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波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究 被引量:21
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作者 贺文涛 刘保东 +1 位作者 撖刚 孙胜玮 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2019年第1期104-111,共8页
以某四跨简支板桥实际工程的加固改造方案为依托,对加固桥梁进行合理简化,建立了有限元分析模型。经过计算得到桥梁在加固后各关键截面的变形、内力和应力,将加固后桥梁在荷载作用下的反应与现行规范进行对比分析。结果表明:加固桥梁的... 以某四跨简支板桥实际工程的加固改造方案为依托,对加固桥梁进行合理简化,建立了有限元分析模型。经过计算得到桥梁在加固后各关键截面的变形、内力和应力,将加固后桥梁在荷载作用下的反应与现行规范进行对比分析。结果表明:加固桥梁的最大挠度为规范限值的3.18%,混凝土拱最大压应力为规范限值的7.61%,最大拉应力为规范限值的42.45%,钢材的最大应力为规范限值的18.77%;加固后,在车辆荷载作用下旧桥的最大弯矩降低81.19%,最大剪力降低60.99%。因此,将波纹钢-混凝土组合结构用于旧桥加固改造中,施工简便,能够有效提高桥梁的刚度和承载能力。 展开更多
关键词 波纹钢-混凝土组合结构 桥梁 加固改造 有限元模拟
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型钢-钢纤维混凝土局部组合梁受力性能 被引量:2
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作者 伍凯 杨毅恒 +3 位作者 诸睿哲 张雁杰 梁庆庆 王世龙 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第2期153-163,共11页
为解决型钢混凝土结构的施工困难,充分发挥各部分材料的性能优势,将钢筋笼离散化为随机分布的钢纤维,并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁。对18根不同钢纤维体积率(ρ_(sf))、剪跨比(λ)、型钢受压翼缘... 为解决型钢混凝土结构的施工困难,充分发挥各部分材料的性能优势,将钢筋笼离散化为随机分布的钢纤维,并将钢纤维混凝土集中应用于受压区,形成型钢-钢纤维混凝土局部组合梁。对18根不同钢纤维体积率(ρ_(sf))、剪跨比(λ)、型钢受压翼缘上下部混凝土保护层厚度(C_(ss)、C_(sv))和型钢规格(I_(s))的组合梁试件进行四点弯试验。分析试验参数对破坏模式、荷载-挠度曲线以及破坏对称性的影响。结果表明:增大ρ_(sf)对小剪跨比试件(λ为1.5或1.7)的界面黏结性能具有积极改善作用,试件破坏模式由界面破坏转为弯扭破坏;混凝土保护层厚度须随I_(s)同步增大,确保混凝土保护层对型钢提供足够的“握裹效应”,避免或削弱弯扭变形的不利影响。通过高斯分布拟合,得到试件整体性能开始出现严重退化时的挠度退化系数,进而对构件整体性能开始出现严重退化时的挠度进行预测。 展开更多
关键词 组合结构 混凝土 纤维混凝土 破坏模式 荷载-挠度曲线 能量耗散
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钢-混凝土组合式塔筒的减振方案研究 被引量:1
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作者 申彦利 王高丰 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期116-124,共9页
为探究调谐质量阻尼器和分布式多重调谐质量阻尼器对于钢-混凝土组合式风电塔筒的震致振动的控制效果,采用数值模拟方法建立了钢混组合式塔筒的数值分析模型,基于不同类别场地环境下选取相应的地震波对3种结构进行相应的非线性时程分析... 为探究调谐质量阻尼器和分布式多重调谐质量阻尼器对于钢-混凝土组合式风电塔筒的震致振动的控制效果,采用数值模拟方法建立了钢混组合式塔筒的数值分析模型,基于不同类别场地环境下选取相应的地震波对3种结构进行相应的非线性时程分析,对比在不同场地环境下TMD对主结构的减振效果。计算结果表明,钢混组合式塔架在岩石、硬土场地和软弱土场地下地震响应更激烈;TMD结构能够有效地控制地震作用下钢-混凝土组合塔筒的振动,且D-MTMDs对震致振动控制效果优于STMD;结构对于岩石、硬土土场地环境下的控制效果略优于其他场地。 展开更多
关键词 -混凝土组合塔筒 地震响应 非线性分析 振动控制 分布式多重调谐质量阻尼器
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基于截面分类的U形钢-混凝土组合梁外包钢板件宽厚比限值
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作者 程睿 余元林 +1 位作者 章珈瑜 张青峰 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期66-77,共12页
为研究U形钢-混凝土组合梁(U形钢组合梁)基于截面分类的外包钢板件宽厚比限值,对5根U形钢组合梁试件进行单调静力加载试验,分析不同外包钢腹板受压区高厚比及受压翼缘宽厚比情况下U形钢组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线及塑性变形能力... 为研究U形钢-混凝土组合梁(U形钢组合梁)基于截面分类的外包钢板件宽厚比限值,对5根U形钢组合梁试件进行单调静力加载试验,分析不同外包钢腹板受压区高厚比及受压翼缘宽厚比情况下U形钢组合梁的破坏模式、荷载-位移曲线及塑性变形能力。试验结果表明,外包钢板件宽厚比对U形钢组合梁的屈曲变形和塑性变形能力有直接影响,所有试件在达到峰值承载力前均发生了局部屈曲,破坏模式为弯曲塑性破坏。有限元参数分析结果表明,外包钢腹板与受压翼缘之间的非线性行为相互影响,板件的屈曲时刻随着相邻板件宽厚比的增大而提前,增大外包钢板件宽厚比会降低U形钢组合梁的塑性发展程度。基于试验与有限元参数分析结果,提出U形钢组合梁的Ⅱ类截面(Class 2)外包钢板件宽厚比限值建议,并将提出的限值与规范限值进行对比分析,结果表明,该限值更符合U形钢组合梁的真实受力性能,可在一定程度上更加充分地发挥其结构优势。 展开更多
关键词 U形-混凝土组合 截面分类 宽厚比 试验研究 有限元分析
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钢-混组合桥面混凝土层横向受力的弹性地基梁比拟模型
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作者 叶华文 何建希 +2 位作者 潘威洲 周渝 邓雪峰 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期90-97,109,共9页
钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定,针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题,根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点,将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁,建立了轮载下... 钢-混组合桥面板的混凝土铺装层设计参数多由工程经验确定,针对因缺乏明确的受力机制分析而容易导致其结构开裂或不经济的问题,根据正交异性钢-混组合桥面板构造特点,将混凝土铺装层横桥向受力比拟为弹性地基上的无限长梁,建立了轮载下混凝土层横桥向效应的理论分析模型,推导了混凝土层横桥向弹性变形、受力和有效作用范围的解析式。以实际正交异性钢-混组合桥面构造为原型,设计和实施了足尺模型静载试验,还进行了空间有限元仿真分析,结果证明了弹性地基梁比拟模型的合理性。因横隔板和刚性混凝土层约束,偏载下U肋扭转变形可忽略不计;轮载横桥向有效作用范围不超过5个U肋中心距。基于有限元的参数分析表明:栓钉布置和横隔板对混凝土层横桥向受力影响很显著。在所提的混凝土铺装层设计参数取值范围内,提出的横桥向受力计算公式适用于正交异性钢混组合桥面设计。 展开更多
关键词 -组合桥面 轮载作用 弹性地基梁 混凝土铺装层 横向受力
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火灾下钢-混凝土组合墙抗爆机理分析与变形预测
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作者 赵子诚 赵晖 +1 位作者 李世强 马小敏 《爆炸与冲击》 北大核心 2025年第10期85-100,共16页
双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete-steel composite wall,SCS墙)已在超高层建筑、核电站等重要工程中得到应用,火灾与爆炸通常同时发生,而高温会显著降低钢材和混凝土的力学性能,从而导致结构构件的抗爆性能严重退化。为此,采用ABAQU... 双钢板-混凝土组合墙(steel-concrete-steel composite wall,SCS墙)已在超高层建筑、核电站等重要工程中得到应用,火灾与爆炸通常同时发生,而高温会显著降低钢材和混凝土的力学性能,从而导致结构构件的抗爆性能严重退化。为此,采用ABAQUS有限元软件,建立了120个火灾-爆炸耦合作用下SCS墙分析模型。首先,基于已有的火灾下耐火极限试验和常温下爆炸试验对有限元模型进行了验证;其次,分析了火灾-爆炸耦合作用下SCS墙的工作机理,重点研究了受火时间、爆炸当量、含钢率、材料强度、钢筋连接间距与轴压比对抗爆性能的影响;最后,基于等效单自由度模型提出了火灾-爆炸耦合作用下SCS墙跨中最大挠度的预测公式。结果表明:SCS墙在火灾与爆炸耦合作用下主要表现为整体受弯破坏;随着受火时间的增长,受火面钢板耗能占比降低,背火面钢板的塑性变形逐渐成为墙体的主要耗能机制;受火时间、爆炸当量和钢材强度对火灾下SCS墙的抗爆性能影响明显,而混凝土强度影响较小;基于等效单自由度模型提出的计算公式可较好预测火灾与爆炸耦合作用下SCS墙的跨中最大挠度。 展开更多
关键词 抗爆性能 -混凝土组合 火灾 变形预测 轴压比
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钢桁腹-混凝土组合箱梁外接式节点疲劳性能试验研究
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作者 谭映梁 祝兵 +3 位作者 崔圣爱 毕昕宇 张振 卢宝洁 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期100-108,共9页
为研究钢桁腹-混凝土组合外接式节点的疲劳性能,并验证该结构应用于高速铁路桥梁的可靠性,设计制作了两个缩尺比为1∶3的节点模型并开展疲劳试验,研究组合外接式节点疲劳破坏模式、荷载-位移关系和荷载-应变曲线,观察不同应力幅作用下... 为研究钢桁腹-混凝土组合外接式节点的疲劳性能,并验证该结构应用于高速铁路桥梁的可靠性,设计制作了两个缩尺比为1∶3的节点模型并开展疲劳试验,研究组合外接式节点疲劳破坏模式、荷载-位移关系和荷载-应变曲线,观察不同应力幅作用下外接式节点疲劳受力特征。结果表明:在设计应力幅作用下,组合外接式节点疲劳寿命超过251万次,节点未破坏且刚度未减小,抗疲劳性能满足要求;在1.4倍设计应力幅作用下,节点实测疲劳寿命为140万次;外接式节点的疲劳破坏模式为受拉侧外露节点板的开裂,组合外接式节点疲劳性能的控制构造细节是外露节点板与加劲板之间的焊缝连接细节;疲劳裂纹引起节点板的应力重分布,裂纹上下节点板的应变最大减小了81%,裂纹附近节点板应变最大增加了33%;根据一点法所得S-N曲线,组合外接式节点对应于设计应力幅53.2 MPa作用下的疲劳寿命,为436万次,是设计寿命的2.18倍。 展开更多
关键词 桁腹-混凝土组合 组合外接式节点 模型试验 疲劳性能 疲劳损伤
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钢-混凝土组合连续梁负弯矩区连接件优化设计
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作者 张吉仁 刘孟靓 +3 位作者 李金频 封周权 卜建清 王迪 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期119-125,135,共8页
钢-混凝土组合连续梁负弯矩区开裂问题较为突出,采用S型抗拔不抗剪连接件(URSPC)可有效降低混凝土板拉应力,但同时会产生零弯矩界面处混凝土拉应力与普通栓钉应力集中的问题。为进一步优化组合连续梁负弯矩区内S型URSPC的设计方案,首先... 钢-混凝土组合连续梁负弯矩区开裂问题较为突出,采用S型抗拔不抗剪连接件(URSPC)可有效降低混凝土板拉应力,但同时会产生零弯矩界面处混凝土拉应力与普通栓钉应力集中的问题。为进一步优化组合连续梁负弯矩区内S型URSPC的设计方案,首先研究一种用于S型URSPC的简化模拟方法,进一步提出钢-混凝土组合连续梁非线性快速建模方法。其次,以某三跨连续梁为研究对象,采用S型URSPC的组合连续梁有限元模型,对比分析组合连续梁模型的混凝土拉应力和普通栓钉应力等力学性能。最后,提出一种“抗剪过渡段”的概念,并以过渡段长度(L_(st))为参数,对比分析L_(st)为0.36、0.24和0.12倍负弯矩区长度(L_(s))等3种不同抗剪过渡段布置方案的效果。研究结果表明,采用S型URSPC连接件将导致零弯矩界面附近的普通栓钉出现应力集中现象,其Mises应力值显著高于周围栓钉应力水平,且混凝土拉应力由支座截面向跨中区域呈递减趋势,但在零弯矩界面附近又局部异常增大。增设“抗剪过渡段”可缓解零弯矩界面处的普通栓钉应力集中现象,并能够解决混凝土拉应力集中现象。3种方案均可有效降低普通栓钉的Mises应力,降低幅度最大可达34.2%。增设过渡段后零弯矩界面混凝土拉应力应力集中现象消失,拉应力下降明显,最高可达40.88%。综合不同方案的效果,以0.24L_(s)方案效果最佳。 展开更多
关键词 桥梁工程 优化设计 有限元分析 -混凝土组合连续梁 负弯矩区 抗拔不抗剪连接件 抗剪过渡段
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曲线变宽钢-混凝土叠合板组合连续梁桥设计关键技术 被引量:1
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作者 唐炜 巫山 +2 位作者 吴桢灏 孙秀贵 王巍 《桥梁建设》 北大核心 2025年第1期132-138,共7页
长益复线潇湘北路跨线桥为主跨105 m的曲线变宽钢-混凝土叠合板组合连续梁桥,为提升该桥受力性能,综合应用了叠合板技术、预应力锚固区UHPC桥面板技术、抗拔不抗剪(URSP)连接件技术以及双重组合技术。除预应力锚固区外,其余区段桥面板... 长益复线潇湘北路跨线桥为主跨105 m的曲线变宽钢-混凝土叠合板组合连续梁桥,为提升该桥受力性能,综合应用了叠合板技术、预应力锚固区UHPC桥面板技术、抗拔不抗剪(URSP)连接件技术以及双重组合技术。除预应力锚固区外,其余区段桥面板均采用由底层混凝土预制板和上层混凝土现浇层组成的叠合板,可在保证桥梁整体性和无支模施工的同时,使收缩徐变作用下混凝土板和钢梁应力较全现浇板降低。预应力锚固区采用UHPC桥面板,并在边跨增设1道预应力束,可有效避免该区域混凝土的损伤。在中支点两侧各32 m范围布置URSP连接件,可释放抗剪约束的同时保留抗拔作用,配合预应力技术可将频遇组合下的负弯矩区混凝土板压应力水平控制在1.12 MPa以内。在中支点两侧各20 m范围内负弯矩区设置混凝土底板与钢梁底板进行组合(双重组合技术),并结合组合梁顶部URSP连接件技术,可使负弯矩区组合梁形成一个倒置的“正弯矩组合梁”效应,从而降低负弯矩区钢梁底板应力。 展开更多
关键词 -组合梁桥 混凝土叠合板 预应力 UHPC URSP连接件 双重组合技术 桥梁设计
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疲劳荷载后螺栓连接的钢-混凝土组合界面摩擦性能研究
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作者 赵钰臣 邢颖 +1 位作者 李伟 郭琪 《硅酸盐通报》 北大核心 2025年第6期2111-2120,共10页
螺栓作为组合梁中新型剪力连接件,可提高结构装配化程度并避免焊接缺陷,本文对13组试件进行静力及疲劳试验,研究螺栓连接的钢-混凝土组合界面在疲劳荷载下的摩擦性能演化规律,得到了钢-混凝土组合界面的静摩擦承载力及循环荷载下的相对... 螺栓作为组合梁中新型剪力连接件,可提高结构装配化程度并避免焊接缺陷,本文对13组试件进行静力及疲劳试验,研究螺栓连接的钢-混凝土组合界面在疲劳荷载下的摩擦性能演化规律,得到了钢-混凝土组合界面的静摩擦承载力及循环荷载下的相对滑移、抗剪刚度、螺栓预紧力、磨损后摩擦系数。结果表明:摩擦抗剪连接在200万次循环后未发生疲劳破坏;螺栓预紧力在循环过程中持续衰减并与峰值荷载呈正相关,损失约为8.38%;磨损后界面的摩擦系数于10万次循环后降至最低值0.486,之后持续增大并超过初始静摩擦系数;由于咬合抗剪变化及磨粒迁移作用,磨痕深度先增大再降低,从微观尺度上揭示了混凝土界面摩擦性能疲劳的演化机理。研究结果为摩擦型螺栓剪力连接件的设计提供一定参考。 展开更多
关键词 -混凝土组合界面 螺栓连接 疲劳荷载 界面摩擦 磨损机制 微观形貌
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钢-混凝土组合预制底板受力性能的数值分析
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作者 赵发伟 张敬书 +2 位作者 帅磊 宋建新 迟东 《混凝土》 北大核心 2025年第2期138-144,共7页
研究了一种新型钢-混凝土组合预制底板,通过ABAQUS有限元分析软件对11个钢-混凝土组合预制底板进行数值模拟分析,研究了连接件间距、连接件长度、连接件钢板厚度、上层板厚度和上层板宽度对预制底板受力性能的影响,并对钢-混凝土组合预... 研究了一种新型钢-混凝土组合预制底板,通过ABAQUS有限元分析软件对11个钢-混凝土组合预制底板进行数值模拟分析,研究了连接件间距、连接件长度、连接件钢板厚度、上层板厚度和上层板宽度对预制底板受力性能的影响,并对钢-混凝土组合预制底板进行工程适用性分析,结果表明钢-混凝土组合预制底板抗弯刚度大、承载力高、抗裂性能好,可以做到施工免支撑。同时,从数理统计的角度利用Morris法对影响钢-混凝土组合预制底板受力性能的五个因素进行敏感性分析,结果表明上层板厚度和连接件间距对预制底板受力性能影响较大,参数敏感性高。 展开更多
关键词 -混凝土组合预制底板 受力性能 数值模拟 敏感性分析
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钢-混凝土混合连接预制装配式梁-柱子结构抗连续倒塌性能研究 被引量:1
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作者 谭光伟 刘中存 +6 位作者 黄华 冯德成 张海林 潘贤林 刘玮 刘彦生 钱凯 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期80-91,共12页
为研究钢-混凝土混合连接(HSCC)预制装配式梁-柱子结构的抗连续倒塌性能,设计制作了3个1/2缩尺梁-柱子结构试件,包括1个现浇钢筋混凝土试件和2个带HSCC的预制混凝土(PC)试件,并进行拟静力Pushdown试验;基于ANSYS/LS-DYNA进行有限元模拟... 为研究钢-混凝土混合连接(HSCC)预制装配式梁-柱子结构的抗连续倒塌性能,设计制作了3个1/2缩尺梁-柱子结构试件,包括1个现浇钢筋混凝土试件和2个带HSCC的预制混凝土(PC)试件,并进行拟静力Pushdown试验;基于ANSYS/LS-DYNA进行有限元模拟与参数分析,进一步研究连接参数对结构抗连续倒塌性能的影响规律。结果表明:现浇试件破坏由梁受拉钢筋断裂主导;PC试件破坏主要由边柱-梁端连接处的螺栓受剪断裂或滑牙控制;平齐端板混合连接(HSCC-FEP)试件的初始峰值荷载最高,但因螺栓滑牙导致悬链线机制未充分发展;顶底腹板角钢连接(HSCC-TSWA)试件通过顶底腹板角钢和螺栓的抗剪作用显著提升了抗拉承载力,可以有效发展悬链线机制,获得更高的极限承载力;提高螺杆强度会改变破坏模式,使破坏模式从螺栓剪断转变为梁纵筋断裂,显著增强子结构的变形能力,促进悬链线机制发展;减小跨高比有利于小变形阶段压拱机制的发展,但会显著降低结构的延性;预紧力为额定扭矩时结构的变形能力最优,过大的预紧力会抑制结构的变形能力,不利于悬链线机制发展。 展开更多
关键词 -混凝土混合连接 装配式结构 Pushdown方法 有限元分析 抗连续倒塌
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钢-混凝土组合简支桥面连续结构横向应力分析 被引量:1
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作者 胡志坚 杜威 +1 位作者 樊文胜 周知 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期34-45,共12页
针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元... 针对钢-混组合简支梁桥的桥面连续结构开裂等病害,围绕桥面连接板的横桥向应力问题,采用线弹性理论和板的偏微分方程进行分析,得出了桥面连接板挠度和应力的分布函数,建立非线性有限元模型,并进行实桥荷载试验.通过比较理论解、有限元解和实测试验结果,证实了理论解和有限元的有效性.根据得到的分布函数,发现横桥向和纵桥向上的最大拉应力出现在钢梁端部位置的连接板的上缘.此外,还分析了连接板区域尺寸变化对横桥向应力峰值的影响,包括纵梁端部距支座的长度、纵梁的间距以及连接板区域整体尺寸变化.结果表明:较小的纵梁间距和较长的纵梁端部与支撑之间的距离会导致连接板中的横向拉应力峰值增加,并提高横向拉应力在总应力中的占比,从而导致桥面连接板早于设计荷载开裂.因此对于纵梁间距较小、梁端长度较长的钢-混组合简支梁桥桥面连续结构,仅计算其纵桥向受力性能会导致计算结果偏危险,建议按照本文方法考虑横桥向应力对桥面连接板的影响. 展开更多
关键词 -混凝土组合桥(SCCBs) 桥面连接板 横桥向应力分析 有限元法(FEM) 连续桥面简支梁桥
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钢-混凝土组合框架结构倒塌动力响应特征及参数分析 被引量:1
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作者 彭修宁 赵凯 邹新 《桂林理工大学学报》 北大核心 2024年第4期621-630,共10页
为研究钢-混凝土组合框架结构中一些参数对其倒塌动力响应特征的影响,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了11个组合框架子结构模型,并采用瞬时加载法模拟关键中柱的突然失效,分析不同参数下该类结构的位移响应曲线和损伤形态。结果表明:组... 为研究钢-混凝土组合框架结构中一些参数对其倒塌动力响应特征的影响,用ANSYS/LS-DYNA有限元软件建立了11个组合框架子结构模型,并采用瞬时加载法模拟关键中柱的突然失效,分析不同参数下该类结构的位移响应曲线和损伤形态。结果表明:组合梁跨高比、栓钉纵向间距、混凝土翼板宽度、板中纵筋配筋率、水平纵向约束和荷载大小都会显著影响结构的非线性动力反应;在悬链线效应开始作用后,混凝土翼板中部会产生因剪力滞后效应造成的纵向裂缝,应对关键节点两侧横向钢筋的受剪性能予以关注;以线弹性静力方法分析钢-混凝土组合框架的动力效应时可乘以1.7~1.8的修正系数,而以塑性铰破坏机制评估组合框架的静态极限荷载时可乘以1.02~1.17的修正系数以考虑结构的非线性动力倒塌特性。 展开更多
关键词 -混凝土组合结构 动力响应 连续倒塌性能 参数分析
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栓钉初始损伤后钢-混凝土组合梁长期时变特性
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作者 都方竹 张世博 +1 位作者 邱大鹏 张月 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12601-12612,共12页
为研究栓钉初始损伤与混凝土收缩、徐变耦合效应对组合梁力学性能及时变特性的影响,提出采用实体单元模拟抗剪栓钉,构建了钢-混凝组合梁实体滑移有限元模型,并通过试验与理论计算验证了模型的有效性。考虑不同损伤工况,从承载能力、刚... 为研究栓钉初始损伤与混凝土收缩、徐变耦合效应对组合梁力学性能及时变特性的影响,提出采用实体单元模拟抗剪栓钉,构建了钢-混凝组合梁实体滑移有限元模型,并通过试验与理论计算验证了模型的有效性。考虑不同损伤工况,从承载能力、刚度退化和界面滑移分布等方面揭示了损伤后组合梁力学性能的退化规律。研究了不对称初始损伤与混凝土收缩、徐变耦合作用对组合梁竖向变形、界面滑移、应力重分布及栓钉剪力等的影响,揭示了栓钉及其附近混凝土的损伤机理和组合梁变形及截面应力增长规律。结果表明:栓钉不对称损伤会造成组合梁界面滑移分布不对称,且相同损伤程度下不对称损伤引起的界面滑移和刚度改变分别为对称损伤工况的1.37倍和1.25倍。初始损伤在与混凝土收缩徐、变耦合作用下,最大界面滑移和栓钉剪力向损伤栓钉附近转移,混凝土翼板应力降低、型钢梁应力增加,多重耦合下组合梁的竖向变形、截面应力增长可通过建立的对数增长模型进行量化表达。 展开更多
关键词 -混凝土组合 初始损伤 抗剪栓钉 混凝土收缩 混凝土徐变 时变效应
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融合图像和声纹特征识别的钢-混凝土结构磁吸爬壁机器人设计
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作者 陈冬冬 张建清 +2 位作者 张骁琳 季阳 付睿丽 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期38-43,共6页
针对钢-混凝土结构界面脱空自动化检测难题,设计了一种融合图像和声纹特征识别的爬壁机器人。首先介绍该爬壁机器人的底盘、磁吸装置、电源系统、驱动系统、图传和声纹等模块。其次,对硬件控制系统进行重点说明,通过受力分析和试验测试... 针对钢-混凝土结构界面脱空自动化检测难题,设计了一种融合图像和声纹特征识别的爬壁机器人。首先介绍该爬壁机器人的底盘、磁吸装置、电源系统、驱动系统、图传和声纹等模块。其次,对硬件控制系统进行重点说明,通过受力分析和试验测试,确定了钕铁硼永磁体提供吸附力的方案。最后,详细阐述了图像和声纹特征识别软件部分的构成与功能,其中,图像采集部分采用基于香橙派平台的图像传输解决方案,声纹识别模块由前端、中端和后端3层架构构成:前端搭载叩击和录音设备,用于激发和采集声纹;开发了声纹识别微信小程序中端,实现声纹噪声去除和有效特征提取;后端通过腾讯云和微信小程序配合,识别声纹数据并将结果返回给微信小程序。设计的融合图像和声纹特征识别的磁吸爬壁机器人能实现图像和声纹的协同采集与分析,为钢-混凝土结构界面脱空自动化检测提供有效的解决方案。 展开更多
关键词 爬壁机器人 磁吸附 图像传输 声纹识别 -混凝土结构
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公铁合建(60+100+60)m双层钢桁-混凝土组合连续梁桥设计
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作者 王蒙 《中国铁路》 北大核心 2025年第8期30-39,共10页
双层钢桁-混凝土组合连续梁桥上层采用钢弦杆+正交异性钢桥面板,下层采用密横梁体系的肋板式混凝土梁,结构刚度大,施工灵活多变,在双层桥建设中得到广泛应用。温州市域铁路S3线与温瑞快速路共线段跨温瑞塘河特大桥主桥为(60+100+60) m... 双层钢桁-混凝土组合连续梁桥上层采用钢弦杆+正交异性钢桥面板,下层采用密横梁体系的肋板式混凝土梁,结构刚度大,施工灵活多变,在双层桥建设中得到广泛应用。温州市域铁路S3线与温瑞快速路共线段跨温瑞塘河特大桥主桥为(60+100+60) m双层钢桁-混凝土组合连续梁桥,采用节段预制+早强超高性能混凝土湿接缝拼接技术施工,是目前首座公铁合建的结构类型桥梁。介绍该桥的工程概况、结构设计、整体受力情况、钢混节点局部受力情况及施工方案。主要结论如下:(1)结构整体受力满足要求,刚度较大,挠跨比为1/7 634,最大梁端转角为0.387‰rad;(2)钢混节点局部受力合理,应力集中效应不明显;(3)采用预制悬拼法施工,施工过程安全可靠,可为后续双层钢桁-混凝土组合连续梁桥建造提供参考。 展开更多
关键词 公铁合建双层桥 -混凝土组合连续梁 结构设计 湿接缝拼接 节段预制拼装
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装配式型钢全再生混凝土框架结构抗震性能试验研究 被引量:2
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作者 陈宇良 王双翼 +2 位作者 刘杰 姜锐 叶培欢 《振动与冲击》 北大核心 2025年第8期209-219,共11页
为研究装配式型钢全再生混凝土框架-再生混凝土填充墙结构的抗震性能,设计了缩尺比为1∶2.5的1榀现浇型钢混凝土框架(对照组)和2榀装配式型钢全再生混凝土框架。通过低周反复加载试验探究了装配式型钢全再生混凝土框架滞回曲线、骨架曲... 为研究装配式型钢全再生混凝土框架-再生混凝土填充墙结构的抗震性能,设计了缩尺比为1∶2.5的1榀现浇型钢混凝土框架(对照组)和2榀装配式型钢全再生混凝土框架。通过低周反复加载试验探究了装配式型钢全再生混凝土框架滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、强度退化和层间位移角等力学性能。结果表明:装配式型钢全再生混凝土框架与现浇普通混凝土框架破坏形态相似,均表现为梁端和柱底塑性铰区破坏;装配式型钢全再生混凝土框架刚度退化相较于现浇普通混凝土框架更为明显,最大降低幅度约为62.54%;带填充墙装配式型钢全再生混凝土框架耗能能力最优,比现浇型钢混凝土框架提高了约22.22%;现浇普通型钢混凝土框架与装配式型钢再生混凝土框架的强度退化系数在0.89~0.91,带填充墙装配式型钢全再生混凝土框架的强度退化系数在0.77~0.82;装配式型钢全再生混凝土框架位移延性系数约为2.14~4.63,与现浇普通混凝土结构相比最大提高幅度约为118.40%;现浇型钢普通混凝土框架与装配式型钢再生混凝土框架的极限层间位移角介于1/39~1/28。应变测试结果表明,该结构承载力主要由截面上的正应力控制,塑性铰开始形成于梁端,最后在柱底形成塑性铰,其破坏属于梁铰机制,满足强柱弱梁的抗震要求。 展开更多
关键词 装配式结构 -全再生混凝土组合结构 填充墙 低周反复试验 抗震性能
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不同波纹钢-混凝土板复合结构水下抗爆机理及损伤等级预测 被引量:1
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作者 曹克磊 付乔峰 赵瑜 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期73-89,共17页
为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁... 为探究不同波纹钢-混凝土板复合结构的水下抗爆机理,采用光滑粒子流体动力学与有限单元(FEM-SPH)耦合方法模拟混凝土板在水下接触爆炸下的损伤过程,并与试验结果对比,以验证数值方法的有效性;采用FEMSPH方法探究不同防护方案下墙面板毁伤过程及失效模式,揭示其水下防爆机理,并构建出墙面板损伤等级预测曲线。研究结果表明:模拟结果与试验结果较为吻合,验证了模拟方法的有效性;在含12 mm厚波纹钢的复合结构(T-12)、含75°夹角的波纹钢复合结构(A-75)和含厚70 mm波纹钢的复合结构(WH-70)三种防护方案下,墙面板的毁伤范围较未加固墙面板最大降幅分别为83.0%、81.6%和82.5%;预测曲线可以直观评估出炸药量和复合结构中波纹钢波高变化对墙面板损伤等级的影响。 展开更多
关键词 波纹-混凝土板复合结构 毁伤演化特征 水下抗爆机理 损伤等级预测
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新型双钢板-混凝土LNG外罐静力性能分析
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作者 袁朝庆 房宽光 +2 位作者 张证柱 张浩 李月 《压力容器》 北大核心 2025年第1期34-42,共9页
为了研究新型双钢板-混凝土LNG外罐在重力、预应力、液体压力、活荷载和内部气压等不同荷载组合下的力学性能,以16万m3新型双钢板-混凝土LNG外罐为研究对象,利用Abaqus建立新型外罐模型,施加11种荷载组合,分析新型外罐在多种静力荷载下... 为了研究新型双钢板-混凝土LNG外罐在重力、预应力、液体压力、活荷载和内部气压等不同荷载组合下的力学性能,以16万m3新型双钢板-混凝土LNG外罐为研究对象,利用Abaqus建立新型外罐模型,施加11种荷载组合,分析新型外罐在多种静力荷载下的性能。结果表明,罐顶活荷载对罐壁的影响较小;在相同荷载下,新型双钢板-混凝土LNG外罐比传统预应力混凝土LNG外罐具有更高的承载能力和更好的性能;低温环境使混凝土的承载能力有所提升,罐壁的位移有所减小;由于预应力的控制,随着泄漏液面高度的增加,罐壁的位移逐渐减小。研究的新型双钢板-混凝土LNG储罐具有良好的安全性,并有利于提高施工速度。 展开更多
关键词 -混凝土组合结构 LNG储罐 热固耦合 力学性能
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