带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点恢复力模型研究

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作者 马青 张冬芳 +1 位作者 杜琼飞 康彦彪 《四川建筑科学研究》 2024年第6期25-34,共10页

楼板(指钢筋混凝土楼板,即RC楼板)作用使组合节点的梁柱线刚度比发生变化,对其承载力、破坏形态及滞回性能的影响均较大,而现有的恢复力模型均未考虑楼板初始刚度的影响。基于带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点拟静力试验,研究了试... 楼板(指钢筋混凝土楼板,即RC楼板)作用使组合节点的梁柱线刚度比发生变化,对其承载力、破坏形态及滞回性能的影响均较大,而现有的恢复力模型均未考虑楼板初始刚度的影响。基于带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点拟静力试验,研究了试件的骨架曲线特征,提出了此类组合节点的三折线骨架曲线模型;考虑楼板对组合节点初始刚度的影响,分析了刚度退化和滞回规则,推导并建立了带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点的恢复力模型,采用试验数据验证了该恢复力模型的正确性。研究结果表明:楼板作用对节点的初始刚度影响显著,同时提高了节点的极限荷载;文中建立的恢复力模型能较准确地反映该类组合节点的滞回特性。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 组合节点 楼板作用 初始刚度 恢复力模型

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复式钢管混凝土柱-钢梁节点的抗震性能有限元分析 被引量：12

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作者 张冬芳 赵均海 +2 位作者 张玉芬 王苏 梁文彪 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2013年第1期49-59,共11页

复式钢管混凝土柱具有较高的抗压承载力,在强地震作用下具有很好的防倒塌能力,已广泛用于大跨度桥梁和超高层房屋建筑中。基于复式钢管混凝土柱-钢梁节点的试验研究,合理选择材料本构关系、破坏准则,采用ANSYS软件建立了有限元模型,以... 复式钢管混凝土柱具有较高的抗压承载力,在强地震作用下具有很好的防倒塌能力,已广泛用于大跨度桥梁和超高层房屋建筑中。基于复式钢管混凝土柱-钢梁节点的试验研究,合理选择材料本构关系、破坏准则,采用ANSYS软件建立了有限元模型,以研究该类节点在低周往复荷载作用下的抗震力学性能。有限元模拟得到的滞回曲线及骨架曲线与试验结果吻合较好,从而验证了有限元模型的合理性。在此基础上,分析了钢梁及内外钢管在受力过程中的应力分布,探索了此类节点的传力机制及最终破坏形态;最后对该类节点进行参数分析,研究了钢梁强度等级、外方钢管柱强度等级、外方钢管柱壁厚及复式钢管混凝土柱轴压比对节点受力性能的影响,供此类新型节点的试验设计及工程应用参考。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱-钢梁节点 有限元分析 滞回曲线 骨架曲线 破坏形态

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复式钢管混凝土柱-钢梁节点累积耗能性能研究 被引量：5

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作者 张冬芳 赵均海 +1 位作者 张常光 张玉芬 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2017年第1期59-68,共10页

为研究外方内圆复式钢管混凝土柱-钢梁节点的累积耗能性能,对6个组合节点试件和1个方钢管混凝土柱-钢梁节点对比试件进行了低周往复荷载作用下的试验研究和参数分析,探讨了节点的各项耗能指标及影响参数。结果表明:此类组合节点试件具... 为研究外方内圆复式钢管混凝土柱-钢梁节点的累积耗能性能,对6个组合节点试件和1个方钢管混凝土柱-钢梁节点对比试件进行了低周往复荷载作用下的试验研究和参数分析,探讨了节点的各项耗能指标及影响参数。结果表明:此类组合节点试件具有良好的滞回耗能能力,其中锚固腹板加肋和竖向肋板外伸长度120mm的节点试件累积耗能能力较好,且累积损伤对节点滞回耗能影响不明显;其余节点试件的梁端位移角达到1/23时,试件开始有累积损伤,滞回耗能下降幅度不超过10%,累积损伤对其影响不严重;复式钢管混凝土柱-钢梁节点的累积耗能各项指标均优于方钢管混凝土柱-钢梁节点;节点试件的累积耗能随着梁柱弯矩比的增大而有所提高,随竖向肋板外伸长度和梁柱线刚度比的增大也有所提高,但有一定限值。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱-钢梁节点 累积耗能 累积塑性变形率 累积损伤 参数分析

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复式钢管混凝土柱-钢梁空间节点有限元研究 被引量：7

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作者 徐亚丰 陈谦 朱绍杰 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第1期27-37,共11页

目的研究复式钢管混凝土柱(CFST)与钢梁连接空间节点的抗震性能,为复式钢管混凝土结构空间节点的后续研究与应用提供参考.方法运用有限元模拟软件ABAQUS建立了外加强环式复式钢管混凝土柱与H型钢梁节点的空间模型,通过选取计算单元、设... 目的研究复式钢管混凝土柱(CFST)与钢梁连接空间节点的抗震性能,为复式钢管混凝土结构空间节点的后续研究与应用提供参考.方法运用有限元模拟软件ABAQUS建立了外加强环式复式钢管混凝土柱与H型钢梁节点的空间模型,通过选取计算单元、设定接触关系、施加载荷等一系列建模过程,建立了3种不同参数下的6个模型,考察不同加载方式、不同混凝土强度等级及核心混凝土的存在对空间节点的抗震性能的影响.结果空间双向加载制度2对空间节点的承载力、刚度、变形性能和耗能性能影响较大,与平面加载方式相比,承载力下降了14.3%,累积耗能降低15%,刚度退化明显;随着混凝土强度等级的提高,节点的承载力越高,混凝土强度等级的变化对刚度退化影响越不明显;核心混凝土的存在有效地提高了节点承载力,延缓了节点刚度的退化速度.结论实心高强复式钢管混凝土柱与钢梁空间节点在双向加载作用下的抗震性能较平面节点试件的抗震性能要差,应加强空间节点抗震试验方法的研究. 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 空间节点 抗震性能 有限元分析

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盖板式外加强环复式钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能研究 被引量：1

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作者 孙香红 孙华腾 郭潇洒 《四川建筑科学研究》 2019年第4期36-41,共6页

在外加强环式节点的基础上,提出了一种新型盖板式外加强环复式钢管混凝土柱-钢梁节点。利用有限元软件ABAQUS建立了1个普通外加强环节点和12个新型节点并进行了低周反复加载模拟,通过对比与变参研究了轴压比、盖板长厚比和柱环径厚比对... 在外加强环式节点的基础上,提出了一种新型盖板式外加强环复式钢管混凝土柱-钢梁节点。利用有限元软件ABAQUS建立了1个普通外加强环节点和12个新型节点并进行了低周反复加载模拟,通过对比与变参研究了轴压比、盖板长厚比和柱环径厚比对新型节点抗震性能的影响。研究表明:新型盖板式外加强环复式钢管混凝土柱钢梁节点比普通外加强环式节点的抗震性能好,并且有效地避免了外加强环和复式钢管混凝土柱接触部分应力集中现象;新型节点在合理的轴压比、盖板长厚比与柱环径厚比范围内,具有较好的抗震性能。新型盖板式外加强环复式钢管混凝土柱-钢梁节点更加适用于工程设计及应用。 展开更多

关键词 盖板式 复式钢管混凝土柱 节点 有限元 抗震性能

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复式钢管混凝土柱装配式连接锚固性能试验研究 被引量：1

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作者 范光明 王卫华 +1 位作者 徐哲人 蔡敏伟 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1331-1345,共15页

预制混凝土构件通常采用先拼接后灌浆的连接方式,一旦灌浆不密实,将存在严重安全隐患。为了解决装配式复式钢管混凝土结构的连接问题,探索更方便可靠的连接方式,将先灌浆后插筋的连接方式运用到装配式复式钢管混凝土柱的连接中,系统研... 预制混凝土构件通常采用先拼接后灌浆的连接方式,一旦灌浆不密实,将存在严重安全隐患。为了解决装配式复式钢管混凝土结构的连接问题,探索更方便可靠的连接方式,将先灌浆后插筋的连接方式运用到装配式复式钢管混凝土柱的连接中,系统研究了该连接方式下装配式复式钢管混凝土柱中的钢筋锚固性能和锚固长度。并通过设计制作36个复式钢管混凝土柱的灌浆插筋锚固试件,采用拉拔试验方法研究了钢筋直径、位置、锚固长度、预制孔形式及直径、灌浆料强度、混凝土强度7个影响因素对浆锚钢筋在复式钢管混凝土柱中的锚固性能影响。研究结果表明:(1)试件的典型破坏形式包括钢筋未屈服拔出、钢筋受拉屈服拔出、钢筋拉断三种形式,主要发生钢筋屈服后试件破坏,锚固性能良好;(2)浆锚钢筋在灌浆料中的受力过程主要分为四个阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和破坏阶段;(3)预制孔直径、混凝土强度、灌浆料强度越大,锚固钢筋锚固性能越好;(4)角部浆锚钢筋的极限承载力和极限黏结应力均比中部浆锚钢筋大;(5)复合钢管混凝土柱装配式连接的锚固长度建议根据《混凝土结构设计规范》进行计算确定,且预制孔直径不小于2 d,且不宜小于32 mm。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 锚固性能 拉拔试验 灌浆插筋 黏结应力

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复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点抗震性能有限元分析

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作者 鲍宇 孙梦 《安徽建筑》 2023年第5期71-72,91,共3页

为研究梁翼缘宽厚比对复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点的抗震性能的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了4个有限元模型,对节点模型梁端施加低周往复荷载作用。结果表明,提高梁翼缘宽厚比能够提高复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点的变形能力,并... 为研究梁翼缘宽厚比对复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点的抗震性能的影响,运用ABAQUS有限元软件建立了4个有限元模型,对节点模型梁端施加低周往复荷载作用。结果表明,提高梁翼缘宽厚比能够提高复式钢管混凝土柱-H型钢梁节点的变形能力,并且随着翼缘宽厚比的增大,极限承载力和屈服荷载逐级增大,延性系数变化不明显,以及在大位移工况下,梁翼缘宽厚比对节点耗能影响较大。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 H型钢梁 翼缘宽厚比 抗震

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不同构造复式钢管混凝土足尺柱抗震性能试验 被引量：7

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作者 赵立东 曹万林 +2 位作者 阚文亮 陈泽巧 陈钱佳 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期35-45,共11页

为研究复式钢管混凝土柱的抗震性能,完成了3种截面形式、2种剪跨比共6个试件的低周反复荷载试验,各试件施加相同轴力.截面钢构形式分别为圆钢管、外圆内圆复式钢管和带分腔焊接钢板的复式钢管.分析了各试件的破坏形态、滞回特性、承载... 为研究复式钢管混凝土柱的抗震性能,完成了3种截面形式、2种剪跨比共6个试件的低周反复荷载试验,各试件施加相同轴力.截面钢构形式分别为圆钢管、外圆内圆复式钢管和带分腔焊接钢板的复式钢管.分析了各试件的破坏形态、滞回特性、承载力、刚度退化、延性和耗能.试验结果表明:除剪跨比2.2且未设置腔体构造的钢管混凝土柱外,其余试件滞回曲线饱满,抗震性能稳定;增加截面含钢率或提高剪跨比,可使试件在达到相同位移角时的滞回曲线更加饱满;设置内圆钢管和分腔焊接钢板可提高构件承载力,对较小剪跨比试件的延性改善显著;降低剪跨比可显著提高构件初始刚度,但刚度退化速度较快,累积损伤效应更加显著;各试件在达到极限位移角时,设置腔体构造的剪跨比较小试件的累积耗能更高;与试验结果进行对比,本文采用的钢管混凝土柱实用承载力计算方法结果偏于保守. 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 分腔焊接钢板 低周反复荷载试验 抗震性能 剪跨比 截面含钢率

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应用OpenSEES模拟复式钢管高强混凝土短柱轴心受压性能 被引量：3

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作者 张媛 张龙 +1 位作者 任宏伟 陈建伟 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2016年第1期156-160,共5页

基于Open SEES有限元软件对复式钢管高强混凝土短柱轴心受压性能进行模拟。考虑到钢管对混凝土的强化作用,选用Mander混凝土本构模型作为混凝土强度依据,针对外方内圆的复式钢管高强混凝土进行建模。将模拟结果与试验结果进行对比分析... 基于Open SEES有限元软件对复式钢管高强混凝土短柱轴心受压性能进行模拟。考虑到钢管对混凝土的强化作用,选用Mander混凝土本构模型作为混凝土强度依据,针对外方内圆的复式钢管高强混凝土进行建模。将模拟结果与试验结果进行对比分析。结果表明:文中Open SEES建模方式与模型参数选取合理,模拟结果与试验结果吻合较好,复式钢管高强混凝土柱的有限元分析可以参考文中的建模方式及本构模型进行。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 OPENSEES 高强混凝土 纤维模型 轴心受压

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复式空心钢管混凝土柱抗爆性能及损伤研究 被引量：10

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作者 崔莹 赵均海 +2 位作者 张常光 孙珊珊 陈兵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2015年第21期188-193,216,共7页

通过爆炸试验,对复式空心钢管混凝土柱抗爆性能及损伤程度进行研究,并结合所得试验数据进行数值模拟,分析并建立柱的损伤评估准则。结果表明:在折合距离为0.14m/kg^(1/3)试验条件的爆炸荷载作用下,复式空心钢管混凝土柱迎爆面柱中发生... 通过爆炸试验,对复式空心钢管混凝土柱抗爆性能及损伤程度进行研究,并结合所得试验数据进行数值模拟,分析并建立柱的损伤评估准则。结果表明:在折合距离为0.14m/kg^(1/3)试验条件的爆炸荷载作用下,复式空心钢管混凝土柱迎爆面柱中发生了明显的塑性弯曲变形;柱迎爆面压力峰值柱中最高、柱底次之、柱顶最小,且爆炸冲击波对迎爆面柱中造成的破坏最为强烈、柱底次之、柱顶最小;柱端部节点强度与构件整体强度协调对提升复式空心钢管混凝土柱的抗爆性能尤为重要。最终建立了基于固端约束下复式空心钢管混凝土柱中挠度的超压-冲量(P-I)损伤准则及判定公式。 展开更多

关键词 爆炸力学 复式空心钢管混凝土柱 爆炸试验 数值模拟 超压-冲量(P-I)曲线

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复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱轴压试验研究 被引量：3

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作者 王卫华 陈子健 +1 位作者 蔡敏伟 董毓利 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期180-191,共12页

在方不锈钢管混凝土中配置圆碳素钢管,可以改善方不锈钢管对核心混凝土约束效应低、变形能力差的特点,使复式不锈钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)截面具有较高的承载力、变形能力和抗火性能,减少普通钢结构的防腐和防火施... 在方不锈钢管混凝土中配置圆碳素钢管,可以改善方不锈钢管对核心混凝土约束效应低、变形能力差的特点,使复式不锈钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)截面具有较高的承载力、变形能力和抗火性能,减少普通钢结构的防腐和防火施工工序;钢管的约束效应也有利于弥补添加再生混凝土块体所带来的不利影响。开展16根复式不锈钢管高强再生块体混凝土短柱的轴压试验,考察了再生块体取代率、约束效应系数和新旧混凝土强度等参数对试件轴压力学性能的影响。研究结果表明:复式不锈钢管再生块体混凝土短柱试件的轴压承载力随再生块体取代率的增加而降低,替代率20%时承载力最大降低幅度为6.8%;试件破坏过程及破坏形态与普通复式不锈钢管混凝土短柱相似;内部圆钢管混凝土呈腰鼓型和剪切型破坏两种类型;复式不锈钢管再生块体混凝土短柱具有良好的变形能力和剩余承载力,超过峰值荷载后,荷载–位移曲线经过短暂下降,基本维持水平或略上升,所有试件的剩余承载力达到峰值荷载的63%以上。最后,提出了复式不锈钢管混凝土截面中钢管截面对核心混凝土的约束效应的简化方法,采用4种承载力计算方法进行轴压承载力的计算并对比,结果表明,考虑圆形截面部分的承载力乘以折减系数的假定具有较好的适用性,所得承载力的计算结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 复式不锈钢管混凝土柱 不锈钢 再生混凝土块体 轴压性能

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