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环形脱空对圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能的影响分析
被引量：
1
1
作者
沈奇罕
刘俊杰
+2 位作者
朱维军
王静峰
谢强
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第16期92-102,145,共12页
近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题...
近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题普遍存在脱空缺陷情况,但目前有关脱空缺陷对CFST冲击性能的影响研究仍相对较少。为此,构建了侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱有限元分析模型,并通过相关试验验证模型的准确性。揭示了环形脱空对圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下破坏模式、时程曲线特征、冲击全过程应力应变发展和界面接触行为的影响机理,系统研究了脱空率、轴压比、边界条件、径厚比、冲击速度和冲击质量等诸多参数对侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱冲击力、挠度变形和耗能等动力响应的影响规律。结果表明,环形脱空的存在将逐步降低圆钢管混凝土柱的抗侧向冲击能力。随着脱空率的增大,圆钢管混凝土柱的冲击力和耗能逐步减小,挠度变形相应增大。同时,由于缺乏混凝土的有效支撑,钢管在侧向冲击作用下的凹陷变形程度也随着脱空率的增大而愈发显著。
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关键词
环形脱空
钢管混凝土(CFST)
侧向冲击
数值分析
破坏机理
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职称材料
不同加强措施下轴压部分包覆钢-混凝土组合柱抗火性能研究
被引量：
4
2
作者
胡晨
张慧洁
+2 位作者
王静峰
孙彤
刘用
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第2期19-29,共11页
由于型钢翼缘外露,部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱耐火极限很难满足设计需求。为探究PEC柱抗火性能加强方法,得到经济合理的加强措施,通过ABAQUS有限元分析软件建立了轴压作用下PEC柱的温度场及热力学性能有限元分析模型,并用已有试验数...
由于型钢翼缘外露,部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱耐火极限很难满足设计需求。为探究PEC柱抗火性能加强方法,得到经济合理的加强措施,通过ABAQUS有限元分析软件建立了轴压作用下PEC柱的温度场及热力学性能有限元分析模型,并用已有试验数据验证模型可靠性,探讨了PEC柱在高温下的温度变化、受力机理和破坏模式。对不同加强措施下轴压PEC柱抗火性能进行了参数分析,研究了荷载比、纵筋配筋率、翼缘面积比、截面尺寸、长细比和防火涂料厚度等参数对PEC柱耐火极限的影响规律。结果表明:PEC柱耐火极限随荷载比、长细比、翼缘面积比的降低而明显提高,随着防火涂料厚度与截面尺寸的增加而明显提高;在参数分析的基础上,回归得到考虑防火涂料厚度影响的PEC柱耐火极限简化计算公式,研究结果将为PEC构件抗火设计提供科学依据。
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关键词
PEC柱
抗火性能
轴压
加强措施
耐火极限
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职称材料
部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能数值分析
被引量：
3
3
作者
张慧洁
胡晨
+2 位作者
王静峰
钱正昊
刘用
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第5期53-62,共10页
为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏...
为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏模式;分析了轻骨料混凝土强度、系杆间距、含钢率以及翼缘宽厚比等参数对部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能的影响规律;基于规范AISC 360并考虑轻骨料混凝土约束效应,提出了一种部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压承载力的计算公式。结果表明:部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的主要破坏模式为轻骨料混凝土压溃、H型钢正弦半波状鼓曲以及系杆屈服;部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱的极限承载力将随着轻骨料混凝土强度与含钢率的增加而提高,延性将随着含钢率的增加而提高,随着系杆间距和轻骨料混凝土强度的增加而降低;研究结果将为轻骨料混凝土组合柱在实际工程中的设计与应用提供理论依据。
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关键词
部分包覆钢-混凝土组合柱
轻骨料混凝土
轴压性能
数值分析
承载力
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职称材料
题名
环形脱空对圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能的影响分析
被引量：
1
1
作者
沈奇罕
刘俊杰
朱维军
王静峰
谢强
机构
合肥工业大学
土木与水利工程学院
合肥工业大学
水泥基材料低碳
技术与
装备教育部工程研究
中心
合肥工业大学先进钢结构技术与产业化安徽省协同创新中心
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第16期92-102,145,共12页
基金
国家自然科学基金(52108129)
博士后面上项目(2022M713388)
中央高校基本科研业务费专项(JZ2023HGTB0260)。
文摘
近年来随着社会机械化水平的不断提高和交通事业的飞速发展,车辆、船舶及飞行器等机械撞击城市高架、跨河桥梁墩柱等事故的发生频率显著提升。而实际钢管混凝土(concrete-filled steel tubular, CFST)结构由于材料特性或服役环境等问题普遍存在脱空缺陷情况,但目前有关脱空缺陷对CFST冲击性能的影响研究仍相对较少。为此,构建了侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱有限元分析模型,并通过相关试验验证模型的准确性。揭示了环形脱空对圆钢管混凝土柱在侧向冲击作用下破坏模式、时程曲线特征、冲击全过程应力应变发展和界面接触行为的影响机理,系统研究了脱空率、轴压比、边界条件、径厚比、冲击速度和冲击质量等诸多参数对侧向冲击作用下含环形脱空圆钢管混凝土柱冲击力、挠度变形和耗能等动力响应的影响规律。结果表明,环形脱空的存在将逐步降低圆钢管混凝土柱的抗侧向冲击能力。随着脱空率的增大,圆钢管混凝土柱的冲击力和耗能逐步减小,挠度变形相应增大。同时,由于缺乏混凝土的有效支撑,钢管在侧向冲击作用下的凹陷变形程度也随着脱空率的增大而愈发显著。
关键词
环形脱空
钢管混凝土(CFST)
侧向冲击
数值分析
破坏机理
Keywords
circumferential gap
concrete-flled steel tube(CFST)
lateral impact
numerical analysis
failure mechanism
分类号
TU398.9 [建筑科学—结构工程]
在线阅读
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职称材料
题名
不同加强措施下轴压部分包覆钢-混凝土组合柱抗火性能研究
被引量：
4
2
作者
胡晨
张慧洁
王静峰
孙彤
刘用
机构
国网
安徽省
电力有限公司经济
技术
研究院
合肥工业大学
土木与水利工程学院
合肥工业大学先进钢结构技术与产业化安徽省协同创新中心
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第2期19-29,共11页
基金
安徽省自然科学基金项目(2108085QE248)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(PA2021GDSK0081,JZ2021HGQA0249)。
文摘
由于型钢翼缘外露,部分包覆钢-混凝土组合(PEC)柱耐火极限很难满足设计需求。为探究PEC柱抗火性能加强方法,得到经济合理的加强措施,通过ABAQUS有限元分析软件建立了轴压作用下PEC柱的温度场及热力学性能有限元分析模型,并用已有试验数据验证模型可靠性,探讨了PEC柱在高温下的温度变化、受力机理和破坏模式。对不同加强措施下轴压PEC柱抗火性能进行了参数分析,研究了荷载比、纵筋配筋率、翼缘面积比、截面尺寸、长细比和防火涂料厚度等参数对PEC柱耐火极限的影响规律。结果表明:PEC柱耐火极限随荷载比、长细比、翼缘面积比的降低而明显提高,随着防火涂料厚度与截面尺寸的增加而明显提高;在参数分析的基础上,回归得到考虑防火涂料厚度影响的PEC柱耐火极限简化计算公式,研究结果将为PEC构件抗火设计提供科学依据。
关键词
PEC柱
抗火性能
轴压
加强措施
耐火极限
Keywords
PEC column
fire resistance performance
axial compression
strengthening measure
fire resistance limit
分类号
TU398 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能数值分析
被引量：
3
3
作者
张慧洁
胡晨
王静峰
钱正昊
刘用
机构
国网
安徽省
电力有限公司经济
技术
研究院
合肥工业大学
土木与水利工程学院
合肥工业大学先进钢结构技术与产业化安徽省协同创新中心
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第5期53-62,共10页
基金
教育部新世纪优秀人才支持计划资助项目(NCET-12-0838)
安徽高校协同创新项目(GXXT-2019-005)
+1 种基金
安徽省自然科学基金项目(2108085QW248)
国家电网科研资助项目(W2020JSKF0559)。
文摘
为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏模式;分析了轻骨料混凝土强度、系杆间距、含钢率以及翼缘宽厚比等参数对部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能的影响规律;基于规范AISC 360并考虑轻骨料混凝土约束效应,提出了一种部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压承载力的计算公式。结果表明:部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的主要破坏模式为轻骨料混凝土压溃、H型钢正弦半波状鼓曲以及系杆屈服;部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱的极限承载力将随着轻骨料混凝土强度与含钢率的增加而提高,延性将随着含钢率的增加而提高,随着系杆间距和轻骨料混凝土强度的增加而降低;研究结果将为轻骨料混凝土组合柱在实际工程中的设计与应用提供理论依据。
关键词
部分包覆钢-混凝土组合柱
轻骨料混凝土
轴压性能
数值分析
承载力
Keywords
partially-encased concrete composite column
lightweight aggregate concrete
axial compression behavior
numerical analysis
bearing capacity
分类号
TU375.3 [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
环形脱空对圆钢管混凝土柱抗侧向冲击性能的影响分析
沈奇罕
刘俊杰
朱维军
王静峰
谢强
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
不同加强措施下轴压部分包覆钢-混凝土组合柱抗火性能研究
胡晨
张慧洁
王静峰
孙彤
刘用
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能数值分析
张慧洁
胡晨
王静峰
钱正昊
刘用
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022
3
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职称材料
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