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外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力计算方法
1
作者 卢亦焱 柳永达 +2 位作者 刘真真 马文涛 祝涛 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期47-58,共12页
为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258... 为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258个组合加固柱进行参数分析,分析了夹层混凝土强度、外套钢管厚度和屈服强度对组合加固柱N/N_(u)-M/M_(u)曲线的影响。研究结果表明:原CFST柱和组合加固柱的破坏形态基本一致,均为典型的弯曲型破坏,组合加固柱加固部分与原CFST柱变形协调良好;夹层混凝土强度的提高、外套钢管厚度和屈服强度的降低使试件N/N_(u)-M/M_(u)曲线呈现外凸趋势;在这些因素当中,夹层混凝土强度对平衡点位置影响效果最显著,钢管厚度和屈服强度对平衡点位置影响不大。基于试验和数值模拟结果,提出了组合加固柱压弯承载力计算方法。通过公式得到的压弯承载力计算值与试验值、纤维模型法模拟值的误差均在10%以内,表明计算方法可准确预测外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力,为工程应用提供参考。 展开更多
关键词 外套钢管 夹层混凝土 钢管混凝土柱 纤维模型法 N/N_(u)-M/M_(u)曲线
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方钢管混凝土柱穿入式组合节点耗能机制 被引量：2
2
作者 徐庆元 雷建雄 +4 位作者 丁发兴 周期石 张华帅 邱远光 杨建军 《工程力学》 北大核心 2025年第1期116-128,共13页
开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上,进一步引入钢材的韧性损伤模型,探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律,结果... 开展了4个翼缘削弱的钢管混凝土柱穿入式组合节点抗震性能与三维实体有限元精细化模型分析。在混凝土三轴塑性损伤和钢材混合强化模型基础上,进一步引入钢材的韧性损伤模型,探讨了钢梁削弱程度对节点抗震性能与破坏形式的影响规律,结果显示引入钢材韧性损伤的有限元模型分析结果与试验结果更加吻合,且钢梁削弱程度降低了该节点的刚度、承载力和耗能。随后对不同钢梁尺寸和柱端拉筋强构造下的组合节点进行了承载力、刚度和塑性耗能分配与失效机制的影响规律分析,分析结果表明:穿入式节点分别在梁-柱抗弯承载力比介于1.66~2.11、梁-柱线刚度比介于1.90~1.96、梁-柱截面刚度比介于1.16~1.21时,将由梁耗能向柱耗能转变;柱端拉筋强构造技术后,由于拉筋直接约束混凝土,大幅度提升了柱端抗弯承载力和耗能能力,组合节点在高轴压比时仍维持梁端失效破坏模式;根据《建筑抗震设计规范》,梁-柱抗弯承载力比取值小于1时为强柱弱梁,这对穿入式组合节点强柱弱梁的定义较为保守。 展开更多
关键词 方钢管混凝土柱 钢-混凝土组合梁 穿入式组合节点 韧性损伤 塑性耗能
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开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板受弯性能研究
3
作者 林彦 倪浩冉 +1 位作者 赵志捷 周学军 《土木工程学报》 北大核心 2025年第3期38-49,共12页
为了研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板的受弯性能,对7个钢管桁架叠合板试件进行静力加载试验,考察各试件的破坏形态、应力分布、承载力和刚度,分析拼缝钢筋与底板钢筋的传力机理,研究拼缝钢筋配置、拼缝钢筋搭接长度、钢管桁架距拼... 为了研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板的受弯性能,对7个钢管桁架叠合板试件进行静力加载试验,考察各试件的破坏形态、应力分布、承载力和刚度,分析拼缝钢筋与底板钢筋的传力机理,研究拼缝钢筋配置、拼缝钢筋搭接长度、钢管桁架距拼缝距离对开槽式密拼钢管桁架叠合板受弯性能的影响。采用有限元软件ABAQUS对试验试件进行有限元分析,将试验结果与有限元结果进行对比,两者吻合较好。基于验证的有限元模型,深入研究开槽式密拼钢管桁架混凝土叠合板受力性能的影响因素和影响规律。结果表明:开槽式密拼钢管桁架叠合板未发生沿叠合面的撕裂破坏,其受弯承载力和刚度与后浇带式叠合板接近,可实现整体式拼缝叠合板的受力性能;增大拼缝钢筋的配筋率可有效控制裂缝开展,显著提高叠合板承载力;增加拼缝钢筋搭接长度可减少拼缝两侧钢筋搭接范围混凝土板裂缝,提高叠合板承载力,但当拼缝钢筋搭接长度大于1.6la时,承载力提高幅度降低;减少钢管桁架距拼缝的距离可限制裂缝开展,但对叠合板承载力影响不明显。最后给出开槽式密拼钢管桁架叠合板拼缝处受弯承载力验算方法,并提出开槽式密拼拼缝的构造要求和设计建议。 展开更多
关键词 密拼 钢管桁架 混凝土叠合板 受弯性能
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螺旋加劲大径厚比方钢管混凝土叠合柱偏心受压非线性行为研究
4
作者 王振山 康树宽 +3 位作者 宗梦媛 李哲 韦俊 卢俊龙 《应用力学学报》 北大核心 2025年第1期194-205,共12页
大径厚比钢管混凝土构件局部屈曲问题较为突出,在螺旋加劲肋新型约束形式基础上,提出了螺旋加劲方钢管混凝土叠合柱。通过偏心受压试验研究发现,螺旋肋可对大径厚比方钢管形成较好的约束,局部屈曲显著减小,构件承载力与变形能力得到有... 大径厚比钢管混凝土构件局部屈曲问题较为突出,在螺旋加劲肋新型约束形式基础上,提出了螺旋加劲方钢管混凝土叠合柱。通过偏心受压试验研究发现,螺旋肋可对大径厚比方钢管形成较好的约束,局部屈曲显著减小,构件承载力与变形能力得到有效提高。基于试验结果,采用ABAQUS有限元软件对该新型组合构件进行了参数分析,研究了钢管厚度、螺旋肋宽厚比、钢筋直径及偏心率的影响规律。结果表明:偏心率增大,试件承载力降低,延性增加;减小钢管宽厚比和增加钢筋直径,承载力和延性均有明显提升;螺旋肋宽厚比对试件承载力影响不大。基于数值分析结果,给出了设计建议;并对该叠合柱偏心受压承载力计算方法进行了研究,提出了考虑螺旋肋影响的实用计算公式。 展开更多
关键词 钢管混凝土 螺旋加劲肋 偏心受压 数值模拟 计算方法
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反复荷载下方钢管型钢再生混凝土组合柱受力性能有限元分析
5
作者 马辉 杨柳毅 +1 位作者 赖志强 刘方达 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第1期167-178,共12页
在方钢管型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合柱的数值计算模型,分析了组合柱的应力云图及变形特征,研究了组合柱的滞回曲线和骨架曲线,通过与试验的对比验证了模型的合理性。结果表明... 在方钢管型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合柱的数值计算模型,分析了组合柱的应力云图及变形特征,研究了组合柱的滞回曲线和骨架曲线,通过与试验的对比验证了模型的合理性。结果表明,反复水平荷载作用下柱脚方钢管屈曲鼓起,内部型钢达到屈服且再生混凝土被压碎,组合柱呈压弯塑性铰破坏模式。在分析参数的范围内,方钢管强度可以大幅度提升组合柱承载力,但却在一定程度上减小了组合柱的延性。提高方钢管的壁厚,组合柱的承载力大幅度提升。合理设计组合柱的剪跨比对其抗震性能的发挥十分重要,故在实际工程中应避免短柱脆断和长柱失稳;此外,随着再生骨料取代率的增加,组合柱的承载力提升较小,其延性随取代率的增加略有降低。 展开更多
关键词 再生混凝土 钢管混凝土柱 数值模型 反复荷载 非线性分析
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考虑温度附加套箍效应的钢管约束混凝土轴压承载力解析法
6
作者 王力 潘启仁 +3 位作者 张宇星 虞庐松 胡琦 李伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期191-202,共12页
针对高寒环境温度对钢管约束混凝土结构力学行为影响显著的问题,结合热力学理论和极限平衡理论,建立考虑环境温度的钢管约束混凝土短柱承载力理论计算方法,提出“温度附加套箍效应”的概念,并通过开展不同环境温度下的26个钢管约束混凝... 针对高寒环境温度对钢管约束混凝土结构力学行为影响显著的问题,结合热力学理论和极限平衡理论,建立考虑环境温度的钢管约束混凝土短柱承载力理论计算方法,提出“温度附加套箍效应”的概念,并通过开展不同环境温度下的26个钢管约束混凝土短柱轴压性能试验,验证了所提理论计算方法的准确性,通过解析法系统揭示环境温度对钢管约束混凝土轴压承载力的影响机理。结果表明:本文理论计算值与试验值平均偏差仅2.0%,标准差为0.06,具有较高的准确性和可靠性;温度附加套箍效应对钢管约束混凝土轴压承载力影响显著,环境温度为-40℃时,温度附加套箍效应对承载力的影响可达到温度附加承载力的34.1%;温度附加套箍效应受环境温度与常温的温差、材料温变弹性模量、泊松比、线膨胀系数及构件径厚比等受多因素综合影响,基于本文理论对量化环境温度对钢管约束混凝土承载力的影响提供了理论依据。高寒地区钢管约束混凝土结构设计中,应综合考虑温度附加套箍效应和温致材料特性变异对结构力学行为的影响。 展开更多
关键词 钢管约束混凝土 环境温度 温度附加套箍效应 轴压承载力 轴压试验
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内置纵向筋的钢管混凝土桩钢-混凝土界面剪切特性试验研究
7
作者 刘明维 吴发友 +2 位作者 阿比尔的 吴林键 苏广泉 《建筑结构》 北大核心 2025年第6期102-108,共7页
为研究钢管内壁焊接纵向带肋钢筋对钢-混凝土界面剪切强度特性的影响,设计了3种界面焊接带肋钢筋的试件,通过大型循环直剪仪开展了不同试件分别在4种法向应力下的循环剪切试验。得到了不同试件界面破坏特征和界面剪应力-位移曲线;提出... 为研究钢管内壁焊接纵向带肋钢筋对钢-混凝土界面剪切强度特性的影响,设计了3种界面焊接带肋钢筋的试件,通过大型循环直剪仪开展了不同试件分别在4种法向应力下的循环剪切试验。得到了不同试件界面破坏特征和界面剪应力-位移曲线;提出了定量表征焊接纵向带肋钢筋界面形态的特征值,建立了界面特征值与界面摩擦系数的关系式;最后推导了钢-混凝土界面焊接纵向带肋筋方式下的粘结强度计算公式。研究结果表明:在循环剪切下,钢-混凝土界面焊筋段的混凝土剪断损伤带宽度为焊筋直径的80%~100%;钢-混凝土界面机械咬合力因焊接纵向带肋钢筋得以增强,进而粘结强度大大提高;钢-混凝土界面粘结强度随界面特征值增加呈对数型增加,随法向应力增加呈指数型增加;带肋钢筋达到一定数量后,进一步增加带肋钢筋量对提高钢-混凝土界面粘结强度效果不明显。对提出的粘结强度计算公式进行验证表明,该公式计算结果偏于安全,对结构有利。 展开更多
关键词 钢管混凝土桩 循环直剪试验 界面特性 粘结强度 计算方法
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考虑环境温度的钢管约束混凝土柱拟静力试验研究
8
作者 王力 潘启仁 +3 位作者 顾皓玮 胡琦 虞庐松 李子奇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期155-168,共14页
为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行S... 为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行STCC骨架曲线模型计算方法中未考虑环境影响的不足,基于试验和有限元计算结果,提出了考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线特征点温度修正计算公式。结果表明:环境温度变化引起的STCC材料变异和温度附加套箍效应对试件水平承载力和延性影响显著,环境高温(60℃)会使核心混凝土强度降低,且在钢-混凝土界面易发生脱粘脱空,导致试件承载力和延性分别下降9.4%、12.2%;低温(-40℃)工况下,由于核心混凝土强度提高,同时外壁钢管对核心混凝土的约束作用加强,使试件承载力提升18.7%,但其延性最大降低47.2%,对抗震产生不利影响;所提考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线具有较好的可靠性和精度,可为高寒大温差地区该类型结构的抗震设计提供必要理论依据。 展开更多
关键词 钢管约束混凝土(STCC) 环境温度 拟静力试验 理论骨架曲线 温度附加套箍效应
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钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区力学性能研究
9
作者 韩强 王佳畅 +1 位作者 张轩 张强 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期64-73,共10页
为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节... 为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节点模型,对比分析了桁架梁倾斜角、结构柱轴压比、钢管柱宽厚比对节点域性能的影响。结果表明:钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点发生核心区破坏时,破坏部位主要为下弦杆范围内的节点域及桁架梁端部。桁架梁倾斜角对节点域力学性能及破坏状态影响较小。结构柱轴压比较大时,节点域抗剪承载力及延性系数下降明显,建议结构柱轴压比不宜大于0.3。钢管柱宽厚比为敏感参数,随着钢管柱宽厚比的减小,节点域的抗剪承载力、初始刚度及延性系数均有显著变化。 展开更多
关键词 钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点 有限元分析 抗剪承载力 初始刚度 结构柱轴压比 钢管柱宽厚比
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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
10
作者 陈康明 樊林杰 +3 位作者 杨益伦 吴庆雄 罗健平 缪承谕 《土木工程学报》 北大核心 2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影... 为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。 展开更多
关键词 钢管混凝土KK型节点 应力集中系数 计算方法 有限元分析 理论推导
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L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱轴压性能
11
作者 吴丽丽 刘艳霞 +1 位作者 武海鹏 韩港豪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期77-91,共15页
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、... 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。 展开更多
关键词 L形 U形管 钢管混凝土柱 轴心受压 承载力
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钢管混凝土混合柱抗震性能试验研究
12
作者 袁辉辉 程军 +3 位作者 吴庆雄 杜雨鸿 陈宝春 吴祎贤 《工程力学》 北大核心 2025年第3期167-180,共14页
钢管混凝土(CFST)混合柱是在柱底一定高度内采用钢筋混凝土(RC)腹板、其余节段采用空钢管缀杆连接CFST柱肢的一种新型组合结构。为研究CFST混合柱的抗震性能,以RC腹板高度系数(腹板高度与柱高的比值)和柱肢纵向间距为参数,进行了6个CFS... 钢管混凝土(CFST)混合柱是在柱底一定高度内采用钢筋混凝土(RC)腹板、其余节段采用空钢管缀杆连接CFST柱肢的一种新型组合结构。为研究CFST混合柱的抗震性能,以RC腹板高度系数(腹板高度与柱高的比值)和柱肢纵向间距为参数,进行了6个CFST混合柱试件的拟静力试验。研究结果表明:水平低周反复荷载作用下,CFST混合柱的抗震性能良好,荷载-位移滞回曲线呈饱满梭形,主要破坏形式表现为格构段的剪切型破坏、柱肢塑性铰区域钢管的局部鼓曲变形以及RC腹板顶部刚度过渡段混凝土开裂、剥落;当RC腹板高度系数从0.0变化到0.3时,CFST混合柱的塑性铰区域由柱底截面上移至RC腹板顶部,试件弹性刚度和水平峰值荷载分别增大了约53%和31%,极限位移延性系数略微提高了约5%;而当RC腹板高度系数从0.3变化至0.7时,CFST混合柱的塑性铰区域均出现在RC腹板顶部,试件弹性刚度和水平峰值荷载显著增大,分别增加了约172%和98%,相同位移下的累积滞回耗能也明显增加,但极限位移延性系数减少了约16%;当柱肢纵向间距从650 mm减小至250 mm,柱肢塑性铰区域由RC腹板顶部转移至柱底截面,且结构的破坏形态逐渐转变为整体失稳破坏,弹性刚度和水平峰值荷载分别减小了约67%和47%。根据结构受力特点,提出了CFST混合柱水平承载力计算方法,得到的计算值与试验值吻合较好。 展开更多
关键词 钢管混凝土混合柱 拟静力试验 腹板高度系数 柱肢纵向间距 抗震性能 水平承载力
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预应力中空夹层钢管混凝土构件拉-压滞回性能试验研究
13
作者 王宇航 徐浩然 +2 位作者 周绪红 金开元 毛捷 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第3期12-21,共10页
随着国内风电行业发展规模日益壮大,风机功率逐渐增大,对下部支撑结构的承载能力、稳定性能也提出了更高的要求,钢-混凝土混合结构塔筒(上部纯钢塔,下部混凝土塔)应运而生。然而,由于需要现场拼装、灌浆,因此其建造效率低且后期维护成... 随着国内风电行业发展规模日益壮大,风机功率逐渐增大,对下部支撑结构的承载能力、稳定性能也提出了更高的要求,钢-混凝土混合结构塔筒(上部纯钢塔,下部混凝土塔)应运而生。然而,由于需要现场拼装、灌浆,因此其建造效率低且后期维护成本高。基于此,提出了一种新型预应力钢管混凝土格构式风电塔架代替原有的钢-混凝土混合结构塔筒,四角柱采用预应力中空夹层钢管混凝土,提升刚度的同时减少了钢材和混凝土的用量,便于运输和吊装。中空部分作为预应力孔道进行通长整体张拉,增加结构稳定性及轴向滞回性能。目前已有学者进行了钢管混凝土构件轴向拉-压性能的研究,但鲜少有针对预应力中空夹层钢管混凝土构件轴向复杂受力情况的研究报道。为了弥补现有研究的空白,针对预应力中空夹层钢管混凝土构件在轴拉、轴压及拉-压滞回荷载作用下的力学性能开展试验研究,为我国制定风电塔架的设计标准提供一定的理论基础和试验依据。 展开更多
关键词 中空夹层钢管混凝土 预应力 拉-压滞回性能 风电塔架 试验研究
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预应力混凝土钢管桁架叠合板力学性能试验研究
14
作者 周广强 李书蓉 +1 位作者 张鑫 杨潇 《建筑结构》 北大核心 2025年第4期26-31,共6页
预应力混凝土钢管桁架叠合板改进了传统钢筋桁架叠合板刚度小、预制板较厚、临时支撑密集等不足。为研究预应力混凝土钢管桁架叠合板的力学性能,设计并制作了9个预应力混凝土钢管桁架叠合板试件,包括6个采用搭接钢筋连接方式的试件、3... 预应力混凝土钢管桁架叠合板改进了传统钢筋桁架叠合板刚度小、预制板较厚、临时支撑密集等不足。为研究预应力混凝土钢管桁架叠合板的力学性能,设计并制作了9个预应力混凝土钢管桁架叠合板试件,包括6个采用搭接钢筋连接方式的试件、3个留有外伸钢筋(胡子筋)的对照试件,进行静力加载试验,研究支座锚固形式、搭接钢筋配筋率和叠合层厚度对叠合板力学性能的影响。试验结果表明:当叠合层厚度较小时,端部锚固形式和搭接钢筋配筋率对叠合板的力学性能影响显著;当叠合层厚度达到85mm时,采用搭接锚固的叠合板与采用胡子筋锚固的叠合板力学性能基本一致。建议当锚固方式采用搭接钢筋连接时,叠合层厚度不宜小于85mm。 展开更多
关键词 预应力混凝土钢管桁架叠合板 钢筋锚固 静载试验 力学性能
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钢管混凝土拱温度效应的解析计算方法
15
作者 刘永健 闫新凯 +1 位作者 刘江 白永新 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期283-296,共14页
将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出... 将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出三维温度应力解析计算方法,与传统方法和实体有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:不考虑横向约束解析法计算的轴向自应力偏小,相对误差在-31.67%~-30.24%之间,由于自应力在总的温度应力中占比较大,这一相对误差不可忽视;按平面应变问题计算钢-混界面法向应力误差在-17.96%~10.83%之间;本文提出考虑横向约束解析法计算精度较高,除应用于钢管混凝土拱温度效应计算外,还可用于评估界面热黏结状况及确定管内补偿收缩混凝土自由膨胀率的可行域;在相关桥规建议使用的材料性能取值和结构尺寸范围内,钢管与核心混凝土热脱黏界限温差在4.37℃~15.39℃之间。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱 钢-混界面 三维温度应力 解析法 横向约束 脱黏 误差分析
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配筋钢管掺沙漠砂混凝土短柱力学性能研究
16
作者 沙吾列提·拜开依 阿力马斯·叶尔布拉提 古丽迪·努尔特列克 《工程力学》 北大核心 2025年第2期118-126,共9页
为探明掺沙漠砂混凝土对构件轴压力学性能的影响,以相同含钢率为基础制作了两种强度等级的掺沙漠砂混凝土的钢筋混凝土(RC)、钢管混凝土(CFST)和配筋钢管混凝土(RCFST)短柱试件,为了对比同时制作了相同的普通混凝土短柱试件。对照分析... 为探明掺沙漠砂混凝土对构件轴压力学性能的影响,以相同含钢率为基础制作了两种强度等级的掺沙漠砂混凝土的钢筋混凝土(RC)、钢管混凝土(CFST)和配筋钢管混凝土(RCFST)短柱试件,为了对比同时制作了相同的普通混凝土短柱试件。对照分析了破坏模式、峰值荷载、力学性能和延性,并利用试验数据验证了RCFST承载力是否等于CFST与纵筋强度的叠加。结果表明:掺有沙漠砂的RC、CFST和RCFST短柱轴压力学性能与相对应的普通混凝土试件相似,沙漠砂的掺入对构件力学性能影响不大;在相同含钢率下CFST与RCFST峰值荷载及延性相接近;现行规范公式可计算掺沙漠砂混凝土的CFST与RCFST轴压承载力,RCFST承载力可用CFST与纵筋强度的叠加承载力来评估。 展开更多
关键词 掺沙漠砂混凝土 配筋钢管混凝土短柱 相同含钢率 延性 承载力公式
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多腔中空薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能研究
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作者 张潇 龚俊 +2 位作者 邵永波 黄伟峰 李紫君 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第2期86-101,共16页
为了提升中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)短柱的轴压性能,提出并设计了薄壁方套方中空夹层多腔钢管混凝土(multi-cavity concrete-filled double-skin tubular,MCFDST)短柱,对其轴压力学性能进行... 为了提升中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)短柱的轴压性能,提出并设计了薄壁方套方中空夹层多腔钢管混凝土(multi-cavity concrete-filled double-skin tubular,MCFDST)短柱,对其轴压力学性能进行了试验研究。试验试件包括15个方套方MCFDST短柱试件和3个方套方CFDST短柱试件。以混凝土抗压强度、外钢管宽厚比、空心率和是否设置拉肋为参数,通过分析试件的变形、荷载−位移曲线、破坏现象和延性系数,探究了各参数对试件的极限承载力、失效模式和延性的影响。试验结果显示:混凝土抗压强度从58 MPa提升至90 MPa,试件承载力提升46%,延性系数最高降低74%;外钢管宽厚比从39降低到29,试件承载力提升12.5%,延性系数明显增大;空心率从0.31增大到0.38,试件承载力提升了1.3%,延性系数仅提升1%;增设拉肋使构件承载力提升14.2%,延性系数最高提升282%。其次,利用试验数据验证了数值建模方法的有效性和模型的正确性,并开展了大量有限元参数分析,讨论了现行规范对该短柱轴压承载力的适用性,发现日本规范AIJ的预测公式可以精确估计MCFDST短柱轴压承载力。 展开更多
关键词 方套方中空夹层多腔钢管混凝土短柱 试验研究 轴压性能 失效模式 极限承载力 延性系数
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往复荷载作用后钢管混凝土柱-组合梁节点耐火性能数值分析
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作者 王文达 李生强 +1 位作者 毛文婧 郑龙 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
为研究钢管混凝土柱-组合梁节点在往复荷载作用后的耐火性能,利用有限元软件ABAQUS建立了该节点的有限元分析模型,并与已有试验结果进行对比验证。在此基础上,分析了往复荷载作用后塑性损伤和残余变形对组合梁节点火灾下的应力和变形的... 为研究钢管混凝土柱-组合梁节点在往复荷载作用后的耐火性能,利用有限元软件ABAQUS建立了该节点的有限元分析模型,并与已有试验结果进行对比验证。在此基础上,分析了往复荷载作用后塑性损伤和残余变形对组合梁节点火灾下的应力和变形的影响,以及不同损伤程度、荷载作用水平和防火保护层厚度对节点耐火极限和破坏模态的影响。结果表明:地震预损伤对节点的耐火极限有不利影响,且随损伤程度的增加,耐火极限下降明显;重度损伤下节点的耐火极限与无损伤节点相比降低了23.5%;重度损伤的节点在火灾作用下形成塑性铰,且产生较大的耗能损伤,轻度和中度损伤下未形成明显塑性铰,耐火极限分别仅下降1.0%和3.6%;对于以梁损伤作为预损伤模式的节点,梁荷载比和防火保护层厚度是影响有地震预损伤节点耐火极限的主要因素;随柱荷载比的增大,耐火极限呈降低趋势,但整体影响不大。 展开更多
关键词 钢管混凝土柱-组合梁节点 低周往复加载 损伤程度 耐火极限
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圆不锈钢管超高性能混凝土短柱轴压性能研究
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作者 唐红元 曾跃佳 刘烨 《工程力学》 北大核心 2025年第2期87-97,共11页
该文对6根超高性能混凝土填充不锈钢管(UHPC-filled circular stainless steel tubular,UFCSST)短柱、3根普通混凝土填充不锈钢管(Concrete-filled stainless steel tubular columns,CFSST)短柱以及3根不锈钢管进行轴压试验,试件参数包... 该文对6根超高性能混凝土填充不锈钢管(UHPC-filled circular stainless steel tubular,UFCSST)短柱、3根普通混凝土填充不锈钢管(Concrete-filled stainless steel tubular columns,CFSST)短柱以及3根不锈钢管进行轴压试验,试件参数包括不锈钢管壁厚和核心混凝土强度等级。观察了试件的受力破坏过程及形态,获取了荷载-位移曲线,通过试件受力过程的破坏形态、荷载-位移曲线、荷载-应变曲线、混凝土贡献率和强度提高系数对UFCSST轴压力学性能进行了分析。结果表明:UFCSST短柱失效模型与套箍系数相关,当套箍系数大于1.03时,核心混凝土由剪切型破坏向横向膨胀转变。荷载-位移曲线在峰值荷载后的变化趋势依据套箍系数大小可分为三类:一是存在下降段,后再缓慢回升至峰值荷载;二是平稳发展;三是缓慢上升。不锈钢管厚度一定时,UHPC等级对承载力影响较小,最大能提升承载力14.8%。由于UHPC强度高且内部含有钢纤维减缓UHPC内部裂缝和变形的发展,导致UHPC的混凝土贡献率比普通混凝土贡献率高81.6%,而由于UHPC自收缩性和混凝土多轴力学特性,UHPC的强度提高系数比普通混凝土低46.4%。国外部分规范计算结果较试验结果偏于保守,最大偏差可达22.4%,而国内CECS 28:2012的计算结果较试验承载力高出10.4%。基于统一强度理论提出了UFCSST承载力理论计算模型。 展开更多
关键词 承载力 轴压试验 超高性能混凝土 不锈钢管 预测模型
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高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱力学性能
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作者 杨志坚 孙立所 李帼昌 《河北工业大学学报》 2025年第1期42-48,共7页
为提高高强方钢管高强混凝土柱承载力和延性,可以将高强螺旋箍筋内置于高强方钢管高强混凝土柱中形成对核心混凝土的复合约束。通过改变螺旋箍筋间距,对高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱进行了试验研究。结果表明:内... 为提高高强方钢管高强混凝土柱承载力和延性,可以将高强螺旋箍筋内置于高强方钢管高强混凝土柱中形成对核心混凝土的复合约束。通过改变螺旋箍筋间距,对高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱进行了试验研究。结果表明:内配高强螺旋箍筋可以提高高强方钢管高强混凝土轴压短柱承载力和延性;与高强方钢管高强混凝土柱相比,内配螺旋箍筋间距为30 mm时,承载力提高了14.86%;在峰值荷载时,箍筋间距从30 mm增加到70 mm,螺旋箍筋应变减小了41.54%;高强螺旋箍筋在试件达到峰值荷载后屈服,并在试验过程中多次发生断裂;峰值荷载后,混凝土膨胀变形迅速增大,螺旋箍筋对混凝土约束应力达到11 MPa。 展开更多
关键词 高强螺旋箍筋 钢管混凝土 轴压短柱 复合约束 受力机理
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