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预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力性能分析
被引量:
4
1
作者
张锡治
李星乾
+3 位作者
章少华
张天鹤
闫翔宇
于志双
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期428-440,共13页
建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点在往复荷载作用下受力性能分析的精细化有限元计算模型.根据已完成的6个“弱节点”试验结果,对比分析试验与模拟试件的破坏模式、梁端荷载-位移骨架曲线和特征点荷载,验证了有限元模型的准确性.研究...
建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点在往复荷载作用下受力性能分析的精细化有限元计算模型.根据已完成的6个“弱节点”试验结果,对比分析试验与模拟试件的破坏模式、梁端荷载-位移骨架曲线和特征点荷载,验证了有限元模型的准确性.研究了预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力全过程工作机理,并对各关键组件的应力、应变发展规律及其相互作用进行分析.通过有限元模型参数化分析,研究了轴压比、钢套箍厚度、钢套箍延伸高度、预制混凝土管强度及芯部混凝土强度等因素对节点承载力和变形能力的影响.分析结果表明:在梁端往复荷载作用下,钢套箍屈服“拉力带”和核心区混凝土“斜压杆”机构共同抵抗节点剪力;峰值荷载时钢套箍以刚体变形为主,极限荷载时钢套箍腹板大面积屈服;芯部混凝土、钢套箍与预制混凝土管之间界面接触相互作用力分布不均匀;轴压比、钢套箍厚度、预制混凝土管和芯部混凝土强度对节点承载力及变形能力影响较大,增大钢套箍厚度可以显著提高节点承载力及变形能力;钢套箍延伸高度增加可以提高节点变形能力,但对承载力影响不明显.建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点受剪计算模型,理论值与模拟值吻合较好且偏于安全.
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关键词
预制混凝土管组合柱
RCS节点
数值模拟
受力机理
受剪承载力
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职称材料
预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架抗震性能试验研究
2
作者
李星乾
张锡治
+4 位作者
赵有山
黄俊伟
章少华
黄世敏
罗开海
《土木工程学报》
2025年第11期25-41,共17页
整体结构抗震试验是探明结构体系地震失效模式、损伤路径和薄弱部位的重要方法之一,但目前国内外开展的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架整体结构抗震试验十分有限,且多为现浇RCS混合框架,梁柱连接多采用梁贯通式节点。文章提出一种装配...
整体结构抗震试验是探明结构体系地震失效模式、损伤路径和薄弱部位的重要方法之一,但目前国内外开展的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架整体结构抗震试验十分有限,且多为现浇RCS混合框架,梁柱连接多采用梁贯通式节点。文章提出一种装配式柱贯通式RCS混合框架结构——预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架结构,通过1个1/2比例2层2跨混合框架的低周反复加载试验,分析试件破坏形态、滞回特性、抗侧刚度、承载能力、变形性能、延性和耗能能力等,研究梁柱构件、节点的变形特征以及结构的塑性发展次序。结果表明:顶点位移角为2.08%时,钢梁端部开始出现局部屈曲,柱损伤较轻,梁柱节点保持弹性,结构达到峰值承载力;最终破坏时极限位移角为3.62%,最大塑性转角为2.42%,转角延性系数为3.34,损伤主要集中在钢梁端部和一层柱底部,梁端屈曲形成塑性铰,二层较一层损伤严重;一层和二层层间位移比约为46%:54%;结构弹性抗侧刚度理论值与试验值相对误差为0.5%;中柱柱底和柱顶箍筋应变发展较快,钢梁翼缘应变在顶点位移角超过1.0%后快速增长,贯通隔板应变发展缓慢,节点始终处于弹性工作状态。采用有限元软件ABAQUS建立了预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架的受力分析模型,模拟结果与试验结果吻合良好。建议预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值分别按1/400和1/50控制。
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关键词
RCS混合框架
柱
贯通式
预制混凝土管组合柱
拟静力试验
有限元模型
抗震性能
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职称材料
题名
预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力性能分析
被引量:
4
1
作者
张锡治
李星乾
章少华
张天鹤
闫翔宇
于志双
机构
天津大学建筑工程学院
天津大学建筑设计规划研究总院有限公司
中铁建大桥工程局集团建筑装配科技有限公司
出处
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期428-440,共13页
基金
国家自然科学基金资助项目(51578369)
天津市科技计划资助项目(19YDLYSN00120)
住建部科技计划资助项目(2020-S-020).
文摘
建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点在往复荷载作用下受力性能分析的精细化有限元计算模型.根据已完成的6个“弱节点”试验结果,对比分析试验与模拟试件的破坏模式、梁端荷载-位移骨架曲线和特征点荷载,验证了有限元模型的准确性.研究了预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力全过程工作机理,并对各关键组件的应力、应变发展规律及其相互作用进行分析.通过有限元模型参数化分析,研究了轴压比、钢套箍厚度、钢套箍延伸高度、预制混凝土管强度及芯部混凝土强度等因素对节点承载力和变形能力的影响.分析结果表明:在梁端往复荷载作用下,钢套箍屈服“拉力带”和核心区混凝土“斜压杆”机构共同抵抗节点剪力;峰值荷载时钢套箍以刚体变形为主,极限荷载时钢套箍腹板大面积屈服;芯部混凝土、钢套箍与预制混凝土管之间界面接触相互作用力分布不均匀;轴压比、钢套箍厚度、预制混凝土管和芯部混凝土强度对节点承载力及变形能力影响较大,增大钢套箍厚度可以显著提高节点承载力及变形能力;钢套箍延伸高度增加可以提高节点变形能力,但对承载力影响不明显.建立了预制混凝土管组合柱-钢梁节点受剪计算模型,理论值与模拟值吻合较好且偏于安全.
关键词
预制混凝土管组合柱
RCS节点
数值模拟
受力机理
受剪承载力
Keywords
concrete-filled precast concrete tube(CFPCT)columns
RCS connection
numerical analysis
mechanical mechanism
shear strength
分类号
TU317.9 [建筑科学—结构工程]
TU398.9 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架抗震性能试验研究
2
作者
李星乾
张锡治
赵有山
黄俊伟
章少华
黄世敏
罗开海
机构
清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室
出处
《土木工程学报》
2025年第11期25-41,共17页
基金
国家自然科学基金(52278203)。
文摘
整体结构抗震试验是探明结构体系地震失效模式、损伤路径和薄弱部位的重要方法之一,但目前国内外开展的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)混合框架整体结构抗震试验十分有限,且多为现浇RCS混合框架,梁柱连接多采用梁贯通式节点。文章提出一种装配式柱贯通式RCS混合框架结构——预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架结构,通过1个1/2比例2层2跨混合框架的低周反复加载试验,分析试件破坏形态、滞回特性、抗侧刚度、承载能力、变形性能、延性和耗能能力等,研究梁柱构件、节点的变形特征以及结构的塑性发展次序。结果表明:顶点位移角为2.08%时,钢梁端部开始出现局部屈曲,柱损伤较轻,梁柱节点保持弹性,结构达到峰值承载力;最终破坏时极限位移角为3.62%,最大塑性转角为2.42%,转角延性系数为3.34,损伤主要集中在钢梁端部和一层柱底部,梁端屈曲形成塑性铰,二层较一层损伤严重;一层和二层层间位移比约为46%:54%;结构弹性抗侧刚度理论值与试验值相对误差为0.5%;中柱柱底和柱顶箍筋应变发展较快,钢梁翼缘应变在顶点位移角超过1.0%后快速增长,贯通隔板应变发展缓慢,节点始终处于弹性工作状态。采用有限元软件ABAQUS建立了预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架的受力分析模型,模拟结果与试验结果吻合良好。建议预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架在多遇和罕遇地震作用下的层间位移角限值分别按1/400和1/50控制。
关键词
RCS混合框架
柱
贯通式
预制混凝土管组合柱
拟静力试验
有限元模型
抗震性能
Keywords
RCS hybrid frame
through⁃column joint
concrete⁃filled precast concrete tubular column
quasi⁃static test
finite element model
seismic behavior
分类号
TU398 [建筑科学]
TU317.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
预制混凝土管组合柱-钢梁节点核心区受力性能分析
张锡治
李星乾
章少华
张天鹤
闫翔宇
于志双
《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
2
预制混凝土管组合柱-钢梁混合框架抗震性能试验研究
李星乾
张锡治
赵有山
黄俊伟
章少华
黄世敏
罗开海
《土木工程学报》
2025
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职称材料
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