内配型钢的圆钢管混凝土轴压构件的耐火性能 被引量：9

1

作者 韩祎 王景玄 王文达 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2015年第2期52-59,共8页

在钢管混凝土构件中内置型钢可有效提高整个构件的承载力和耐火性能。采用ABAQUS软件建立了标准火灾下内配型钢的圆钢管混凝土轴压构件的热力耦合数值模型,并与已有研究者完成的试验数据进行了对比验证;在此基础上,计算了火灾作用下该... 在钢管混凝土构件中内置型钢可有效提高整个构件的承载力和耐火性能。采用ABAQUS软件建立了标准火灾下内配型钢的圆钢管混凝土轴压构件的热力耦合数值模型,并与已有研究者完成的试验数据进行了对比验证;在此基础上,计算了火灾作用下该类构件柱顶轴向位移和跨中挠度随升温时间变化的关系曲线,根据破坏特征可以分为升温初期膨胀阶段、轴向压缩阶段和破坏阶段,并确定了该类构件的耐火极限;最后计算了火灾作用下每个组件间的相互作用力和参数分析。结果表明:随着温度的升高,钢管与混凝土、混凝土与型钢之间的接触应力呈降低趋势;火灾荷载比、长细比、钢管含钢率及防火保护层厚度对构件耐火极限影响较为显著。 展开更多

关键词 内配型钢的圆钢管混凝土 轴压构件 耐火性能 接触应力 参数分析

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内配型钢的圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析 被引量：9

2

作者 史艳莉 王亚伟 王文达 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2013年第4期1-7,共7页

在钢管混凝土构件内部配置型钢可显著提高其受力特性。在合理选取材料本构模型的基础上,基于ABAQUS软件建立了内配型钢圆形钢管混凝土短柱荷载-变形全过程分析的数值模型,并与其他研究者完成的相关试验构件结果进行了对比,总体上数值计... 在钢管混凝土构件内部配置型钢可显著提高其受力特性。在合理选取材料本构模型的基础上,基于ABAQUS软件建立了内配型钢圆形钢管混凝土短柱荷载-变形全过程分析的数值模型,并与其他研究者完成的相关试验构件结果进行了对比,总体上数值计算结果和试验结果吻合良好。基于此模型,对其在轴压荷载受力全过程、典型破坏形态以及各部件的荷载分配进行了较全面分析。结果表明:内部型钢的存在可显著提高构件承载力,并有效增强核心混凝土的被动约束效应;型钢截面形式不同,对内部混凝土的约束效果不同,从而引起核心混凝土的应力分布有所不同。本文分析结果可进一步完善内配型钢的圆钢管混凝土构件力学性能的理论研究,也可为相关工程应用提供参考。 展开更多

关键词 轴心受压 数值模拟 内配型钢的圆钢管混凝土 短柱 力学分析

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内配十字型钢圆钢管混凝土压弯构件力学性能研究 被引量：1

3

作者 史艳莉 吴星蓉 +1 位作者 王凤 王文达 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2017年第6期119-126,112,共9页

在实际工程中,建筑结构承重柱通常处于同时受到轴向力和水平力的压弯受力状态,本文采用ABAQUS有限元软件以内配十字型钢圆钢管混凝土压弯柱为典型构件,分析了加载路径对其力学性能的影响,讨论了构件的破坏模态、各组成部件的截面应力、... 在实际工程中,建筑结构承重柱通常处于同时受到轴向力和水平力的压弯受力状态,本文采用ABAQUS有限元软件以内配十字型钢圆钢管混凝土压弯柱为典型构件,分析了加载路径对其力学性能的影响,讨论了构件的破坏模态、各组成部件的截面应力、应变变化规律,同时提出构件的荷载-挠度关系曲线。结果表明:加载路径对力学性能几乎无影响,整个加载过程中构件大致能保持平截面变形,满足平截面假定,构件的挠度曲线近似为正弦半波曲线。最后对影响组合柱压弯性能的主要因素进行了参数分析,发现长细比对其影响较为显著,可为该类构件压弯承载力计算表达式的简化提供参考。 展开更多

关键词 内配型钢钢管混凝土 压弯性能 荷载分配 数值模拟 有限元分析

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内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪性能研究 被引量：10

4

作者 王文达 纪孙航 +1 位作者 史艳莉 张宸 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第1期76-87,共12页

为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响。运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机... 为研究内配型钢方钢管混凝土构件压弯剪复合受力工作机理,完成10个内配型钢方钢管混凝土试件的压弯剪试验研究,考虑剪跨比、轴压比和型钢截面形式对构件承载力和破坏模式的影响。运用有限元对试验结果进行模拟,针对典型算例进行受力机理分析,并对影响水平承载力的不同因素进行参数分析和评估。结果表明:内配型钢方钢管混凝土压弯剪试件表现出良好的延性行为,钢管在受压侧产生明显的鼓曲变形,型钢与内部混凝土发挥着共同作用;弱轴加载试件的水平承载力比强轴加载试件平均降低13%,设置加劲肋后构件的水平承载力平均提高21%;整个加载过程中轴向荷载发生重分布,混凝土承担的水平荷载和轴向荷载最多;型钢与混凝土的相互作用力分布不均匀,受压区型钢翼缘与混凝土的相互作用更强。保持轴压比不变,当剪跨比小于0.8时,构件的水平承载力随着剪跨比的减小大幅提高;当轴压比不超过0.4时,轴力的存在可以提高构件的水平承载力。 展开更多

关键词 内配型钢方钢管混凝土 压弯剪 破坏形态 剪跨比 受力机理

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内配圆钢管的圆钢管混凝土构件耐撞性能分析 被引量：13

5

作者 史艳莉 何佳星 +2 位作者 王文达 鲜威 王蕊 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期123-132,共10页

内配圆钢管的圆钢管混凝土是一种新型复合形式的组合构件,由圆钢管混凝土内部配置同心位置的圆管,并在内部圆管的内外两侧均浇筑混凝土而形成的构件。基于有限元软件ABAQUS对内配圆钢管的圆钢管混凝土构件在低速横向撞击作用下的耐撞性... 内配圆钢管的圆钢管混凝土是一种新型复合形式的组合构件,由圆钢管混凝土内部配置同心位置的圆管,并在内部圆管的内外两侧均浇筑混凝土而形成的构件。基于有限元软件ABAQUS对内配圆钢管的圆钢管混凝土构件在低速横向撞击作用下的耐撞性能进行了数值模拟,数值结果与其他研究者完成的钢管混凝土、中空夹层钢管混凝土试件的撞击试验数据进行了对比,验证了模型的正确性。采用该模型分析了此类组合构件在横向撞击作用下的动力响应全过程及其典型破坏模态,对影响其耐撞性能的主要影响参数进行了分析,初步得出了各主要影响参数对此类组合构件耐撞性能的影响。参数分析结果表明,提高外钢管的强度及含钢率可以有效地改善该构件的耐撞性能,而混凝土强度的变化对构件耐撞性能的影响很小;增强构件两端的支座约束,可以增强构件的耐撞性能;构件的内外径之比为0.6～0.8时,构件具有较好的耐撞性能。 展开更多

关键词 内配圆钢管的圆钢管混凝土 横向撞击 动力响应 耐撞性能 参数分析

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内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火的耐火性能 被引量：2

6

作者 韩祎 毛文婧 王文达 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2016年第5期149-157,共9页

在实际工程中,由于柱所处位置的不同,会形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件。采用ABAQUS软件,计算了内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火时的温度场和耐火极限,发现非均匀受火时由于温度场分布的不均匀将... 在实际工程中,由于柱所处位置的不同,会形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件。采用ABAQUS软件,计算了内配型钢方钢管混凝土柱非均匀受火时的温度场和耐火极限,发现非均匀受火时由于温度场分布的不均匀将会产生附加偏心距和附加挠度,其受火性能有别于均匀受火;同时,还计算了构件跨中接触应力和参数的变化。结果表明,柱的截面尺寸和细长比对柱的非均匀火承火能力影响较为显著。 展开更多

关键词 内配型钢方钢管混凝土 非均匀受火 数值模拟 ABAQUS 承载力影响系数

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内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的力学性能 被引量：3

7

作者 史艳莉 张文旭 +1 位作者 贾志路 王文达 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2020年第3期81-90,共10页

为了研究内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱在生命周期内的受力机理,利用有限元软件ABAQUS建立该类短柱的计算模型,并与已有的相关试验结果进行对比。模型中将钢管初应力和长期荷载作为生命周期内的主要因素进行考虑,分析了内配型钢矩形... 为了研究内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱在生命周期内的受力机理,利用有限元软件ABAQUS建立该类短柱的计算模型,并与已有的相关试验结果进行对比。模型中将钢管初应力和长期荷载作为生命周期内的主要因素进行考虑,分析了内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱生命周期内的荷载-变形全过程曲线、跨中截面各部件纵向应力分布和钢材与混凝土之间的相互作用力;考察了初应力系数、长期荷载比和含钢率对构件承载力和变形的影响规律。结果表明:考虑钢管初应力和长期荷载作用的内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱极限承载力与一次加载情况下相比变化不明显,但极限承载力对应的纵向应变增长84.2%;在长期持荷阶段,核心混凝土发生卸载现象,其承担的荷载下降了30%左右,再加载阶段又继续承载;钢管与混凝土之间的接触应力在中截面处最大,沿构件长度方向逐渐向两端减小;随着钢管含钢率增大,构件极限承载力增大,变形减小,而型钢含钢率对构件变形影响较小;随着初应力系数和长期荷载比的增大,构件纵向变形增大。 展开更多

关键词 内配型钢矩形钢管混凝土轴压短柱 生命周期 初应力 长期荷载 力学性能

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内配型钢的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力分析 被引量：2

8

作者 刘坚 张鹏程 +5 位作者 刘长江 田勇 任达 曾嵘森 柏宇翔 陈盼盼 《混凝土》 CAS 北大核心 2021年第10期1-5,共5页

将内配型钢的方钢管再生混凝土截面等效为截面面积、含钢率相等的圆钢管再生混凝土截面,同时引入等效约束折减系数ψ与再生混凝土强度折减系数γu,对内配型钢的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行理论分析,分析过程中运用了极限分析法... 将内配型钢的方钢管再生混凝土截面等效为截面面积、含钢率相等的圆钢管再生混凝土截面,同时引入等效约束折减系数ψ与再生混凝土强度折减系数γu,对内配型钢的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力进行理论分析,分析过程中运用了极限分析法和双剪统一强度理论,考虑了等效圆钢管型钢再生混凝土短柱内径厚比、套箍系数、型钢配钢率以及再生粗骨料取代率等因素对轴压承载力的影响,提出了一套适用于内配型钢的方钢管再生混凝土短柱轴压承载力计算式。在理论推导的基础上,将计算式计算结果与相关试验数据进行对比,吻合良好,验证了承载力计算式的有效性。研究结论可为此类构件承载力计算提供理论依据。 展开更多

关键词 方钢管再生混凝土 型钢 配钢率 再生粗骨料取代率 轴压承载力

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相邻两面受火的内配型钢钢管混凝土柱的耐火极限 被引量：3

9

作者 韩祎 王景玄 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2018年第4期142-147,共6页

在实际工程中,由于柱子所处位置及墙体的吸热作用,柱子的受火边界发生改变,形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件.基于ABAQUS有限元平台,计算内配型钢钢管混凝土柱在相邻两面受火条件下的耐火极限,剖析在... 在实际工程中,由于柱子所处位置及墙体的吸热作用,柱子的受火边界发生改变,形成单面受火、相对或相邻两面受火和三面受火等非均匀的受火边界条件.基于ABAQUS有限元平台,计算内配型钢钢管混凝土柱在相邻两面受火条件下的耐火极限,剖析在受火过程中应力与应变的变化及发展情况,发现相邻两面受火时侧向挠曲变形有别于四面受火;最后,对影响耐火极限的主要因素进行参数分析.结果表明:火灾荷载比、长细比、荷载偏心率对耐火极限的影响较为显著,而钢管含钢率、型钢含钢率及保护层厚度对其影响不大. 展开更多

关键词 内配型钢钢管混凝土柱 相邻两面受火 耐火性能 ABAQUS 参数分析

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长期荷载作用对内配工字型钢方钢管混凝土轴压短柱力学性能影响

10

作者 赵萌萌 史艳莉 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2021年第6期122-130,共9页

利用ABAQUS建立考虑长期荷载作用的内配工字型钢方钢管混凝土轴压短柱数值分析模型.通过与已有试验数据对比,验证建模方法的可行性.在此基础上对该类新型组合柱进行力学性能分析,同时与不考虑长期荷载作用的结果进行对比.最后,分析长期... 利用ABAQUS建立考虑长期荷载作用的内配工字型钢方钢管混凝土轴压短柱数值分析模型.通过与已有试验数据对比,验证建模方法的可行性.在此基础上对该类新型组合柱进行力学性能分析,同时与不考虑长期荷载作用的结果进行对比.最后,分析长期荷载比、混凝土强度、钢管含钢率、型钢含钢率等对长期荷载作用下构件变形和承载力的影响规律.结果表明:长期荷载使组合柱中钢管和型钢提前进入塑性屈服,增大组合柱达到极限承载力时二者与混凝土的接触应力,改善其对混凝土的约束作用,使组合柱极限承载力提高,对应应变增大.参数分析表明:混凝土强度提高增大了长期荷载对组合柱的影响,钢管含钢率和型钢含钢率的增加使长期荷载影响减弱. 展开更多

关键词 长期荷载 方钢管混凝土柱 内配工字型钢 轴压 力学性能

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钢管混凝土墩柱结构设计优化与力学性能研究 被引量：3

11

作者 黄万朋 侯可可 +3 位作者 赵同阳 刘士磊 姜洪义 袁啸 《采矿与岩层控制工程学报》 EI 北大核心 2024年第6期29-43,共15页

为了提高普通钢管混凝土墩柱的承载性能,满足井下巷道高度2.5~3.0m特定条件巷旁支护体的需求,提出了一种内配型钢钢管混凝土墩柱支护体,设计了满足井下巷道尺寸的特定长径比的钢管混凝土墩柱参数。对普通钢管与内配型钢钢管混凝土短柱... 为了提高普通钢管混凝土墩柱的承载性能,满足井下巷道高度2.5~3.0m特定条件巷旁支护体的需求,提出了一种内配型钢钢管混凝土墩柱支护体,设计了满足井下巷道尺寸的特定长径比的钢管混凝土墩柱参数。对普通钢管与内配型钢钢管混凝土短柱力学性能进行试验对比,并对钢管混凝土长柱轴压力学性能进行研究,结果表明:内配型钢钢管混凝土墩柱局部鼓曲现象及核心混凝土的破坏程度较轻,横向和纵向变形均小于普通钢管混凝土墩柱,在受力时破坏行为较为缓慢,延性性能较好;内配型钢钢管混凝土墩柱的极限承载力比普通钢管混凝土墩柱高约500kN;随着钢管管径的增加,钢管混凝土长柱的弹性极限应变为0.1%~0.6%,塑性极限应变为2.0%~6.7%,钢管混凝土长柱的承载能力受长径比的影响而显著降低,其破坏形式为明显的屈曲变形。研究结果可为钢管混凝土墩柱的结构优化和力学性能提升提供参考。 展开更多

关键词 巷道支护 钢管混凝土墩柱 内配型钢 结构优化 长、短柱力学性能

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钢管混凝土中内配钢骨与混凝土黏结性能试验 被引量：4

12

作者 赵卫平 雷永旺 +1 位作者 王振兴 朱彬荣 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期121-131,共11页

为研究钢管混凝土中内配钢骨与混凝土黏结性能,共进行了18个钢管混凝土试件的推出试验.研究了两种内配钢骨与混凝土界面黏结机理和黏结应力分布规律,采用正交试验分析获得了各因素对黏结强度的影响规律,并基于实测数据提出了黏结强度经... 为研究钢管混凝土中内配钢骨与混凝土黏结性能,共进行了18个钢管混凝土试件的推出试验.研究了两种内配钢骨与混凝土界面黏结机理和黏结应力分布规律,采用正交试验分析获得了各因素对黏结强度的影响规律,并基于实测数据提出了黏结强度经验计算式.试验结果表明:内配工字型钢和内配钢管的黏结应力-滑移曲线均包括3个阶段,即胶结段、非线性初滑移段和滑移段;影响工字型钢极限黏结强度的因素主次关系为工字型钢截面尺寸、黏结长度、混凝土强度,其极限黏结强度随工字型钢截面尺寸和混凝土强度增大而增大,而随黏结长度增加而减小;影响内配钢管极限黏结强度的因素主次关系为内配钢管截面尺寸、膨胀剂掺量、黏结长度,其极限黏结强度随内配钢管截面尺寸和膨胀剂掺量增大而增大,随黏结长度增大呈减小趋势;峰值荷载下两种钢骨的黏结应力分布曲线均呈负指数分布,其中工字型钢翼缘外侧平均黏结应力约为腹板的1.77倍;钢管混凝土中内配钢管与混凝土黏结性能优于内配工字型钢;与其他学者成果的对比证明本文黏结强度计算式具有较好适用性. 展开更多

关键词 钢管混凝土 黏结-滑移 黏结强度 内配工字型钢 内配钢管

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