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钢-混凝土组合框架梁的稳定设计方法 被引量:4
1
作者 蒋丽忠 汤裕坤 《建筑科学与工程学报》 CAS 2007年第4期29-33,共5页
在已有的钢-混凝土组合梁和钢框架理论研究基础上,分析了影响组合梁负弯矩区转动能力的主要因素,建立了组合梁连续和钢柱连续两种组合框架结构体系的节点塑性极限转角的求解方法,提出了相应的计算公式及一种简化的组合框架梁稳定设计方... 在已有的钢-混凝土组合梁和钢框架理论研究基础上,分析了影响组合梁负弯矩区转动能力的主要因素,建立了组合梁连续和钢柱连续两种组合框架结构体系的节点塑性极限转角的求解方法,提出了相应的计算公式及一种简化的组合框架梁稳定设计方法,并得出了组合梁负弯矩极限调幅系数的计算方法。结果表明,该设计方法可以使组合框架塑性铰处的内力充分重分布,使梁柱连接的转动刚度合理,也能使组合梁的设计达到充分利用组合效应及节点延性的目的。 展开更多
关键词 钢-混凝土组合框架梁 塑性角 半刚性连接 调幅系数
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钢-混凝土组合框架梁变形计算的有效翼缘宽度 被引量:7
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作者 黄远 聂建国 易伟建 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期33-40,共8页
由于剪滞效应的存在,组合框架梁的混凝土翼板不能完全参与共同工作,按照完全组合的换算截面法计算组合梁的变形将得到不安全的计算结果。首先根据弹性理论推导传统的完全组合梁以及剪滞组合梁理论模型的基本方程,并采用有限元软件Msc.M... 由于剪滞效应的存在,组合框架梁的混凝土翼板不能完全参与共同工作,按照完全组合的换算截面法计算组合梁的变形将得到不安全的计算结果。首先根据弹性理论推导传统的完全组合梁以及剪滞组合梁理论模型的基本方程,并采用有限元软件Msc.Marc对理论模型进行验证,理论结果与有限元计算结果吻合良好,说明理论模型的准确性及合理性。然后基于两个理论模型,提出一种物理意义更为明确的有效翼缘宽度系数的定义,直接用于组合梁的变形计算。研究楼板的宽跨比、楼板宽厚比、板梁高度比以及组合梁高宽比这4个无量纲参数对有效翼缘宽度系数的影响。研究发现,影响有效翼缘宽度系数的关键参数为楼板的宽跨比。在此基础上,提出有效翼缘宽度的计算公式,为组合梁的研究及设计人员提供参考。 展开更多
关键词 -混凝土组合 剪滞效应 变形计算 有效翼缘宽度
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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
3
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 混凝土铺装层 横向受力
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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
4
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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耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架抗震性能研究 被引量:1
5
作者 毛新元 杜德润 王霄 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期19-24,共6页
为了推进外包钢混凝土梁组合框架结构在装配式建筑中应用的进程,引用一种耗能钢连接装配式节点,提出耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架结构。通过对普通装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架和耗能钢连接装配式方钢管混... 为了推进外包钢混凝土梁组合框架结构在装配式建筑中应用的进程,引用一种耗能钢连接装配式节点,提出耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架结构。通过对普通装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架和耗能钢连接装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架的有限元模拟,对两榀组合结构的滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、延性系数、耗能能力进行对比分析。分析结果显示,耗能钢连接装配式组合框架在承载力高于普通装配式组合框架的同时,延性也优于后者,耗能能力相较后者也有一定的提升,表明了将这种耗能钢连接节点应用于装配式外包钢混凝土梁组合框架中的有效性和可行性。 展开更多
关键词 外包混凝土组合 耗能连接 装配式 组合框架 有限元分析
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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
6
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
7
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 工程 优化设计 有限元分析 -混凝土组合连续 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
8
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 混凝土叠合板 预应力 UHPC URSP连接件 双重组合技术 设计
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栓钉初始损伤后钢-混凝土组合梁长期时变特性
9
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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高速铁路连续梁-钢管混凝土拱组合体系桥梁关键参数研究
10
作者 孙伟良 李金凯 +1 位作者 孙立鹏 景铁义 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期72-80,共9页
为明确高速铁路连续梁-钢管混凝土拱组合体系桥梁结构关键参数对其力学性能和工程经济性的影响规律,以新建平顶山至漯河至周口高速铁路漯商特大桥为依托工程,采用有限元法与正交试验相结合的方法,系统研究边中跨比、矢跨比和拱-梁刚度... 为明确高速铁路连续梁-钢管混凝土拱组合体系桥梁结构关键参数对其力学性能和工程经济性的影响规律,以新建平顶山至漯河至周口高速铁路漯商特大桥为依托工程,采用有限元法与正交试验相结合的方法,系统研究边中跨比、矢跨比和拱-梁刚度比对桥梁结构内力、变形、支座反力及工程量的影响规律,确定合理的设计参数范围。研究结果表明:边中跨比对拱脚和拱顶弯矩影响显著,当边中跨比从0.3增加到0.6时,拱脚负弯矩减少32.6%,但超过0.6后主梁边跨的竖向变形显著增大67.4%;矢跨比对主梁受力影响较小,但显著影响拱肋弯矩分布,当矢跨比为1/5时,较1/7时拱顶正弯矩降低93.4%,支反力系数达到最低,结构整体受力最合理;拱梁刚度比对结构受力和工程量影响最大,当刚度比大于1∶22时结构内力显著增大,小于1∶45时主梁变形迅速增加;拱梁刚度比对桥梁工程量的敏感性最高,占总影响的62.5%。因此,为兼顾结构性能和经济性,推荐边中跨比取0.4~0.6、矢跨比取1/5、拱梁刚度比取1∶45~1∶22,且在满足受力要求的前提下可适当减小拱梁刚度比以降低工程造价。以漯商特大桥实际工程条件(边中跨比0.54)为背景,正交试验得出最优参数组合为拱梁刚度比1∶35、矢跨比1/5,此方案工程量最低,经济效益最佳,能够为类似工程提供参考。 展开更多
关键词 铁路桥 连续-组合体系 参数优化 混凝土 边中跨比 正交试验
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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 结构设计 湿接缝拼接 节段预制拼装
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钢-混凝土组合式塔筒的减振方案研究 被引量:2
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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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钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区力学性能研究
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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 混凝土-桁架复杂节点 有限元分析 抗剪承载力 初始刚度 结构柱轴压比 管柱宽厚比
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基于车轨耦合的混凝土强度对跨座式单轨钢-混轨道梁工作性能影响探究
14
作者 申彦利 吕怀洋 韩建棒 《混凝土》 北大核心 2025年第1期1-6,共6页
为评定不同强度等级混凝土(C40、C50、C60、C70、C80)在车轨耦合作用下,对钢-混组合轨道梁、车辆动力性能的影响,拟通过动力学原理和有限元法建立车轨耦合动力学模型,计算分析不同强度等级混凝土在不同车速工况下的车轨动力响应,探究车... 为评定不同强度等级混凝土(C40、C50、C60、C70、C80)在车轨耦合作用下,对钢-混组合轨道梁、车辆动力性能的影响,拟通过动力学原理和有限元法建立车轨耦合动力学模型,计算分析不同强度等级混凝土在不同车速工况下的车轨动力响应,探究车轨动力响应规律。研究结果表明:混凝土强度等级对轨道梁横向挠度几乎无影响;竖向挠度随混凝土等级的增大而减小。在低速运行时,混凝土等级对轨道梁和车体振动加速度影响较小;在高速运行时,混凝土等级对轨道梁和车体振动加速度影响显著,且轨道梁竖向振动加速度与混凝土等级呈正相关,车体振动加速度与混凝土等级呈负相关,该研究对工程实践具有参考价值。 展开更多
关键词 混凝土强度等级 新型跨座式单轨交通 -组合轨道 车轨耦合 动力响应
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西北大温差地区钢-混组合梁温度效应及其适用公式 被引量:1
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作者 宋毅 张戎令 +3 位作者 樊江 武维宏 黎并宇 刘永超 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期195-206,共12页
为探究西北大温差地区钢-混凝土组合梁桥的温度场分布规律和温度效应,得到适用于西北大温差地区的温度梯度作用计算公式,基于兰州地区内桑园子黄河大桥主桥设计了1∶5相似比的钢-混凝土组合梁缩尺模型,并开展模型温度场特征试验研究。... 为探究西北大温差地区钢-混凝土组合梁桥的温度场分布规律和温度效应,得到适用于西北大温差地区的温度梯度作用计算公式,基于兰州地区内桑园子黄河大桥主桥设计了1∶5相似比的钢-混凝土组合梁缩尺模型,并开展模型温度场特征试验研究。研究基于大温差作用下日照辐射和骤然降温2种温度作用的钢-混凝土组合梁温度场分布特征规律及时程关系特性,通过分析组合梁温度场相关试验结果,揭示了2种温度作用下钢-混组合梁温度时程变化特性,确定了钢-混组合梁的最不利温度梯度荷载计算公式。研究结果表明:日照辐射对钢-混凝土组合梁结构温度影响大于骤然降温变化的影响;日照辐射温度作用工况下,钢-混凝土组合梁温度时程变化规律由于“遮挡效应”使其不完全满足正弦函数关系,钢梁腹板温度时程曲线存在突出拐点;钢-混凝土组合梁桥在混凝土桥面板和钢梁结合处的局部范围内存在一定温差,最高可达4.5℃;混凝土桥面板温度场变化相对于环境温度变化有一定的时间滞后;基于试验数据提出了更适合于西北大温差地区且连续性更好的混凝土桥面板与钢梁的最不利竖向正、负温度梯度二次抛物线拟合模型,具有较高的准确性与可靠性。研究成果可为西北大温差地区类似钢-混凝土组合梁工程温度梯度荷载计算与结构设计提供一定参考。 展开更多
关键词 -混凝土组合 温度场 西北大温差 最不利温度梯度 适用公式
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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-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 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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波形腹板钢箱-混凝土组合梁横向内力计算与分析 被引量:3
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作者 冀伟 余壮果 罗奎 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期161-170,共10页
为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力... 为精确分析波形腹板钢箱-混凝土组合梁(SBCCGCW)的横向内力,考虑波形钢腹板特性和箱梁的畸变效应,利用框架分析法推导SBCCGCW的横向弯矩计算公式;通过两座实桥横向弯矩的有限元和实测结果对所提公式的正确性进行验证;对SBCCGCW横向内力的影响因素进行研究,并根据有限元分析结果提出SBCCGCW横向内力的简化计算公式。结果表明:利用所提公式获取的横向弯矩值与有限元结果和实测结果吻合较好,误差在10%以内;横隔板会大幅度减少荷载作用点处的横向弯矩;宽高比、混凝土顶板厚度、荷载作用位置对混凝土顶板横向弯矩的影响较大,钢底板厚度变化对混凝土顶板横向弯矩的影响较小。研究成果可为SBCCGCW的横向内力计算与分析提供参考。 展开更多
关键词 工程 组合 横向内力 框架分析法 波形腹板 参数分析
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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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