分析建模速度和效率。