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为研究内加强环式圆钢管混凝土柱与矩形钢管混凝土梁这种新型连接节点的力学性能，设计了缩尺钢管混凝土梁柱节点试件，开展了相同梁柱节点试件的静力加载试验和低周往复加载试验。通过研究该节点试件的破坏模式、荷载-位移曲线以及拟静力加载试验的骨架曲线、核心区剪切变形等，分析了节点试件的承载能力、延性和耗能能力，全面考察了同一梁柱节点在静力加载和低周往复加载两种工况下的受力性能和破坏模式。结果表明：钢管混凝土梁柱节点试件核心区强度较强，破坏模式主要为梁端破坏，低周往复加载试验时试件梁柱连接处附近的梁端钢板发生拉裂破坏和钢板鼓曲，静力加载试验时试件梁端焊缝发生拉裂破坏；试件延性较好，加载过程中经历了弹性、弹塑性和塑性发展阶段。最后提出了该类钢管混凝土梁柱节点核心区的抗剪强度计算公式。
钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete, STRC)柱具有优越的力学性能，但当STRC柱应用于框架结构时，常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能，总结归纳了目前STRC柱梁节点的构造形式及增强机理，从工作机理、增强效果、易施工性等方面对各种构造形式的节点进行对比，认为复合式节点是解决STRC柱框架节点薄弱问题的最优途径。并进一步分析了不同构造形式STRC柱节点的轴压性能、抗震性能和理论设计方法，结果表明环梁对节点轴压承载力提升显著，钢管约束式节点轴压和抗震性能均表现良好，且设计理论较为成熟。最后，在试验研究和理论分析基础上，剖析了该研究领域亟需解决的问题和研究发展方向。
针对螺栓球节点高强螺栓漏拧、少拧的情况，实际工程中常采用焊接钢板加固螺栓球节点来保障螺栓球节点承载力。为探究钢板加固螺栓球节点的破坏形式及极限承载力规律，对三组高强螺栓拧入深度0.5d(d为螺栓直径)螺栓球节点采用钢板加固并进行受拉承载力试验。试验结果表明，钢板加固螺栓球节点虽能提高节点的承载力，但试件高强螺栓和钢板变形很难协调，共同受力不理想，易发生局部破坏。故对原有加固方法进行改进，并进行加固后螺栓球节点拉伸破坏试验。结果表明，改进后的钢板加固螺栓球节点力学性能得到很好的提升，可为螺栓节点加固提供保障。
为研究金属预埋吊件(简称预埋吊件)的拉拔力学性能和破坏机制，考虑无边距和有边距效应的影响，研发了一套拉拔加载装置，设计并完成了预埋吊件混凝土试件的拉拔试验。其中无边距影响的预埋吊件混凝土试件采用了5种预埋吊件，有边距影响的预埋吊件混凝土试件采用了3种预埋吊件，并运用ABAQUS模拟无边距影响的试件拉拔试验进行验证。结果表明：无边距影响的预埋吊件中销栓型预埋套筒、锚杆型内螺纹套筒以及锚筋型内螺纹套筒发生了预埋吊件拉断破坏，双头预埋吊杆试件发生了劈裂破坏，锚板型预埋套筒发生了理想的混凝土锥体破坏；有边距影响的混凝土预埋吊件均发生混凝土锥体破坏。
为确定可行的金属预埋吊件(简称预埋吊件)剪切试验方法以及为安全系数提供可靠依据，对100、150mm两种不同边距的预埋吊件混凝土试件进行抗剪试验研究。研究预埋吊件的受剪力学性能，测量楔形体破坏角度，分析荷载-位移曲线，探究混凝土楔形体破坏的抗剪极限承载力与预埋吊件的物理特性之间的关系。结果表明：试验中所有预埋吊件均发生混凝土楔形体破坏，其角度与理想状态下的破坏角度接近；预埋吊件的直径、预埋到混凝土中的深度、预埋吊件轴心到剪力垂直边缘的距离与抗剪极限承载力之间均呈正相关。
在结构施工过程中，因温度变化导致钢结构变形的情况较为普遍，尤其是大型钢结构。为此，以大型钢结构预埋件为研究对象，考虑预埋件单元迎光面与背光面的换热面间温差，建立了太阳辐射作用下预埋件的表面温度计算方法。结合预埋件表面温度实测数据，采用MIDAS Gen软件分析了预埋件的温度场分布和变形规律，发现天气晴朗情况下，预埋件单元温度场具有较强的非均匀性，迎光面测点温度较背光面高5～10℃;多云天气和阴天的情况下，由于傍晚或天气转阴时太阳辐射较弱，结构温度场的非均匀性变弱；减小预埋件纵向长度可以有效减小预埋件的温度变形；此外，可以采用不同施工措施以减小其温度变形，改变钢结构表面涂料种类、颜色的措施最有效，采用隔热板效果次之，改变钢构件截面尺寸效果最差。
纤维增强复合即FRP材料属于各向异性材料，需要针对FRP的特性开发新的锚固系统。与传统FRP锚固方式不同，FRP筋模块化夹片锚具是将FRP筋、多孔切片铝套以及夹片作为一个标准模块，并将其压入锚杯的模块安装孔内。根据实际工况，在锚杯上增加或减少模块安装孔的数量，从而达到拉索的使用要求。利用ANSYS Workbench有限元软件，对模块化锚具的内锥倾角、夹片与锚杯的角度差、锚固长度、FRP筋材间距、夹片预紧力等参数进行分析，提出了一种新型模块化锚固形式，并通过试验的方法来测试模块化夹片锚具的锚固性能。结果表明，采用模块化夹片锚具对FRP筋进行锚固的方法是可靠的，本文开发的模块化夹片式锚具的锚固效率超过90%,有利于锚固设计，降低成本。
基于青海盐渍土地区埋地钢筋混凝土板现场模型试验，研究了考虑温度影响的盐渍土盐胀作用下钢筋混凝土板内及其表面的应力变化规律，并将其定义为“盐胀应力”。利用钢筋混凝土板内外应变监测结果，通过理论分析得出盐胀应力计算公式。基于Sum of sine函数模型将1年周期内盐胀应力的变化过程以及相对应的盐胀作用划分为发展阶段、稳定阶段、下降阶段3个阶段。其中发展阶段为每年10月至次年2月，温度变化范围为0～10℃,在该温度范围内，随着温度降低，盐胀应力不断增加，说明盐胀现象愈为强烈。对青海盐渍土地区的埋地结构物设计提出了建议，以期最大程度地减少盐渍土对埋地结构物的破坏。
混凝土地下结构墙体的开裂现象较为普遍，裂缝控制难度大。目前，王铁梦的混凝土长墙模型广泛应用于裂缝控制。王铁梦模型仅考虑墙体受到地基约束，即假设墙体端部是自由的，并用实际位移计算裂缝宽度，导致墙体裂缝间距和裂缝宽度的计算结果相对于实际结果明显偏大，需要人为修正结果。笔者提出，混凝土地下结构墙体开裂严重的主要原因是墙体同时受到地基约束和端部约束的作用。据此，在王铁梦模型的基础上加入墙体端部约束条件，推导出裂缝间距的计算公式，并用约束位移计算裂缝宽度。该方法能直接得到符合工程实际的墙体裂缝间距和裂缝宽度的计算结果，为墙体裂缝控制提供了理论依据。笔者指出，墙体裂缝控制的最有效方法是诱导缝方法，给出了在墙体分段设置诱导缝的间距原则，并要求在诱导缝处将墙体水平钢筋完全断开，以消除墙体端部约束。通过工程实践验证了所提出的墙体裂缝控制方法的有效性。
由于全轻混凝土结构抗剪承载力较低，因此有必要探究钢纤维的加入对全轻混凝土梁动力性能的影响。设计钢纤维体积掺量为0%、1%、2%共3根适筋梁，对其跨中区域进行落锤冲击试验，并利用LS-dyna有限元软件进行数值模拟，对比分析各试件破坏形态、冲击力时程曲线、跨中位移时程曲线。试验结果表明：在相同冲击荷载作用下随着钢纤维体积掺量的增加抑制裂缝产生和发展的现象越显著，并且裂缝相对更加集中于梁跨中区域，支座处裂缝相对减少。钢纤维的加入不影响试件冲击力最大值，但随着钢纤维体积掺量的增加，各试件冲击力第二峰值与最大值之比增加14%和26%,跨中位移最大值与残余位移分别降低3、8mm与3、7mm。经研究得出钢纤维的加入显著提高全轻混凝土梁抗冲击性能。
为了推进钢筋氯氧镁水泥混凝土(magnesium oxychloride cement reinforced concrete, MOCRC)在西部地区的深度应用，设计模拟西部地区盐渍土环境、气候环境的室内加速破坏试验，研究涂层在多因素破坏试验环境下对钢筋的保护效果。利用电化学工作站测试试件的极化曲线和腐蚀电流密度，选用腐蚀电流密度作为Wiener随机退化过程的退化指标，建立随机退化过程的可靠度函数预测模型。结果表明：涂层在多因素试验环境下对钢筋的保护效果弱于纯浸泡试验环境下对钢筋的保护效果；通过可靠度函数寿命预测模型能够确定，MOCRC在不同浓度2%、4%、6%、8%氯化钠盐溶液室内多因素加速破坏试验环境下达到中等腐蚀破坏的时间分别为4 000、3 500、1 400、400d。
为研究塑性混凝土在三向应力状态下的动力特性与破坏规律，设计符合工程实践的配合比方案，借助动三轴试验仪开展了其在不同围压和不同加载速率条件下的强度、应力及应变规律研究。最后依据试验成果建立了基于Bresler-Pister三参数的强度准则。结果表明：塑性混凝土抗压强度与加载速率呈近线性正相关，材料抗压强度小于5.0MPa时对低加载速率更敏感，抗压强度大于5.0MPa时对高加载速率更敏感；不同加载速率下材料应力-应变规律基本一致，当应变达到1.47%～1.90%后其应力出现峰值，随后大幅度降低；不同围压条件下塑性混凝土抗压强度随围压的增加同样呈线性增长趋势，随着围压的提高，塑性混凝土峰值应力维持时间越长，材料抗裂性能越好；基于Bresler-Pister的强度准则公式其计算剪应力与三轴实测误差在1.61%～4.35%之间，基本反映了材料的变形破坏规律。
提出适用于粗糙面几何特征采集的压饼拓模法，并介绍了压饼仪构造及使用方法，使用此方法进行了5种不同预置时长的超轻黏土物理性能和拓印精度试验。结果表明：当黏土开封预置2h左右时，可获得最优拓模精度；塑性沉陷值比含水率更适宜作为界面粗糙度拓模精度控制的黏土物理性质评价指标，当黏土塑性沉陷值不小于1.5mm时，对应点平均误差在0.3mm以内；回弹值对拓模精度影响不大。同时采取增大按压压力、二次按揉、附加刚性背板等措施进行拓模精度影响研究。结果表明：按压压力不应小于50N;二次按揉可提高模印精度；采用刚开封黏土时，附加刚性背板措施可实现高精度即时脱模，其对应点平均误差在0.12mm以内。
提出了一种基于高速数字图像相关方法对混凝土中化学螺栓进行拉拔的试验方案，可用于捕捉和分析化学螺栓与混凝土间的变形发展和破坏形态。为实现直接观测化学螺栓与混凝土界面位移和应变场，采用半模试件进行试验研究。为证明其可行性，将半模试件与全模试件的粘结-滑移响应进行对比。结果证明，半模试件与全模试件具有一致的粘结-滑移响应，可以用来研究化学螺栓与混凝土界面的粘结机理。最后，利用高速摄像机捕捉混凝土破坏时刻的图像，通过数字图像相关法技术对采集的图像进行分析，直接测量了化学螺栓从混凝土中破坏时界面的位移和应变。
内填RC复合墙钢框架结构在框架与内嵌墙之间设置开缝并安装耗能连接件能减小结构损伤，改善结构力学性能。提出在内填RC复合墙和钢框架结构之间采用新型折板型耗能连接件，并采用ABAQUS对连接件的受力性能进行分析，研究了节点的受力过程和破坏模式。将耗能连接件应用于两侧开缝的密肋复合墙-钢框架结构中实现滑移连接。结果显示：折板连接件在竖向拉压荷载和水平侧向荷载作用下的变形损伤模式存在差异，折板角和折板弯折数目对连接件受力性能影响显著。折板连接件用于结构中时，结构加载前期滞回曲线表现出残余变形小的特点，具有自复位性能，因此折板连接件是一种具有自复位能力的连接形式。
装配式钢结构具有施工快、工期短、污染小的优点。基于此，提出一种由方钢管柱、H型钢梁、保险丝、高强螺栓和现浇楼板组成的可恢复功能装配式钢框架梁柱节点，并变换保险丝处梁间缝隙宽度、保险丝长细比和保险丝屈服强度三个参数，共建立了13个有限元模型进行分析。研究结果表明：保险丝能够实现损伤控制，保护主体结构免受损伤；保险丝处梁间缝隙宽度大于5mm时，可以保证梁段不发生碰撞，损伤集中在保险丝处，工程应用中建议采用10mm的缝隙宽度；保险丝长细比为43时，能够保证可恢复功能装配式钢框架梁柱节点具有足够的承载能力；当主体结构选用Q345B钢材时，保险丝宜采用Q235B钢材，以实现保险丝的损伤控制。
提出一种新型装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。为研究其抗震性能，对一榀1/2缩尺异形柱框架结构进行低周反复荷载试验，分析其破坏形态、滞回曲线、承载力、耗能能力、位移延性、刚度退化等指标，并通过ABAQUS有限元软件模拟后将模拟结果与试验结果进行了对比分析。研究结果表明：装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构呈现“泡沫混凝土-人字撑-叠合框架梁-组合异形框架柱”分级破坏顺序；复合墙板以剪切破坏为主；人字撑在水平往复位移荷载作用下，可与异形柱框架结构形成双重抗震体系，提高结构的抗震能力；有限元模拟结果与试验结果吻合良好，该有限元模拟方法适用于装配式人字撑复合墙板异形柱框架结构。
提出的骨架膜结构装配式节点具有构造简单、预制程度高、便于现场装配、可以调节消减加工误差、适应各种形状的骨架膜结构、传力清晰等特点。基于Hertz接触理论分析了该节点的关键承载结构——销轴连接的应力分布形式并与有限元分析相互印证。基于有限元分析得出了该节点中杆件与耳板最佳的连接方式，对该节点的三维模型进行简化并建立有限元模型，计算了该节点的极限承载能力，得到其破坏形式并与同规格的空间相贯焊接钢管节点进行对比。结果表明：该装配式节点的失效由下弦杆控制，满足“强节点，弱杆件”的设计要求；该装配式节点的极限承载能力为设计荷载的2.95倍，与同规格的空间相贯焊接钢管节点几乎相同，有充足的安全余量，可以更加灵活地应用于各种建筑结构中。
采用PERFORM-3D程序对掉层钢框架结构进行了抗震倒塌能力研究。考虑不同的掉层情况和结构措施，设计了2个普通钢框架结构模型和4个掉层钢框架结构模型(其中2个模型带拉梁加强),利用增量动力分析方法对上述钢框架模型进行了易损性分析和抗震倒塌能力评估。结果表明，掉层钢框架结构的抗震倒塌能力与掉层数关系不大；采用拉梁加强的掉层钢框架，上接地侧的抗震倒塌能力和抗震倒塌安全储备性能有所提高，但掉层侧的抗震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备降低；增加拉梁的数量对该类结构影响不大，但会改变其破坏模式；上接地侧倒塌模式下，上接地一层是上接地侧最薄弱的楼层；掉层侧倒塌模式下，上接地二层是掉层侧最薄弱的楼层。
为了研究主余震序列作用对高层剪力墙结构动力响应的影响，以某超高层作为研究基础建立了其动力弹塑性分析模型，开展了相关研究工作。选取10个真实主余震序列作用事件，构造了14条主余震序列作用作为输入的地震荷载；以PGA、PGV、PGA/PGV等作为表征地震动强度的指标，计算了结构在主余震序列作用及仅主震作用下的结构塑性耗能、最大残余层间位移角的增量损伤比及Karl Pearson相关系数；分析了主余震序列作用下结构塑性耗能及最大残余层间位移角的特点和地震动强度指标与增量损伤比的相关性。结果表明，主余震序列作用加剧了结构损伤，其塑性耗能增量平均达24%～28%;主余震序列作用下结构最大残余层间位移角有可能增大，也有可能减少。基于塑性耗能的结构主余震增量损伤比与PGV、SED、S_I等速度相关的地震动强度表征指标均表现出了较强的相关性，可考虑作为选择和调整主余震序列作用地震波的指标；基于最大残余层间位移角的结构主余震增量损伤比则与地震动强度指标相关性较弱。
介绍了本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition, POD)的基本原理，探讨了POD在桥梁结构损伤识别中的应用。提出了基于动响应数据特征的桥梁结构损伤识别方法，该识别方法基于POD技术对桥梁结构在不同位置、不同时刻收集到的位移快照矩阵(Snapshot Matrix)进行本征正交分解，得到结构的本征正交模态(POMs),进而构造出损伤指标来识别结构的损伤位置及程度，实现了对桥梁结构损伤的多工况识别。并以保定黄花沟桥为例，通过数值模拟试验，验证了该方法的有效性，结果表明POD能够从空心板桥结构的振动响应数据中提取出结构的本质特征，并且提取过程简单、快捷，可为桥梁结构提供一种有效的损伤识别方法。
为研究采用碳纤维增强复合材料(CFRP)加固后钢梁的疲劳性能，采用自主研发的具有自监测性能的智能碳纤维-光纤光栅板(CFRP-OFBG板)加固受损钢梁，在完成常幅荷载四点弯曲疲劳试验的基础上，研究不同应力幅作用下CFRP-OFBG板加固钢梁的疲劳性能。借助有限元方法，建立“三维实体”有限元模型，结合J积分计算方法求解得到加固钢梁裂纹尖端的应力强度因子，基于线弹性断裂力学理论建立疲劳裂纹扩展模型，对CFRP-OFBG板加固钢梁的疲劳裂纹扩展寿命进行预测。研究表明：CFRP-OFBG板的加固作用可有效提高受损钢梁的疲劳寿命，延缓裂纹扩展速率，改善裂纹尖端的受力状态，降低裂纹尖端的应力强度因子；在循环荷载作用下，CFRP-OFBG板加固试件的疲劳寿命均随着应力幅的增大呈现递减趋势。将试验结果与预测结果相比较，发现加固试件疲劳寿命预测值比试验值略高，分析认为，这主要是因为在有限元模拟时没有考虑到试验中CFRP-OFBG板的局部剥离。
输电塔属于高柔结构，风致响应敏感。主材角钢作为输电塔的主要构件，其承载能力特别是受压抗失稳能力是影响输电塔抗风性能的主要因素。以提高主材角钢受压状态下的防屈曲能力为目的，兼顾考虑降低开螺栓孔对原主材的损伤，提出一种新型加固方法。并通过对6个足尺角钢构件进行加载试验，检验该新型方案的加固效果；分析不同加固参数对提升主材性能的影响；采用有限元方法对试验进行数值模拟，确立合理的有限元建模方法，为输电塔整塔加固方案设计提供依据。结果表明：该方案能够大幅提高构件的抗压承载力，并有效改善构件的延性；端部螺栓数目对加固效果影响明显；确定了抱箍间距的合理取值；拼接副主材的应力滞后对加固效果基本没有影响。
深度学习技术用于建筑外立面裂缝检测，具有效率高、客观性强的特点，但建筑外立面背景的多样性导致使用大量样本堆砌训练的时间较长，难以取得良好的识别效果。为提高检测的查准率、查全率与训练效率，提出了基于迁移学习的微调训练方法：使用大量来自其他建筑的已有样本进行预训练之后，使用来自待检测建筑的少量样本进行微调训练；然后，使用微调训练后的模型对待检测建筑的其他部分进行检测。通过对比不同训练方法的测试结果与训练时间，证明了微调卷积神经网络在建筑外立面裂缝检测中的优越性，并研究了冻结层数对微调训练模型的影响。