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外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力计算方法
1
作者 卢亦焱 柳永达 +2 位作者 刘真真 马文涛 祝涛 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第1期47-58,共12页
为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258... 为研究外套方钢管夹层混凝土加固方钢管混凝土(CFST)柱的压弯承载力,进行3个原CFST柱和7个外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱(组合加固柱)试件的偏压试验,分析了试件的破坏形态和荷载—跨中挠度曲线。在试验基础上,通过纤维模型法对258个组合加固柱进行参数分析,分析了夹层混凝土强度、外套钢管厚度和屈服强度对组合加固柱N/N_(u)-M/M_(u)曲线的影响。研究结果表明:原CFST柱和组合加固柱的破坏形态基本一致,均为典型的弯曲型破坏,组合加固柱加固部分与原CFST柱变形协调良好;夹层混凝土强度的提高、外套钢管厚度和屈服强度的降低使试件N/N_(u)-M/M_(u)曲线呈现外凸趋势;在这些因素当中,夹层混凝土强度对平衡点位置影响效果最显著,钢管厚度和屈服强度对平衡点位置影响不大。基于试验和数值模拟结果,提出了组合加固柱压弯承载力计算方法。通过公式得到的压弯承载力计算值与试验值、纤维模型法模拟值的误差均在10%以内,表明计算方法可准确预测外套方钢管夹层混凝土加固方CFST柱压弯承载力,为工程应用提供参考。 展开更多
关键词 外套钢管 夹层混凝土 钢管混凝土柱 纤维模型法 N/N_(u)-M/M_(u)曲线
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反复荷载下方钢管型钢再生混凝土组合柱受力性能有限元分析
2
作者 马辉 杨柳毅 +1 位作者 赖志强 刘方达 《自然灾害学报》 北大核心 2025年第1期167-178,共12页
在方钢管型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合柱的数值计算模型,分析了组合柱的应力云图及变形特征,研究了组合柱的滞回曲线和骨架曲线,通过与试验的对比验证了模型的合理性。结果表明... 在方钢管型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载试验研究的基础上,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合柱的数值计算模型,分析了组合柱的应力云图及变形特征,研究了组合柱的滞回曲线和骨架曲线,通过与试验的对比验证了模型的合理性。结果表明,反复水平荷载作用下柱脚方钢管屈曲鼓起,内部型钢达到屈服且再生混凝土被压碎,组合柱呈压弯塑性铰破坏模式。在分析参数的范围内,方钢管强度可以大幅度提升组合柱承载力,但却在一定程度上减小了组合柱的延性。提高方钢管的壁厚,组合柱的承载力大幅度提升。合理设计组合柱的剪跨比对其抗震性能的发挥十分重要,故在实际工程中应避免短柱脆断和长柱失稳;此外,随着再生骨料取代率的增加,组合柱的承载力提升较小,其延性随取代率的增加略有降低。 展开更多
关键词 再生混凝土 钢管混凝土柱 数值模型 反复荷载 非线性分析
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钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区力学性能研究
3
作者 韩强 王佳畅 +1 位作者 张轩 张强 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期64-73,共10页
为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节... 为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节点模型,对比分析了桁架梁倾斜角、结构柱轴压比、钢管柱宽厚比对节点域性能的影响。结果表明:钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点发生核心区破坏时,破坏部位主要为下弦杆范围内的节点域及桁架梁端部。桁架梁倾斜角对节点域力学性能及破坏状态影响较小。结构柱轴压比较大时,节点域抗剪承载力及延性系数下降明显,建议结构柱轴压比不宜大于0.3。钢管柱宽厚比为敏感参数,随着钢管柱宽厚比的减小,节点域的抗剪承载力、初始刚度及延性系数均有显著变化。 展开更多
关键词 钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点 有限元分析 抗剪承载力 初始刚度 结构柱轴压比 钢管柱宽厚比
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L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱轴压性能
4
作者 吴丽丽 刘艳霞 +1 位作者 武海鹏 韩港豪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2025年第1期77-91,共15页
为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、... 为解决异形钢管混凝土柱阴角对其承载力的影响,提出了用1个冷弯薄壁方钢管和2个U形钢管焊接成L形钢管,内填充混凝土形成L形冷弯薄壁型钢组合钢管混凝土柱形式。设计了5组共10根试件的轴压试验,并开展了有限元参数分析,研究了钢管厚度、U形管外伸长度和钢材强度等参数对构件承载力和延性等力学性能的影响。结果表明:该类试件的主要破坏形态为中上部局部鼓曲破坏,适量增大U形管外伸长度可以提高承载力,但增大到一定程度之后易发生弯扭破坏;承载力和延性随着钢管厚度和钢材强度增大而增加;混凝土强度对构件的初始刚度和峰值荷载的影响都很小,但对曲线下降段的影响较大;试件端部和中部截面阴角处的混凝土应力值比各边中部更大,说明采用U形钢管与方钢管组合的方式改善了阴角处钢管对混凝土约束普遍较弱的问题。基于“统一理论”,给出了两种承载力建议计算公式,与试验结果吻合较好,两种计算方法在0.44~1.94的约束效应系数范围内具有良好的适用性。 展开更多
关键词 L形 U形管 钢管混凝土柱 轴心受压 承载力
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多腔中空薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能研究
5
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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火灾后钢管煤矸石混凝土轴压短柱剩余承载力研究
6
作者 李帼昌 刘宝文 李晓 《沈阳建筑大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期634-643,共10页
为促进煤矸石在混凝土中的应用,研究火灾对钢管煤矸石混凝土轴压短柱剩余承载力的影响。采用ABAQUS有限元分析软件,建立符合ISO-834标准的火灾后钢管煤矸石混凝土柱有限元模型,在确定混凝土和钢材本构的基础上,分析不同受火时间后构件... 为促进煤矸石在混凝土中的应用,研究火灾对钢管煤矸石混凝土轴压短柱剩余承载力的影响。采用ABAQUS有限元分析软件,建立符合ISO-834标准的火灾后钢管煤矸石混凝土柱有限元模型,在确定混凝土和钢材本构的基础上,分析不同受火时间后构件的荷载-位移曲线、各材料分担荷载以及混凝土应力发展规律,探讨混凝土类型、截面尺寸、材料强度和含钢率对构件剩余承载力的影响规律。结果表明,与未受火构件相比,钢管煤矸石混凝土柱在火灾180 min后承载力下降了37.7%,剩余承载力系数较普通钢管混凝土柱高了13.2%。受火180 min后,构件直径从200 mm增加到800 mm时,剩余承载力系数提高了39.3%;含钢率从13.2%降低至6.3%时,剩余承载力系数提高了6.8%。截面尺寸和含钢率是影响火灾后构件剩余承载力系数的主要因素。构件截面直径为400 mm、含钢率为6.3%时,能有效降低构件自重,同时确保良好的抗火性能。钢管煤矸石混凝土柱在火灾作用后表现出了较好的抗火能力。 展开更多
关键词 火灾 煤矸石混凝土 剩余承载力 钢管混凝土柱
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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
7
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 钢管混凝土柱-组合梁节点 低周往复加载 损伤程度 耐火极限
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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
8
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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BFRP筋-海水海砂钢管混凝土叠合柱的轴压性能
9
作者 岳鹏飞 魏洋 +2 位作者 董志强 张依睿 黄哲 《林业工程学报》 北大核心 2025年第3期154-162,共9页
钢管混凝土叠合柱由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成,力学性能突出,但在沿海地区工程结构受侵蚀因子影响严重,面临耐久性不足的问题。结合耐腐蚀性能优秀的玄武岩纤维复合材料,提出一种玄武岩纤维增强复合材料(basalt... 钢管混凝土叠合柱由截面中部的钢管混凝土和钢管外的钢筋混凝土叠合而成,力学性能突出,但在沿海地区工程结构受侵蚀因子影响严重,面临耐久性不足的问题。结合耐腐蚀性能优秀的玄武岩纤维复合材料,提出一种玄武岩纤维增强复合材料(basalt fiber-reinforced polymer,BFRP)筋-海水海砂混凝土柱内置钢管混凝土的叠合结构。通过对8根方形BFRP筋-海水海砂钢管混凝土叠合柱的轴压试验,研究BFRP箍筋间距、钢管边长及厚度对叠合柱轴压性能的影响。结果表明,BFRP箍筋、钢管复合约束叠合柱的轴压性能明显优于单一BFRP筋约束混凝土,随着箍筋间距从100 mm减小到70 mm,叠合柱的承载力提升了1.2%~20.6%;钢管厚度由2.5 mm增加到5.0 mm时,叠合柱的承载力提升了10.1%~29.7%。最终,结合BFRP筋与FRP-钢管的复合约束效应,提出了BFRP筋-海水海砂混凝土叠合柱的承载能力计算模型,可实现对本研究叠合柱承载能力的准确计算。 展开更多
关键词 BFRP筋 海水海砂混凝土 钢管混凝土叠合柱 轴压试验 计算模型
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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
10
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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新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱抗震性能试验研究 被引量：2
11
作者 郑立文 李智 +3 位作者 赵亮 胡少伟 李景浩 齐浩 《土木与环境工程学报（中英文）》 北大核心 2025年第1期152-166,共15页
为进一步提高用于钢-混凝土组合结构的柱构件的装配效率,并改善其抗震性能,降低生产成本,提出一种新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱设计方法。通过对缩尺比例为2的5个拼接柱构件和1个整浇柱构件开展拟静力试验,获得不同配筋率、配筋形式... 为进一步提高用于钢-混凝土组合结构的柱构件的装配效率,并改善其抗震性能,降低生产成本,提出一种新型浆锚连接方钢管混凝土拼接柱设计方法。通过对缩尺比例为2的5个拼接柱构件和1个整浇柱构件开展拟静力试验,获得不同配筋率、配筋形式和柱-柱节点拼接部位的新型拼接柱的抗震性能。试验结果表明:新型拼接柱构件在低周期反复荷载下的破坏过程及其形态与整浇柱构件相似,其滞回曲线饱满,耗能能力、抗承载力退化和抵抗变形(刚度)能力均比整浇柱构件更加优良,特别是将柱-柱节点拼接部位设于柱间反弯点区域的P类型构件变形能力最佳,证明了该新型拼接柱设计方法的科学性,并对提高钢-混凝土组合框架结构的整体抗震性能具有应用潜力。 展开更多
关键词 钢管混凝土柱 浆锚连接 拼接部位 拟静力试验 抗震性能
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方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土柱轴压力学性能研究
12
作者 陈祥花 徐炜圣 +1 位作者 梁莹 陈宗平 《混凝土》 北大核心 2025年第2期53-57,共5页
为研究方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土的轴压力学性能,以试件高度和是否配制螺旋筋作为设计参数,进行了6个试件的轴压加载试验,获取了其荷载位移曲线并分析了破坏过程、应变分布,得到了其力学性能的变化规律,还利用有限元软件进行了1... 为研究方钢管螺旋筋约束自密实高强混凝土的轴压力学性能,以试件高度和是否配制螺旋筋作为设计参数,进行了6个试件的轴压加载试验,获取了其荷载位移曲线并分析了破坏过程、应变分布,得到了其力学性能的变化规律,还利用有限元软件进行了17个试件的拓展参数分析。试验结果表明:配制螺旋筋使得外部钢管性能发挥更充分,也有效地提升了试件轴压刚度、轴压承载力和延性。拓展参数分析结果表明:试件的钢管厚度、钢管强度和螺旋筋直径与轴压性能呈正相关关系,而螺旋筋间距的增大会降低试件轴压承载力。螺旋筋显著提升了对管内混凝土的约束,提高了方钢管混凝土柱的变形性能,有效改善了方钢管约束不均匀的问题。 展开更多
关键词 方钢管 螺旋筋 自密实高强混凝土 柱 轴压性能
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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
13
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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基于OpenSees平台的CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土柱抗震性能研究
14
作者 彭胜 陈乃萌 +1 位作者 许成祥 伍彩 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第3期114-122,共9页
为了研究CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土(rectangular recycled aggregate concrete-filled steel tube,RRACFST)柱的抗震性能,建立了RRACFST柱地震损伤后塑性铰的理论计算公式,通过OpenSees平台开展了CFRP加固震损RRACFST柱抗震性能... 为了研究CFRP加固震损矩形钢管再生混凝土(rectangular recycled aggregate concrete-filled steel tube,RRACFST)柱的抗震性能,建立了RRACFST柱地震损伤后塑性铰的理论计算公式,通过OpenSees平台开展了CFRP加固震损RRACFST柱抗震性能模拟和影响因素分析。通过试验值与模拟值比较,发现二者吻合较好,说明OpenSees模拟平台能够较好地研究CFRP加固震损RRACFST柱的抗震性能。构建的RRACFST柱地震损伤后塑性铰理论计算公式,能够为该类结构的抗震加固设计提供理论依据。塑性铰理论公式的限制和边界条件包括再生粗骨料取代率∈[0,100%]、混凝土强度∈[C30,C60]、轴压比∈[0,0.7]、钢材强度∈[Q235,Q420]、钢管厚度∈[2mm,6mm]和长细比∈[7.5,12]。CFRP加固重度损伤RRACFST柱抗震性能最佳参数组合包括再生粗骨料取代率为50%,混凝土强度为C40,轴压比为0.3,钢材强度为Q345级,钢管厚度为3mm以及长细比为7.5。 展开更多
关键词 矩形钢管再生混凝土柱 CFRP加固 塑性铰 OpenSees平台 抗震性能
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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
15
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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T型方颈螺栓连接H形钢梁-钢管混凝土柱节点抗震性能试验研究
16
作者 孙乐乐 王培军 +3 位作者 尤洋 刘砚夫 侯钢领 贺敏 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第10期1974-1983,共10页
针对现有单边螺栓存在的构造复杂、成本高昂、施工困难等问题,本文提出一种T型方颈螺栓,可实现框架梁柱全栓接。对2个足尺T型方颈螺栓连接H形钢梁-方钢管混凝土柱十字形节点进行低周往复荷载试验,对比研究无内部加强完整钢管混凝土柱节... 针对现有单边螺栓存在的构造复杂、成本高昂、施工困难等问题,本文提出一种T型方颈螺栓,可实现框架梁柱全栓接。对2个足尺T型方颈螺栓连接H形钢梁-方钢管混凝土柱十字形节点进行低周往复荷载试验,对比研究无内部加强完整钢管混凝土柱节点和H形钢内衬加强拼接钢管混凝土柱节点的抗震性能,提出2类节点抗弯承载力分析模型及计算公式。结果表明:T型方颈螺栓连接H形钢梁-方钢管混凝土柱节点具有饱满的滞回曲线,良好的耗能能力和延性,属于半刚性连接。与无内部加强完整钢管混凝土柱节点相比,H形钢内衬加强拼接钢管混凝土柱节点的变形集中于端板,柱壁未发生明显变形。节点设计中应采取内衬加强措施,且内衬截面选取应按节点处最大剪力设计。基于本文所提理论模型得到的节点抗弯承载力计算值与试验值吻合良好,可为类似节点的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 T型方颈螺栓 钢管混凝土柱 梁柱节点 半刚性连接 抗震性能 耗能能力 分析模型 设计方法
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侧向冲击作用下圆形双钢管混凝土柱损伤评估模型研究
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作者 阳霞 王久元 +2 位作者 吴杰 陈誉 陈娟 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期21-29,共9页
基于落锤冲击试验和数值模拟研究了侧向冲击下圆形双钢管混凝土(concrete-filled double-tube, CFDT)柱的损伤模式;以弯矩-转角关系作为评估指标,建立了圆形CFDT柱的冲击质量-冲击速度、冲击能量-冲击质量损伤评估模型;讨论了冲击位置... 基于落锤冲击试验和数值模拟研究了侧向冲击下圆形双钢管混凝土(concrete-filled double-tube, CFDT)柱的损伤模式;以弯矩-转角关系作为评估指标,建立了圆形CFDT柱的冲击质量-冲击速度、冲击能量-冲击质量损伤评估模型;讨论了冲击位置、外钢管强度、内钢管径厚比和轴压比等参数对损伤评估模型的影响规律。结果表明:在冲击能量不变的情况下,圆形CFDT柱的损伤程度随冲击质量与冲击速度比值的增大而显著增加。圆形CFDT柱的临界冲击能量曲线随冲击质量的增大逐渐下降后趋于平缓,收敛于水平渐近线;不同损伤程度对应的临界冲击能量间存在显著差别。当冲击质量恒定时,增大内钢管径厚比、外钢管强度以及冲击点距自由端距离,可以提高圆形CFDT柱的临界冲击能量;增大轴压比则会使临界冲击能量呈先增大后减小的趋势。各参数对临界冲击质量的影响随着冲击速度的增大而减小,其中外钢管强度对损伤评估模型的影响最大,轴压比和冲击位置次之,内钢管径厚比的影响最小。 展开更多
关键词 圆形双钢管混凝土(CFDT)柱 损伤评估模型 有限元分析 冲击性能 弯矩-转角关系
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基于动量梯度下降法的钢管混凝土柱垂直度点云拟合测量
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作者 孔恒 温玉成 +3 位作者 郭飞 张东亮 鲍艳 孙哲 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第7期1345-1352,共8页
我国近年来建设了大量的大型地下工程,需要快速检测这些地下工程中的钢管混凝土柱的安全状态以保证施工质量。为此,提出采用地面三维激光扫描仪获取点云数据进行检测。首先,对点云数据进行拼接和提取处理;然后,采用动量梯度下降法通过... 我国近年来建设了大量的大型地下工程,需要快速检测这些地下工程中的钢管混凝土柱的安全状态以保证施工质量。为此,提出采用地面三维激光扫描仪获取点云数据进行检测。首先,对点云数据进行拼接和提取处理;然后,采用动量梯度下降法通过点云数据拟合圆柱体方程,并基于圆柱体方程方向向量与垂直向量计算出柱体垂直度;最后,在地下综合交通枢纽项目的钢管混凝土柱体上进行试验。试验分为3组:前2组采用动量梯度下降法拟合计算垂直度,对比使用多测站拼接的点云数据和单测站点云数据的差异;最后1组使用全站仪检测垂直度,作为似真值进行对比。结果表明:1)基于动量梯度下降法拟合计算的垂直度与全站仪测量结果对比,其精度满足规范和工程的测量要求;2)多测站拼接的点云数据和单测站点云数据均能满足需求;3)基于动量梯度下降法的垂直度点云拟合测量方法相比传统检测方法提升4倍的工作效率。结果证明,三维激光扫描技术在柱体的垂直度快速测量中具有良好的应用前景和可行性。 展开更多
关键词 地下工程 钢管混凝土柱 垂直度测量 三维激光扫描 圆柱体拟合 动量梯度下降法 点云数据
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火灾下中空钢管混凝土叠合短柱力学性能
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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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外部钢管约束型钢混凝土柱抗震耗能研究
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作者 彭辉 吕辉 肖冲 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第2期9-18,共10页
型钢混凝土柱在高层与超高层建筑中应用广泛,但在高轴压比下型钢混凝土柱的承载力较低、延性较差,继而在高烈度地震区严重影响该结构的推广应用,为此,有必要采取外部钢管约束的构造措施以期提高柱的抗震性能。采用有限元软件建立实体钢... 型钢混凝土柱在高层与超高层建筑中应用广泛,但在高轴压比下型钢混凝土柱的承载力较低、延性较差,继而在高烈度地震区严重影响该结构的推广应用,为此,有必要采取外部钢管约束的构造措施以期提高柱的抗震性能。采用有限元软件建立实体钢管约束型钢混凝土柱模型,在与拟静力试验结果吻合较好的基础上,进一步建立多个足尺方钢管约束型钢混凝土柱算例模型,探讨有无钢管约束、钢管屈服强度、钢管壁厚、轴压比、混凝土强度等级、型钢强度等参数对柱的滞回性能、应力-应变、塑性耗能机制的影响。结果显示:外部钢管约束构造措施可显著提高柱的峰值承载力和延性,最大可提高167.5%;钢管的约束套箍作用可显著降低核心混凝土、纵筋、型钢的压应变及箍筋的拉应变,提高柱的总塑性耗能值而降低核心混凝土的耗能占比;混凝土强度等级的增大可提高柱的总塑性耗能值但会增大混凝土的耗能占比,对抗震不利,钢管、型钢屈服强度的增大可一定程度提高柱的塑性耗能值,但总体影响较小。研究所得结论可为实际工程中外钢管约束型钢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 外钢管约束型钢混凝土柱 峰值承载力 延性 应力-应变 塑性耗能
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