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混凝土-混凝土组合梁弯曲受力性能试验及数值研究 被引量:4
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作者 聂鑫 刘泰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期14-25,共12页
作为建筑工业化的重要举措,装配式混凝土结构的发展着眼于现场施工的工艺简化和品质提升。针对一种预制板端取消胡子筋的新型装配式混凝土楼盖体系,开展了两组界面抗剪构造不同的预制混凝土梁-混凝土叠合板组合梁(混凝土-混凝土组合梁)... 作为建筑工业化的重要举措,装配式混凝土结构的发展着眼于现场施工的工艺简化和品质提升。针对一种预制板端取消胡子筋的新型装配式混凝土楼盖体系,开展了两组界面抗剪构造不同的预制混凝土梁-混凝土叠合板组合梁(混凝土-混凝土组合梁)及整浇对比梁的正截面抗弯性能试验,研究了结构形式和界面构造对破坏模式、承载能力及界面剪切滑移等结构表现的影响。建立了混凝土-混凝土组合梁界面精细化数值模型,借助通用有限元软件分析了界面配筋率和界面粘结对正截面受力性能的影响。进一步提出了混凝土-混凝土组合梁的界面抗剪塑性设计方法,使倒U型附加钢筋沿梁跨分段均匀布置,便于结构体系的设计和施工。试验及数值研究结果表明,界面抗剪措施配置充分时,混凝土-混凝土组合梁具有与整浇梁等同的正截面抗弯承载能力与延性水平,在装配式混凝土结构领域中具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 装配式混凝土结构 混凝土-混凝土组合梁 正截面抗弯性能 界面剪切滑移 精细化数值模型 界面抗剪塑性设计方法
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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
2
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 型钢混凝土 钢纤维混凝土 破坏模式 荷载-挠度曲线 能量耗散
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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
3
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形钢-混凝土组合梁 截面分类 宽厚比 试验研究 有限元分析
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往复荷载作用后钢管混凝土柱-组合梁节点耐火性能数值分析
4
作者 王文达 李生强 +1 位作者 毛文婧 郑龙 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期1-13,共13页
为研究钢管混凝土柱-组合梁节点在往复荷载作用后的耐火性能,利用有限元软件ABAQUS建立了该节点的有限元分析模型,并与已有试验结果进行对比验证。在此基础上,分析了往复荷载作用后塑性损伤和残余变形对组合梁节点火灾下的应力和变形的... 为研究钢管混凝土柱-组合梁节点在往复荷载作用后的耐火性能,利用有限元软件ABAQUS建立了该节点的有限元分析模型,并与已有试验结果进行对比验证。在此基础上,分析了往复荷载作用后塑性损伤和残余变形对组合梁节点火灾下的应力和变形的影响,以及不同损伤程度、荷载作用水平和防火保护层厚度对节点耐火极限和破坏模态的影响。结果表明:地震预损伤对节点的耐火极限有不利影响,且随损伤程度的增加,耐火极限下降明显;重度损伤下节点的耐火极限与无损伤节点相比降低了23.5%;重度损伤的节点在火灾作用下形成塑性铰,且产生较大的耗能损伤,轻度和中度损伤下未形成明显塑性铰,耐火极限分别仅下降1.0%和3.6%;对于以梁损伤作为预损伤模式的节点,梁荷载比和防火保护层厚度是影响有地震预损伤节点耐火极限的主要因素;随柱荷载比的增大,耐火极限呈降低趋势,但整体影响不大。 展开更多
关键词 钢管混凝土-组合梁节点 低周往复加载 损伤程度 耐火极限
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冲击荷载作用下GFRP-混凝土组合梁动态响应研究
5
作者 杨丽辉 杨振 +1 位作者 贡二康 王彪 《振动与冲击》 北大核心 2025年第20期244-255,294,共13页
为研究玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforce plastic,GFRP)与混凝土组合梁在受到冲击荷载时的动态响应,采用摇臂式落锤冲击试验装置,对1根纯GFRP工字形梁和3根具有不同结构设计的GFRP-混凝土组合梁进行了连续冲击试验。通过试验,得... 为研究玻璃纤维复合材料(glass fiber reinforce plastic,GFRP)与混凝土组合梁在受到冲击荷载时的动态响应,采用摇臂式落锤冲击试验装置,对1根纯GFRP工字形梁和3根具有不同结构设计的GFRP-混凝土组合梁进行了连续冲击试验。通过试验,得到试验梁在不同工况下的跨中位移、冲击力及应变时程曲线,以及在冲击过程中组合梁的裂缝开展情况,并深入探讨了梁体损伤的演变过程。研究结果揭示,纯GFRP梁在冲击荷载作用下损伤程度最小,与设置混凝土层的组合梁相比其整体刚度较小,导致在相同的冲击荷载作用下,梁体会出现显著的变形;混凝土的加入会使梁的整体刚度得到提升,同时也减少了组合梁在受到冲击时的变形响应。采用LS-DYNA建立了GFRP-混凝土组合梁累计冲击模型,并分析了冲击锤质量、冲击速度以及截面高度比对组合梁动态响应的影响规律。 展开更多
关键词 玻璃纤维复合材料(GFRP)-混凝土组合梁 冲击荷载 数值模拟 损伤分析
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预应力管片-型钢混凝土组合梁抗弯性能试验研究
6
作者 付增 余长益 +3 位作者 魏英豪 朱泰锋 苏栋 李围 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第8期1505-1515,共11页
为解决现有组合式顶管技术和三圆盾构施工大断面地下空间技术中永久结构因纵梁尺寸过大,极大地压缩梁下可使用空间的问题,提出一种新型组合结构——预应力管片-型钢混凝土组合梁,并针对是否设置预应力筋和施加预应力大小等6种工况,开展... 为解决现有组合式顶管技术和三圆盾构施工大断面地下空间技术中永久结构因纵梁尺寸过大,极大地压缩梁下可使用空间的问题,提出一种新型组合结构——预应力管片-型钢混凝土组合梁,并针对是否设置预应力筋和施加预应力大小等6种工况,开展四点弯曲试验,研究其破坏模式、受力性能、变形能力及应变规律。研究结果表明:1)正、负弯矩下,该组合梁试件均表现为延性破坏。2)正、负弯矩下,设置预应力筋可以显著提高组合梁的承载能力;其中,负弯矩下极限承载力最高可提高69.3%,正弯矩下最高可提高12.1%。3)正弯矩下,预应力筋的存在使组合梁的抗裂性能有所降低,主要表现为设置预应力筋后组合梁开裂荷载有所降低,但设置预应力筋可以显著提高组合梁抗变形能力;负弯矩下,预应力筋使组合梁的抗裂性能和抗变形能力均有显著提高。4)随着预应力的增大,组合梁极限承载力、抗裂性能和抗变形能力在正弯矩下的提升效果不明显,而在负弯矩下的提升效果显著。5)跨中截面应变沿梁高方向基本呈线性分布,整体符合平截面假定。 展开更多
关键词 地下空间 预应力 管片-型钢混凝土组合梁 抗弯性能
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栓钉初始损伤后钢-混凝土组合梁长期时变特性
7
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 -混凝土组合梁 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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GFRP-混凝土组合梁冲击响应特性
8
作者 牛增建 《铁道建筑》 北大核心 2025年第6期83-90,共8页
为解决传统钢结构自重大、耐久性不足的问题,采用玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)与混凝土形成组合结构,能够减轻结构自重,提高结构的耐久性。采用试验研究和数值模拟的方法研究混凝土高度、界面连接形式对G... 为解决传统钢结构自重大、耐久性不足的问题,采用玻璃纤维增强复合材料(Glass Fiber Reinforced Polymer,GFRP)与混凝土形成组合结构,能够减轻结构自重,提高结构的耐久性。采用试验研究和数值模拟的方法研究混凝土高度、界面连接形式对GFRP-混凝土组合梁抗冲击性能的影响,并分析了冲击物质量、冲击速度、冲击点位置、混凝土强度等因素对组合梁冲击响应特性的影响。试验结果表明:随着混凝土高度的增加,组合梁跨中挠度峰值不断减小;冲击力峰值随冲击高度增大而增大,其变化量呈现一定的离散型特征;组合梁跨中位置产生最大拉压应变的时间相同,底部的应变峰值显著高于顶部。数值模拟结果表明:模拟值与试验值表现出较高的吻合度;冲击力峰值与冲击物质量、冲击速度均呈二次函数关系,跨中挠度峰值与冲击物质量、冲击速度均呈线性相关,提高混凝土强度后GFRP-混凝土组合梁耗能能力增强。 展开更多
关键词 铁路桥梁 冲击响应特性 试验研究 数值模拟 GFRP-混凝土组合梁 冲击荷载
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基于PSO-SVR算法的钢板-混凝土组合连梁承载力预测 被引量:1
9
作者 田建勃 闫靖帅 +2 位作者 王晓磊 赵勇 史庆轩 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期155-162,共8页
为准确预测钢板-混凝土组合(steel plate-RC composite,PRC)连梁承载力,本文分别通过支持向量机回归算法(support vector regression,SVR)、极端梯度提升算法(XGBoost)和粒子群优化的支持向量机回归(particle swarm optimization-suppor... 为准确预测钢板-混凝土组合(steel plate-RC composite,PRC)连梁承载力,本文分别通过支持向量机回归算法(support vector regression,SVR)、极端梯度提升算法(XGBoost)和粒子群优化的支持向量机回归(particle swarm optimization-support vector regression,PSO-SVR)算法进行了PRC连梁试验数据的回归训练,此外,通过使用Sobol敏感性分析方法分析了数据特征参数对PRC连梁承载力的影响。结果表明,基于SVR、极端梯度提升算法(extreme gradient boosting,XGBoost)和PSO-SVR的预测模型平均绝对百分比误差分别为5.48%、7.65%和4.80%,其中,基于PSO-SVR算法的承载力预测模型具有最高的预测精度,模型的鲁棒性和泛化能力更强。此外,特征参数钢板率(ρ_(p))、截面高度(h)和连梁跨高比(l_(n)/h)对PRC连梁承载力影响最大,三者全局影响指数总和超过0.75,其中,钢板率(ρ_(p))是对PRC连梁承载力影响最大的单一因素,一阶敏感性指数和全局敏感性指数分别为0.3423和0.3620,以期为PRC连梁在实际工程中的设计及应用提供参考。 展开更多
关键词 钢板-混凝土组合连梁 机器学习 粒子群优化的支持向量机回归(PSO-SVR)算法 承载力 敏感性分析
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钢-混凝土组合式塔筒的减振方案研究 被引量:2
10
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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钢板-纤维增强混凝土组合双连梁抗震性能有限元分析
11
作者 田建勃 焦崧 +4 位作者 陈田宁 张书林 王梦梦 张俊发 杨海增 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第1期190-202,共13页
连梁作为高层建筑结构体系中重要的耗能构件,要求其具有较强的抗震性能。双连梁通过提高跨高比,降低连梁内力,在地震作用下表现出良好的延性。为此,在采用双连梁的基础上考虑基体材料与钢板的影响,提出钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,... 连梁作为高层建筑结构体系中重要的耗能构件,要求其具有较强的抗震性能。双连梁通过提高跨高比,降低连梁内力,在地震作用下表现出良好的延性。为此,在采用双连梁的基础上考虑基体材料与钢板的影响,提出钢板-纤维增强混凝土组合双连梁,并使用有限元软件对试验试件进行数值模拟,对其混凝土裂缝发展、钢板和钢筋应力、钢板沿梁跨的内力分布进行探究分析。并对钢板-纤维增强混凝土组合双连梁的跨高比、含钢率、配箍率、纵筋配筋率、纤维增强混凝土强度和连梁中间开缝间距等进行参数分析。结果表明:纵筋配筋率、含钢率、纤维增强混凝土强度和跨高比对钢板-纤维增强混凝土组合双连梁的抗震性能影响相对较大;纤维增强混凝土的使用有利于钢板性能的充分发挥;双连梁左、右梁内的受力基本相同,双连梁可以近似按左、右梁转角刚度相同进行等效。 展开更多
关键词 钢板-混凝土组合双连梁 纤维增强混凝土 抗震性能 有限元模拟 参数分析
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层板钉接木-混凝土组合楼板U型钉连接件抗剪性能研究
12
作者 何敏娟 曲晓玮 +2 位作者 王希珺 郝瀚 李征 《土木工程学报》 北大核心 2025年第11期77-86,共10页
层板钉接木-混凝土组合楼板是由层板钉接木上覆木基结构板、并通过抗剪连接件组合混凝土面层而成的重型木结构楼板体系,该体系充分利用可再生的木材资源,且具有较好的抗火性能和抗人致振动性能。文章提出用U型钉作为组合楼板中层板钉接... 层板钉接木-混凝土组合楼板是由层板钉接木上覆木基结构板、并通过抗剪连接件组合混凝土面层而成的重型木结构楼板体系,该体系充分利用可再生的木材资源,且具有较好的抗火性能和抗人致振动性能。文章提出用U型钉作为组合楼板中层板钉接木板与混凝土面层的抗剪连接,为评估U型钉连接下组合楼板面内抗剪性能,考虑U型钉钉入深度、间距和布置方式等影响因素,开展抗剪试验。试验结果表明:U型钉钉入深度与滑移刚度和极限抗剪承载力成正相关;U型钉间距对抗剪性能有较大影响,间距为100mm时滑移刚度和极限抗剪承载力分别是间距为150mm的2.34倍和1.47倍。在试验研究的基础上,提出了层板钉接木-混凝土组合楼板U型钉极限抗剪承载力的理论计算方法和有限元模拟方法,三者结果吻合较好。基于有限元方法量化了混凝土面层中分布钢筋直径和U型钉直径对抗剪性能的影响。结果表明:钢筋直径对抗剪性能影响较小;U型钉直径与滑移刚度和极限抗剪承载力均成正相关。 展开更多
关键词 层板钉接木 -混凝土组合楼板 抗剪性能 U型钉 数值模拟
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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
13
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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钉合木-混凝土组合楼板浅槽型连接件抗剪性能试验
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作者 杨会峰 刘凯祥 +3 位作者 戴永卿 史本凯 徐超 胡中平 《南京工业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期82-90,共9页
钉合木(NLT)是一种不使用胶黏剂的结构材,具有环保、加工快捷等优点,可用于木结构建筑的楼板、屋面板等。将混凝土板设置在钉合木楼板上方,并通过剪力连接件将二者组合,可以提高原钉合木楼板的结构性能。本文提出适用于钉合木-混凝土组... 钉合木(NLT)是一种不使用胶黏剂的结构材,具有环保、加工快捷等优点,可用于木结构建筑的楼板、屋面板等。将混凝土板设置在钉合木楼板上方,并通过剪力连接件将二者组合,可以提高原钉合木楼板的结构性能。本文提出适用于钉合木-混凝土组合楼板的浅槽型连接件,并基于推出试验开展浅槽型连接的抗剪性能研究。试验参数主要包括开槽宽度、螺钉倾斜角度和螺钉尺寸,其中,开槽宽度设置为100和200 mm;螺钉倾斜角度设置为垂直和交叉45°;螺钉尺寸主要考虑螺钉直径和锚固深度的影响。基于试验结果分析上述因素对浅槽型连接承载力、抗剪刚度和延性的影响。结果表明:采用交叉斜螺钉代替垂直螺钉、增大螺钉的直径和锚固深度均可提高浅槽型连接的抗剪性能;开槽宽度对浅槽型连接的抗剪承载力和滑移刚度影响较为显著。 展开更多
关键词 -混凝土组合楼板 钉合木 浅槽型连接 斜螺钉连接 抗剪性能 开槽宽度 螺钉倾斜角度 螺钉尺寸
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钢纤维混凝土栓钉-橡胶组合连接件疲劳性能分析 被引量:1
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作者 张俊豪 刘世忠 +4 位作者 栗振锋 毛敏 郭文龙 郭京京 刘俊俊 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第1期104-110,146,共8页
为探究钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能,结合文献疲劳试验,采用ABAQUS与FE-SAFE软件建立试件有限元模型并进行静力性能与疲劳寿命计算,结果与文献试验值基本吻合。以剪应力幅、橡胶... 为探究钢纤维混凝土(Steel fiber reinforced concrete,SFRC)栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能,结合文献疲劳试验,采用ABAQUS与FE-SAFE软件建立试件有限元模型并进行静力性能与疲劳寿命计算,结果与文献试验值基本吻合。以剪应力幅、橡胶套高度和栓钉直径等为控制参数,分析SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命变化规律,并根据分析结果参考Eurocode 4拟合出SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命计算公式。研究结果表明:通过ABAQUS与FE-SAFE相结合的方式能够较好地实现SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳性能分析;组合连接件的疲劳破坏位置均发生于栓钉根部焊缝处;与普通栓钉连接件相比,加入橡胶套的组合连接件在200万次疲劳荷载作用下的应力幅下降40%左右;组合连接件的疲劳寿命随着栓钉直径的增大逐渐增加,随着橡胶套高度的增加逐渐降低;提出的疲劳寿命计算公式在200万次疲劳荷载下的应力幅均明显低于各国现有规范,采用本文计算公式预测SFRC栓钉-橡胶组合连接件的疲劳寿命更加安全,为SFRC栓钉-橡胶组合连接件的设计应用提供了参考。 展开更多
关键词 栓钉-橡胶组合连接件 钢纤维混凝土 有限元 FE-SAFE 疲劳寿命 应力幅
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公铁合建斜拉桥钢桁-混凝土板组合梁受力特性 被引量:3
16
作者 施洲 赵旭泼 +2 位作者 刘振标 夏正春 印涛 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2778-2789,共12页
以某主跨808 m的公铁合建新型钢桁-混凝土板组合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立局部组合梁细化的全桥多尺度有限元模型,分析其在不同工况下双层组合梁的受力传力特性和混凝土桥面板荷载分配比,并讨论混凝土桥面板厚度t_(b)、横梁刚... 以某主跨808 m的公铁合建新型钢桁-混凝土板组合梁斜拉桥为背景,采用ANSYS软件建立局部组合梁细化的全桥多尺度有限元模型,分析其在不同工况下双层组合梁的受力传力特性和混凝土桥面板荷载分配比,并讨论混凝土桥面板厚度t_(b)、横梁刚度变化系数λ_(K)和钢与混凝土弹性模量比λ_(E)对组合梁受力传力的影响规律。结果表明:最不利组合工况下,钢桁架最不利Von Mises应力为183.6 MPa,混凝土桥面板最大拉应力为5.3 MPa,均满足结构受力要求;沿纵向路径,钢桁架和混凝土桥面应力在节间横梁间均呈“波形”分布;上下层混凝土桥面板顶、底面应力沿横向近似呈“W”和“M”状分布,表明桥面板承受一定沿横向不均匀分布弯矩;公路及铁路混凝土桥面最大剪力滞系数分别为1.45、1.36,更宽的公路混凝土桥面剪力滞效应更显著;公路及铁路混凝土桥面分别承担上、下层结构57.46%~79.99%和33.21%~62.81%的轴向荷载,为组合梁的主要传力构件;混凝土桥面板的应力随t_(b)及λ_(K)的增大而增大,随λ_(E)的增大而逐渐减小;混凝土桥面每层平均荷载分配比ξ与t_(b)成正比,与λ_(K)及λ_(E)成反比;当t_(b)、λ_(K)和λ_(E)参数的取值范围分别为0.8~1.4、0.4~1.6以及4~10时,组合梁混凝土桥面应力及荷载分配比ξ较为合理。 展开更多
关键词 大跨度公铁合建斜拉桥 钢桁-混凝土组合梁 受力特性 传力特性 参数分析
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钢-混凝土组合梁螺栓连接件受剪性能试验研究 被引量:2
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作者 杨勇 张树琛 +2 位作者 陈辛 冯世强 杨仕聪 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1076-1084,共9页
传统螺栓连接件的直径小于钢梁预留孔的孔径,导致螺栓与孔壁存在间隙,容易引发钢梁与上部混凝土板间发生相对滑移使组合梁挠度增大。为尽量减小或消除上述间隙,本文引入铰制孔螺栓和螺纹孔螺栓作为组合结构的剪力连接件,并提出锥套自锁... 传统螺栓连接件的直径小于钢梁预留孔的孔径,导致螺栓与孔壁存在间隙,容易引发钢梁与上部混凝土板间发生相对滑移使组合梁挠度增大。为尽量减小或消除上述间隙,本文引入铰制孔螺栓和螺纹孔螺栓作为组合结构的剪力连接件,并提出锥套自锁螺栓连接件。设计并开展了8个螺栓连接件推出试验,基于各试件的荷载-滑移曲线,研究了3种螺栓连接件与传统螺栓连接件间的抗剪承载力、滑移能力及抗剪刚度等受剪力学性能的具体差异。研究结果表明:3种螺栓连接件的破坏形态与传统螺栓连接件表现一致,均为螺栓杆剪断,混凝土无压溃现象;3种螺栓连接件的抗剪承载力均接近于传统螺栓连接件的抗剪承载力;基于试件的荷载-滑移曲线,3种螺栓连接件均可分为弹性阶段、塑性阶段及破坏阶段;3种螺栓连接件的延性系数和抗剪刚度均明显优于传统螺栓。综合考虑力学性能、施工性能和经济性,本文建议选用铰制孔螺栓用于组合结构的剪力连接件。 展开更多
关键词 -混凝土组合梁 螺栓连接件 抗剪性能 推出试验 施工性能 抗剪承载力 抗剪刚度 滑移
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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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钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点弯矩-转角曲线计算方法
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作者 黄志 龚莉 +2 位作者 蒋丽忠 周旺保 戚菁菁 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期187-198,共12页
为研究钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点的弯矩-转角关系,提出了基于极限弯矩、初始转动刚度的四折线弯矩-转角模型。对节点进行了低周往复荷载试验,分析试验结果,得到了三种节点连接件的滞回曲线、骨架曲线以及弯矩-转角曲线。基于钢结... 为研究钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点的弯矩-转角关系,提出了基于极限弯矩、初始转动刚度的四折线弯矩-转角模型。对节点进行了低周往复荷载试验,分析试验结果,得到了三种节点连接件的滞回曲线、骨架曲线以及弯矩-转角曲线。基于钢结构设计标准,提出了适用于钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点极限弯矩计算方法;基于组件法建立了节点的初始转动刚度计算模型,分别计算得到节点的极限弯矩与初始转动刚度值,并与试验值进行了对比,误差较小,吻合良好。基于极限弯矩、初始转动刚度建立了钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点四折线弯矩-转角模型,对比验证了模型的正确性及适用性。该研究建立的四折线模型简单、精确且表达直观,可为钢管混凝土格构柱-组合箱梁节点结构设计和分析提供参考。 展开更多
关键词 钢管混凝土格构柱 节点 组件法 弯矩-转角模型 极限弯矩
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预应力作用下钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应研究
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作者 刘小伟 杨霞林 +1 位作者 王方旭 李胜 《计算力学学报》 北大核心 2025年第2期300-308,共9页
为分析预应力作用对钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应的影响,基于能量变分原理,考虑钢桁腹杆剪切变形,结合预应力等效荷载法,建立了腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解。同时... 为分析预应力作用对钢桁腹式混凝土组合梁桥剪力滞效应的影响,基于能量变分原理,考虑钢桁腹杆剪切变形,结合预应力等效荷载法,建立了腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在直线、折线和曲线预应力布束方式下的剪力滞效应解析解。同时,利用ANSYS有限元数值仿真验证本文公式的正确性并分析了不同线形单独布束及3种布束方式综合作用下梁体的剪力滞效应。结果表明,本文解析解与ANSYS有限元数值解吻合良好,相对误差绝对值在8.0%以内,利用本文公式可有效计算腹杆斜向布置的钢桁腹式混凝土组合梁桥在预应力作用下的剪力滞效应;偏心直线束在跨中位置剪力滞系数为1,不产生剪力滞效应;折线与曲线布束情况下跨中位置剪力滞效应较为明显,最大剪力滞系数分别约为1.23和1.06;综合布束下梁体剪力滞效应可通过单独布束叠加求得,其跨中截面剪力滞系数最高为1.17,预应力作用引起的剪力滞效应不可忽略。 展开更多
关键词 桥梁工程 钢桁腹式混凝土组合梁 预应力等效荷载 剪力滞效应 能量变分法
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