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多腔中空薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能研究
1
作者 张潇 龚俊 +2 位作者 邵永波 黄伟峰 李紫君 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第2期86-101,共16页
为了提升中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)短柱的轴压性能,提出并设计了薄壁方套方中空夹层多腔钢管混凝土(multi-cavity concrete-filled double-skin tubular,MCFDST)短柱,对其轴压力学性能进行... 为了提升中空夹层钢管混凝土(concrete-filled double-skin steel tubular,CFDST)短柱的轴压性能,提出并设计了薄壁方套方中空夹层多腔钢管混凝土(multi-cavity concrete-filled double-skin tubular,MCFDST)短柱,对其轴压力学性能进行了试验研究。试验试件包括15个方套方MCFDST短柱试件和3个方套方CFDST短柱试件。以混凝土抗压强度、外钢管宽厚比、空心率和是否设置拉肋为参数,通过分析试件的变形、荷载−位移曲线、破坏现象和延性系数,探究了各参数对试件的极限承载力、失效模式和延性的影响。试验结果显示:混凝土抗压强度从58 MPa提升至90 MPa,试件承载力提升46%,延性系数最高降低74%;外钢管宽厚比从39降低到29,试件承载力提升12.5%,延性系数明显增大;空心率从0.31增大到0.38,试件承载力提升了1.3%,延性系数仅提升1%;增设拉肋使构件承载力提升14.2%,延性系数最高提升282%。其次,利用试验数据验证了数值建模方法的有效性和模型的正确性,并开展了大量有限元参数分析,讨论了现行规范对该短柱轴压承载力的适用性,发现日本规范AIJ的预测公式可以精确估计MCFDST短柱轴压承载力。 展开更多
关键词 方套方中空夹层多腔钢管混凝土短柱 试验研究 轴压性能 失效模式 极限承载力 延性系数
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新型防脱空预制方钢管混凝土柱轴压性能试验研究及有限元分析
2
作者 郭家逸 闫翔宇 +2 位作者 张浩泽 陈志华 白成军 《河北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期123-130,共8页
为解决方钢管混凝土柱施工过程中出现的钢管与混凝土界面脱空问题,提出一种后浇自密实灌浆料的预制方钢管混凝土柱,通过轴压试验研究其力学性能和破坏模式,并提出其轴压承载力计算公式,参数化分析预留缝隙厚度、后浇灌浆料强度等因素对... 为解决方钢管混凝土柱施工过程中出现的钢管与混凝土界面脱空问题,提出一种后浇自密实灌浆料的预制方钢管混凝土柱,通过轴压试验研究其力学性能和破坏模式,并提出其轴压承载力计算公式,参数化分析预留缝隙厚度、后浇灌浆料强度等因素对该新型防脱空预制方钢管混凝土柱轴压性能的影响规律.结果表明:浇筑自密实灌浆料的预制方钢管混凝土柱能够有效避免界面脱空现象的出现,且极限承载力高于相同强度等级现浇钢管混凝土柱,20 mm预留缝隙使用C40灌浆料后,其承载力约提升4%,峰值荷载对应位移更大,试件变形能力得到提高;提高后浇灌浆料强度等级可以有效提高其轴压性能,选取C40灌浆料时相比选用C30灌浆料极限承载力可提高4.65%. 展开更多
关键词 防脱空预制方钢管混凝土柱轴压性能 界面脱空 有限元分析
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带U形件的方钢管混凝土柱-钢梁端板连接节点抗震性能研究
3
作者 胡佳堤 聂少锋 +3 位作者 蒋鑫 姚欣梅 张犇 王俊凯 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期68-79,共12页
对带U形件的方钢管混凝土柱-钢梁端板连接节点的抗震性能进行了数值研究;在验证有限元模型正确性的基础上,研究了U形件翼缘高度、腹板宽度、中部断开长度和梁柱线刚度比对该节点破坏模式、滞回性能、骨架曲线等的影响。结果表明:该节点... 对带U形件的方钢管混凝土柱-钢梁端板连接节点的抗震性能进行了数值研究;在验证有限元模型正确性的基础上,研究了U形件翼缘高度、腹板宽度、中部断开长度和梁柱线刚度比对该节点破坏模式、滞回性能、骨架曲线等的影响。结果表明:该节点滞回曲线饱满,具有良好的抗震性能;U形件嵌入柱内混凝土并在U形件中部设置加劲肋起到了保护核心区混凝土和塑性铰外移远离节点域的作用,满足“强节点,弱构件”的抗震设计原则;U形件腹板宽度由0.58a增大至a(a为柱边长)时,节点初始转动刚度降低26.37%,延性系数降低62.86%,建议U形件腹板宽度取0.58a~0.75a;U形件中部断开长度由0增加到0.3h(h为梁高)时,节点的承载力降低不超过1%,建议断开长度不超过0.3h;梁柱线刚度比对节点抗震性能影响较大,梁柱线刚度比由0.255增加到0.549时,试件的最大弯矩增大了72%,节点初始转动刚度增加了40%;轴压比由0.30增大到0.90时,试件最大弯矩减小4.1%,节点延性系数降低4.7%,建议轴压比限值为0.7。 展开更多
关键词 方钢管混凝土柱 U形件 端板连接 抗震性能 数值分析
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L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载力计算方法
4
作者 马腾飞 陈志华 杜颜胜 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期82-89,共8页
基于叠加原理,在《矩形钢管混凝土组合异形柱技术规程》提供的理论计算公式基础上,研究了L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载力计算方法。在考虑再生混凝土有效约束面积影响的基础上,提出了L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载... 基于叠加原理,在《矩形钢管混凝土组合异形柱技术规程》提供的理论计算公式基础上,研究了L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载力计算方法。在考虑再生混凝土有效约束面积影响的基础上,提出了L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载力计算公式,绘制出轴力-弯矩关系曲线。结果表明:通过引入钢管对内填再生混凝土的约束效应系数,考虑钢管对不同粗骨料取代率再生混凝土的有效约束作用,并根据约束强弱将钢管对内填再生混凝土的约束区域进行划分,可得到再生混凝土的有效约束面积;通过与试验及数值模拟结果对比,验证了L形方钢管再生混凝土组合异形柱偏压承载力计算公式的有效性,该公式可用于预测L形方钢管再生混凝土组合异形柱的偏压承载力,轴力-弯矩关系曲线可较为准确且安全地预测试件的承载力。 展开更多
关键词 方钢管混凝土柱 L形异形柱 再生混凝土 偏压承载力 计算方法
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自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙抗震性能试验研究
5
作者 梁王赓 王先铁 +2 位作者 杨博乐 谢川东 吴佳欣 《土木工程学报》 北大核心 2025年第5期1-13,91,共14页
文章提出了一种采用后张拉式自复位柱脚节点的自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙,开缝钢板剪力墙仅与框架梁连接,侧边采用角钢加劲。对3榀1/3比例的单跨两层自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙进行了拟静力试验研究,对其受力... 文章提出了一种采用后张拉式自复位柱脚节点的自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙,开缝钢板剪力墙仅与框架梁连接,侧边采用角钢加劲。对3榀1/3比例的单跨两层自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙进行了拟静力试验研究,对其受力特性进行理论分析,提出了适用于自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙的恢复力模型。结果表明:自复位方钢管混凝土框架-开缝钢板剪力墙的滞回曲线呈典型的“双旗帜”形;2.00%层间位移角时,各试件的残余变形均在0.20%左右;主体构件完好,结构损伤集中于开缝钢板剪力墙,表现出良好的复位效果和耗能机制;保持开缝钢板剪力墙的厚度不变,增大缝间板带高宽比或宽厚比,结构的耗能能力降低,自复位性能提升;框架扩展导致柱构件变形不协调,梁构件产生额外轴力;恢复力模型与试验结果吻合较好,为结构后续分析和设计提供基础。 展开更多
关键词 自复位方钢管混凝土框架 开缝钢板剪力墙 拟静力试验 抗震性能 恢复力模型
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高轴压比下拉杆约束方钢管混凝土柱的抗震性能与设计方法
6
作者 肖冲 吕辉 罗靓 《西安理工大学学报》 北大核心 2025年第2期290-300,共11页
由于高轴压比下方形钢管混凝土柱在地震荷载作用下存在钢管易发生屈曲、对核心混凝土的约束效果较差等缺点,故有必要采取柱内置拉杆约束的构造措施以提高柱的抗震性能。利用有限元仿真分析软件建立内置拉杆约束钢管混凝土柱的实体模型,... 由于高轴压比下方形钢管混凝土柱在地震荷载作用下存在钢管易发生屈曲、对核心混凝土的约束效果较差等缺点,故有必要采取柱内置拉杆约束的构造措施以提高柱的抗震性能。利用有限元仿真分析软件建立内置拉杆约束钢管混凝土柱的实体模型,在与拟静力试验结果吻合较好的基础上,进一步建立135个该类柱的足尺算例模型。考察有无拉杆、拉杆水平间距、拉杆布置高度、轴压比等关键参数对柱的抗震性能的影响,探讨内置拉杆约束对柱的塑性耗能机制的影响,提出了不同强度匹配下合理的拉杆水平间距、布置高度及其设计方法。结果显示:高轴压比下内置约束拉杆可显著提高柱的峰值承载力与破坏位移角,减小钢管的水平与纵向变形,降低钢管、核心混凝土的压应变峰值,提高柱的塑性耗能值,增大钢管耗能占比而减小核心混凝土的耗能占比,对拉杆耗能影响较小;给出了不同轴压比下柱端带拉杆的设计建议,可为实际工程中内置拉杆约束方钢管混凝土柱的设计和加固构造措施提供参考和依据。 展开更多
关键词 内置拉杆约束 方钢管混凝土柱 滞回性能 应力-应变 塑性耗能 设计方法
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RPC外包方钢管混凝土柱轴压受力性能研究 被引量：2
7
作者 张仁巍 庄一舟 +1 位作者 曾武华 李伟 《浙江工业大学学报》 北大核心 2024年第1期25-34,共10页
为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内... 为了研究活性粉末混凝土(Reactive powder concrete,RPC)外包方钢管混凝土柱的轴压受力性能,以RPC厚度和长细比为参数,对6根构件开展轴压试验研究,探讨该类组合柱的破坏模式、受力机理、套箍效应和承载力。试验结果表明:外层RPC可为内部方钢管混凝土柱提供较强的约束力,在受力后期套箍效应凸显。随着RPC厚度的增加,组合柱的承载力逐渐提高;随着组合柱长细比的增大,虽然其弹性刚度和承载力逐渐降低,但延性改善。采用ABAQUS软件建立RPC外包方钢管混凝土柱的有限元模型,分析RPC强度、RPC厚度、钢管强度等级、含钢率、内部混凝土强度和长细比等参数对组合柱承载力的影响规律,可得方钢管混凝土柱发挥系数的变化幅值为0.78~1.01。在试验研究、有限元参数分析和理论探讨的基础上,借鉴钢管混凝土结构技术规范,提出了RPC外包方钢管混凝土轴压短柱和长柱的承载力简化计算方法,公式计算值与已有数据样本吻合良好。 展开更多
关键词 活性粉末混凝土 方钢管混凝土柱 轴压试验 有限元分析 承载力
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方钢管砖混再生骨料混凝土短柱轴压性能有限元研究 被引量：1
8
作者 刘晓 申燊 +1 位作者 侯东序 李迎春 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期857-866,共10页
目的 研究方钢管砖混再生骨料混凝土短柱的力学性能,推动建筑固废资源化利用。方法 利用ABAQUS软件建立方钢管砖混再生骨料混凝土短柱模型,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了模型的正确性。然后分析砖混骨料取代率、倒角率、钢管屈... 目的 研究方钢管砖混再生骨料混凝土短柱的力学性能,推动建筑固废资源化利用。方法 利用ABAQUS软件建立方钢管砖混再生骨料混凝土短柱模型,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了模型的正确性。然后分析砖混骨料取代率、倒角率、钢管屈服强度及厚度对短柱轴压力学性能的影响。结果 砖混骨料取代率小于50%时,极限承载力降低幅度在10%以内;当倒角率提高至0.16时,极限承载力有小幅度提升;试件的极限承载力随着钢管的厚度及屈服强度的增大而提高。结论 砖混骨料取代率较小时对试件承载能力影响较小,外包钢管的强度与厚度对试件承载能力有较大影响。对于方柱,适当提高倒角率可以使钢管更好约束混凝土,提高试件承载能力,但倒角率过大时截面面积有较大削弱,承载能力降低。 展开更多
关键词 砖混再生骨料 方钢管混凝土 倒角率 有限元分析
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含错层节点钢管混凝土柱⁃钢梁框架结构抗整体性倒塌能力分析
9
作者 许成祥 孙少雨 刘晓强 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第3期611-619,共9页
为了研究含错层节点钢管混凝土柱‑钢梁框架结构抗整体性倒塌能力,基于已有试验,采用OpenSees分别建立了不同错层高度钢管混凝土柱‑钢梁框架结构数值分析模型。对模型进行20条地震动记录下的增量动力分析(IDA),得到结构倒塌阶段的易损性... 为了研究含错层节点钢管混凝土柱‑钢梁框架结构抗整体性倒塌能力,基于已有试验,采用OpenSees分别建立了不同错层高度钢管混凝土柱‑钢梁框架结构数值分析模型。对模型进行20条地震动记录下的增量动力分析(IDA),得到结构倒塌阶段的易损性曲线,并利用结构抗倒塌安全储备系数评估结构的抗整体性倒塌能力。结果表明:地震动强度较低时,错层高度对结构的承载力和变形影响不大,增量动力分析曲线差异较小,地震动强度较高时,不同错层框架与普通框架的增量动力分析曲线差异十分显著,第三类错层框架和第一、二类错层框架以及普通框架相比,变形增长更快,后期退化程度更大;普通框架(KJ‑1)、第一类错层框架(SKJ‑1)、第二类错层框架(SKJ‑2)和第三类错层框架(SKJ‑3)的抗倒塌安全储备系数分别为3.53、2.75、2.2和1.8,SKJ‑1、SKJ‑2和SKJ‑3相比KJ‑1抗倒塌安全储备系数分别降低了22.1%、37.7%和49.0%,说明含错层节点框架结构抗整体性倒塌能力明显低于普通节点框架结构,且随着结构错层高度的增加其性能降低显著。 展开更多
关键词 方钢管混凝土柱-钢梁框架 错层节点 增量动力分析 抗倒塌安全储备系数 抗整体性倒塌能力
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局部环向变厚度方钢管混凝土柱偏压力学性能研究
10
作者 张望喜 廖宏臻 +3 位作者 解圆聪 张倚天 张瑾熠 易伟建 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1-11,共11页
针对海洋环境中飞溅区造成的钢管混凝土柱局部环向腐蚀现象,采用机械削减方式模拟钢管壁厚局部环向腐蚀,进行了7个方钢管混凝土柱偏压试验,揭示了削弱率和偏心率对其偏压承载力的影响,并通过数值模拟对削弱率进行拓展分析.提出了基于削... 针对海洋环境中飞溅区造成的钢管混凝土柱局部环向腐蚀现象,采用机械削减方式模拟钢管壁厚局部环向腐蚀,进行了7个方钢管混凝土柱偏压试验,揭示了削弱率和偏心率对其偏压承载力的影响,并通过数值模拟对削弱率进行拓展分析.提出了基于削弱率的偏压承载力降低系数,代入中、美规范进行偏压承载力计算.结果表明:钢管的局部环向变厚度严重削弱了方钢管混凝土柱的偏压承载力和侧向挠曲能力;较大的加载偏心率也降低了其偏压承载力,但增大了其侧向挠曲能力.引入偏压承载力降低系数后,根据中、美规范计算得到的偏压承载力与试验值均吻合较好;相比于我国规范,美国规范在计算偏压承载力时相对更加保守. 展开更多
关键词 方钢管混凝土 变厚度 偏压构件 有限元模拟 承载力计算修正
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配筋空心方钢管高强混凝土纯弯构件受力性能有限元分析
11
作者 杨志坚 张澍 李帼昌 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期20-28,共9页
目的 研究配筋空心钢管高强混凝土构件的抗弯性能,推动其在建筑结构中的应用。方法 采用有限元分析软件ABAQUS建立配筋空心钢管混凝土构件有限元模型,在验证模型准确的基础上,分析构件的受力全过程及钢材屈服强度、混凝土抗压强度、钢... 目的 研究配筋空心钢管高强混凝土构件的抗弯性能,推动其在建筑结构中的应用。方法 采用有限元分析软件ABAQUS建立配筋空心钢管混凝土构件有限元模型,在验证模型准确的基础上,分析构件的受力全过程及钢材屈服强度、混凝土抗压强度、钢管壁厚、钢筋直径、普通钢筋数量对构件受弯性能的影响。结果 纯弯试件在荷载作用下受力过程可分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;试件破坏形态均为受弯破坏,表现出较好地延性。结论 组合构件在弯矩作用下可以很好地协同工作;钢材屈服强度和钢管壁厚的增加对构件承载力的提高影响最显著,建议配置普通钢筋数量在6~8根为最优。 展开更多
关键词 空心方钢管混凝土 高强混凝土 纯弯构件 分担荷载
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反复荷载下方钢管型钢再生混凝土组合柱抗震性能试验研究
12
作者 马辉 胡杰江 +1 位作者 赖志强 刘方达 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期4161-4174,共14页
为研究方钢管型钢再生混凝土组合柱的抗震性能,通过对9个组合柱试件进行低周反复荷载试验,对其地震破坏特征进行分析,并详细探究再生粗骨料取代率、型钢配钢率、方钢管宽厚比和轴压比等影响参数对组合柱承载力、延性及耗能能力等抗震性... 为研究方钢管型钢再生混凝土组合柱的抗震性能,通过对9个组合柱试件进行低周反复荷载试验,对其地震破坏特征进行分析,并详细探究再生粗骨料取代率、型钢配钢率、方钢管宽厚比和轴压比等影响参数对组合柱承载力、延性及耗能能力等抗震性能指标的影响。研究结果表明:在反复水平荷载作用下组合柱呈现典型的压弯塑性铰破坏模式。组合柱的荷载-位移滞回曲线呈饱满“纺梭形”,具有较好的耗能能力。再生粗骨料取代率对组合柱的承载力的影响较小,随着再生粗骨料取代率的增加,组合柱的延性和耗能能力逐渐下降,延性和耗能能力最大分别下降7.83%和7.6%,组合柱试件承载力先升高后下降,承载力最大变化幅值为1.98%,影响幅值较小。随着方钢管宽厚比的减小或型钢配钢率的提高,组合柱的承载力和延性均得到提高,宽厚比从100降至33,承载力提高了57.44%,而型钢配钢率从4.2%增长至6.3%,承载力和延性则分别提高了21.45%和20.44%,说明方钢管宽厚比和型钢配钢率对组合柱抗震性能影响较大。另外,增大轴压比对组合柱试件的抗震性能不利,随着轴压比的增大,组合柱的滞回曲线饱满度下降,延性降低,轴压比从0.2提高到0.6,延性降低了11.11%。研究结论可为方钢管型钢再生混凝土组合柱的抗震设计提供参考。 展开更多
关键词 再生混凝土 型钢混凝土 方钢管混凝土柱 低周反复荷载 抗震性能
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方中空夹层钢管混凝土叠合构件纯扭性能研究
13
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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方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力有限元分析 被引量：2
14
作者 张玉琢 姬婷婷 +2 位作者 刘进隆 黄怡萌 路林翰 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期284-292,共9页
目的 研究各设计参数在不同煤矸石粗骨料取代率下对方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式。方法 利用ABAQUS有限元分析软件建立方钢管煤矸石混凝土短柱轴压有限元模型,并与试验结果对比,验证模型的准确性;... 目的 研究各设计参数在不同煤矸石粗骨料取代率下对方钢管煤矸石混凝土短柱轴压承载力的影响规律,提出轴压承载力计算式。方法 利用ABAQUS有限元分析软件建立方钢管煤矸石混凝土短柱轴压有限元模型,并与试验结果对比,验证模型的准确性;分析试件应力分布与荷载分配,并采用控制变量法分析试件在5种煤矸石粗骨料取代率下主要参数对其轴压承载力的影响。结果 相同设计参数下,试件轴压承载力随煤矸石粗骨料取代率的提高而降低,且最大降幅未超过14%;当试件截面边长一定时,含钢率对试件轴压承载力的影响最显著,其中,含钢率由7.4%增加至20.3%使试件轴压承载力在不同取代率下平均提升68.85%。结论 掺入煤矸石粗骨料不会使构件轴压承载力显著劣化,依据《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936—2014),引入煤矸石粗骨料取代率影响系数后的计算误差小于5%,可为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 方钢管混凝土 煤矸石粗骨料 轴压承载力 有限元分析
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柱端带肋方钢管混凝土柱抗震耗能分析 被引量：2
15
作者 肖冲 吕辉 罗靓 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第2期121-129,共9页
方钢管混凝土柱在高层及超高层中得到了广泛应用,但存在钢管对混凝土约束较弱与柱端部局部屈曲等问题,有必要采取构造措施以提高柱的抗震性能。通过建立端部带肋方钢管混凝土柱的三维实体精细有限元模型并与拟静力试验结果验证,有限元... 方钢管混凝土柱在高层及超高层中得到了广泛应用,但存在钢管对混凝土约束较弱与柱端部局部屈曲等问题,有必要采取构造措施以提高柱的抗震性能。通过建立端部带肋方钢管混凝土柱的三维实体精细有限元模型并与拟静力试验结果验证,有限元结果与试验结果吻合良好,之后建立多个足尺模型进行参数分析,分析了柱端设肋对钢管水平鼓曲与竖向位移、钢管与混凝土的应力-应变、塑性耗能的影响,探讨了不同肋高下柱的塑性耗能分配机制。结果表明:柱端设置加劲肋可显著减少柱的水平鼓曲和竖向位移,提高柱的峰值承载力和延性,减小钢管与混凝土的压应变并提高压应力,增大柱的总塑性耗能值,延缓柱的破坏;轴压比为0.5、0.8时,当肋高分别达到1000mm、1500mm,再增大肋高对柱的塑性耗能影响较小。研究结论可为实际工程中柱端带肋方钢管混凝土柱的设计与加固构造措施提供参考与依据。 展开更多
关键词 方钢管混凝土柱 加劲肋 水平鼓曲 应力-应变 塑性耗能
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方钢管混凝土桁架结构优化的拟满内力遗传算法 被引量：1
16
作者 谢军 郭飞 +3 位作者 郭卫彤 阎杰 王贺贺 杨永竹 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期142-146,共5页
为解决离散变量方钢管混凝土桁架的结构优化问题,以桁架杆件最低总造价为目标函数,采用拟满内力遗传算法对杆件截面进行结构尺寸优化.拟满内力遗传算法引入拟满内力算法作为遗传算子,并将部分初始种群由拟满内力算法产生以增加种群多样... 为解决离散变量方钢管混凝土桁架的结构优化问题,以桁架杆件最低总造价为目标函数,采用拟满内力遗传算法对杆件截面进行结构尺寸优化.拟满内力遗传算法引入拟满内力算法作为遗传算子,并将部分初始种群由拟满内力算法产生以增加种群多样性.对传统遗传算法罚函数进行改进,以增强算法的寻优效率.通过两个算例的对比分析,结果表明运用拟满内力遗传算法进行方钢管混凝土桁架结构优化,相对于拟满内力算法和传统遗传算法其造价分别降低了15%、15%、45%、53%.拟满内力遗传算法进行方钢管混凝土桁架结构优化的是有效、可行的. 展开更多
关键词 方钢管混凝土 桁架 拟满内力算法 结构优化 混合遗传算法
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十字形截面方钢管混凝土组合异形柱轴压承载力试验 被引量：37
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作者 陈志华 李振宇 +1 位作者 荣彬 刘锡良 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1275-1282,共8页
在钢筋混凝土异形柱和异形钢管混凝土柱的基础上,提出了一种异形柱形式———十字形截面方钢管混凝土组合异形柱,通过理论计算和有限元分析得到了异形柱的破坏形态及极限承载力,并采用叠加理论推导了其换算长细比计算公式.通过轴压试验... 在钢筋混凝土异形柱和异形钢管混凝土柱的基础上,提出了一种异形柱形式———十字形截面方钢管混凝土组合异形柱,通过理论计算和有限元分析得到了异形柱的破坏形态及极限承载力,并采用叠加理论推导了其换算长细比计算公式.通过轴压试验得到了计算模型的荷载位移曲线、单肢挠度曲线以及单肢荷载应变曲线.分析结果可知,叠加理论计算、有限元分析以及轴压试验的结果一致表明异形柱的破坏形态为扭转屈曲,同时3种方法得到的屈服荷载吻合较好,验证了采用叠加理论计算异形柱承载力的可行性. 展开更多
关键词 十字形 混凝土方钢管 组合异形柱 叠加理论 轴压试验
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基于性能的方钢管混凝土框架结构地震易损性分析 被引量：66
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作者 刘晶波 刘阳冰 +1 位作者 闫秋实 韩强 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期39-47,共9页
钢-混凝土组合结构由于兼有钢结构和混凝土结构的优点,近年来得到了迅速发展和广泛应用,目前已成为我国高层建筑领域内应用较多的一种结构形式。虽然在地震区越来越多地采用这种新型的结构,但迄今为止还没有发现对钢-混凝土组合结构的... 钢-混凝土组合结构由于兼有钢结构和混凝土结构的优点,近年来得到了迅速发展和广泛应用,目前已成为我国高层建筑领域内应用较多的一种结构形式。虽然在地震区越来越多地采用这种新型的结构,但迄今为止还没有发现对钢-混凝土组合结构的地震易损性进行过研究的文献。因此给出一种基于性能的结构整体地震易损性分析方法,该方法既考虑了结构本身的不确定性,又考虑了地震动输入的不确定性。并定义了结构整体和楼层的四个极限破坏状态,从而提出了基于结构极限破坏状态确定结构抗震性能水平限值的方法。最后采用该方法对两个不同类型的方钢管混凝土框架结构进行基于性能的地震易损性分析,得到结构的易损性曲线,对结构的易损性能进行评估和分析,并比较了两个结构的易损性能。 展开更多
关键词 组合结构 方钢管混凝土 性能水平 地震需求分析 易损性曲线
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方钢管混凝土柱-钢梁外加强环节点滞回性能的实验研究 被引量：55
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作者 王文达 韩林海 游经团 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期17-25,61,共10页
进行了8个方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点试件在恒定轴力和水平往复荷载作用下的滞回性能实验研究,考察了钢管混凝土柱轴压比和环板宽度对节点力学性能的影响。结果表明:柱轴压比对节点的水平承载力和抗震性能影响较大,随着轴压比... 进行了8个方钢管混凝土柱-钢梁外加强环式节点试件在恒定轴力和水平往复荷载作用下的滞回性能实验研究,考察了钢管混凝土柱轴压比和环板宽度对节点力学性能的影响。结果表明:柱轴压比对节点的水平承载力和抗震性能影响较大,随着轴压比的增大,节点的水平极限承载力下降,位移延性和耗能能力降低;不同环板宽度节点的滞回曲线均为饱满的梭形,强度和刚度退化不明显;本次试验的8个节点试件的层间位移延性系数μ=3.00～7.41,弹性极限位移角θy≈2.03[θe]～5.30[θe],弹塑性极限位移角θu≈1.78[θp]～3.90[θp],等效黏滞阻尼系数he=0.3576～0.5339,均满足抗震设计要求。 展开更多
关键词 方钢管混凝土 加强环式节点 抗震性能 延性 耗能
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爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应及破坏机理 被引量：22
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作者 阎石 刘蕾 +2 位作者 齐宝欣 辛志强 李鹏 《防灾减灾工程学报》 CSCD 2011年第5期477-482,共6页
方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土柱造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用... 方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土柱造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应和破坏机理进行了研究分析。建立了方钢管混凝土柱实体有限元模型,其中混凝土采用HJC模型,方钢管采用考虑应变率的塑性随动强化模型,爆炸荷载施加在柱子一侧表面。通过对方钢管混凝土柱的破坏过程的模拟,比较分析了其在不同"比例距离"下的动力响应和破坏形式,进而得出方钢管混凝土柱的破坏机理。在爆炸荷载作用下,方钢管对其核心混凝土有一定的约束作用,使其处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性同时得到改善;同时,由于混凝土的存在,延缓了方钢管柱底和柱顶过早地发生局部屈曲。随着"比例距离"的增大,柱中水平位移逐渐减小。结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的延性、优越的抗爆性能,所提出的破坏机理可供结构抗爆设计的进一步研究参考。 展开更多
关键词 动力响应 破坏机理 方钢管混凝土柱 爆炸荷载 有限元分析
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