结构工程师

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结构分析

箍筋约束混凝土本构模型对比研究及其在数值分析中的应用

甘懿德

2026, 42(3): 1-9. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0001

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本文系统梳理并对比了不同箍筋约束混凝土本构模型在混凝土轴压峰值应力、峰值应变及应力-应变曲线形状预测方面的表现。基于大量混凝土多轴试验数据与钢筋混凝土轴心受压试验数据,采用平均相对误差和均方根误差等指标,对Mander、钱稼茹等学者提出的模型进行了定量评估,分析了各模型在不同围压水平、配箍特征值及箍筋间距条件下的适用性与局限性。进一步结合ABAQUS混凝土塑性损伤模型,探讨了约束混凝土本构在三维实体单元数值分析中的合理引入方式,并提出一种基于峰值应力修正的约束混凝土本构参数输入方法。通过轴压与水平推覆数值分析算例验证表明,基于峰值应力修正的约束混凝土本构相较于未经修正的约束混凝土本构有效改善了峰值承载力高估现象,同时相较于素混凝土本构弥补了在峰值应变与延性模拟方面的不足,为钢筋混凝土构件抗震性能分析提供了一种更为合理的本构建模思路。

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结构分析

基于火灾损伤的钢筋混凝土结构材料性能研究

张士炼, 崔伟龙, 任命命, 李阳, 曾黄荣

2026, 42(3): 10-18. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0002

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为了解火灾对钢筋混凝土结构实体材料性能的影响,本文选取经历火灾并喷水灭火后的典型工程实体,将钢筋混凝土结构火灾后的损伤状况分为四个等级,对不同损伤状况下3种直径的HRB400钢筋力学性能、混凝土抗压强度、混凝土表层强度及混凝土中性化情况进行了试验研究,得到不同损伤状况下钢筋和混凝土的材料性能。结果表明：在Ⅳ级损伤区域HRB400钢筋屈服强度和抗拉强度降低明显,其他等级损伤区域未见明显降低现象;Ⅱ级损伤区域表层强度及含受火影响层芯样混凝土抗压强度明显偏低;Ⅰ级损伤区域混凝土的中性化深度与非受火影响区域相比未见明显波动,其他损伤区域随着损伤等级的提高而逐渐增大。

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结构分析

考虑二次受力的UHPC加固混凝土圆截面桥墩轴压承载力研究

李方元, 周念球

2026, 42(3): 19-29. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0003

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为解决桥墩由于承载力和耐久性不足导致的桥梁问题,本文对22根UHPC加固桥墩试件和1根普通混凝土桥墩试件进行了有限元分析。考虑加固桥墩二次受力,研究了试件的破坏形态、轴压极限承载力及加固轴压比,以及核心混凝土和UHPC强度、UHPC加固厚度和加固层是否配筋对桥墩总轴压承载力的影响。另外,对考虑二次受力的UHPC厚度大于理论界限厚度的加固桥墩极限承载力公式进行了理论推导,并与ABAQUS有限元计算结果进行对比,结果表明：UHPC加固桥墩的总承载力随着UHPC厚度、核心混凝土强度等级、UHPC抗压强度的增大而提高,随着初始轴压比的增大而降低。所推导计算公式得出的承载力与有限元得到的承载力误差均值为-1.2%,标准差为1.2%。此外,基于其他文献的试验数据,结合本文提出的计算公式进行分析,发现计算值与试验值的比值平均为0.94（与试验值吻合良好）,其变异系数为0.05。本文提出的计算公式精度较高,可为实际工程UHPC加固受损圆墩提供参考。

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结构分析

基于数字图像处理的混凝土梁变形与裂缝监测

王瑞琳, 张伟平, 张舒婷, 余有灵

2026, 42(3): 30-40. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.20251107.002

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变形和裂缝是既有混凝土结构状态评价的重要依据,但是依靠传统检测手段获取两类信息的时间和人力成本很高。近年来出现的计算机视觉检测技术是提高损伤信息获取效率的关键途径。然而,从图像中提取变形与裂缝的量化表征参数尚且缺少系统性方法,存在部分指标计算方法不精确、忽视持续观测提供的历史信息等问题。本研究以钢筋混凝土梁为对象,依据既有结构评估对变形、裂缝参数的需求,建立了用于结构动态监测的变形、裂缝特征参数系统,包括挠度、裂缝初始位置、宽度、长度、方向以及发生时间等。在此基础上,提出基于亚像素边缘检测、密度空间聚类的裂缝识别方法,提高了裂缝参数提取的精度,并通过帧间约束提高长期监测的计算效率。同时,也通过图像拼接与阈值分割等方法实现变形提取。为验证方法有效性,对六根不同破坏模式梁的加载试验过程进行监测,并分析了不同荷载水平下的变形和裂缝动态演变情况。结果显示,参数数值变化趋势与结构安全性余量之间存在密切关联,构建的参数系统可以在未来用于解决破坏模式预测、荷载估计等工程中重要的逆问题。

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结构分析

基于三维数值模拟的钢渣堆载模式影响下工业厂房稳定性分析

王勇超, 李麟, 惠学斌, 陈嘉辽, 刘菲, 罗妍升, 罗彪

2026, 42(3): 41-50. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0005

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专用钢结构工业厂房是工业生产中倾倒以及临时存储钢渣的关键构建筑物之一,然而其长期服役于复杂堆载环境下,易发生劣化。本文通过构建巴关河渣场主厂房的三维数值模型,系统分析了不同钢渣堆载模式对厂房结构稳定性的影响,重点关注地表变形特征、桩体侧移特征及临近柱沉降特征等关键指标。结果表明,堆载分布形式、距离及堆载大小是影响结构沉降与侧移的关键因素。随着堆载距离的增加,厂房结构的沉降量及侧移值逐渐减小,并当堆载距离超过特定值后,这些变化趋于稳定。此外,堆载水平的增加会导致沉降量和侧移量显著增加,尤其是在达到一定程度后,增长速率会显著提高。进而提出了钢渣堆载区域与承台边界之间的最小安全距离和最大堆载水平,以确保厂房结构的长期稳定性。本研究可为类似工业厂房的设计与风险预警提供理论依据,并有助于改进当前钢渣的处置策略。

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结构分析

深水桥墩在波流作用下的动力响应分析

周慧文, 江坤, 高联斌, 尹淑君, 周敉

2026, 42(3): 51-63. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.20250918.001

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对于修建在江上或者海上的桥梁,不同于陆地上的桥梁,其桥墩常年处于深水环境中,会受到水流和波浪的冲击作用。为了研究深水桥墩在波流作用下的动力响应特性,以矩形桥墩为例,采用FSI建模方式建立精细化的双向流固耦合模型,进行了桥墩在不同水深、流速水流及不同波高、波长波浪作用下的动力响应分析。结果表明：水流作用下桥墩的动力响应会迅速达到峰值,随之趋于稳定。水流作用下桥墩的动力响应分为三阶段：上升阶段、衰减阶段和平稳阶段,其响应峰值随流速和水深增加而增大;瞬时冲击会使桥墩产生明显加速度;在波浪作用下,桥墩动力响应表现出周期性,且主要受波高控制;波流联合作用下,响应特性以波浪主导,亦呈周期性变化。

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结构分析

基于递归量化分析和主成分分析的桥梁结构损伤识别方法

张维锋, 刘威, 刘鹏飞, 王爱华, 段元锋, 朴星月

2026, 42(3): 64-69. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0007

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在实际桥梁运营过程中,许多年久失修的桥梁由于缺乏完整的有限元模型和结构参数,难以通过数值模拟生成大量有标签的样本数据,限制了有监督学习方法的应用。针对这一问题,本文提出了一种基于无监督学习的桥梁损伤识别方法。该方法基于单个加速度传感器采集的数据,首先通过自然激励技术处理原始加速度信号以构建递归图,随后对递归图进行递归量化分析,提取特征指标,并利用主成分分析模型进行训练与异常检测,从而判断传感器所监测区域对应的位置是否存在结构损伤。通过对桥梁的数值模拟进行损伤识别,验证了所提方法的有效性与鲁棒性。

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结构分析

基于VMD算法的HDPE缠绕结构壁管局部破损点识别

刘湛, 刘学佳, 许明奎

2026, 42(3): 70-75. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0008

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在破损点识别中,存在着大量低频段信号,使得信号质量不佳,导致存在误判或漏判情况。为此,提出基于VMD算法的HDPE缠绕结构壁管局部破损点识别方法。根据信号在HDPE缠绕结构壁管中的圆周式传播特点,建立破损点反射信号周向导波方程。采用分离变量法对该方程进行求解,得出破损点反射信号时间变量和角度变量,并构建出变量的本征函数矩阵。利用该矩阵,结合VMD算法分析破损点反射信号包络线均值,并通过自适应分解的过程,解析信号时频特征。根据该特征进行异常度的计算,从而实现局部破损点的识别。实验结果显示,所提方法在识别精度方面表现出色,在HDPE缠绕结构壁管局部破损点识别方面具有良好的应用前景。

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结构分析

FCM分割下的高架桥梁铺面病害识别

魏维维, 张勇

2026, 42(3): 76-84. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0009

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为应对高架桥梁铺面病害存在的重叠与断裂问题,实现病害精准归类,本文提出一种高架桥梁铺面病害识别方法。该方法利用无人机巡检技术获取完整、连续的铺面厘米级病害域数据,经FCM分割并按相似属性分组后,结合快速区域卷积神经网络算法将病害域划分为不同区域,每个区域对应特定病害类别或正常铺面,从而实现病害识别。本研究对城市主干线高架桥铺面开展了识别实验验证,结果表明：该方法可有效克服复杂背景干扰,精准分割病害区域;对坑槽及细微裂缝等病害纹理具有较高的识别准确度与置信度;检测结果与病害实际区域吻合良好,具备优异的病害识别能力。

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抗震与抗风

基于数值风洞模拟覆冰拉索驰振性能研究

艾辉林, 朱运龙

2026, 42(3): 85-91. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0010

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冻雨作用下桥梁拉索表面易形成覆冰从而改变拉索截面的气动外形,使拉索在风作用下可能产生大幅振动,并给桥梁带来安全问题。借助数值风洞技术,结合实际斜拉桥工程案例,对常遇的D形和新月形覆冰形态下的斜拉索驰振问题进行了全过程的直接模拟,通过与风洞试验结果对比,验证了本文采用的数值风洞技术的准确性与可靠性。研究结果表明：覆冰拉索的驰振振幅基本随风速增大而呈线性关系增大,振动以竖向振动为主;驰振运动轨迹呈现较为明显的扁平椭圆形,长短轴之比随风速增大而减小,竖向振动与横向振动相位差随风速增加而增大;驰振振幅随阻尼比增加而减小,两者呈非线性关系;当系统阻尼比小于临界阻尼比时,拉索驰振现象基本消失,因此控制拉索系统的阻尼能够有效降低覆冰拉索发生大幅振动的风险。

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抗震与抗风

分阶段耗能阻尼器力学性能与减震特性研究

齐松鑫, 李春光, 王冲锋, 张振彬, 李亚军, 晁亮, 陈健

2026, 42(3): 92-104. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0011

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本研究提出一种可以满足不同震级下耗能需求的改进型分阶段耗能阻尼器,主要由哑铃形板、X形板和上下连接板组成,该阻尼器对耗能钢板进行截面优化,将具有不同耗能机制的耗能元件组合使用,使其可以实现分阶屈服和两阶段耗能。通过有限元数值模拟分析可知：这种阻尼器在实现分阶段耗能的基础上,相对于传统单阶屈服阻尼器的延性系数提升约52%,且耗能性能稳定。随后,将这种分阶段耗能阻尼器引入12层平面钢框架中,利用SAP2000进行不同地震水准下的动力时程分析,对比了6种不同工况下结构的地震响应与阻尼器的耗能表现,结果表明：所提阻尼器在多遇地震作用下,剪切板进入屈服开始耗能,而弯曲板处于弹性状态;在设防地震作用下,两者开始共同参与耗能,分级耗能明确;在不同地震水准下,有控结构与无控结构相比,其楼层位移和最大层间位移角最大减幅为38.10%、19.60%;阻尼器在结构中的最大耗能占比为42.77%,有效地耗散了地震输入结构的能量,且分阶段耗能阻尼器较传统单阶段耗能阻尼器在结构中的控制效果更好,说明所提阻尼器在结构中可以很好地发挥消能减震作用。

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抗震与抗风

组合减震技术在某医院建筑中的应用研究

张能伟, 阮永辉

2026, 42(3): 105-114. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0012

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本文以某医院建筑为研究对象,分别对不同减震方案（BRB、VFD、BRB+VFD）进行设防地震作用下的弹性时程计算,选取层间位移角、基底剪力和附加阻尼比为评价指标进行比选,择优采用BRB+VFD组合减震方案。对消能器减震效果进行参数影响规律分析,结果表明：优化VFD力学参数和BRB布置位置,结构附加阻尼比可提高超12%。设防地震作用下,结构耗能作用主要由VFD发挥,VFD耗能占结构总耗能超过30%。最后对本工程进行弹塑性时程分析,结果表明：罕遇地震作用下,减震装置耗能机制良好,相较于无控模型,组合减震结构塑性耗能减小约50%。结构X、Y向最大层间位移角分别为1/109、1/110,小于限值要求。结构整体轻微损伤,少部分构件中度损坏,满足性能目标要求。

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抗震与抗风

小箱梁桥减震钢阻尼器低周疲劳性能分析

吴文俊, 庄鑫, 叶爱君

2026, 42(3): 115-123. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.20260305.001

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本文以采用板式橡胶支座和三角形板钢阻尼器组合减震体系的上海市典型小箱梁桥为背景,对钢阻尼器低周疲劳性能进行了分析。研究建立了典型小箱梁桥OpenSees有限元模型,进行地震反应时程分析,分别采用能量法和线性累积损伤法对钢阻尼器的低周疲劳寿命进行了评估,分析了地震动有效持续时间对钢阻尼器的疲劳寿命的影响,并对两种方法的计算过程及结果进行了比较。研究结果表明,两种方法计算的钢阻尼器等效滞回圈数均小于规范规定的20圈,其中,能量法因其保守性和简洁性,更适用于工程设计中的钢阻尼器疲劳性能评估。

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抗震与抗风

复杂地形下建筑物地面粗糙度类别的确定

徐旭东, 沈国辉

2026, 42(3): 124-130. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0014

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地貌粗糙度类别的确定对建筑结构的抗风设计有着非常重要的影响,本文总结了各国规范关于地貌粗糙度的规定,基于ESDU方法针对某案例开展地貌粗糙度的分析,进行不同风向来流风速的计算和粗糙度指数的拟合,研究不同的迎风距离和粗糙长度对计算结果的影响,提出远场地貌迎风距离和粗糙长度取值建议。研究发现,不同风向角下的地貌粗糙度差别较大,案例项目东南和南面来流时由于近距离为江面使得其地貌指数较小;不同远场距离下地貌粗糙度指数略有变化,建议根据实际的地貌特征确定远场地貌的距离,一般情况可取5~10 km;目标场地的粗糙度指数与来流的粗糙长度取值非常相关,来流越粗糙地貌粗糙度指数越大,需要合理设置远场地貌的粗糙长度。

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试验研究

Q420qd钢疲劳损伤后的力学性能试验研究

刘冰飞, 苏庆田, 徐骁青, 赵旭, 赵冠杰

2026, 42(3): 131-139. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0015

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为评估疲劳损伤对在役钢结构静力性能的实际影响,本文以Q420qd钢为研究对象,通过预损伤与静力拉伸试验研究其性能演变。试验设计了两级应力水平与六组循环次数,对试样进行差异化预损伤。随后通过静力拉伸试验获取各组试件的力学响应,结合宏观力学参数与微观断口形貌的对比分析,揭示了疲劳损伤对材料剩余力学性能产生的影响。结果表明：随损伤加剧,材料断裂特征由韧性向脆性转变,宏观断口趋于平整,微观韧窝密度降低;静力拉伸曲线中的屈服平台显著缩短甚至消失;值得注意的是,各损伤试件的屈服强度与弹性模量较未损伤状态均呈现整体轻微提升,且数据离散性小,不同损伤度下试件屈服强度平均值差距均在3.1%范围内,而抗拉强度与伸长率保持稳定。研究表明,预疲劳损伤主要改变了Q420qd钢的屈服阶段力学行为,该结论可为含损伤桥梁钢结构的剩余静力性能评估提供直接依据。

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试验研究

往复荷载作用下高强混凝土柱损伤性能尺寸效应试验研究

赵旭, 解咏平, 张亚敏, 贾磊

2026, 42(3): 140-149. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.20260331.001

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为研究高强混凝土柱损伤性能尺寸效应,对9个发生弯曲、弯剪以及剪切破坏的高强混凝土柱进行了低周反复加载试验,根据试件的破坏特征,将柱的损伤等级分为轻微破坏、中等破坏以及严重破坏,并对其进行损伤指数分析。结果表明：对于发生弯曲、弯剪破坏的构件,基于Park-Ang和牛荻涛的损伤模型计算的损伤指数在轻微和中等破坏阶段相近,而在严重破坏阶段,基于Park-Ang损伤模型计算的损伤指数偏大。对于发生剪切破坏的构件,两种损伤模型的损伤指数在轻微和中等破坏阶段相近;大尺寸柱的损伤指数与小尺寸柱相比有所增加,存在一定的尺寸效应。根据试验结果给出了考虑尺寸效应的牛荻涛损伤模型。另外,不同破坏状态下,大尺寸柱的层间位移角与小尺寸柱相比有所减小,存在一定的尺寸效应,根据试验结果给出了考虑尺寸效应的层间位移角修正方法。

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试验研究

地铁振动激励下声阻隔振支座减振效果实测分析

朱帅

2026, 42(3): 150-158. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0017

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为研究地铁列车运行引起的环境振动及其对上盖建筑舒适度的影响,本文以上海某地铁车辆段上盖综合开发工程为背景,开展了声阻隔振橡胶支座的现场测试与减振效果分析。该支座通过降低动刚度、提高阻尼比并削弱振动传播路径（声桥效应）,实现振动与声能的协同控制。本文首先介绍结构概况及支座构造机理,其次基于相关规范对不同楼层振动响应进行时程与频域分析。结果表明：声阻隔振支座在列车激励下可显著降低高层建筑竖向加速度峰值及加速度级,且振动响应沿高度呈衰减规律;铅芯型支座通过声阻垫切断“铅芯—连接板”路径,进一步提升减振性能,最大减振幅值约为10 dB。研究表明,该类支座可兼顾竖向振动控制与声学隔离,对地铁上盖建筑舒适度提升具有重要工程应用价值。

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试验研究

基于LSTM模型的桥梁振动信号降噪研究

陈迎, 廖朝义, 谭宗林, 王尧伟

2026, 42(3): 159-172. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0018

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公路桥梁的运营条件较为复杂,实际桥梁健康监测系统的监测数据中往往包含大量噪声,严重干扰桥梁结构状态评估结果的准确性。本文提出一种基于长短期记忆（LSTM）模型的降噪方法,用于滤除实测桥梁振动加速度信号中的噪声分量。首先,对桥梁振动加速度数据的构成进行数值模拟,并在其基础上建立LSTM模型的训练集。其次,根据实际工程应用需求设计LSTM降噪模型架构,将含噪信号输入LSTM模型后得到噪声分量,通过训练使LSTM模型能够有效去除噪声分量、提高信号质量。最后,以某大跨度双塔斜拉桥和某预应力混凝土连续梁桥为例对所提方法进行验证,使用互补集合经验模态分解（CEEMD）对原始信号、小波变换（WT）降噪信号、LSTM降噪信号分别开展评估,基于相关系数及正交指数分析了降噪效果,并分别在时域和频域评估了特征分量识别的准确性。结果表明,使用LSTM模型降噪后的加速度数据在时域和频域均能更加精确地识别特征信号分量,所提方法能够实现桥梁健康监测系统加速度数据的自适应降噪,进一步提升了桥梁结构状态评估的准确性。

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地基基础

土体加固与基坑开挖耦合作用下邻近地铁隧道变形特性研究

华建, 王恩臣, 梁志鑫, 廖斌, 梁发云

2026, 42(3): 173-182. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0019

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以上海某紧邻地铁的深基坑项目为背景,建立有限元模型,研究土体加固施工与基坑开挖对邻近隧道及其周边土体变形的影响。依托实际施工顺序,模拟分析了加固土施工与空间位置关系对位移的作用机制,并结合现场监测数据,验证模型计算结果的可靠性。研究结果表明,加固土可有效降低基坑开挖引起的远场扰动,但其施工本身会对周边土体产生挤压,引起土体水平位移变化及隧道上浮;若加固土施工与基坑开挖同时进行,位于二者之间的土体位移会明显增加,增加施工风险。研究表明,应合理地规划土体加固和开挖作业顺序,优化施工计划以控制施工扰动,为提高工程整体安全提供建议。

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地基基础

水泥土复合管桩在天津密实砂土地基中的应用研究

沈小俊, 李军, 赵丹婷

2026, 42(3): 183-189. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0020

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天津某工程场地分布有较厚的中-密实砂层,桩端持力层端阻不高。水泥土复合管桩作为一种新桩型,结合了预制桩桩身强度高、施工方便及水泥土搅拌桩桩侧阻力大的特点,可较好地适用于此类场地。在施工前分别对钻孔灌注桩、桩端后注浆灌注桩、水泥土复合管桩进行竖向极限静载试验,并结合试验结果从承载力、经济性、工期等方面对三种桩型进行对比分析。结果表明,水泥土复合管桩综合得分最高,在此类场地中具有较大的优势。另外,结合施工情况,提出了此类场地中水泥土复合管桩的设计和施工要点。

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工程施工

基于现状索力的大跨度斜拉桥分段换索方案研究

高志朋

2026, 42(3): 190-198. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.20250414.001

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为研究大跨度斜拉桥合理的换索方案,结合郧县汉江公路大桥全桥换索工程,分析换索前现状索力检测数据,显示现状总索力与原设计成桥索力偏差不大,总偏差为0.72%,基于现状索力将全桥换索划分为三段,每段提出两种换索方案,采用MIDAS Civil软件建立全桥有限元模型,对比分析换索过程中斜拉索索力、主梁竖向位移及内力的变化规律。结果表明：长索区采用单塔对称换2根索方案,中长索区采用单塔对称、双塔斜对称换4根索方案,短索区采用单塔对称换4根、双塔先后换索方案,换索过程中各项指标均能满足要求,换索方案可行,且长、短索区换索方案组合施工能极大缩短换索工期。本文提出的基于现状索力分段换索方法,通过施工实施达到良好效果,可供同类型换索工程参考。

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工程施工

预制构件吊装方案动态控制模型

丁丽荣, 金朋玮, 杨毅超, 潘钻峰, 程欣玥

2026, 42(3): 199-206. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0022

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预制构件吊装包含识别、吊运和安装三个环节,各环节均可能出现阻碍吊装推进的不利因素,加之吊装方案可能发生变更,使得吊装过程控制具有显著的非静态特征。本文融合Blender可视化技术、RFID技术和云计算技术,构建了吊装方案动态控制体系：吊装前,基于Blender技术对最优吊装序列方案进行可视化模拟;吊装中,依托RFID-云计算技术建立预制构件吊装过程监控机制,实时追踪潜在影响因素;吊装后,界定吊装序列调整的问题边界,解析多类影响因素的作用机理与影响程度,设计吊装序列动态调整机制,并通过改进遗传算法的案例仿真验证了该机制的有效性,最终实现预制构件施工过程的精准管控与集约化管理。

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设计方法与研究

苏州东站结构分析与设计

钟建敏, 王伟

2026, 42(3): 207-217. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0023

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苏州东站A1塔楼高199.95 m,采用混凝土框架-核心筒结构,为B级高度超限高层结构。由于建筑平面功能需求,核心筒在24层以上的剪力墙收进3.05 m;由于建筑立面造型需求,外围框架柱在12—43层采用倾斜角度为1.4°~1.6°的斜柱向内收进;根据不规则项和高度超限情况,制定了关键部位的性能目标,并进行了小震弹性计算、中震性能设计和罕遇地震结构动力弹塑性时程分析计算;针对剪力墙收进、斜柱收进和塔冠设计作了专项研究,并根据研究结果,对相应关键部位进行加强,计算结果均满足要求,结构安全可靠。

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设计方法与研究

某高烈度区大切角悬挑不规则结构设计与分析

李志富, 车顺利, 贾俊明, 龙婷, 李建兵

2026, 42(3): 218-225. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0024

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本研究的建筑主要功能为办公,由主楼和裙房组成,地上主楼15层,裙房5层,地下2层,主楼与裙房之间设抗震缝,本文仅论述裙房的结构设计与分析。裙房平面布置呈U形,其角部存在斜向大切角,形成35.6 m的大悬挑结构;根据建筑布置及结构试算,该单体存在扭转不规则和偏心布置、凹凸不规则、竖向抗侧力构件不连续及局部穿层柱等不规则项。为解决大悬挑与多项不规则带来的结构抗震及施工挑战,确保结构安全可靠且经济合理,裙房整体采用钢筋混凝土框架-屈曲约束支撑结构,大切角大悬挑处采用跨层的巨型钢桁架结构。通过小震设计及中、大震性能化分析,有针对性地提高关键构件和普通竖向构件的抗震能力,加强薄弱部位;并对整体结构进行了施工模拟分析,对典型复杂节点进行了有限元分析。上述方法有效解决了大悬挑和多项不规则结构的抗震与施工难题,相关设计策略可为同类项目提供借鉴。

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设计方法与研究

基于几何语义和国产图形引擎的铁路山岭隧道衬砌结构BIM设计

齐成龙

2026, 42(3): 226-234. https://doi.org/10.15935/j.cnki.jggcs.202603.0025

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可视化

为应对铁路山岭隧道衬砌结构在BIM设计过程中效率不足、参数化模型可移植性差等挑战,并致力于降低对国际商业BIM软件平台的依赖所带来的核心技术受限与信息安全风险,本文聚焦于突破此类软件内置几何约束对衬砌结构参数化建模构成的壁垒。为此,以独立几何语义解析为理论基础,对铁路山岭隧道衬砌结构参数化建模方法进行系统性探究。首先构建一套适用于该结构的参数化建模工作流与三维模型解构策略,进而研发相应参数化建模算法。该算法依托国产自主BIMBase几何引擎得以实现,并最终开发出一款专用于铁路山岭隧道衬砌结构的参数化BIM正向设计软件。主要得出以下结论：①通过对国产BIMBase平台进行二次开发,成功实现所提出的参数化建模算法,其有效性与实用性在工程应用实例中得到验证。②本算法设计独立于特定几何引擎的内部约束表征机制,能够直接驱动隧道断面轮廓的生成与编辑,从而精准满足铁路隧道衬砌结构BIM设计需求,显著提升建模工作的自动化程度与参数化方法的行业通用性。

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