方套圆中空夹层钢管混凝土组合构件横向撞击试验研究 被引量：17

1

作者 史艳莉 鲜威 +1 位作者 王蕊 王文达 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期11-21,35,共12页

通过对8个大空心率下方套圆中空夹层钢管混凝土组合构件进行横向撞击试验,研究试件的撞击受力过程、破坏形态、撞击力时程曲线特征、跨中挠度与测点纵向应变发展过程等。考察落锤撞击高度、边界约束和轴压比等关键因素对方套圆中空夹层... 通过对8个大空心率下方套圆中空夹层钢管混凝土组合构件进行横向撞击试验,研究试件的撞击受力过程、破坏形态、撞击力时程曲线特征、跨中挠度与测点纵向应变发展过程等。考察落锤撞击高度、边界约束和轴压比等关键因素对方套圆中空夹层钢管混凝土组合构件在横向撞击作用下动力响应的影响规律。试验研究结果表明:中空率为0.69的方套圆中空夹层钢管混凝土组合构件在横向撞击作用下主要发生显著地局部凹陷变形,而试件整体变形不显著;在试验研究参数范围内,随着落锤撞击高度的增大,试件局部凹陷程度、跨中残余挠度以及撞击持续时间均保持线性增长;边界约束对跨中残余挠度、撞击力平台值以及撞击持续时间有较大影响;轴压比是影响试件动力响应过程的重要因素,随着轴压比的增大,撞击力时程曲线的平台段会逐渐缩短并消失,跨中挠度变形速度变快,撞击进程加快。 展开更多

关键词 方套圆中空夹层钢管混凝土 动力响应 破坏形态 时程曲线

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圆中空夹层钢管混凝土压扭构件工作机理研究 被引量：6

2

作者 黄宏 范志杰 陈梦成 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第1期42-47,共6页

为了对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力下的工作机理进行研究,采用大型通用有限元软件ABAQUS对圆实心钢管混凝土压、扭复合受力构件进行建模计算,现有的试验验证了计算结果与计算方法的正确性。再采用同样的方法对圆中空夹层... 为了对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力下的工作机理进行研究,采用大型通用有限元软件ABAQUS对圆实心钢管混凝土压、扭复合受力构件进行建模计算,现有的试验验证了计算结果与计算方法的正确性。再采用同样的方法对圆中空夹层钢管混凝土构件在压、扭复合受力状态下进行了模拟计算。通过计算发现,扭矩—转角全过程关系曲线分为弹性、弹塑性、塑性强化三阶段。通过对三个阶段扭矩—转角全过程关系曲线、内外钢管和混凝土的应力分布云图、三者间相互作用力以及轴压比影响的分析,结果表明,在加载过程中,当轴压比较小时,随着轴压比的增大,极限扭矩增加;当轴压比较大时,随着轴压比增大,极限扭矩降低。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土 压扭 有限元 工作机理

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圆中空夹层钢管混凝土柱抗剪承载力计算研究 被引量：5

3

作者 黄宏 徐传国 +1 位作者 杨超 曾根平 《铁道建筑》 北大核心 2017年第8期45-49,共5页

利用有限元软件ABAQUS数值模拟了圆中空夹层钢管混凝土柱受剪切作用时剪应力与剪应变的关系曲线,并通过对大量算例的分析,确定了构件不同破坏形式的剪跨比范围,研究了内外钢管屈服强度、截面名义含钢率、内管径厚比、空心率及混凝土强... 利用有限元软件ABAQUS数值模拟了圆中空夹层钢管混凝土柱受剪切作用时剪应力与剪应变的关系曲线,并通过对大量算例的分析,确定了构件不同破坏形式的剪跨比范围,研究了内外钢管屈服强度、截面名义含钢率、内管径厚比、空心率及混凝土强度对剪应力-剪应变关系曲线的影响规律。研究结果表明:剪跨比不大于0.1时,圆中空夹层钢管混凝土柱抗剪承载力可按纯剪构件计算,并给出了抗剪承载力的简化计算公式。公式计算结果与有限元计算结果吻合较好。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土柱 纯剪 试验研究 数值模拟 抗剪承载力

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圆中空夹层钢管混凝土压弯构件滞回模型研究 被引量：6

4

作者 陈学嘉 陈梦成 黄诚 《铁道建筑》 北大核心 2011年第4期141-144,共4页

利用有限元方法,对往复荷载下圆中空夹层钢管混凝土压弯构件的荷载—位移全过程进行了计算,有限元模型中考虑了往复荷载下混凝土的刚度和强度退化,同时考虑了钢材的包兴格效应,计算结果与试验结果符合较好。在此基础上,分析了构件名义... 利用有限元方法,对往复荷载下圆中空夹层钢管混凝土压弯构件的荷载—位移全过程进行了计算,有限元模型中考虑了往复荷载下混凝土的刚度和强度退化,同时考虑了钢材的包兴格效应,计算结果与试验结果符合较好。在此基础上,分析了构件名义含钢率、轴压比、长细比、空心率等对该类构件荷载—位移滞回骨架曲线的影响。最后,提出了一种简化的圆中空夹层钢管混凝土压弯构件荷载—位移滞回关系模型。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土 往复荷载 有限元 滞回模型

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圆中空夹层钢管RPC轴心受压短柱的试验研究 被引量：5

5

作者 唐昌辉 欧阳鹏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2427-2433,共7页

对13根圆中空夹层钢管RPC(活性粉末混凝土)轴心受压短柱的受力性能进行试验研究,得到圆中空夹层钢管RPC轴心受压短柱随内钢管壁厚变化的承载力及其力学性能特性。在总结已有研究成果的基础上,给出圆中空夹层钢管RPC短柱极限承载力的计... 对13根圆中空夹层钢管RPC(活性粉末混凝土)轴心受压短柱的受力性能进行试验研究,得到圆中空夹层钢管RPC轴心受压短柱随内钢管壁厚变化的承载力及其力学性能特性。在总结已有研究成果的基础上,给出圆中空夹层钢管RPC短柱极限承载力的计算建议公式,并通过ABAQUS有限元软件对试验全过程进行模拟分析,计算得到的承载力和荷载-应变曲线与试验结果较吻合。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管RPC 内钢管壁厚 极限承载力 有限元软件ABAQUS

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单边螺栓连接圆中空夹层钢管混凝土柱节点拟静力试验研究 被引量：2

6

作者 王静峰 郭翔 +1 位作者 张娜 郭磊 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第8期1095-1101,共7页

为了获悉中空夹层钢管混凝土柱节点在地震作用下的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢梁单边螺栓端板连接节点的拟静力试验,分析了端板形式和柱截面空心率对此类节点性能和破坏模式的影响;详细观察了节点... 为了获悉中空夹层钢管混凝土柱节点在地震作用下的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢梁单边螺栓端板连接节点的拟静力试验,分析了端板形式和柱截面空心率对此类节点性能和破坏模式的影响;详细观察了节点在低周反复荷载作用下的受力全过程和破坏特征,分析此类节点的滞回曲线、骨架曲线、强度及刚度退化规律、耗能能力等抗震性能指标。试验结果表明:此类端板连接节点具有典型的半刚性特征,连接可靠,耗能效果良好;在相同空心率条件下,外伸端板连接节点的极限承载力、耗能能力要高于平齐端板连接节点;在相同端板形式条件下,节点的极限承载力和耗能能力随着柱截面空心率的增大而减小。研究成果可为我国半刚性中空夹层钢管混凝土结构的设计与应用提供科学依据。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土 单边螺栓 节点 抗震性能 拟静力试验

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圆中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭性能研究

7

作者 任庆新 曹志辉 王庆贺 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第1期54-61,共8页

目的 研究圆中空夹层钢管混凝土叠合构件的纯扭性能,为工程应用提供理论依据。方法 利用ABAQUS软件建立圆中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭有限元模型,分析其工作机理和各参数对构件纯扭性能的影响规律;最后采用叠加法提出抗扭承载力简... 目的 研究圆中空夹层钢管混凝土叠合构件的纯扭性能,为工程应用提供理论依据。方法 利用ABAQUS软件建立圆中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭有限元模型,分析其工作机理和各参数对构件纯扭性能的影响规律;最后采用叠加法提出抗扭承载力简化计算公式。结果 受扭全过程可分成弹性、弹塑性和塑性3个工作阶段;外钢管的强度、直径以及径厚比是影响构件抗扭承载力的关键参数,外钢管强度由Q235提高到Q345、Q420,抗扭承载力分别增大了21.0%和35.2%;外钢管直径由134 mm增大到154 mm、174 mm,抗扭承载力分别增大了26.9%和67.0%;外钢管径厚比由51.3减小到38.5、30.8和25.7,抗扭承载力分别增大了16.0%、31.9%和46.7%;简化计算公式得出的抗扭承载力与模拟结果的平均比值为0.903,公式计算结果偏于安全。结论 圆中空夹层钢管混凝土叠合构件具有良好的抗扭性能和延性性能,简化计算公式能满足工程设计需求。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土叠合构件 纯扭性能 工作机理 抗扭承载力

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基于径厚比变化的圆中空夹层钢管自密实混凝土短柱轴压试验研究 被引量：5

8

作者 徐鹏 刘清 +2 位作者 韩风霞 曹佃雨 宁俊 《混凝土》 CAS 北大核心 2019年第9期9-13,共5页

为研究径厚比对圆中空夹层钢管自密实混凝土短柱力学性能的影响,对9根试件进行了轴压试验,分析试件的受力情况和破坏过程。结果表明:(1)在一定范围内,随着外钢管径厚比的增大,试件的承载力基本呈线性增大,极限工程应力减小,内外钢管极... 为研究径厚比对圆中空夹层钢管自密实混凝土短柱力学性能的影响,对9根试件进行了轴压试验,分析试件的受力情况和破坏过程。结果表明:(1)在一定范围内,随着外钢管径厚比的增大,试件的承载力基本呈线性增大,极限工程应力减小,内外钢管极限应变减小,延性变差;(2)外钢管径厚比变化对短柱纵横向位移的影响较大。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管 自密实混凝土 径厚比 轴压性能

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基于空心率变化的圆中空夹层钢管自密实混凝土短柱轴压试验研究 被引量：4

9

作者 苏昊天 韩风霞 +5 位作者 郭立伟 徐鹏 玉苏普.吾不力 吕宏轩 李春 谷斌斌 《混凝土》 CAS 北大核心 2018年第2期13-15,18,共4页

为了解空心率对圆中空夹层钢管自密实混凝土短柱力学性能的影响,对9根试件进行了轴压试验。试验结果表明:在一定范围内,随着空心率的增加,短柱的承载力呈非线性降低;空心率对短柱的纵向位移影响不明显。

关键词 圆中空夹层钢管 自密实混凝土 空心率 轴压性能

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基于动力放大系数与等效单自由度体系的圆中空夹层钢管混凝土抗撞设计方法 被引量：2

10

作者 王帅峰 王蕊 +1 位作者 赵晖 郭志辉 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期59-71,共13页

中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)构件作为超高输电塔、海上平台等重要结构的承重构件,其抗撞性能是设计阶段需考虑的关键问题。因此,在前期试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了200个圆CF... 中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)构件作为超高输电塔、海上平台等重要结构的承重构件,其抗撞性能是设计阶段需考虑的关键问题。因此,在前期试验研究的基础上,采用ABAQUS有限元软件建立了200个圆CFDST柱力学模型,并进行了轴力与撞击耦合作用下的抗撞机理分析,研究了在0~0.7轴压比下不同名义含钢率、空心率、截面直径、材料强度对构件抗撞性能的影响规律;基于动力放大系数和等效单自由度方法提出了构件抗撞承载力计算公式,并预测了撞击作用下构件的跨中动力响应。结果表明:在0~0.7轴压比下,名义含钢率、外径、外钢管强度、撞击速度与撞击质量对构件跨中挠度峰值和撞击力平台值影响显著,空心率与混凝土强度影响较小;提出的简化计算方法能较好地预测圆CFDST构件的抗撞承载力和跨中位移响应。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土 抗撞性能 空心率 动力放大系数 等效单自由度法

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圆锥形中空夹层钢管混凝土构件压弯性能及承载力计算方法研究 被引量：1

11

作者 王淑红 刘向宏 +3 位作者 孙清 王建涛 张琳琳 陈赛慧 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期67-81,共15页

面向海上风电支撑结构大型化发展需求,研究了大空心率、大筒身锥度和超限径厚比下圆锥形中空夹层钢管混凝土(CFDST)构件的压弯受力全过程机理,将构件弯矩-位移曲线划分为弹性、开裂、弹塑性和破坏4个受力阶段;阐明了关键因素对圆锥形CF... 面向海上风电支撑结构大型化发展需求,研究了大空心率、大筒身锥度和超限径厚比下圆锥形中空夹层钢管混凝土(CFDST)构件的压弯受力全过程机理,将构件弯矩-位移曲线划分为弹性、开裂、弹塑性和破坏4个受力阶段;阐明了关键因素对圆锥形CFDST构件承载力和刚度的影响规律。基于截面应力积分理论提出了圆锥形CFDST构件压弯相关性曲线计算方法,分析了不同约束混凝土本构模型计算轴力-弯矩曲线的差异性,对比了规范建议压弯承载力公式和极限状态法计算结果,验证了截面应力积分理论计算方法的准确性。结果表明:筒身锥度、内外钢管径厚比与承载力和刚度呈负相关;截面空心率、轴压比小于界限值时与承载力和刚度呈正相关,反之呈负相关;内外钢管屈服强度和混凝土强度与承载力和刚度呈正相关;采用截面应力积分理论、规范压弯承载力计算公式和极限状态法均可良好描述轴力-弯矩曲线的变化规律,且具有计算效率高、准确性好的优势;研究成果可对大空心率、大锥度及超限径厚比的圆锥形中空夹层钢管混凝土构件在风电工程中的应用提供有益参考。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土构件 数值模拟 弯矩分配机制 截面应力积分理论

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圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件抗震性能 被引量：12

12

作者 史艳莉 张宸 +1 位作者 王景玄 王文达 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2019年第5期80-88,共9页

选取合理的材料本构模型和混凝土损伤指标,通过ABAQUS软件建立圆锥形中空夹层钢管混凝土构件数值模型,并采用现有试验数据进行模型验证。在此基础上建立典型算例,分析典型算例的抗震性能指标,同时描述构件的破坏模态。对轴压比、空心率... 选取合理的材料本构模型和混凝土损伤指标,通过ABAQUS软件建立圆锥形中空夹层钢管混凝土构件数值模型,并采用现有试验数据进行模型验证。在此基础上建立典型算例,分析典型算例的抗震性能指标,同时描述构件的破坏模态。对轴压比、空心率和长细比这3个对圆锥形中空夹层钢管混凝土抗震性能指标影响较为显著的参数进行分析,探究3个参数对滞回曲线极限承载力、延性系数和耗能能力的影响规律。比较圆锥形中空夹层钢管混凝土与不同截面尺寸的等截面圆中空夹层钢管混凝土抗震性能的差别,探究圆锥形中空夹层钢管混凝土与何种截面尺寸的圆中空夹层钢管混凝土可以实现抗震性能上的等效。结果表明:在一定范围内,轴压比和长细比的增大使得构件的耗能性能变差,空心率的增大使得构件的耗能性能变好,但需明确各参数的限值;截面面积减小使得构件的承载力降低、耗能性能变差;圆锥形中空夹层钢管混凝土的抗震性能与距其底部1/4高度处截面大小的圆中空夹层钢管混凝土等效。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土 数值分析 抗震性能 压弯构件

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大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件滞回性能研究 被引量：8

13

作者 史艳莉 纪孙航 +2 位作者 王文达 张宸 范家浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期75-88,共14页

为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线... 为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线和滞回性能的影响,并建立数值模型对单调加载的压弯试件的受力机理进行分析,最后讨论了圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件侧向承载力简化计算方法。研究结果表明,两种空心率试件的破坏形态基本一致,表现为试件下部不同程度的局部破坏;往复压弯试件的P-Δ曲线较为饱满,表现出较好的滞回性能。空心率从0.6增加到0.8对试件的侧向承载力和延性影响较小,两种空心率下的峰值荷载平均相差约3%。随着轴压比增加,试件的极限荷载降低,延性逐渐变差。往复加载试件的强度退化不明显,空心率为0.8的试件刚度退化更显著。试件的平均位移延性系数为3.56,平均黏滞阻尼系数为0.322,表现出较好的耗能能力。当空心率为从0.6增加到0.8,试件的黏滞阻尼系数平均提高15%。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土 试验研究 压弯构件 滞回性能 大空心率

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圆锥形中空夹层钢管混凝土轴压短柱受力机理分析 被引量：7

14

作者 王文达 张超峰 +1 位作者 王景玄 郑龙 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2019年第3期37-45,共9页

为了研究圆锥形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的受力机理,通过有限元软件ABAQUS建立了该类构件的力学模型,并与已有试验数据进行对比,验证了模型的合理性。分析了典型构件的受力全过程荷载-应变关系曲线、钢管与混凝土之间的相互作用力、... 为了研究圆锥形中空夹层钢管混凝土轴压短柱的受力机理,通过有限元软件ABAQUS建立了该类构件的力学模型,并与已有试验数据进行对比,验证了模型的合理性。分析了典型构件的受力全过程荷载-应变关系曲线、钢管与混凝土之间的相互作用力、破坏模态和荷载分配;同时分析了空心率、锥度、钢管径厚比和混凝土强度等参数对相互作用力的影响。结果表明:典型构件荷载-应变关系曲线可分为弹性段、弹塑性段、下降段和稳定段4个阶段;构件破坏是由外钢管向外鼓曲所导致的,破坏截面约在0.8H(H为构件高度)柱高处;锥度和空心率的改变对构件破坏截面位置影响较大,随着锥度和空心率的增大,破坏截面位置逐渐向柱顶靠近;影响外钢管与混凝土之间相互作用力的主要因素有空心率、锥度、外钢管径厚比、外钢管屈服强度和混凝土强度;影响内钢管与混凝土之间相互作用力的主要因素有空心率、锥度和外钢管屈服强度;内钢管径厚比与内钢管屈服强度对混凝土与内、外钢管之间的相互作用力影响较小,可不作为主要参数进行分析。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土 轴压 空心率 荷载-位移曲线 受力机理

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中空夹层钢管混凝土柱与组合梁单边螺栓连接节点抗震试验研究 被引量：4

15

作者 王静峰 吴顺成 张猛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第5期655-663,共9页

为了深入研究装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个中柱节点的水平低周反复加载试验。试件由圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边紧固高强螺栓和平齐或外伸端板连接组成。文中... 为了深入研究装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个中柱节点的水平低周反复加载试验。试件由圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边紧固高强螺栓和平齐或外伸端板连接组成。文中详细研究了试件破坏形式和组合楼板的裂缝分布规律,分析了滞回曲线、强度和刚度退化规律及耗能能力等,采用欧洲相关规范评价了此类装配式组合框架节点的刚性。试验结果表明,端板形式和柱截面空心率对此类装配式组合框架节点的承载力和耗能能力有明显影响。当端板形式相同时,柱截面空心率为0.61的节点承载力和总耗能比柱截面空心率为0.73的节点有明显提高;当柱截面空心率相同时,外伸端板连接节点的承载力和总耗能优于平齐端板连接节点。分析表明,装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点为半刚性连接、部分强度节点。研究成果可为此类新型装配式组合框架在实际工程中应用提供科学理论依据。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土柱 半刚性连接 单边紧固高强螺栓 拟静力试验 抗震性能

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