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钢管(钢管混凝土)曲线管幕是在传统钢管(钢管混凝土)管幕基础上发展的一种新型管幕形式，依靠竖向曲线钢管(钢管混凝土)形成拱形曲线管幕结构，相对传统管幕具有承载能力高、刚度大等性能优势，在大直径隧道结构、大跨地铁车站结构等地下空间结构，尤其是永临结合地下空间结构中具有广泛应用前景。结合日本新型曲线管幕结构的典型工程案例，对采用新型曲线管幕典型工程的的方案体系、施工工艺、性能特点进行了深入分析介绍。进一步对创新研发的新型中空夹层钢管混凝土曲线管幕体系组成、试验研究进展进行了介绍。
结合中空夹层钢管混凝土曲线管幕(curved concrete-filled double-skin steel tube curtain, CFDSTC)偏压性能试验研究结果，对CFDSTC有限元分析方法进行校核验证。进一步结合有限元参数分析对影响CFDSTC偏压性能的关键参数进行参数分析，结合参数分析，对CFDSTC偏压性能进行深入分析。结合试验研究和有限元分析结果，提出了考虑曲线管幕的二阶效应弯矩放大系数修正方法和考虑二阶效应的偏压承载力实用计算方法。并采用塑性应力分布方法对CFDSTC试件的偏压受力状态下截面应力分布进行分析，在国内外现有承载力计算方法基础上，推导建立CFDSTC正截面偏压承载力计算方法。经对比分析，所建立计算方法计算结果与试验结果吻合良好。
在传统钢管管幕和钢筋混凝土管幕基础上，创新研发了一种采用法兰螺栓连接的新型预制中空夹层钢管混凝土管幕体系。针对预制中空夹层钢管混凝土管幕法兰螺栓节点在实际工程中主要受弯矩-轴压力组合作用，完成了6个法兰螺栓节点的偏压性能试验，以考察法兰螺栓节点在弯矩-轴压力耦合下的破坏形态、失效机理、承载能力、变形能力等受力性能。结合试验研究，着重分析了偏心率、肋板形式、法兰盘厚度三个关键参数对连接节点偏压受力性能的影响规律。研究结果表明，中空夹层钢管混凝土管幕法兰螺栓连接节点具有较高的承载能力和良好的变形能力。
针对中空夹层钢管混凝土管幕结构，提出了采用插销连接节点的连接方式，旨在避免现场施焊作业、提升施工效率，并实现快速连接。考虑到实际工程中节点的受力情况，开展了插销节点偏压性能的试验，评估该节点受力性能，探讨预应力对其性能的影响。通过对6个中空夹层钢管混凝土插销连接节点(3个非加强型插销连接节点，3个加强型插销连接节点)试件进行偏压试验，深入分析了不同偏心率及节点有无预应力情况下，节点的破坏形态、破坏模式、承载力、变形能力等性能变化规律。试验结果表明，所提出的加强型插销连接节点具有较高的偏压承载能力、刚度及较强的变形能力。偏心率对节点破坏形态和承载力的影响显著，同时节点的受力分布模式也受到影响。研究还表明，提出的插销连接节点具有构造简单、加工方便、施工快捷、性能良好的特点，通过优化节点参数设计，可以进一步提升节点的承载力和刚度。
针对核电工程管廊埋深大、荷载高及装配化、模块化需求，提出一种新型钢筋混凝土装配式叠合板双仓管廊结构，旨在提升结构性能与施工效率。考虑到管廊系统的抗震变形能力主要受节点区域的变形特性影响，设计并制作了两个中节点试件，通过拟静力试验系统考察支承条件对双仓管廊中节点抗震性能的影响。试验结果表明，试件经历初裂、裂缝贯通、达到极限承载能力和最终破坏四个阶段，破坏模式为节点区域剪切破坏和叠合面破坏。简支支承试件的承载力比固接试件提升了8.8%,累积耗能提高了6.5%,位移延性系数达到10.10,表明不同支承方式下，构件的失效模式、破坏机理、承载能力、变形能力、延性和耗能性能不同，表现出来的抗震性能不同。研究表明，提出的装配式叠合板双仓管廊结构在装配方式和钢筋连接锚固方式上具有良好的整体性能与抗震性能，为高烈度地震区装配式管廊的设计优化提供了重要的理论依据和工程指导。
为充分发挥高强型钢混凝土结构和高强箍筋约束混凝土的力学性能，提出了高强箍筋型钢混凝土(SRC)柱。设计并开展了6根SRC柱的轴压试验，探究了高强箍筋约束混凝土与高强型钢的共同受力行为，分析箍筋形式、混凝土强度对SRC柱轴压性能的影响。结果表明，SRC柱中高强箍筋约束混凝土和Q690高强型钢具有较好的组合作用；箍筋直径和体积配箍率均相同时，内圆外方复合螺旋箍筋SRC柱割线刚度最大、承载力最高，交叉复合螺旋箍筋SRC柱极限位移最大；随着混凝土强度提高，SRC柱极限位移减小；内圆外方复合螺旋箍筋约束混凝土的有效约束系数最高，交叉复合螺旋箍筋约束混凝土的次之，传统形式箍筋约束混凝土的有效约束系数最低；随着混凝土强度提高，箍筋约束指标降低。最后考虑高强箍筋对混凝土的约束作用，基于强度叠加方法建立了高强箍筋SRC柱轴压承载力计算公式。
为研究高强钢带约束外包高性能混凝土(UHPC)钢管混凝土叠合柱(UHPC-CFST柱)的轴压性能，以约束形式、箍筋间距和钢带间距为变化参数，设计7根UHPC-CFST柱试件和1根钢管混凝土柱试件，并对其进行轴压试验，研究约束形式、箍筋间距和钢带间距对UHPC-CFST柱的影响。结果表明，UHPC-CFST柱均发生强度破坏，高强钢带在峰值荷载时或在峰值荷载前发生屈服，外包层UHPC未发生大面积剥离，仍保持良好的整体性；相比于钢管混凝土柱，设置“传统矩形箍筋+高强钢带”的UHPC-CFST柱轴压承载力、刚度分别增加约1.69倍和1.43倍。箍筋间距从100mm减小至50mm时，UHPC-CFST柱轴压承载力、刚度与延性分别增加7.76%、12.58%和33.33%。在50mm约束间距下，设置“传统矩形箍筋+高强钢带”的UHPC-CFST柱比仅设置“高强钢带”的UHPC-CFST柱轴压承载力、刚度和延性系数分别增加6.50%、56.9%和91.30%;在相同约束间距下，设置“传统矩形箍筋+高强钢带”对于UHPC-CFST柱承载力、刚度和延性的增强效果远高于仅设置“传统矩形箍筋”或“高强钢带”的柱，且增强效果随约束间距的减小而增加。
宁波中心塔楼建筑高度409m,结构高度约376m,属于超B级高度的超限高层建筑，采用钢管混凝土外框斜交网格柱-钢筋混凝土核心筒混合结构体系。为满足水平荷载作用下的刚度要求，塔楼结构沿高度方向设置三道加强环桁架，同时为调节塔楼混凝土的收缩徐变，在结构顶部设置伸臂帽桁架。采用多种有限元软件对塔楼结构在地震作用下的各项受力性能进行计算分析，并对塔楼受力复杂及重要关注点补充专项分析，依据相关规范针对塔楼结构超限特征采取相应加强措施并进行性能化设计。结果表明，塔楼结构各项性能安全可靠，均可满足规范设计要求。
春晓科技大厦项目北地块两栋超高层塔楼立面复杂，结构存在多塔、大悬挑、外框不连续、楼板不连续、核心筒收进、斜柱、穿层柱等多项不规则项，根据方案与建筑功能的需求，采用框架-核心筒结构。采用弹性时程分析法进行了多遇地震下的补充计算，采用等效弹性方法验算结构与构件在设防地震作用下的性能目标，采用SAUSAGE软件对结构进行罕遇地震作用下的动力弹塑性分析，并针对双塔大底盘、上部核心筒收进、斜柱转换、外框不连续等不规则项进行专项分析。结果表明：结构各项指标满足要求，抗震性能状态、关键部位受力状态良好。通过针对性地采取加强措施，采用合理的混凝土梁与钢管柱连接构造做法，保证了结构安全、可靠。
随着建筑设计的发展，涌现了很多偏置核心筒结构甚至是边筒结构，对结构设计提出了新的挑战。智慧燃气产业基地项目塔楼是典型的巨型框架-边筒结构，其结构高度200.85m,巨柱框架和核心筒剪力墙分别布置在东西两侧。简要介绍了该结构涉及的关键问题，主要有质心与刚心不重合、水平力传递、剪力墙受拉、竖向荷载下的水平变形等问题，并对上述关键问题进行了静力计算分析，相应采取在巨柱间设置桁架、在巨柱框架和核心筒之间设联系桁架、设置水平斜撑和按顶点水平位移控制等措施，使上述问题得到了较好的控制。最后对本项目中的巨柱计算长度和楼盖舒适度问题进行了分析和验算，各项指标均可以满足设计要求。
黄海之眼大跨度拱形观光桥项目主体结构为拱形空间钢结构。针对结构跨度大、筒轴平面外刚度较小等特点，基于结构竖向挠度、平面外位移等因素，对空间编织网格体系及空间径环支撑筒壳体系进行方案比选。同时对结构进行了屈曲分析、风荷载作用下的弹性分析、多遇地震弹性分析、罕遇地震弹塑性分析。结果表明：空间径环支撑筒壳体系的抗侧能力优于空间编织网格体系；在结构弹性工作阶段，结构动力特性及位移均满足规范要求；在考虑了结构初始缺陷及几何非线性、材料非线性的条件下，结构整体构件屈曲系数较大，结构具有良好的整体稳定性和足够的安全储备；结构在罕遇地震作用下抗震性能良好，所有杆件均处于弹性工作状态，满足抗震要求。
以重庆市某区未来城展览馆为工程背景，设计5种楼盖方案，开展单人跳跃荷载下大跨度预应力混凝土次梁楼盖竖向振动加速度响应分析。首先通过现场实测获得的楼盖结构一阶竖向动力特性，校核所建立的整体结构精细化有限元模型，然后通过有限元分析得到楼盖的动力响应，最后进行楼盖振动舒适度评价。结果表明：二分频类共振荷载工况往往会引起较大的峰值响应，大跨度楼盖设计中宜将楼盖自振频率提高至7Hz以上；加速度是大跨度楼盖振动设计中起实际控制作用的因素；在某些荷载工况下，高频非类共振荷载工况引起的峰值响应大于低频类共振响应；是否考虑预应力作用对大跨度楼盖竖向振动有限元分析影响不大，其误差仅为4.04%。
为研究新型H型钢柱-H型钢梁连接节点的抗震性能，对6个梁柱节点试件实施低周反复荷载试验，研究了试件的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化和耗能能力等。结果表明：焊接型节点虽然具有良好的承载力和耗能能力，但易出现焊缝断裂等脆性破坏现象；腹板直板型节点的承载力和耗能能力较差；梁端端板型节点抗震性能优于腹板直板型节点，在实际工程中需要对端板进行加强；采用L形连接板的梁柱节点承载力较差，但设置三角形加劲肋后，初始刚度提高了27.49%,承载力提高了23.76%,屈服前和屈服后的抗弯刚度分别提高了3%和23%,延性也是前者的1.29倍；带悬臂梁段拼接型节点相比其他节点，耗能能力最强，但连接用钢量也最多。最后根据强度和刚度准则对节点进行了分类。
为研究混杂纤维改良活性粉末混凝土(HFMRPC)不同钢纤维种类下装配式梁柱节点的抗震性能，对1个现浇节点试件和4个装配式节点试件进行了拟静力试验。结果表明：采用HFMRPC增强装配式节点核芯区，能够在缓解核芯区钢筋密集问题的基础上，提高节点的承载力、延性和耗能能力，改善节点抗震性能；在装配式节点核芯区使用HFMRPC能够减小试件裂缝宽度，延缓裂缝开展，减轻试件破坏程度；在四种钢纤维中，镀铜端勾形钢纤维能更好提高节点的承载力、延性和刚度，且能够改善试件滑移，波浪形钢纤维对试件承载力提高效果不明显但对试件耗能能力的提升效果最好，掺入镀铜直线形钢纤维后效果不佳。最后，HFMRPC节点核芯区通裂时的剪力试验值与按规范求得的剪力设计值有较好吻合，因此可采用规范公式分析计算HFMRPC装配式节点抗剪承载力，但当HFMRPC中钢纤维较短时，为保证一定的安全储备，建议适当减小按规范公式求得的承载力计算值。
套筒灌浆缺陷对装配式混凝土结构安全具有不利影响，简易补灌方法的实际效果与效率不佳，因此研发了可自动化补灌的便携式补灌仪。首先开展了65个套筒灌浆接头的单向拉伸试验，对注射器补灌法、打胶枪补灌法、漏斗微重力补灌法和便携式补灌仪补灌法等4种不同方法补灌修复缺陷后套筒灌浆连接的力学性能进行了比较。在实验室环境下，4种补灌方法补灌后的试件的破坏模式与无缺陷试件相同，4种补灌方法均可将缺陷试件的强度、残余变形和最大力下总伸长率提升至无缺陷水平。然后通过实际工程的应用，比较了4种补灌方法的操作性、补灌效率和补灌效果。注射器补灌法和打胶枪补灌法操作较费力，这两种方法与漏斗微重力补灌法等手动补灌方法在现场作业时需严格规范操作；自动化的便携式补灌仪补灌法对现场工人操作要求低，效率较高且无需频繁清洗设备，可推荐使用。
预应力混凝土梁在循环荷载作用下，容易发生疲劳开裂，降低结构的耐久性。为探究超高强预应力混凝土梁的疲劳抗裂性能，开展了预应力混凝土梁的受弯疲劳试验，重点分析了钢绞线强度、混凝土强度、加载应力幅、加载次数等对混凝土梁疲劳裂缝发展、裂缝宽度、疲劳寿命等关键性能指标的影响。结果表明：加载应力幅值及预应力度对疲劳寿命及裂缝发展的影响最大，加载应力幅值越大、预应力度越低，会降低结构的疲劳寿命。在相同预应力度条件下，仅提高钢绞线强度等级不能对结构疲劳寿命及抗裂性起到提升作用；采用高强混凝土与超高强钢绞线相结合，能够提高结构的承载能力及疲劳荷载上限。对于灌浆粘结的超高强钢绞线，钢丝与波纹管之间的摩擦疲劳损伤易引起钢绞线的疲劳断裂，从而降低结构的疲劳寿命和抗裂性能。采用缓粘结超高强钢绞线可避免摩擦疲劳损伤，提升结构的疲劳寿命和抗裂性。
为研究600MPa级不锈钢筋混凝土梁的正截面受弯承载力，开展了4根不同纵筋配筋率下高强混凝土简支梁弯曲试验，并与4根HRB600级普通钢筋混凝土梁进行对比。试验结果表明：与同条件的普通钢筋混凝土梁相比，正常使用荷载作用下不锈钢筋混凝土梁的跨中挠度较大、裂缝数量较少但宽度较大。两类梁的峰值荷载及正常使用阶段的刚度均随着纵筋配筋率提高而增大，且不锈钢筋混凝土梁的峰值荷载总体上高于普通钢筋混凝土梁。当梁中受压区边缘混凝土达到极限压应变时，其荷载接近峰值且纵筋拉应变已超过0.01。《混凝土结构设计标准》(GB/T 50010—2010)的公式适用于计算HRB600级普通钢筋混凝土梁正截面受弯承载力，而预测600MPa级不锈钢筋混凝土梁正截面受弯承载力的结果过于保守。建议在满足最小配筋率的前提下，再增设纵筋配筋量的下限值以控制纵筋的拉应变不超过0.01。
为研究双开洞钢筋混凝土(RC)梁的抗剪性能，以洞口位置和形状为变量，设计了5根1/3缩尺试件，进行四点弯曲试验及ABAQUS数值模拟。结果表明：当洞口位于弯剪段时，剪力无法在洞口处传递，梁发生上弦杆剪切脆性破坏；洞口位于纯弯段时，则表现为弯曲破坏。洞口截面出现中和轴，呈现“小梁”效应，正应力在洞口区域重新分布。随着加载点由洞口外侧向内侧移动，极限荷载、抗剪刚度和延性均有所降低；直角洞口的承载力和延性优于倒角洞口。有限元模拟结果与试验吻合良好，参数分析显示，双开洞RC梁的抗剪性能主要受弯剪段洞口长度控制，在相同长度下，箍筋提供主要抗剪贡献。基于规范公式提出了双开洞RC梁的抗剪承载力计算方法，并对试验试件、有限元模型及文献中试件进行了验证，误差均在10%以内，计算结果具有一定安全储备。
对混凝土试件进行先碳化后高温试验，然后在高温中对试件进行单轴压缩破坏试验，研究了碳化后混凝土自由热膨胀与高温中的抗压性能(压缩峰值应变、轴心抗压强度、弹性模量以及应力-应变曲线)随温度的变化规律，并以应变等效原理与Weibull分布为基础，建立了碳化后混凝土高温损伤本构模型。结果表明：随着温度升高，碳化后混凝土自由膨胀应变逐渐增加，峰值应变先减后增，抗压强度、弹性模量和应力-应变曲线峰值点逐渐降低。碳化作用可抑制混凝土高温引起的自由热膨胀变形，提高混凝土抗压强度、弹性模量与应力-应变曲线峰值点，降低峰值应变。碳化后混凝土高温损伤本构模型的理论曲线与试验曲线重合度较高，该模型可用于碳化后混凝土的高温应力-应变关系的模拟。
《建筑工程抗浮技术标准》(JGJ 476—2019)的实施对地下室抗浮锚杆的应力及裂缝控制提出了更高的要求，为此，在锚筋选型方面，需采用预应力筋并实施相应的预应力工艺。通过对比预应力钢绞线及精轧螺纹钢筋的性能和使用效果，并结合预应力抗浮锚杆的施工工序，分析了两者对底板防渗漏性能的影响。指出预应力抗浮锚杆锚筋宜采用精轧螺纹钢筋，施工工序宜先张拉预应力筋后浇筑底板混凝土。介绍了两种不同的锚杆预应力张拉锚具装置，为减少预应力损失，对张拉装置等进行了改良；依据规范构造要求，指出现行锚筋全锚固板构造存在的不足并提出相应改进措施。最后，通过案例计算，明确了预应力筋张拉控制应力选定原则及考虑各类预应力损失影响下预应力筋张拉锁定值的计算方法，可为预应力抗浮锚杆设计及施工提供有益的参考和借鉴。
随着城镇化持续加快，深基坑和高边坡支护工程数量显著增多。然而，常见的支护结构形式在场地条件复杂和周边环境敏感的情况下，暴露出诸多局限性。以某市古树保护项目为研究对象，鉴于工程特点与难点，受传统箍桶工艺启发，从平面形状、竖向结构、横向环箍三方面入手，将古老民间智慧与现代工程手段深度融合，利用新型建筑材料、精密计算分析和创新施工工艺，提出一种预应力悬臂式拱形无锚支点支护结构。此支护结构借助环形箍力形成自应力平衡体系，经实际案例验证，不仅受力性能优异，有助于优化嵌固深度、截面面积和配筋率，而且对周边环境影响小，最大程度减少对古树生长以及周边生态的影响，同时在成本控制、施工效率等方面展现出良好的综合效益。
光纤布拉格光栅(FBG)传感器在应变监测中常因交叉敏感问题导致测量精度受限，现有FBG测力锚杆大多未作温度补偿或需外置温度传感器，实施复杂且精度不高。为提高应变测量准确性并实现温度自补偿，设计了一种基于双光栅光纤传感器的温补型智能锚杆。该智能锚杆通过对两个光栅采用差异化封装，使其具备不同的温度与应变灵敏度系数，进而借助双波长矩阵算法同步解耦温度与应变信息。对所开发的双光栅温补型智能锚杆开展了感知性能试验，结果表明，对两个光栅的差异化封装能够有效实现温度补偿，显著提升了应变测量的准确性。