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钢-混凝土组合梁钢框架节点抗震性能试验 被引量:1
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作者 王力 闫世杰 +1 位作者 郑圆 张成龙 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期1-6,共6页
为了研究钢-混凝土组合梁钢框架节点的抗震性能,本文进行了3个1/2缩尺的钢-混凝土组合梁钢框架节点的拟静力试验,主要研究了节点类型(2个中柱节点、1个边柱节点)、混凝土板宽度等对组合节点抗震性能的影响,对节点的破坏模式、滞回曲线... 为了研究钢-混凝土组合梁钢框架节点的抗震性能,本文进行了3个1/2缩尺的钢-混凝土组合梁钢框架节点的拟静力试验,主要研究了节点类型(2个中柱节点、1个边柱节点)、混凝土板宽度等对组合节点抗震性能的影响,对节点的破坏模式、滞回曲线、耗能能力、延性、强度和刚度退化等性能进行了研究,并利用有限元软件ABAQUS对组合节点在单调荷载作用下弹塑性性能进行分析,对比可知理论分析与试验结果吻合较好.研究表明:组合节点的变形能力以及耗能能力较强,强度与刚度退化不明显,节点位置和混凝土板有效宽度对节点抗震性能影响较大. 展开更多
关键词 钢-混凝土组合梁钢框架节点 拟静力试验 抗震性能
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基于OpenSees的钢-混凝土组合梁钢框架抗震性能研究
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作者 张俊峰 董林林 《世界地震工程》 CSCD 北大核心 2014年第4期113-119,共7页
基于OpenSees有限元软件编制了钢-混凝土组合梁纤维单元函数模块,与试验对比结果表明,该单元可以很好的模拟组合梁钢框架在地震往复荷载作用下的受力性能;以试验框架为基础,通过改变混凝土翼板厚度、配筋率、型钢梁高度、混凝土强度和... 基于OpenSees有限元软件编制了钢-混凝土组合梁纤维单元函数模块,与试验对比结果表明,该单元可以很好的模拟组合梁钢框架在地震往复荷载作用下的受力性能;以试验框架为基础,通过改变混凝土翼板厚度、配筋率、型钢梁高度、混凝土强度和钢材强度等影响因素,研究其对组合梁钢框架抗震性能的影响。研究结果表明:钢梁高度对钢框架的抗震性能影响最大,混凝土板厚度和钢材强度等级影响次之,配筋率和混凝土强度等级对结构的抗震性能影响很小。 展开更多
关键词 OPENSEES 组合梁 抗震性能 框架
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大跨度槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合梁斜拉桥整体受力特性与截面刚度分配
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作者 李晓斌 宋汶灵 +4 位作者 谢明志 张勇 杨灯 包杰 曾甲华 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期7-13,共7页
泉州湾跨海大桥主桥全联主梁采用槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合结构,在高速铁路大跨度跨海斜拉桥中系首次采用。为探明槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合主梁沿纵桥向的静力受力特点,建立主桥结构有限元分析模型,开展主桥在不同荷载组合作用... 泉州湾跨海大桥主桥全联主梁采用槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合结构,在高速铁路大跨度跨海斜拉桥中系首次采用。为探明槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合主梁沿纵桥向的静力受力特点,建立主桥结构有限元分析模型,开展主桥在不同荷载组合作用下的静力响应分析,揭示刚度分配和一期压重对主梁受力的影响规律。结果表明:在不同荷载组合作用下,截面应力峰值均出现在主墩及辅助墩处;主墩处主梁截面承受的轴向压力及负弯矩最大,辅助墩处主梁截面承受的竖向剪力最大,负弯矩较大,该处钢箱梁截面的正应力水平最高,尤其是钢箱梁顶缘的正应力水平远高于主墩处。综合分析主梁截面刚度及其分布情况、内力和应力分布情况,以及一期压重混凝土板对主梁受力的影响,辅助墩处主梁截面为最不利受力位置,其受力状态更加需要关注。与普通组合梁相比,槽形钢箱梁-混凝土桥面板组合梁的构件在工厂预制,可以在海湾深水区装配化实现快速建造,在工程经济性、抗风性能、海湾深水施工条件、高速列车行车性能适应性等方面具有显著优势,应用前景广泛。 展开更多
关键词 槽形-组合梁 斜拉桥 有限元法 静力行为 刚度分配
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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-混凝土组合梁 截面分类 宽厚比 试验研究 有限元分析
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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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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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公铁两用斜拉桥钢混板-桁组合梁钢-混结合段受力特性
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作者 施洲 李嘉辉 +3 位作者 李英铭 姜家琛 刘振标 夏正春 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期138-148,共11页
为研究大跨度公铁两用斜拉桥新型钢混板-桁组合梁钢-混结合段受力特性,以主跨808 m的公铁两用洪奇沥特大桥为依托,基于全桥杆系嵌套钢-混结合段局部空间实体模型的有限元仿真分析,开展上下层公铁桥面钢-混结合段结构应力、应力纵横向分... 为研究大跨度公铁两用斜拉桥新型钢混板-桁组合梁钢-混结合段受力特性,以主跨808 m的公铁两用洪奇沥特大桥为依托,基于全桥杆系嵌套钢-混结合段局部空间实体模型的有限元仿真分析,开展上下层公铁桥面钢-混结合段结构应力、应力纵横向分布规律以及传力机理研究。结果表明:主+附组合最不利工况下,上下层钢-混结合段承压板及主桁下弦杆受力最为不利;钢结构局部最不利应力为280 MPa;混凝土最大拉应力为4.5 MPa,相对C60钢纤维混凝土受拉不明显;公、铁桥面结合段最大挠曲转角分别为0.93×10^(-3)和1.09×10^(-3)rad,均小于参考规范限值,结合段刚度良好;公、铁桥面结合段钢顶底板均在承压板前后产生明显应力突变,承压板集中传力作用明显;横隔板对铁路桥面应力分布有明显影响;上下层结合段钢顶底板及混凝土应力横向分布不均匀系数最大值分别为1.4和2.7,不均匀性显著;结合段混凝土的应力横向分布为“不均匀”等级的路径占33.3%,大于钢顶底板的16.7%,其不均匀性更明显;上下层结合段钢顶底板均主要通过剪力钉传力,分别传递47.4%和64.5%的轴力;承压板直接承压,同样为重要传力路径;结构传力比纵向分布曲线变化缓和,传力平顺。 展开更多
关键词 公铁两用斜拉桥 混板-组合梁 -混结合段 受力特性 应力分布 传力机理 仿真分析
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界面不同抗剪连接钢-UHPC组合梁的受弯性能
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作者 方志 周楚钰 +3 位作者 洪金圣 徐海波 张海兵 汪建群 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期61-74,共14页
为明确界面抗剪连接的不同布置对钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁受弯性能的影响,完成了3根界面栓钉不同布置的钢-UHPC组合梁受弯性能的试验研究,提出了基于截面纤维模型的钢-UHPC组合梁受弯性能非线性... 为明确界面抗剪连接的不同布置对钢-超高性能混凝土(ultra-high performance concrete,UHPC)组合梁受弯性能的影响,完成了3根界面栓钉不同布置的钢-UHPC组合梁受弯性能的试验研究,提出了基于截面纤维模型的钢-UHPC组合梁受弯性能非线性分析方法并编制了相应计算程序且以试验结果验证了方法和程序的适用性,并用其分析了集束度和剪力连接度对钢-UHPC组合梁受弯性能的影响.结果表明:1)对于集束度γ≤0.5和γ=1的钢-UHPC组合梁,其临界剪力连接度分别为0.9和0.74;2)钢-UHPC组合梁的弹性抗弯刚度随着剪力连接度的增加而增加,随着集束度的增加而降低;3)剪力连接度对钢-UHPC组合梁的抗弯承载能力和延性系数影响显著,集束度γ=1时组合梁的延性系数明显增大,但集束度γ≤0.5时,其延性系数基本不再受集束度的影响;4)对于完全剪力连接组合梁,极限状态时界面的剪力分布随剪力连接度的增大而越趋于不均匀,但集束度对极限状态时界面的剪力分布影响较小.钢-UHPC组合梁的集束度γ不应大于0.5,剪力连接度η不宜小于1.0. 展开更多
关键词 超高性能混凝土(UHPC) -UHPC组合梁 剪力连接度 集束度 受弯性能
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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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变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁桥应力偏载系数研究 被引量:1
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作者 陈宏彬 黄光铃 +2 位作者 陈宜言 解冰 赵秋 《世界桥梁》 北大核心 2025年第2期111-118,共8页
为了解波形钢腹板-平钢底板组合梁在偏载作用下的扭转畸变效应,对其应力偏载系数进行研究。对1片按相似比1∶5缩尺的三跨变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁进行静力模型试验和有限元分析,计算其在偏载作用下的顶(底)板翘曲正应力、... 为了解波形钢腹板-平钢底板组合梁在偏载作用下的扭转畸变效应,对其应力偏载系数进行研究。对1片按相似比1∶5缩尺的三跨变截面连续波形钢腹板-平钢底板组合梁进行静力模型试验和有限元分析,计算其在偏载作用下的顶(底)板翘曲正应力、腹板扭转剪应力以及正应力偏载系数和腹板剪应力偏载系数,并与现有偏载系数计算方法的计算结果进行对比。结果表明:钢底板翘曲正应力相对混凝土顶板更加明显,腹板剪应力沿截面高度变化较小,中跨跨中设置横隔板能有效限制组合梁的畸变变形;取偏载系数试验值与有限元值中的大者作为偏载系数建议值,建议中支点负弯矩区截面、跨中截面和1/4跨截面正应力偏载系数分别不小于1.18、1.11和1.15,中支点负弯矩区截面、跨中截面和1/4跨截面腹板剪应力偏载系数分别不小于1.66、1.35和1.43;经验系数法对正应力偏载系数比较适用,对剪应力偏载系数不适用,偏心压力法计算过于保守,实际设计应用并不经济,修正偏心压力法对正应力与剪应力偏载系数均考虑不足。 展开更多
关键词 波形腹板-底板组合梁 应力 应力偏载系数 模型试验 有限元法
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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
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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 外包混凝土组合梁 耗能连接 装配式 组合框架 有限元分析
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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 -混凝土组合梁 温度场 西北大温差 最不利温度梯度 适用公式
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钢-UHPC-NC螺栓连接组合梁负弯矩区抗弯试验研究 被引量:1
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作者 杨大海 汪志甜 +1 位作者 王倩 史俊 《桥梁建设》 北大核心 2025年第2期34-42,共9页
为改善装配式钢-混组合梁墩顶负弯矩区桥面板开裂问题,以某装配式双工字钢-混组合梁桥为背景,提出钢-超高性能混凝土(UHPC)-普通混凝土(NC)螺栓连接组合梁,并对其抗弯性能进行研究。按缩尺比1∶5设计并制作1根钢-NC栓钉连接组合梁试件(... 为改善装配式钢-混组合梁墩顶负弯矩区桥面板开裂问题,以某装配式双工字钢-混组合梁桥为背景,提出钢-超高性能混凝土(UHPC)-普通混凝土(NC)螺栓连接组合梁,并对其抗弯性能进行研究。按缩尺比1∶5设计并制作1根钢-NC栓钉连接组合梁试件(试件P-1)和1根钢-UHPC-NC螺栓连接组合梁试件(试件P-2),开展试验梁在负弯矩作用下的静力试验,对其裂缝特征、开裂荷载、钢-混界面滑移、极限承载力等进行对比分析;并采用Abaqus软件建立试验梁有限元模型,分析螺栓连接度、预紧力和UHPC层厚度对钢-UHPC-NC螺栓连接组合梁受弯性能的影响。结果表明:与试件P-1相比,试件P-2的开裂荷载提高了40%,最大裂缝宽度降低了71%,梁端钢-混界面滑移提高了约56.6%;高强度螺栓及UHPC-NC叠合桥面板的联合应用可显著提高钢-混组合梁的抗裂性能,但对钢-混组合梁极限承载力性能的提高作用不明显;当抗剪连接度大于1时,螺栓连接度对钢-混组合梁的刚度、极限承载力及开裂荷载的影响较小,螺栓预紧力对钢-混组合梁极限承载力无明显影响,提高UHPC层厚度可提高钢-混组合梁的各项性能,但成本较高。建议UHPC层厚度取为桥面板厚度的1/4。 展开更多
关键词 装配式-组合梁 螺栓连接 负弯矩 裂缝 -混界面滑移 极限承载力 抗弯试验 有限元法
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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-混组合梁横向结合段负弯矩区合理构造与受力性能研究
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作者 彭银辉 周诚兮 +2 位作者 李剑 张清华 崔闯 《桥梁建设》 北大核心 2025年第5期105-111,共7页
某大跨度双层钢桁梁斜拉桥下层桥面采用钢-混组合梁,横向钢-混结合段位于下层行车道两侧钢桥面板和混凝土桥面板之间,采用UHPC的后浇段作为连接过渡。为优化钢-混组合梁横向结合段负弯矩区界面连接构造,设计3片新型钢-混组合梁、6种钢-... 某大跨度双层钢桁梁斜拉桥下层桥面采用钢-混组合梁,横向钢-混结合段位于下层行车道两侧钢桥面板和混凝土桥面板之间,采用UHPC的后浇段作为连接过渡。为优化钢-混组合梁横向结合段负弯矩区界面连接构造,设计3片新型钢-混组合梁、6种钢-混连接构造方案,对应6种UHPC与钢梁之间剪力连接件布置方式(有无顶、底、侧板剪力钉)和2种UHPC与NC之间湿接缝键齿形状(梯形或矩形),通过静力试验得到不同构造方案损伤特征、荷载~跨中挠度曲线、裂缝宽度和极限承载能力,并选择最优钢-混连接构造方案。结果表明:3片新型钢-混组合梁的破坏过程可分为弹性阶段、裂缝扩展阶段和屈服阶段,且结构表现出良好的延性和承载能力;不同方案的剪力连接件显著影响横向结合段负弯矩区的力学性能,梯形键齿湿接缝比矩形键齿湿接缝更有利;综合考虑施工便利性,该区域设置底板和顶板剪力钉、PBL开孔板、梯形键齿湿接缝为最合适的构造方案,其挠度、湿接缝宽度和结构应变相对较小,混凝土裂缝数量较少且宽度和长度较小,UHPC与钢梁分离量较小,选择该方案为最佳方案并已运用于实桥。 展开更多
关键词 斜拉桥 桥面结构 -组合梁 剪力钉 PBL开孔板 湿接缝 力学性能 静力试验
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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 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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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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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 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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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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螺栓布置对钢-木组合梁弯曲性能的影响试验研究
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作者 吴珍珍 唐盛华 +1 位作者 王解军 刘瑞越 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第4期109-120,共12页
为推广直径10 mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用,研究了螺栓的横向排数、直径和纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部为工字钢梁、上部为木板、上下部由螺栓连接的组合梁,对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试... 为推广直径10 mm以内的螺栓紧固件在钢-木组合结构中的应用,研究了螺栓的横向排数、直径和纵向间距对钢-木组合梁弯曲性能的影响。通过设计一种下部为工字钢梁、上部为木板、上下部由螺栓连接的组合梁,对8根试验梁进行三分点弯曲荷载试验,分别观察其破坏模式、跨中挠度变化、跨中截面应变和梁端部钢-木交界面滑移效应,分析不同螺栓参数对钢-木组合梁抗弯力学性能的影响。结果表明,钢-木组合梁的主要破坏模式为:组合梁跨中挠度达到跨度的1/27时,发生变形破坏;组合梁具有较大的抗弯承载力与位移延性系数,各试件钢-木交界面最大相对滑移为2~6 mm;螺栓布置参数中,螺栓纵向间距对组合梁跨中钢-木交界面的应变差影响最大,螺栓直径的影响较小;提出了钢-木组合梁螺栓面积比的概念,即螺栓总面积与木板受压面积的比值,随着螺栓面积比的增加,位移延性系数减小,但试件抗弯承载力明显增长,交界面最大滑移逐步减小。通过合理的螺栓面积比范围能快速计算出螺栓的用量范围,为此类钢-木组合梁的实际应用提供设计参考。 展开更多
关键词 -组合梁 螺栓连接 交界面滑移 抗弯承载力 螺栓面积比
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