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钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
1
作者
陈康明
樊林杰
+3 位作者
杨益伦
吴庆雄
罗健平
缪承谕
《土木工程学报》
北大核心
2025年第2期50-62,85,共14页
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影...
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。
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关键词
钢管混凝土KK型节点
应力集中系数
计算方法
有限元分析
理论推导
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职称材料
吊杆断裂破坏安全极限状态下中、下承式拱桥悬吊桥面系简化计算方法
被引量：
1
2
作者
吴庆雄
罗健平
+1 位作者
陈康明
林佳成
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期57-70,共14页
为简化吊杆断裂后中、下承式拱桥剩余结构动力响应的计算方法,提出悬吊桥面系强健性设计破坏安全极限状态,开展了大比例缩尺模型试验,采用ANSYS/LS-DYNA建立不考虑拱肋的悬吊桥面系结构有限元模型,提出弹性支撑悬吊桥面系简化计算模型,...
为简化吊杆断裂后中、下承式拱桥剩余结构动力响应的计算方法,提出悬吊桥面系强健性设计破坏安全极限状态,开展了大比例缩尺模型试验,采用ANSYS/LS-DYNA建立不考虑拱肋的悬吊桥面系结构有限元模型,提出弹性支撑悬吊桥面系简化计算模型,并采用五弯矩普通方程式,对弹性支撑悬吊桥面系计算长度进行简化,推导得到了悬吊桥面系简化计算方法;构建18种不同跨径标准拱桥的分析结果验证简化计算方法精度。研究结果表明:破坏安全极限状态恒载γG和活载γQ分项系数分别为1.2和0.9,1车道、2车道、3车道及以上的荷载横向分布系数分别取1.0、0.75和0.52,钢筋和钢结构强度分别取1.25倍和1.05屈服强度、其他材料强度取标准值;不考虑拱肋的悬吊桥面系结构有限元简化计算模型最大正误差仅为11.7%;建议短吊杆、次短吊杆以及长吊杆断裂工况下弹性支撑连续梁模型计算长度分别取D+2L、D+3L和4L,其偏差率分别为2.89%、2.40%、3.66%。吊杆断裂破坏安全极限状态下中、下承式拱桥悬吊桥面系简化计算方法的最大正误差分别为11.4%和10.1%,计算结果具有良好的精度且偏于安全。
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关键词
中、下承式拱桥
吊杆断裂冲击
破坏安全极限状态
悬吊桥面系简化计算方法
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职称材料
考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法
被引量：
4
3
作者
陈康明
吴庆雄
+1 位作者
罗健平
王欢围
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期63-74,共12页
为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程,提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性,采用动力系数考虑断索过程的动力效应,建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法;设计并制作跨径20m的下承式CFST...
为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程,提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性,采用动力系数考虑断索过程的动力效应,建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法;设计并制作跨径20m的下承式CFST拱桥大比例缩尺试验模型,研发一种电磁铁断索触发装置实现了吊杆瞬间断裂模拟,开展吊杆断裂后拱桥剩余结构的动力响应试验研究;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立可考虑吊杆断裂过程的有限元模型,并进行试验与有限元结果的对比分析。构建11种不同跨径的中、下承式CFST标准拱桥,通过不同动力系数下标准拱桥断索时静力效应与动力效应的对比分析,确定各标准拱桥在不同吊杆断裂时的动力系数取值。研究结果表明:研发的电磁铁断索触发器可实现0.1s内断索,准确模拟实际吊杆断裂过程;吊杆断裂对纵梁位移与应力的影响远大于对拱肋的影响,长吊杆断裂对纵梁和拱肋的位移与应力的影响大,次短吊杆断裂对相邻吊杆索力的影响大。采用等效静力计算方法进行中承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数均可取1.8,进行下承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数可分别取1.8和1.7。
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关键词
中、下承式钢管混凝土拱桥
吊杆断裂
断索试验
动力响应
等效静力法
动力系数
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职称材料
题名
钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
1
作者
陈康明
樊林杰
杨益伦
吴庆雄
罗健平
缪承谕
机构
福州大学
土木
工程
学院
福州大学福建省高校工程结构重点实验室
福州大学
福建省
土木
工程
多灾害防治
重点
实验室
出处
《土木工程学报》
北大核心
2025年第2期50-62,85,共14页
基金
国家自然科学基金(52078137,51678154)。
文摘
为研究钢管混凝土KK(CFST-KK)型节点应力集中系数(SCF)计算方法,开展CFST-KK型节点模型试验和实体有限元分析,通过试验与有限元结果对比分析验证了有限元模型正确性;通过有限元参数分析揭示CFST-KK型节点SCF的敏感性以及管内混凝土的影响机理;探讨现有相贯管节点SCF计算方法的适用性,基于节点刚度推导得到钢管KK(CHS-KK)型节点SCF计算方法,基于变形相似原则并考虑管内混凝土与主管管壁的剥离变形作用,提出了CFST-KK型节点SCF计算方法。结果表明:有限元模型最大误差为8.0%,具有良好的精度;计算CFST-KK型节点SCF时,可只考虑轴力和面内弯矩的作用而忽略面外弯矩的作用;主管径厚比对CFST-KK型节点SCF的影响最为显著,主管内填混凝土可提升主管管壁整体径向刚度,使CFST-KK型节点SCF减小28.5%~48.9%;采用现有相贯管节点SCF计算方法计算CFST-KK型节点SCF时均存在较大误差;扩展有限元参数分析验证了文章提出的CHS-KK和CFST-KK型节点SCF计算方法具有良好的精度且计算结果偏于安全。
关键词
钢管混凝土KK型节点
应力集中系数
计算方法
有限元分析
理论推导
Keywords
concrete-flled steel tubular KK joint
stress concentration factor
calculating method
finite element analysis
theoretical derivation
分类号
TU392.3 [建筑科学—结构工程]
TU317.1 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
吊杆断裂破坏安全极限状态下中、下承式拱桥悬吊桥面系简化计算方法
被引量：
1
2
作者
吴庆雄
罗健平
陈康明
林佳成
机构
福州大学
土木
工程
学院
福州大学
福建省
土木
工程
多灾害防治
重点
实验室
福州大学福建省高校工程结构重点实验室
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第10期57-70,共14页
基金
国家自然科学基金(52078137,51678154)。
文摘
为简化吊杆断裂后中、下承式拱桥剩余结构动力响应的计算方法,提出悬吊桥面系强健性设计破坏安全极限状态,开展了大比例缩尺模型试验,采用ANSYS/LS-DYNA建立不考虑拱肋的悬吊桥面系结构有限元模型,提出弹性支撑悬吊桥面系简化计算模型,并采用五弯矩普通方程式,对弹性支撑悬吊桥面系计算长度进行简化,推导得到了悬吊桥面系简化计算方法;构建18种不同跨径标准拱桥的分析结果验证简化计算方法精度。研究结果表明:破坏安全极限状态恒载γG和活载γQ分项系数分别为1.2和0.9,1车道、2车道、3车道及以上的荷载横向分布系数分别取1.0、0.75和0.52,钢筋和钢结构强度分别取1.25倍和1.05屈服强度、其他材料强度取标准值;不考虑拱肋的悬吊桥面系结构有限元简化计算模型最大正误差仅为11.7%;建议短吊杆、次短吊杆以及长吊杆断裂工况下弹性支撑连续梁模型计算长度分别取D+2L、D+3L和4L,其偏差率分别为2.89%、2.40%、3.66%。吊杆断裂破坏安全极限状态下中、下承式拱桥悬吊桥面系简化计算方法的最大正误差分别为11.4%和10.1%,计算结果具有良好的精度且偏于安全。
关键词
中、下承式拱桥
吊杆断裂冲击
破坏安全极限状态
悬吊桥面系简化计算方法
Keywords
half⁃through and through arch bridges
suspender fracture impact
break the safety limit state
suspension deck system simplifies the calculation method
分类号
TU392.3 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法
被引量：
4
3
作者
陈康明
吴庆雄
罗健平
王欢围
机构
福州大学
土木
工程
学院
福州大学福建省高校工程结构重点实验室
福州大学
福建省
土木
工程
多灾害防治
重点
实验室
出处
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023年第6期63-74,共12页
基金
国家重点研发计划(2017YFE0130300)
国家自然科学基金(52078137,51678154)
福建省自然科学基金杰青项目(2019J06009)。
文摘
为简化吊杆断裂后拱桥剩余结构动力响应计算过程,提升中、下承式钢管混凝土(CFST)拱桥断索时的强健性,采用动力系数考虑断索过程的动力效应,建立一种考虑断索动力作用的中、下承式CFST拱桥等效静力方法;设计并制作跨径20m的下承式CFST拱桥大比例缩尺试验模型,研发一种电磁铁断索触发装置实现了吊杆瞬间断裂模拟,开展吊杆断裂后拱桥剩余结构的动力响应试验研究;采用ANSYS/LS-DYNA软件建立可考虑吊杆断裂过程的有限元模型,并进行试验与有限元结果的对比分析。构建11种不同跨径的中、下承式CFST标准拱桥,通过不同动力系数下标准拱桥断索时静力效应与动力效应的对比分析,确定各标准拱桥在不同吊杆断裂时的动力系数取值。研究结果表明:研发的电磁铁断索触发器可实现0.1s内断索,准确模拟实际吊杆断裂过程;吊杆断裂对纵梁位移与应力的影响远大于对拱肋的影响,长吊杆断裂对纵梁和拱肋的位移与应力的影响大,次短吊杆断裂对相邻吊杆索力的影响大。采用等效静力计算方法进行中承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数均可取1.8,进行下承式CFST拱桥受力分析时,纵梁和吊杆的动力系数可分别取1.8和1.7。
关键词
中、下承式钢管混凝土拱桥
吊杆断裂
断索试验
动力响应
等效静力法
动力系数
Keywords
half-through and through CFST arch bridges
hanger fracture
hanger fracture test
dynamic response
equivalent static method
dynamic coefficient
分类号
TU392.3 [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
钢管混凝土KK型节点应力集中系数计算方法
陈康明
樊林杰
杨益伦
吴庆雄
罗健平
缪承谕
《土木工程学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
吊杆断裂破坏安全极限状态下中、下承式拱桥悬吊桥面系简化计算方法
吴庆雄
罗健平
陈康明
林佳成
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
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职称材料
3
考虑吊杆断裂动力作用的钢管混凝土拱桥等效静力计算方法
陈康明
吴庆雄
罗健平
王欢围
《土木工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2023
4
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职称材料
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