侧向冲击作用下圆形双钢管混凝土柱损伤评估模型研究

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作者 阳霞 王久元 +2 位作者 吴杰 陈誉 陈娟 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期21-29,共9页

基于落锤冲击试验和数值模拟研究了侧向冲击下圆形双钢管混凝土(concrete-filled double-tube, CFDT)柱的损伤模式;以弯矩-转角关系作为评估指标,建立了圆形CFDT柱的冲击质量-冲击速度、冲击能量-冲击质量损伤评估模型;讨论了冲击位置... 基于落锤冲击试验和数值模拟研究了侧向冲击下圆形双钢管混凝土(concrete-filled double-tube, CFDT)柱的损伤模式;以弯矩-转角关系作为评估指标,建立了圆形CFDT柱的冲击质量-冲击速度、冲击能量-冲击质量损伤评估模型;讨论了冲击位置、外钢管强度、内钢管径厚比和轴压比等参数对损伤评估模型的影响规律。结果表明:在冲击能量不变的情况下,圆形CFDT柱的损伤程度随冲击质量与冲击速度比值的增大而显著增加。圆形CFDT柱的临界冲击能量曲线随冲击质量的增大逐渐下降后趋于平缓,收敛于水平渐近线;不同损伤程度对应的临界冲击能量间存在显著差别。当冲击质量恒定时,增大内钢管径厚比、外钢管强度以及冲击点距自由端距离,可以提高圆形CFDT柱的临界冲击能量;增大轴压比则会使临界冲击能量呈先增大后减小的趋势。各参数对临界冲击质量的影响随着冲击速度的增大而减小,其中外钢管强度对损伤评估模型的影响最大,轴压比和冲击位置次之,内钢管径厚比的影响最小。 展开更多

关键词 圆形双钢管混凝土(CFDT)柱 损伤评估模型 有限元分析 冲击性能 弯矩-转角关系

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火灾下双钢管混凝土复合短柱的性能与承载力计算方法 被引量：1

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作者 杨青天 多飞 +2 位作者 张晋川 侯立群 陈适才 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2024年第1期128-137,共10页

为研究双钢管混凝土复合短柱的耐火性能,建立了双钢管混凝土复合短柱精细化数值模型,在类似构件试验成果验证的基础上,开展其高温反应规律和耐火性能影响因素研究;全面分析了内管径厚比、外管径厚比、内外管直径比等参数的影响,以及不... 为研究双钢管混凝土复合短柱的耐火性能,建立了双钢管混凝土复合短柱精细化数值模型,在类似构件试验成果验证的基础上,开展其高温反应规律和耐火性能影响因素研究;全面分析了内管径厚比、外管径厚比、内外管直径比等参数的影响,以及不同截面组合形式(内圆外圆、内方外圆和内圆外方)双钢管混凝土短柱的耐火极限。基于热传导分析理论推导双钢管混凝土短柱截面的温度场分布公式,并根据有限元模拟结果对公式进行修正;最后基于温度等效原理进一步提出了火灾条件下双钢管混凝土短柱截面温度场的简化计算公式和承载力计算方法。结果表明:双钢管混凝土复合短柱具有较好的耐火性能,在直径不变时增大内钢管的厚度以及在厚度不变时增加内钢管的直径都有利于耐火极限的提高;在荷载作用和含钢率相同的条件下,不同截面组合形式的双钢管混凝土短柱耐火极限相差不大,但总体上双圆钢管混凝土短柱的耐火性能偏优;提出的温度场简化计算公式和基于等效温度的承载力计算方法与有限元结果相对误差都在15%以内。 展开更多

关键词 双钢管混凝土复合短柱 温度场 耐火极限 简化计算公式 承载力

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高温与冲击耦合作用下双钢管混凝土柱动态响应数值模拟研究 被引量：2

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作者 孔祥清 张惠玲 +2 位作者 张文萍 付莹 章文姣 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期92-102,171,共12页

为研究双钢管混凝土(concrete-filled double-tube,CFDT)柱在高温下的抗冲击性能,利用ABAQUS有限元软件建立CFDT柱在高温与冲击耦合作用下的有限元模型,考虑材料的温度软化、应变率强化效应以及轴力的影响,并通过已有CFDT柱的火灾试验... 为研究双钢管混凝土(concrete-filled double-tube,CFDT)柱在高温下的抗冲击性能,利用ABAQUS有限元软件建立CFDT柱在高温与冲击耦合作用下的有限元模型,考虑材料的温度软化、应变率强化效应以及轴力的影响,并通过已有CFDT柱的火灾试验和常温下侧向冲击试验进行了分段验证。在此基础上,从冲击力、跨中位移、荷载分布情况与损伤演化等方面分析了不同温度下CFDT柱的抗冲击动态响应,并考虑了不同截面形式、轴压比、冲击速度和混凝土强度对CFDT柱抗冲击性能的影响。研究结果表明,在高温与冲击耦合作用下,CFDT柱主要呈现弯曲破坏,随着温度升高,CFDT柱抗冲击性能和抗弯承载力逐渐降低。CFDT柱的耐火极限是普通钢管混凝土柱的2.1倍。轴力对CFDT柱抗冲击性能产生不利影响,当轴压比从0增加到0.6,高温800℃时构件冲击力平台值下降了32.4%;混凝土强度对高温下CFDT柱抗冲击性能有显著影响,高温800℃时混凝土强度由40 MPa增加到60 MPa,构件冲击力平台值提高了22.8%。 展开更多

关键词 双钢管混凝土(CFDT)柱 高温 冲击 耦合作用 有限元分析

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双钢管混凝土柱轴压承载力的有限元分析

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作者 常旭 周维 +1 位作者 闫安志 黄承逵 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期91-94,共4页

基于混凝土的塑性损伤模型及钢材的塑性流动模型,建立了双钢管混凝土轴压柱有限元模型.在此基础上,对双钢管混凝土轴压短柱的载荷-位移曲线进行了研究,重点分析了内外钢管之间的相互作用机理,影响该组合柱力学性能的主要因素.结果表明,... 基于混凝土的塑性损伤模型及钢材的塑性流动模型,建立了双钢管混凝土轴压柱有限元模型.在此基础上,对双钢管混凝土轴压短柱的载荷-位移曲线进行了研究,重点分析了内外钢管之间的相互作用机理,影响该组合柱力学性能的主要因素.结果表明,内径大小及厚度的变化,对外径的约束力有明显的影响;同时,外径尺寸的变化对内径的约束力也有影响;试件的承载力随着核心混凝土强度、内外钢管的直径及壁厚的增大而增加.计算结果和试验结果总体上吻合良好. 展开更多

关键词 双钢管混凝土 轴压 有限元 承载力

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双钢管混凝土复合柱的耐火性能及参数影响分析

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作者 陈艳芳 张晋川 +1 位作者 侯立群 陈适才 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第7期922-927,共6页

双钢管混凝土复合柱在普通钢管混凝土柱基础上设置了内部钢管,由于内管受到外层混凝土的高温保护,因此其耐火性能得到改善。文章通过精细化数值模拟方法对此类双钢管混凝土复合柱的耐火性能开展研究,全面分析了内管径厚比、外管径厚比... 双钢管混凝土复合柱在普通钢管混凝土柱基础上设置了内部钢管,由于内管受到外层混凝土的高温保护,因此其耐火性能得到改善。文章通过精细化数值模拟方法对此类双钢管混凝土复合柱的耐火性能开展研究,全面分析了内管径厚比、外管径厚比、内外管直径比等参数的影响,并且对比分析了在相同的含钢率条件下不同截面组合型式(内圆外圆、内方外圆和内圆外方)双钢管混凝土短柱的耐火极限。结果表明:在直径不变时增大内钢管的厚度以及在厚度不变时增加内钢管的直径,都有利于耐火极限的提高;在保持整体含钢率不变的条件下,不同截面组合形式的双钢管混凝土柱耐火极限相差不大,但总体上双圆钢管混凝土短柱的耐火性能偏优;另外,双钢管混凝土复合柱的耐火性能比普通钢管混凝土柱有较大提高。 展开更多

关键词 双钢管混凝土复合柱 温度场 耐火极限 含钢率

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双钢管混凝土柱受力分析及截面设计

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作者 蔡奇 张玉芬 刘一颖 《四川建筑科学研究》 2013年第3期1-3,共3页

阐述了双钢管混凝土的研究现状,比较单钢管混凝土分析了双钢管混凝土柱的受力机理,探讨双钢管混凝土在极限状态下混凝土和钢管各自的应力状态。由于双钢管混凝土柱中有两个不同的钢管嵌套,其承载力必然与它们的组合效果有关。引入体积... 阐述了双钢管混凝土的研究现状,比较单钢管混凝土分析了双钢管混凝土柱的受力机理,探讨双钢管混凝土在极限状态下混凝土和钢管各自的应力状态。由于双钢管混凝土柱中有两个不同的钢管嵌套,其承载力必然与它们的组合效果有关。引入体积变形系数得出截面形式的最佳组合状态,可供工程设计应用参考。 展开更多

关键词 双钢管混凝土 轴压机理 变形 承载力

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复杂型建筑双钢管混凝土短柱正截面抗折强度测试

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作者 温世臣 《科技通报》 2019年第3期144-148,共5页

双钢管混凝土短柱抗折强度测试是建筑坚实程度检测中的重要组成部分。将构件长径比设置为3,构件高设置为900 mm,外钢管外径设置为300 mm,依据构件材料相关规程制度,将构件混凝土等级设置为C40,钢材的型号为Q235。依照参数设定,对3个参... 双钢管混凝土短柱抗折强度测试是建筑坚实程度检测中的重要组成部分。将构件长径比设置为3,构件高设置为900 mm,外钢管外径设置为300 mm,依据构件材料相关规程制度,将构件混凝土等级设置为C40,钢材的型号为Q235。依照参数设定,对3个参数相同的双钢管混凝土短柱构件正截面抗折强度进行测试。构件安装完毕,通过分级加载方式完成测试,且当荷载接近极限抗折强度时,采用慢速连续加载的形式施压,并连续记录与每一级荷载相应的应变片显示值。根据施压过程和得到的荷载与抗折位移间关系,计算构件抗折强度值。相关实验表明,在构件外层钢管轴向形变中,两个观测点获取的数值比较接近,且在弹性阶段,各个观测点所得数值几乎呈重合趋势;在钢管内层轴向形变中,能够显著观察出构件1钢管没有进入屈服阶段,原因应该是钢管内层尺寸相对较小;与当前方法比较,所提方法模拟值与实际值拟合度更高。综合各种实验结果,所提方法性能完善,可靠性高。 展开更多

关键词 复杂型建筑 双钢管混凝土 短柱 正截面 抗折强度测试

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可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性研究

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作者 裴欣 《安阳师范学院学报》 2019年第5期138-142,共5页

为了提高可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性,提出基于结构动应变监测和屈服响应评估的可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性评估方法。构建可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土的荷载可靠性监测模型,采用线性动力... 为了提高可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性,提出基于结构动应变监测和屈服响应评估的可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性评估方法。构建可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土的荷载可靠性监测模型,采用线性动力分析方法进行可变荷载作用力分析,参考混凝土的模型非线性参数,采用反演递归和试验评估方法,进行可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构优化设计,建立轴心受压双钢管混凝土的强化模型参数估计模型,根据混凝土结构稳定性作为约束条件,实现可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构优化设计,结合结构动应变监测和屈服响应评估方法,实现混凝土结构的稳定性建模。测试结果表明,设计的可变荷载作用下轴心受压双钢管混凝土结构稳定性测试模型精确可靠,具有很好的混凝体结构应力测试能力。 展开更多

关键词 可变荷载作用 轴心受压 双钢管混凝土 结构稳定性

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双钢管混凝土承载力影响因素研究

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作者 刘金玉 于洋 +2 位作者 马世立 廖小云 徐舟 《河南建材》 2011年第5期42-43,45,共3页

研究了由同心设置的内、外圆钢管并且内钢管承受一定压力情况下构成的轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力,通过改变内外钢管的直径比,内外钢管的钢管强度,内外钢管混凝土的强度,改变内外钢管的含钢率来说明双钢管混凝土的影响因素。

关键词 双钢管混凝土 承载力 含钢率

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带加强筋的双钢管高强混凝土柱轴压性能研究

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作者 蒋江迪 段圣允 《建材技术与应用》 2023年第4期26-29,共4页

将普通螺纹钢置于内外钢管间的空隙制成带加强筋的双钢管高强混凝土柱,借助数值模拟研究该柱与普通双钢管混凝土柱在轴向荷载下的受力差异,以及加强筋平面角度、竖向间距和强度等级等参数对其轴向荷载下力学性能的影响。结果发现:带加... 将普通螺纹钢置于内外钢管间的空隙制成带加强筋的双钢管高强混凝土柱,借助数值模拟研究该柱与普通双钢管混凝土柱在轴向荷载下的受力差异,以及加强筋平面角度、竖向间距和强度等级等参数对其轴向荷载下力学性能的影响。结果发现:带加强筋的双钢管混凝土柱前期力学性能略高于普通双钢管混凝土柱,后期延性显著高于普通双钢管混凝土柱;不同参数对其轴压性能的影响程度不同,加强筋平面角度显著,竖向间距次之,加强筋强度影响极小。 展开更多

关键词 加强筋 双钢管混凝土柱 高强混凝土 数值模拟

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空冷塔双交叉钢管混凝土斜支柱施工技术

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作者 赵浪浪 尚龙飞 +1 位作者 曹玉娥 马祥 《建筑施工》 2023年第1期60-63,共4页

神木神信热电有限公司发电工程空冷塔创新性地采用双交叉钢管混凝土X斜支柱代替传统钢筋混凝土X斜支柱和单交叉X斜支柱。针对双交叉钢管混凝土斜支柱高度高、吊装质量大、异形杆件多等特点,对构件制作、焊接、拼装、现场吊装及混凝土浇... 神木神信热电有限公司发电工程空冷塔创新性地采用双交叉钢管混凝土X斜支柱代替传统钢筋混凝土X斜支柱和单交叉X斜支柱。针对双交叉钢管混凝土斜支柱高度高、吊装质量大、异形杆件多等特点,对构件制作、焊接、拼装、现场吊装及混凝土浇筑等施工技术进行了总结分析,为类似项目积累了经验。 展开更多

关键词 火力发电厂 空冷塔 双交叉钢管混凝土斜支柱 吊装

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应用OpenSees计算双钢管高强砼柱的水平力—位移滞回曲线 被引量：5

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作者 李宁波 钱稼茹 +2 位作者 纪晓东 赵作周 叶列平 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期606-612,共7页

应用OpenSees计算外方内圆复合钢管高强混凝土柱(简称双钢管高强混凝土柱)的水平力—位移滞回曲线。分析了双钢管高强混凝土柱的单元和截面纤维划分。钢管材料采用双线性模型Steel02,混凝土模型采用Concrete02,圆钢管内和钢管之间的混... 应用OpenSees计算外方内圆复合钢管高强混凝土柱(简称双钢管高强混凝土柱)的水平力—位移滞回曲线。分析了双钢管高强混凝土柱的单元和截面纤维划分。钢管材料采用双线性模型Steel02,混凝土模型采用Concrete02,圆钢管内和钢管之间的混凝土采用Susantha模型,考虑钢管对混凝土的约束作用,计算得到的水平力—位移滞回曲线与试验结果符合较好。在此基础上,应用OpenSees对双钢管高强混凝土柱进行参数影响分析,讨论了轴压比、方钢管壁厚(宽厚比)、径宽比、径厚比对双钢管高强混凝土柱抗震性能的影响。结果表明:增大轴压比,延性降低;增大方钢管壁厚(减小宽厚比),水平承载力增大;增大圆钢管直径和壁厚,有助于提高双钢管高强混凝土柱的竖向和水平承载力能力,增大耗能能力。 展开更多

关键词 地震工程模拟开放系统(OpenSees) 双钢管高强混凝土(CFDT)柱 纤维模型 抗震性能

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