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高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能试验及其有限元分析
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作者 刘祖强 周志明 +1 位作者 薛建阳 毛冬旭 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期211-227,共17页
为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及... 为研究高强型钢超高性能混凝土短柱的轴压性能,对试件进行了轴心受压试验,设计参数包括配钢率、箍筋间距和箍筋形式。观察了试件的轴压破坏过程,获得了破坏形态及轴向荷载-位移曲线,分析了承载能力、变形能力、刚度等轴压性能指标,以及超高性能混凝土、纵筋、箍筋和型钢的应变发展规律。在试验研究基础上,采用ABAQUS建立了高强型钢超高性能混凝土短柱轴压性能有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而进行了参数分析。结果表明:试件发生的是典型轴压破坏,中部表面出现“锯齿形”裂缝;轴向荷载-位移曲线会出现2次荷载峰值;箍筋间距减小时,试件的承载能力和变形能力均提高,但刚度退化速率没有显著变化;配钢率增大时,试件的承载能力提高,变形能力先增大后减小,刚度退化变缓;型钢强度增大时,试件的承载能力和变形能力均提高,提高速度先快后慢;超高性能混凝土抗压强度增大时,试件的承载能力提高,变形能力降低;超高性能混凝土受拉能够达到峰值应变;纵筋在极限点之前发生受压屈服;箍筋在极限点时应变不足屈服应变的1/3,但在破坏点前达到受拉屈服;型钢翼缘在极限点前后发生屈服,腹板屈服晚于翼缘。 展开更多
关键词 高强型钢超高性能混凝土 短柱 轴压性能 静力试验 有限元分析
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体外预应力技术加固钢梁后的性能分析
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作者 边兆伟 田鹏刚 +5 位作者 贠作义 毛冬旭 盛正亮 崔文斌 牛震 冯映雪 《陕西建筑》 2024年第6期16-23,共8页
体外预应力技术是一种可用于结构加固的主动加固方式。应用该技术加固钢构件可有效降低构件的峰值应力,减小构件的挠度,并提高构件的自振频率。为研究钢梁采用体外预应力加固后其力学性能的变化,结合均布荷载作用下简支钢梁施加预应力... 体外预应力技术是一种可用于结构加固的主动加固方式。应用该技术加固钢构件可有效降低构件的峰值应力,减小构件的挠度,并提高构件的自振频率。为研究钢梁采用体外预应力加固后其力学性能的变化,结合均布荷载作用下简支钢梁施加预应力后的挠度及自振频率分析结果,对一轻钢屋架结构中的钢梁施加预应力,应用SAP2000有限元软件建立屋架的数值模型,计算了结构的自振频率及在使用荷载作用下的应力和挠度,并对锚固区的承载力进行分析,结果表明,采用适量的体外预应力钢绞线束对钢梁进行加固后,其峰值应力降低,挠度减少,自振频率提高,加固效果符合工程要求,并依据计算结果确定了钢绞线的布置方案。研究结果为同类加固工程的处理提供了参考。 展开更多
关键词 体外预应力 加固 钢梁 应力 挠度 自振频率
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基于增大截面法的框架结构抽柱改造工程技术研究
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作者 边兆伟 毛冬旭 +3 位作者 张风亮 员作义 成浩 易术春 《陕西建筑》 2024年第3期6-20,共15页
为满足既有建筑物使用功能的要求,需要对改造区域进行抽柱托换加固。本文结合工程实例,分析了采用增大截面法托梁抽柱中所面临的关键技术问题,并提出了相应的解决方案;根据验算结果制定了钢架支撑、梁增大截面和碳纤维片材加固梁板等详... 为满足既有建筑物使用功能的要求,需要对改造区域进行抽柱托换加固。本文结合工程实例,分析了采用增大截面法托梁抽柱中所面临的关键技术问题,并提出了相应的解决方案;根据验算结果制定了钢架支撑、梁增大截面和碳纤维片材加固梁板等详细的加固设计方案,对施工流程和施工技术要点进行了分析,同时为了防止施工过程中钢架支撑不发生屈曲变形和倾覆,保证混凝土结构的安全性,对钢架支撑、框架梁混凝土和钢筋的应变进行了实时监测,监测结果远小于规范限值要求,验证了本次抽柱托换加固方案的合理性和有效性,为类似的托换工程提供了良好的指导作用。 展开更多
关键词 Column extraction Support system Construction Technology Strain Monitoring
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基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验系统及其验证
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作者 毛冬旭 刘祖强 +1 位作者 张风亮 薛建阳 《建筑结构》 北大核心 2023年第13期35-45,共11页
将有限元软件OpenSees Navigator应用于子结构混合仿真试验,介绍了基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验方法的试验原理、试验系统组成和误差控制方法,并通过八层实腹式SRC异形柱框架子结构混合仿真试验结果和有限元软件OpenSees... 将有限元软件OpenSees Navigator应用于子结构混合仿真试验,介绍了基于OpenSees Navigator的子结构混合仿真试验方法的试验原理、试验系统组成和误差控制方法,并通过八层实腹式SRC异形柱框架子结构混合仿真试验结果和有限元软件OpenSees Navigator的数值模拟结果来验证该试验系统及方法的有效性和准确性。研究结果表明,试验预加载得到的命令位移和反馈位移时程曲线吻合程度较好,验证了该试验系统的有效性;模型结构的加速度反应、位移反应和层间剪力试验结果和模拟结果较为接近,表明该子结构混合仿真试验系统和试验方法能够较好地反映SRC异形柱框架结构在地震作用下的动力反应,将该试验系统应用于工程结构的抗震性能研究能够取得良好的效果。 展开更多
关键词 子结构混合仿真试验 OpenSees Navigator 试验系统 误差控制方法 试验验证
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型钢混凝土异形柱框架空间受力性能分析 被引量:3
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作者 刘祖强 陈炜灿 +1 位作者 毛冬旭 薛建阳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2021年第7期120-132,158,共14页
为研究型钢混凝土异形柱框架的空间受力性能,对一个五层的双向两跨空间框架模型进行了低周反复加载试验,得到了空间框架的破坏形态及滞回曲线和骨架曲线,分析了其延性、位移角、刚度、耗能等抗震性能指标。基于此,采用OpenSees建立了空... 为研究型钢混凝土异形柱框架的空间受力性能,对一个五层的双向两跨空间框架模型进行了低周反复加载试验,得到了空间框架的破坏形态及滞回曲线和骨架曲线,分析了其延性、位移角、刚度、耗能等抗震性能指标。基于此,采用OpenSees建立了空间框架的有限元模型,计算结果与试验结果吻合较好,进而对空间框架的破坏机制和协同工作机制进行了探讨,并分析了不同加载角下轴压比和柱肢长宽比对空间框架受力性能的影响。研究结果表明:型钢混凝土异形柱空间框架的梁端先于柱端发生破坏,节点损伤相对轻微,边框架的破坏程度比中框架严重;出铰顺序呈现为从梁端到柱端、从低层到高层、从中榀到边榀的发展规律;空间框架的滞回曲线基本对称且较为饱满,具有较好的延性及较强的耗能能力和抗倒塌能力,受力性能优于没有连接的独立框架;随着加载角的增大,空间框架的承载能力和耗能能力显著提高,初始刚度略微增大,延性先变好后变差;在相同加载角下,随着轴压比增大,空间框架的承载能力、延性和耗能能力均降低,初始刚度先增大后减小;随着柱肢长宽比增大,空间框架的承载能力、初始刚度和耗能能力均提高,延性变差。 展开更多
关键词 型钢混凝土 异形柱框架 空间受力性能 低周反复加载 有限元分析
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某发电厂汽机房牛腿开裂原因分析及加固处理 被引量:2
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作者 张风亮 田鹏刚 +5 位作者 孙冲 毛冬旭 边兆伟 贠作义 史继创 刘岁强 《施工技术》 CAS 2021年第10期101-105,共5页
某发电厂汽机房牛腿使用过程中产生不同程度的开裂,通过现场查勘,总结描述了牛腿损伤程度及裂缝形态。现场采用无损检测技术,对牛腿几何尺寸、钢筋配置、外边缘钢筋保护层厚度、混凝土表面碳化深度及抗压强度、混凝土内部缺陷、裂缝深... 某发电厂汽机房牛腿使用过程中产生不同程度的开裂,通过现场查勘,总结描述了牛腿损伤程度及裂缝形态。现场采用无损检测技术,对牛腿几何尺寸、钢筋配置、外边缘钢筋保护层厚度、混凝土表面碳化深度及抗压强度、混凝土内部缺陷、裂缝深度及立柱倾斜情况进行详细检测,按国家规范对牛腿进行构造核查和承载力验算,并根据现场使用情况对牛腿受力情况进行理论分析,分析牛腿开裂的主要原因。根据牛腿受损情况,提出满足牛腿安全性和使用功能的加固处理方法。 展开更多
关键词 牛腿 裂缝 检测 承载力验算 加固
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现浇板混凝土楼板裂缝的成因与防治措施 被引量:2
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作者 鲁冰尧 毛冬旭 《企业技术开发(中旬刊)》 2015年第7期154-155,共2页
研究表明,实际施工中现浇混凝土楼板的裂缝产生可能会引起钢筋混凝土的结构失稳,表层脱落,降低自身的抗拉强度、刚度等性能,严重危害房屋住宅的正常使用。文章根据设计、材料、施工三个方面,研究裂缝产生原因,制定相应的防治措施,提高... 研究表明,实际施工中现浇混凝土楼板的裂缝产生可能会引起钢筋混凝土的结构失稳,表层脱落,降低自身的抗拉强度、刚度等性能,严重危害房屋住宅的正常使用。文章根据设计、材料、施工三个方面,研究裂缝产生原因,制定相应的防治措施,提高混凝土楼板的使用功能。 展开更多
关键词 裂缝 混凝土 成因 预防措施
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型钢混凝土异形柱空间框架地震反应分析模型简化方法研究
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作者 毛冬旭 刘祖强 +2 位作者 薛建阳 张风亮 陈力莹 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2022年第9期161-169,共9页
为了简化型钢混凝土异形柱空间框架地震反应分析模型,以双向2跨8层型钢混凝土异形柱空间框架为分析原型,基于OpenSees Navigator有限元软件平台,建立了双向地震作用下的空间框架、单向地震作用下的空间框架、单向地震作用下的平面框架... 为了简化型钢混凝土异形柱空间框架地震反应分析模型,以双向2跨8层型钢混凝土异形柱空间框架为分析原型,基于OpenSees Navigator有限元软件平台,建立了双向地震作用下的空间框架、单向地震作用下的空间框架、单向地震作用下的平面框架作为研究对象,其中平面框架通过调整其从属面积宽度达到与空间框架周期相等的目的。对比分析三者在不同地震作用下的加速度反应、位移反应、基底剪力-顶层位移滞回曲线、耗能能力等地震反应验证了简化方法的合理性。结果表明,三者在不同地震作用下的动力反应相似,型钢混凝土异形柱平面框架分析模型经过质量调整后用于替代空间框架进行地震反应分析是可行的。 展开更多
关键词 型钢混凝土异形柱 空间框架 平面框架 模型简化 地震反应 OpenSees Navigator
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型钢混凝土异形柱正截面承载力简化计算方法 被引量:3
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作者 刘祖强 毛冬旭 +1 位作者 薛建阳 张风亮 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期173-181,共9页
为简化型钢混凝土异形柱正截面承载力计算方法,基于低周反复加载试验,分析构件的压弯性能,将复杂截面进行简化,提出计算方法.型钢混凝土异形柱在压弯作用下,破坏主要发生在与水平加载方向平行的柱肢.基于此,保留主要受力柱肢,简化或忽... 为简化型钢混凝土异形柱正截面承载力计算方法,基于低周反复加载试验,分析构件的压弯性能,将复杂截面进行简化,提出计算方法.型钢混凝土异形柱在压弯作用下,破坏主要发生在与水平加载方向平行的柱肢.基于此,保留主要受力柱肢,简化或忽略次要受力柱肢,将异形截面转化为矩形截面,并针对实腹式和空腹式配钢的构件分别提出正截面承载力计算公式,计算结果与试验结果吻合较好.研究表明,基于简化截面的型钢混凝土异形柱正截面承载力计算方法简单、快捷,满足精度要求,便于工程设计应用. 展开更多
关键词 型钢混凝土 异形柱 正截面承载力 简化计算方法 压弯性能 低周反复加载试验 配钢形式
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城市轨道交通振动下西安鼓楼动力响应分析 被引量:6
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作者 张少雄 田鹏刚 +3 位作者 张风亮 卢俊龙 员作义 毛冬旭 《应用基础与工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期1292-1307,共16页
为评估城市轨道交通振动对古建筑木结构的影响,本文以西安鼓楼为研究对象,综合运用现场振动测试和有限元数值模拟的方法,研究了西安鼓楼的动力特性以及地铁六号线不同运行模式下西安鼓楼的动力响应规律,并依据国家相关规范对其振动性能... 为评估城市轨道交通振动对古建筑木结构的影响,本文以西安鼓楼为研究对象,综合运用现场振动测试和有限元数值模拟的方法,研究了西安鼓楼的动力特性以及地铁六号线不同运行模式下西安鼓楼的动力响应规律,并依据国家相关规范对其振动性能进行预评估.结果表明:目前状态下,西安鼓楼木结构东西方向一阶频率为1.2081Hz,南北方向一阶频率为1.5572Hz;西安鼓楼整体结构的低阶自振频率和振型与木结构较为接近,四阶以上的自振频率和振型与高台基更为接近;地铁六号线以不同模式运行时,高台基和木结构对于加速度响应和速度响应普遍具有放大效应;地铁运行引起的振动不仅与车速有关,还与地铁振源的频率特性有关;当地铁六号线以单线40km/h运行时,西安鼓楼顶层柱顶水平速度响应达到最大值0.1719mm/s,低于规范规定的容许振动速度.此研究结果可为西安地铁六号线的施工及西安鼓楼延寿保护提供理论依据. 展开更多
关键词 古建筑 西安鼓楼 动力特性 动力响应 高台基
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