圆中空钢管混凝土叠合构件纯弯性能研究 被引量：5

1

作者 任庆新 魏秋宇 丁纪楠 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期437-444,共8页

目的对圆中空钢管混凝土叠合构件纯弯性能进行有限元分析,为该类构件设计提供计算依据。方法首先利用已有试验验证模型的准确性;其次应用有限元软件ABAQUS对典型构件的弯矩-挠度曲线进行分析,定义4个特征点,研究不同特征点处试件的工作... 目的对圆中空钢管混凝土叠合构件纯弯性能进行有限元分析,为该类构件设计提供计算依据。方法首先利用已有试验验证模型的准确性;其次应用有限元软件ABAQUS对典型构件的弯矩-挠度曲线进行分析,定义4个特征点,研究不同特征点处试件的工作机理,分析不同参数对构件抗弯承载力的影响;最后应用叠加原理和极限平衡原理推导出圆中空钢管混凝土叠合构件纯弯承载力简化计算公式。结果钢管直径由80 mm增加到100 mm、120 mm,即空心率由0.137增加到0.221、0.325时,承载力分别降低了5.2%和19.5%;建议的纯弯承载力简化公式计算结果与试验结果吻合良好。结论圆中空钢管混凝土叠合构件在减轻自重的条件下具有较好的承载能力和延性,可以满足工程需要。 展开更多

关键词 圆中空钢管混凝土叠合构件 纯弯性能 有限元模拟 工作机理 承载力计算

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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

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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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大跨劲性骨架钢管混凝土拱桥新型栓焊节点叠合构件偏压力学性能研究

3

作者 于鹏 郭子康 +1 位作者 云惟经 郭晓 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期29-46,共18页

在地形复杂、条件恶劣地区的大跨钢管混凝土拱桥建设中,拱肋采取传统焊缝连接施工难度高且节点质量无法保障.在此基础上提出了一种新型栓焊节点,有效降低施工难度的同时保障了节点质量.采用钢管混凝土新型栓焊节点与外包混凝土组成的劲... 在地形复杂、条件恶劣地区的大跨钢管混凝土拱桥建设中,拱肋采取传统焊缝连接施工难度高且节点质量无法保障.在此基础上提出了一种新型栓焊节点,有效降低施工难度的同时保障了节点质量.采用钢管混凝土新型栓焊节点与外包混凝土组成的劲性骨架(叠合构件)作为拱肋不仅能提升结构承载力,还能改善节点与外包混凝土之间的黏结性能,具有广阔应用前景.由于拱肋受力特点为小偏心受压,为研究钢管混凝土新型栓焊叠合构件的偏压力学性能,开展了缩尺钢管混凝土叠合构件偏压试验,研究不同节点形式下(焊缝连接、栓焊连接)叠合构件之间的力学性能差异,并通过有限元分析进一步探讨了叠合构件的力学行为以及栓焊节点设计的影响.结果表明,小偏压下钢管混凝土部分提供叠合构件的主要承载力,增加外包混凝土中配筋数量能有效提高叠合构件承载力.新型栓焊节点在满足节点安全施工的前提下为叠合构件提供了更加优良的节点性能,提高节点稳定性的同时增强了节点与外包混凝土之间的相互作用,保证叠合构件承载力的同时又提升了延性.当采用钢管混凝土栓焊节点连接形式时,栓焊弧长比应控制在2.00以内. 展开更多

关键词 劲性骨架钢管混凝土拱桥 栓焊节点 叠合构件 偏压 力学性能 数值分析

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中空夹层铝管-混凝土-钢管组合构件受弯试验

4

作者 宁春珍 曾翔 +1 位作者 曾伟哲 许斌 《混凝土》 北大核心 2025年第6期5-10,共6页

开展了中空夹层铝管-混凝土-钢管(ACSDST)组合构件的受弯力学性能研究,对ACSDST梁试件进行了四点弯曲试验,分析了试件的破坏形态、弯矩-曲率曲线、抗弯刚度和受弯承载力。试验结果表明,ACSDST组合梁因受拉侧铝合金管(外管)开裂而发生破... 开展了中空夹层铝管-混凝土-钢管(ACSDST)组合构件的受弯力学性能研究,对ACSDST梁试件进行了四点弯曲试验,分析了试件的破坏形态、弯矩-曲率曲线、抗弯刚度和受弯承载力。试验结果表明,ACSDST组合梁因受拉侧铝合金管(外管)开裂而发生破坏,破坏后受压区铝合金管(外管)出现不同程度的向外鼓曲。将国内外相关规范的抗弯刚度计算结果与试验抗弯刚度进行对比分析表明,EC4(2004)规范和AIJ(1997)规范的设计方法分别是预测ACSDST截面初始抗弯刚度和正常使用阶段截面抗弯刚度的最好方法。通过结合铝合金管混凝土组合轴压强度计算式,中空夹层钢管混凝土受弯承载力计算式能对ACSDST截面受弯承载力进行较好地预测。 展开更多

关键词 中空夹层铝管-混凝土-钢管组合构件 弯曲试验 抗弯刚度 受弯承载力

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方中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭性能研究

5

作者 任庆新 蔡雨晨 王庆贺 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第6期984-993,共10页

目的研究方中空夹层钢管混凝土叠合构件的纯扭性能,提出抗扭承载力计算公式。方法运用ABAQUS有限元分析软件建立方中空夹层钢管混凝土叠合构件有限元模型,分析其受扭工作机理和影响构件承载力的重要参数,最后通过叠加法得出抗扭承载力... 目的研究方中空夹层钢管混凝土叠合构件的纯扭性能,提出抗扭承载力计算公式。方法运用ABAQUS有限元分析软件建立方中空夹层钢管混凝土叠合构件有限元模型,分析其受扭工作机理和影响构件承载力的重要参数,最后通过叠加法得出抗扭承载力计算公式。结果受力全过程可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段;在弹性阶段,各部件之间协同作用,产生相互作用力,但相对较小;在弹塑性阶段,外部混凝土与钢管分离,无相互作用力产生;通过分析构件在纯扭作用下的工作机理,确定了外钢管强度、直径及径厚比是影响构件抗扭承载力的重要参数;通过叠加法得出的纯扭公式计算值与有限元模拟值偏差在10%以内,公式相对可靠。结论方中空夹层钢管混凝土叠合构件具有良好的抗扭性能,笔者基于叠加原理提出的纯扭公式可精确地计算其抗扭承载力。 展开更多

关键词 方中空夹层钢管混凝土叠合构件 纯扭 有限元分析 工作机理

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火灾下中空钢管混凝土叠合短柱力学性能

6

作者 张波 秦笑笑 +1 位作者 任庆新 任宝森 《混凝土》 北大核心 2025年第2期21-25,31,共6页

为分析火灾下方中空钢管混凝土叠合短柱耐火性能,提出相应的耐火极限简化计算式。与已有试验数据对比验证有限元模型的正确性,分析叠合短柱在相对两面受火和轴压下的力学性能,揭示不同参数下叠合短柱的耐火性能,结果可知:荷载比(n)、截... 为分析火灾下方中空钢管混凝土叠合短柱耐火性能,提出相应的耐火极限简化计算式。与已有试验数据对比验证有限元模型的正确性,分析叠合短柱在相对两面受火和轴压下的力学性能,揭示不同参数下叠合短柱的耐火性能,结果可知:荷载比(n)、截面边长(B)和空心率(χ)是影响耐火极限的主要参数。荷载比由0.4增加至0.7时,叠合短柱耐火极限降低了76.5%;截面边长由200 mm增加至800 mm时,叠合短柱耐火极限增加了61.1%;空心率由10%增加至30%时,叠合短柱耐火极限降低了45.9%。方中空钢管混凝土叠合短柱具有较好的耐火性能,是一种能够满足实际工程中耐火性能需求的钢-混凝土组合结构。 展开更多

关键词 中空钢管混凝土叠合柱 轴压 相对两面受火 破坏模态 耐火性能

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圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱偏压性能分析

7

作者 王建超 王兴雨 任庆新 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期647-657,共11页

目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱的偏压性能,提出其偏压承载力计算方法。方法以长细比、偏心率、混凝土强度、纵筋配筋率及外钢管直径为参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立相应的有限元模型,考察不同参数对荷载-挠度曲线和荷载-... 目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱的偏压性能,提出其偏压承载力计算方法。方法以长细比、偏心率、混凝土强度、纵筋配筋率及外钢管直径为参数,利用ABAQUS有限元分析软件建立相应的有限元模型,考察不同参数对荷载-挠度曲线和荷载-弯矩曲线的影响,并进行工作机理分析;最后基于叠加理论给出偏压承载力计算方法。结果圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在偏压状态下的受力全过程可分为弹性、弹塑性和塑性3个阶段;长细比和偏心率是影响偏压承载力的主要因素,其中长细比由40增加到50和60时,承载力分别降低9.4%和18.9%;偏心率由0.2增加到0.4和0.6时,承载力分别降低31.0%和50.3%;由偏压承载力计算方法所得的结果与有限元模拟结果吻合较好。结论圆中空夹层钢管混凝土叠合长柱在减轻自重的情况下具有一定的承载能力和延性,偏压性能良好。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土 钢筋混凝土 中空夹层钢管混凝土叠合柱 长柱 偏心受压

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圆中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭性能研究

8

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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矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱轴压性能研究

9

作者 任庆新 付然 王庆贺 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期212-222,共11页

目的 研究矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压性能,提出轴压稳定承载力实用计算方法。方法 基于ABAQUS有限元分析软件,建立矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱有限元模型,分析其在不同参数下的工作机理;采用叠加原理并结合现行相关规范... 目的 研究矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压性能,提出轴压稳定承载力实用计算方法。方法 基于ABAQUS有限元分析软件,建立矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱有限元模型,分析其在不同参数下的工作机理;采用叠加原理并结合现行相关规范,给出适用于矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压稳定承载力计算公式。结果 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的破坏形态表现为在构件的中间位置产生侧向挠曲,最终因丧失稳定而破坏;长细比λ和外围混凝土强度fcu, out是影响叠合长柱轴压峰值荷载的关键参数;当λ由29增加到42和55时,峰值荷载分别降低7.3%和15.3%;当fcu, out由40 MPa提高到60 MPa和80 MPa时,峰值荷载分别提高21.4%和44.8%;轴压承载力简化计算公式与有限元模拟所得结果之比的均值和变异系数分别为0.927和0.017。结论 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱具有良好的抗压性能和初始刚度,所提出的简化计算公式可为实际工程应用提供计算依据。 展开更多

关键词 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱 轴压性能 稳定承载力 有限元分析

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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

10

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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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：16

11

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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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：7

12

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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圆中空夹层钢管混凝土压扭构件工作机理研究 被引量：6

13

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压弯构件滞回模型研究 被引量：6

14

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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圆中空钢管混凝土叠合长柱轴压性能研究 被引量：4

15

作者 任庆新 魏秋宇 +2 位作者 王鹏 李永进 王庆贺 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期410-417,共8页

目的建立圆中空钢管混凝土(CHCCFST)叠合长柱轴心受压有限元模型,分析关键参数对其力学性能的影响,为该类叠合构件轴压承载力的计算提供依据。方法首先通过现有试验数据对有限元模型的准确性与合理性进行检验;其次利用有限元模型对典型C... 目的建立圆中空钢管混凝土(CHCCFST)叠合长柱轴心受压有限元模型,分析关键参数对其力学性能的影响,为该类叠合构件轴压承载力的计算提供依据。方法首先通过现有试验数据对有限元模型的准确性与合理性进行检验;其次利用有限元模型对典型CHCCFST叠合长柱轴压性能的荷载-柱中挠度曲线特征点进行分析,揭示不同参数下CHCCFST叠合长柱的轴压工作机理;最后基于现有规范中的稳定系数φ提出CHCCFST叠合长柱轴心受压承载力的简化计算公式。结果混凝土强度(f_(cu))和长细比(λ)是影响圆中空钢管混凝土叠合长柱轴压性能的关键参数;当混凝土强度等级由C40增加到C60与C80时,叠合长住轴压承载力分别增加了42.4%和62.8%;当叠合柱长细比由36减少到30与24时,叠合长住轴压承载力分别增加了31.5%和44.4%;CHCCFST叠合长柱轴压承载力简化计算结果与有限元和试验结果均符合较好。结论圆中空钢管混凝土叠合长柱在轴心受压作用下具有较好的承载能力和刚度,是一种满足实际工程需要的新型叠合构件。 展开更多

关键词 圆中空钢管混凝土叠合长柱 轴压性能 有限元分析 轴压承载力计算

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中空角钢-钢管混凝土叠合柱轴压性能研究

16

作者 张波 秦笑笑 徐光朋 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第4期627-635,共9页

目的研究中空角钢-钢管混凝土叠合柱的轴压性能,给出相应的轴压承载力简化计算公式。方法采用有限元法对叠合构件荷载-应变关系计算,与已有试验数据对比验证;在此基础上,分析叠合构件破坏模态、内力分布以及接触应力等工作机理;以不同... 目的研究中空角钢-钢管混凝土叠合柱的轴压性能,给出相应的轴压承载力简化计算公式。方法采用有限元法对叠合构件荷载-应变关系计算,与已有试验数据对比验证;在此基础上,分析叠合构件破坏模态、内力分布以及接触应力等工作机理;以不同材料强度下空心率和含钢率为主要参数分析叠合柱轴压承载力。结果空心率由30%增加至50%和70%时,叠合柱极限承载力分别降低了9.64%和22.69%;含钢率由5.0%增加至6.0%和7.0%时,叠合柱极限承载力分别增大了8.72%和16.21%。引入混凝土强度增强系数k后得到的轴压承载力公式计算结果与有限元结果最大误差为2.8%,简化计算公式可以较好地预测构件轴压承载力。结论中空角钢-钢管混凝土叠合柱具有较好的轴压承载能力,可满足工程应用。 展开更多

关键词 中空角钢-钢管混凝土叠合柱 轴压性能 混凝土强度增强系数 承载力简化计算

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圆中空夹层钢管混凝土叠合柱偏压力学性能研究 被引量：4

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作者 丁纪楠 任庆新 +1 位作者 王庆贺 包龙生 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期411-419,共9页

目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合柱在偏心受压作用下的力学性能,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法采用有限元软件ABAQUS建立精细化非线性分析模型,在模型可靠性得到验证的基础上,对构件进行受力全过程分析。研究叠合柱在不... 目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合柱在偏心受压作用下的力学性能,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法采用有限元软件ABAQUS建立精细化非线性分析模型,在模型可靠性得到验证的基础上,对构件进行受力全过程分析。研究叠合柱在不同破坏模态下的工作机理,量化组成部件的内力分配和相互作用关系,考察不同参数对N_(u)-M_(u)曲线的影响。结果增大偏心率,试件的初始刚度和偏压承载力降低,延性提高;名义含钢率由7.1%增至19.8%时,偏压承载力提高了87.5%。结论圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱在偏心受压作用下界限破坏的标志为外钢管达到受拉屈服时,受压区边缘的混凝土被压碎;增大钢管屈服强度和名义含钢率可提高试件的偏压承载力。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土叠合柱 组合构件:偏心受压 有限元分析 破坏模态

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方中空夹层钢管混凝土叠合构件抗弯性能研究

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作者 李明伦 王庆贺 +2 位作者 任庆新 贺洪霞 丁纪楠 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期804-812,共9页

目的 基于方中空夹层钢管混凝土叠合构件抗弯性能有限元分析,研究构件抗弯受力状态,提出抗弯承载力计算方法。方法 建立并验证方中空夹层钢管混凝土受弯构件有限元模型,定义构件荷载-跨中挠度曲线上5个力学特征点,分析不同特征点处试件... 目的 基于方中空夹层钢管混凝土叠合构件抗弯性能有限元分析,研究构件抗弯受力状态,提出抗弯承载力计算方法。方法 建立并验证方中空夹层钢管混凝土受弯构件有限元模型,定义构件荷载-跨中挠度曲线上5个力学特征点,分析不同特征点处试件截面应力分布。研究空心率、配筋率、材料强度、截面径宽比等因素对构件抗弯承载力与抗弯刚度的影响。采用叠加法提出构件抗弯承载力计算公式。结果 方中空夹层钢管混凝土叠合构件抗弯性能受纵筋配筋率与外部混凝土强度影响显著。采用叠加法得到的构件抗弯承载力计算结果与有限元结果之比的平均值和标准差分别为1.030和0.080。结论 方中空夹层钢管混凝土叠合构件具有较好的抗弯性能,基于叠加原理得出的简化公式可较好计算其抗弯承载力。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土 叠合柱 有限元分析 抗弯性能 受弯承载力

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圆CFRP-钢管混凝土压弯构件滞回性能试验研究 被引量：18

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作者 车媛 王庆利 +1 位作者 邵永波 侯婷婷 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期46-54,共9页

进行了12个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的滞回性能试验研究。试验结果表明,CFRP对圆钢管混凝土有很好的环向约束和纵向增强作用,钢管的局部屈曲得到了延缓或消除。所有试件的跨中荷载-挠度曲线和弯矩-曲率曲线均较为饱满,表现出很好的滞... 进行了12个圆CFRP-钢管混凝土压弯构件的滞回性能试验研究。试验结果表明,CFRP对圆钢管混凝土有很好的环向约束和纵向增强作用,钢管的局部屈曲得到了延缓或消除。所有试件的跨中荷载-挠度曲线和弯矩-曲率曲线均较为饱满,表现出很好的滞回性能。在加载后期,无轴压力试件的承载力无下降,而有轴压力试件的承载力明显下降。对试验结果的分析表明,钢管和CFRP在纵向和环向都可以协同工作;同一点的纵向应变和环向应变异号;试件的挠曲线均近似为正弦半波曲线。计算表明,强度退化不显著,轴压比和纵向CFRP增强系数的增大可以提高试件的抗弯承载力和刚度,同时减缓刚度退化,但会降低试件的延性和累积耗能,而轴压比在一定范围内对试件的抗震性能是有利的。 展开更多

关键词 圆CFRP-钢管 内填混凝土 压弯构件 滞回性能

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圆CFRP-钢管混凝土构件受弯性能研究 被引量：27

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作者 王庆利 叶茂 周琳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第10期30-38,共9页

进行16个圆截面CFRP-钢管混凝土构件受弯的试验研究。结果表明,对于包裹纵向CFRP的构件,其弯矩-曲率曲线总体上可以划分为以下三个阶段,即弹性段、弹塑性段和软化段;构件的极限弯矩提高率随着纵向CFRP层数的增大或钢管外径的减小而增大... 进行16个圆截面CFRP-钢管混凝土构件受弯的试验研究。结果表明,对于包裹纵向CFRP的构件,其弯矩-曲率曲线总体上可以划分为以下三个阶段,即弹性段、弹塑性段和软化段;构件的极限弯矩提高率随着纵向CFRP层数的增大或钢管外径的减小而增大;纵向CFRP可显著提高构件的抗弯刚度。试验结果还表明,从加载开始到极限弯矩,钢管和CFRP在环向和纵向都可以协同工作;纵向受拉的钢管对核心混凝土没有环向套箍作用。在大约0.7倍的极限弯矩之前,纵向应变沿截面高度的分布基本符合平截面假定;构件的挠曲线基本为正弦半波曲线。应用纤维模型法分析圆CFRP-钢管混凝土受弯构件的弯矩-曲率曲线,计算结果与试验结果吻合良好,且总体上偏于安全。 展开更多

关键词 圆CFRP-钢管 内填混凝土 受弯构件 试验研究 数值分析

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