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Q460高强钢焊接波形钢腹板梁的剪切性能研究 被引量：1
1
作者 刘勇 冀伟 +1 位作者 赵彦华 杨文娟 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期234-242,共9页
Q460高强钢焊接波形钢腹板抗剪强度的计算是波形钢腹板组合梁桥设计的关键问题。本文综合考虑焊接残余应力、初始几何缺陷和几何参数的影响,通过数值模拟的方法对3种常用波型的Q460高强钢波形钢腹板梁进行了非线性剪切屈曲研究。通过对... Q460高强钢焊接波形钢腹板抗剪强度的计算是波形钢腹板组合梁桥设计的关键问题。本文综合考虑焊接残余应力、初始几何缺陷和几何参数的影响,通过数值模拟的方法对3种常用波型的Q460高强钢波形钢腹板梁进行了非线性剪切屈曲研究。通过对比有限元模型的计算值和试验实测值,证明了有限元模型的正确性;分析了焊接残余应力和初始几何缺陷对高强钢焊接波形钢腹板梁抗剪强度的影响;将有限元结果与既有的波形钢腹板梁抗剪强度计算公式进行比较,并提出了抗剪强度下限计算公式。结果表明:所建立的有限元模型可用于计算波形钢腹板梁的初始刚度、极限抗剪强度、荷载-位移曲线和残余抗剪强度;焊接残余应力对抗剪强度影响较小,初始几何缺陷则具有显著影响,影响程度在剪切长细比λ_(s)>0.6后愈发明显;随着腹板厚度的增加,波形钢腹板的初始刚度和抗剪强度显著提升;波形钢腹板高度越小,钢材的利用率和残余抗剪强度越高;波形钢腹板的残余抗剪强度与波纹深度无关,而与破坏模式有关。研究成果可为高强钢焊接波形钢腹板梁抗剪强度计算与分析提供参考。 展开更多
关键词 波形钢腹板 高强钢 剪切强度 非线性 焊接残余应力 初始几何缺陷 参数分析 数值模拟
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钢桥塔中锚室焊接变形预测与工艺优化 被引量：2
2
作者 强斌 谢云杰 +4 位作者 雷电 杨洪 陈虎 郭红艳 李亚东 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期459-467,共9页
为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系... 为优化钢桥塔中锚室的焊接工艺,减小焊接变形,采用Abaqus有限元软件对马鞍山公铁两用长江大桥钢塔中锚室的焊接过程进行了仿真模拟。与三维激光扫描所测实际焊接变形进行对比,仿真结果相对误差基本小于20%,验证了模拟的合理性。进而系统分析了焊接方向、焊接顺序及边界约束对中锚室焊接变形的影响,建立了涵盖128组焊接变形的数据库。通过深度神经网络算法,对焊接工艺参数进行优化筛选,获得最优工艺组合,最大变形值较初始焊接工艺下的变形值降低约40%。优化后的焊接工艺能够有效减少焊接变形,提高制造精度,可为钢桥塔的实际焊接提供可靠的理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 钢桥塔中锚室 焊接变形预测 三维激光扫描 深度神经网络 焊接工艺优化
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碳纤维布加固管桁架节点的工程应用研究 被引量：1
3
作者 童乐为 王甜甜 +5 位作者 徐晓明 高峰 史炜洲 周锋 武诣霖 严斌 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期697-705,共9页
以体育场屋盖圆钢管桁架节点为对象,开展了碳纤维(CFRP)布加固的工程应用研究,涉及CFRP布缠绕加固空间管节点的步骤策略、环境温度下CFRP布胶粘剂抗剪强度试验、钢管表面涂层对CFRP布胶粘剂粘结强度影响的试验、防火涂料在CFRP布上粘结... 以体育场屋盖圆钢管桁架节点为对象,开展了碳纤维(CFRP)布加固的工程应用研究,涉及CFRP布缠绕加固空间管节点的步骤策略、环境温度下CFRP布胶粘剂抗剪强度试验、钢管表面涂层对CFRP布胶粘剂粘结强度影响的试验、防火涂料在CFRP布上粘结强度的试验、CFRP布加固空间KT型管节点的受力性能试验。研究表明环境温度改变、钢管表面原有涂层都对胶粘剂的粘结强度有影响,CFRP布加固时须选择适用的胶粘剂,打磨掉钢管表面涂层,防火涂料可以在CFRP布上直接喷涂。相比未加固的KT型节点,CFRP加固的节点承载力和延性分别提升了24%和25%。CFRP布加固圆钢管相贯焊接节点是可行和有效的,当需要适度提升承载力时,是一个富有特色的选项。 展开更多
关键词 碳纤维布加固方法 胶接接头抗剪强度试验 胶粘剂‒钢管表面抗拔试验 防火涂料‒碳纤维布抗拔试验 碳纤维布加固KT型管节点试验
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钢结构模块间单边螺栓内套筒连接节点力学性能模拟研究 被引量：1
4
作者 刘仲洋 张彪 +4 位作者 杨甜 张权 王逸舸 陈伟 翁维素 《工业建筑》 2025年第5期86-94,共9页
为了推广模块化钢结构在实际工程中的广泛应用,解决现有模块间节点连接形式中的连接件连接性能较弱、螺栓安装较为困难以及梁柱焊接时焊接质量难以保证等综合问题,提出一种采用单边螺栓和内套筒连接钢结构模块单元的节点。该节点主要包... 为了推广模块化钢结构在实际工程中的广泛应用,解决现有模块间节点连接形式中的连接件连接性能较弱、螺栓安装较为困难以及梁柱焊接时焊接质量难以保证等综合问题,提出一种采用单边螺栓和内套筒连接钢结构模块单元的节点。该节点主要包含内套筒、高强单边螺栓、方钢管柱、H型钢梁等。通过有限元软件ANSYS对建立的4种连接节点进行静力加载和低周往复加载,分析了4种节点的破坏模式、弯矩承载力、滞回曲线、骨架曲线、耗能性能,最后参照现有结构工程,将研究所得到的节点力学性能参数赋予到MIDAS/Gen建立的多层钢结构整体模型中,并对结构模型施加恒载、活载、风荷载及地震作用,进一步探究节点在整体结构中的连接性能。结果表明:楼板梁采用单侧外伸端板时,可提高节点抗弯承载力约8.32%;使用中间连接螺栓和盖板时,可分别提高节点抗弯承载力约16.61%和10.33%;在端板为平齐端板时,节点滞回曲线产生明显捏缩现象,耗能性能显著降低。该节点连接性能在满足GB/T 50011—2010《建筑抗震设计标准》要求的同时,具有较好的耗能性能,节点连接性能满足8层及以下的多层纯模块化钢结构。 展开更多
关键词 模块化钢结构 单边螺栓 内套筒 数值模拟
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新型钢框架-熔断子结构体系的受力机制与塑性分析
5
作者 林晨 彭晓彤 +1 位作者 陈丁雨 王鹏 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期595-601,共7页
为了探索新型耗能结构体系并优化体系的构造,根据可替换耗能梁段和可恢复功能结构的国内外已有研究,设计一种新型钢框架-熔断子结构体系,基于塑性分析理论,建立该体系在极限状态下的典型屈服机制,并提出弹性抗侧刚度和极限承载力简化计... 为了探索新型耗能结构体系并优化体系的构造,根据可替换耗能梁段和可恢复功能结构的国内外已有研究,设计一种新型钢框架-熔断子结构体系,基于塑性分析理论,建立该体系在极限状态下的典型屈服机制,并提出弹性抗侧刚度和极限承载力简化计算公式;采用有限元软件SAP2000对该体系推覆计算,并比较推覆计算结果与简化计算公式结果。结果表明:将耗能梁段集中布置形成耗能子结构,并与钢框架相结合形成带有熔断子结构的钢框架体系,该体系具有良好的抗震性能,能实现理想的耗能和破坏模式;刚度和承载力误差均小于5%,所提出的简化计算公式能较准确地预测该体系的弹性抗侧刚度和极限承载力。 展开更多
关键词 钢框架 熔断子结构 塑性分析 受力机制 弹性抗侧刚度 极限承载力
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拉剪复合作用下不锈钢槽式预埋组件力学性能
6
作者 张浩 袁森 +2 位作者 苏明周 郑勇 蔡远征 《工程力学》 北大核心 2025年第8期169-186,共18页
不锈钢槽式预埋组件(SSACs)具有耐久性好、承载能力高、加工安装方便等优点,可以有效改善传统碳钢预埋槽道易腐蚀、承载力损失大的缺点,在工业建筑、地铁/高铁隧道及城市地下综合管廊中有广泛应用前景。为研究SSACs在拉剪复合作用下的... 不锈钢槽式预埋组件(SSACs)具有耐久性好、承载能力高、加工安装方便等优点,可以有效改善传统碳钢预埋槽道易腐蚀、承载力损失大的缺点,在工业建筑、地铁/高铁隧道及城市地下综合管廊中有广泛应用前景。为研究SSACs在拉剪复合作用下的力学性能,采用ABAQUS建立其精细化有限元模型,基于SSACs的静力受拉、受剪试验结果,验证建模方法的有效性。以槽道脚面类型、荷载作用位置、混凝土基材强度、相邻锚杆间距和混凝土边缘距离为参数,通过改变施加于模型上的剪力值得到不同剪力比下SSACs承载力,研究其在拉剪作用下的力学性能和破坏机理。分析结果表明:拉剪作用下平齿型槽道发生T型螺栓与槽口卷边齿牙咬合面的脱开以及单侧槽壁受弯的组合破坏,燕尾型槽道槽口卷边与T型螺栓紧密贴合,其以槽道整体受弯破坏为主;剪力对SSACs的承载力影响显著,剪力比越大,承载力越小,剪力比为90%时的承载力仅为单拉荷载作用下的24.83%~35.95%;相邻锚杆间距和荷载作用位置对SSACs的拉剪作用承载力影响较大,混凝土基材强度和混凝土边缘距离对其影响较小。最后,提出了SSACs的拉剪作用承载力相关公式,并与已有文献中锚固件的拉剪试验结果进行对比,验证所提计算公式的合理性与适用性。研究成果可为《不锈钢槽式预埋组件》规程编制提供参考依据。 展开更多
关键词 槽式预埋组件 不锈钢 拉剪复合作用 破坏模式 承载力相关公式
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侧向冲击下新型分层装配式格构柱动态响应试验
7
作者 褚云朋 李勤 +2 位作者 古松 张春涛 张海川 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第5期14-23,共10页
为研究新型装配式格构柱在低速大质量体撞击下的抗冲击性能和破坏机理,考虑不同冲击质量、冲击高度、冲击点位等因素,对两组共计9个试件开展侧向冲击试验,得到试件的冲击力、应变和损伤变形的时程曲线。试验结果表明:1)冲击能量达5000 J... 为研究新型装配式格构柱在低速大质量体撞击下的抗冲击性能和破坏机理,考虑不同冲击质量、冲击高度、冲击点位等因素,对两组共计9个试件开展侧向冲击试验,得到试件的冲击力、应变和损伤变形的时程曲线。试验结果表明:1)冲击能量达5000 J时,格构柱腹杆的螺栓会因抗剪强度不足而发生剪断,冲击点位远离固支端时抗冲击能力更弱;2)冲击点位远离固支端时格构柱冲击力平台值更离散,冲击质量和冲击速度分别对冲击持续时间和冲击力峰值影响明显;3)相同冲击能量下,冲击点位离固支端近损伤变形小,但侧向位移峰值更大;4)残余变形量与冲击能量间呈线性关系,通过线性回归得到格构柱的残余变形量与冲击量间的拟合方程,经验证,拟合误差小于6.00%。 展开更多
关键词 装配式格构柱 侧向冲击 试验研究 损伤变形 动力响应
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基于改进EB-YOLO-v8n的耗能梁损伤识别
8
作者 于海丰 曹坤 +5 位作者 苏佶智 张辉杰 方斌 王奇智 位翠霞 岳宏亮 《河北科技大学学报》 北大核心 2025年第5期542-552,共11页
为对震后耗能梁段损伤状态进行准确、快速评估,在YOLO-v8n模型的基础上,加入高效多尺度注意力模块(efficient multi-scale attention,EMA)和加权双向特征金字塔结构(bidirectional feaure pyramid network,BiFPN),提出了EB-YOLO-v8n耗... 为对震后耗能梁段损伤状态进行准确、快速评估,在YOLO-v8n模型的基础上,加入高效多尺度注意力模块(efficient multi-scale attention,EMA)和加权双向特征金字塔结构(bidirectional feaure pyramid network,BiFPN),提出了EB-YOLO-v8n耗能梁段损伤识别模型。首先,设计并完成9个不同参数的耗能拟静力试验,采用图像拍摄设备记录不同破坏程度下的结构局部损伤情况,汇总成数据集;其次,为保证数据集质量,采用Mosaic+Fliplr数据增强技术对输入数据进行增强处理,共得到2612张图像作为数据集;再次,对数据集中的各种损伤进行标注并输入到模型中进行训练;最后,对相关创新模块进行消融实验,分析了每一个改进模块的有效性。结果表明:EB-YOLO-v8n模型的平均精度值均高于文中提到的其他模型,模型在参数量基本不变的情况下具有更强的鲁棒性;此外,根据消融实验结果可以得出,EB-YOLO-v8n模型的平均精度值分别高于E-YOLO-v8n(引入EMA)、B-YOLO-v8n(将特征金字塔网络(feature pyramid networks,FPN)中的路径聚合网络结构(path aggregation network,PAN)替换为BiFPN)1.2和3.8个百分点,并且其单张图片平均识别时间也具有一定优势。EB-YOLO-v8n模型兼顾了精度与速度之间的平衡,契合了震后损伤识别需求中高精度与快速的特点,可以满足实际工程复杂工况的需求。 展开更多
关键词 结构设计 耗能梁 目标检测 损伤识别 YOLO-v8n
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基于结构光双目视觉的腐蚀钢材表面三维重建
9
作者 邢佶慧 魏妍婧 +2 位作者 胡灿昱 陈爱国 杨娜 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期355-363,共9页
传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设... 传统的检测方法通常无法实现对金属腐蚀形貌的高精度三维重建,探索一种既高效又精确的金属腐蚀形貌重建技术,是准确评估腐蚀金属构件断裂性能的重要前提。提出将双目结构光技术引入钢材腐蚀检测领域,采用互补格雷码技术结合4步相移法设计条纹结构光编码图案,并求解相位。基于绝对差值求和(SAD)算法完成亚像素绝对相位的立体匹配,为补偿非线性相位误差提出了适用于4步相移法的被动校正法,结合主动相位误差补偿方法进行相位误差修正。对钢腐蚀样品进行重建,并与激光测量仪扫描结果进行对比。实验结果表明,样品的平均腐蚀深度测试相对误差在26.42%以下,证明了双目立体视觉三维重建系统重建腐蚀钢材表面的有效性。 展开更多
关键词 双目视觉 结构光 4步相移 互补格雷码 非线性相位误差补偿
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窄翼缘异形柱-人字形中心支撑抗震性能研究
10
作者 林晨 彭晓彤 +1 位作者 徐忠 王鹏 《广西大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期786-798,共13页
为了解决传统钢结构住宅中凸梁、凸柱的问题,提出一种隐藏在墙体内部的窄翼缘钢异形柱。以某钢结构住宅楼为实例,将窄翼缘异形柱与人字形中心支撑相结合,形成了一种新型窄翼缘异形柱-人字形中心支撑(SCNF-HCS)体系。采用ABAQUS软件建立... 为了解决传统钢结构住宅中凸梁、凸柱的问题,提出一种隐藏在墙体内部的窄翼缘钢异形柱。以某钢结构住宅楼为实例,将窄翼缘异形柱与人字形中心支撑相结合,形成了一种新型窄翼缘异形柱-人字形中心支撑(SCNF-HCS)体系。采用ABAQUS软件建立非线性有限元模型,研究异形柱布置形式、支撑翼缘和腹板厚度对结构抗震性能的影响。结果表明:该体系具有良好的抗震性能;L形异形柱强度和刚度最好,十字形异形柱的变形和耗能能力最佳;L形、T形异形柱偏肢宜沿框架平面布置;框架两端异形柱截面形式不同会影响强度、刚度和延性,其中L形与十字形异形柱的组合可提高结构性能,建议抗震工程中使用L形与十字形异形柱的组合。 展开更多
关键词 装配式钢结构 窄翼缘异形柱 人字形中心支撑 抗震性能
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基于组件法的栓焊节点高温力学模型
11
作者 李永梅 丁润民 +1 位作者 刘美景 范圣刚 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第11期110-117,共8页
钢框架梁柱连接节点的高温力学性能是影响火灾下钢框架结构抗连续倒塌性能的关键因素之一。基于组件法,将栓焊节点分解为翼缘拉压组件、连接板螺栓孔承压组件、螺栓受剪组件、梁腹板螺栓孔承压组件和螺栓滑移组件等基本组件,并分别对各... 钢框架梁柱连接节点的高温力学性能是影响火灾下钢框架结构抗连续倒塌性能的关键因素之一。基于组件法,将栓焊节点分解为翼缘拉压组件、连接板螺栓孔承压组件、螺栓受剪组件、梁腹板螺栓孔承压组件和螺栓滑移组件等基本组件,并分别对各组件的等效弹簧力学模型开展理论推导,最终建立了栓焊节点高温组件模型。基于已开展的栓焊节点抗火试验,构建了节点整体受力分析杆系模型,并通过对比有限元结果和试验结果,验证了组件模型的有效性和准确性。研究结果表明:文中提出的栓焊节点高温组件模型可以较好地预测高温下钢框架梁柱连接节点的受力性能和行为反应。 展开更多
关键词 钢框架 抗连续倒塌性能 组件法 栓焊节点 高温力学性能 抗火试验 组件模型
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方钢管柱-H型钢梁外套筒式全螺栓连接节点抗震性能研究
12
作者 刘学春 李亚鹏 +2 位作者 冯徐泽 陈学森 余少乐 《建筑结构》 北大核心 2025年第5期1-8,共8页
针对传统栓焊连接节点在地震中易出现脆性断裂的问题,提出了一种新型的外套筒式全螺栓连接梁柱节点,并对其抗震性能进行了研究。基于ABAQUS建立了试件精细化有限元模型,通过改变套筒安装缝隙、盖板厚度、梁翼缘螺栓数量、摩擦系数以及... 针对传统栓焊连接节点在地震中易出现脆性断裂的问题,提出了一种新型的外套筒式全螺栓连接梁柱节点,并对其抗震性能进行了研究。基于ABAQUS建立了试件精细化有限元模型,通过改变套筒安装缝隙、盖板厚度、梁翼缘螺栓数量、摩擦系数以及加劲肋的设置等参数,获得了试件的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、承载力、延性、刚度退化等性能指标。研究结果表明:在小震作用下全螺栓试件初始刚度与焊接试件一致,在中、大地震作用下主要通过盖板与梁翼缘之间的滑移摩擦耗能;全螺栓试件破坏模式为拼接区外侧梁翼缘和腹板鼓曲并形成塑性铰,与传统焊接试件相比具有更高的承载力、更好的延性性能和转动能力。最后提出了节点受弯承载力计算公式,并验证了公式的可靠性。 展开更多
关键词 钢结构 方钢管柱 梁柱节点 全螺栓连接 抗震性能 滑移耗能
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考虑随机腐蚀的钢柱受压承载性能研究
13
作者 郭俊辉 陈安康 +4 位作者 吴祖咸 万君 郑泽臻 张惊宙 王彦博 《建筑钢结构进展》 北大核心 2025年第11期101-109,共9页
针对钢柱在使用过程中会遭受不同程度的腐蚀,进而造成其承载能力发生变化的问题,文中以遭受随机点蚀的H型钢长柱为研究对象,采用蒙特卡洛方法和有限元分析来模拟长柱的整体失稳行为,从而研究随机点蚀对钢柱轴压承载能力的影响。以蒙特... 针对钢柱在使用过程中会遭受不同程度的腐蚀,进而造成其承载能力发生变化的问题,文中以遭受随机点蚀的H型钢长柱为研究对象,采用蒙特卡洛方法和有限元分析来模拟长柱的整体失稳行为,从而研究随机点蚀对钢柱轴压承载能力的影响。以蒙特卡洛方法来解决点蚀的随机分布问题,建立了蒙特卡洛随机点蚀数值模型,并通过已有的钢柱压缩试验文献,验证其可靠性。为全面评估点蚀对柱体承载力的影响,文中共建立了1080个随机点蚀模型,并基于这些模型对柱体承载力开展非线性屈曲分析,研究了边界条件、长细比、蚀坑深度及腐蚀率这4个因素对钢柱承载能力的影响。研究结果表明:在腐蚀程度相同时,不同长细比、蚀坑深度以及边界条件均会对受压钢柱的承载能力产生影响;受压钢柱的承载能力退化规律与腐蚀率呈负相关。 展开更多
关键词 H型钢柱 随机点蚀 蒙特卡洛法 折减系数 参数分析 非线性屈曲分析 腐蚀率
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扩孔对摩擦型高强度螺栓连接抗滑移性能影响的研究
14
作者 黄宏 钟钰 +2 位作者 汪镕鹏 王慧智 周璐 《实验力学》 北大核心 2025年第3期367-376,共10页
为研究扩孔位置和槽孔长边尺寸对摩擦型高强度螺栓连接件抗滑移性能的影响,进行了6个试件的抗滑移承载力试验,试件的螺栓孔型分别为标准圆孔和槽孔。首先,通过试验研究了连接件的荷载-滑移关系、抗滑移承载力、荷载折减系数、摩擦面抗... 为研究扩孔位置和槽孔长边尺寸对摩擦型高强度螺栓连接件抗滑移性能的影响,进行了6个试件的抗滑移承载力试验,试件的螺栓孔型分别为标准圆孔和槽孔。首先,通过试验研究了连接件的荷载-滑移关系、抗滑移承载力、荷载折减系数、摩擦面抗滑移系数及接触面孔周磨损形态;然后,基于试验数据,建立并验证了有限元模型;最后,通过有限元分析揭示了扩孔对连接件抗滑移性能的影响机理。研究结果表明:与标准螺栓圆孔试件相比,槽孔试件的抗滑移承载力降低了12%~29%;盖板扩孔对螺栓连接件抗滑移承载力的影响较芯板扩孔更为显著;通过有限元模型模拟的荷载-滑移曲线与试验曲线基本吻合,表明该模型可以用于分析摩擦型高强度螺栓扩孔连接件的抗滑移性能。 展开更多
关键词 摩擦型高强度螺栓连接件 槽孔 抗滑移 规范限值 有限元模拟
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超大跨度柔性光伏支架结构设计方案研究与分析
15
作者 袁焕鑫 钟凯宏 +1 位作者 黄文贤 杜新喜 《建筑结构》 北大核心 2025年第20期1-6,共6页
以某实际光伏项目为背景,针对105m超大跨度柔性光伏支架体系开展结构设计方案研究与分析。研究提出了超大跨度柔性支架结构设计方案,采用双层预应力索结构体系,通过上下承重索、稳定索与张拉节点的协同作用构建空间受力体系。采用ABAQU... 以某实际光伏项目为背景,针对105m超大跨度柔性光伏支架体系开展结构设计方案研究与分析。研究提出了超大跨度柔性支架结构设计方案,采用双层预应力索结构体系,通过上下承重索、稳定索与张拉节点的协同作用构建空间受力体系。采用ABAQUS软件建立数值模型,开展多工况结构静力计算与动力特性分析,揭示了结构的内力分布规律、变形特征及风致动力响应特性。结果表明,该超大跨度柔性光伏支架体系在荷载组合作用下的内力与变形符合相关规范要求,结构在风吸和风压工况下的风振系数分别为2.4、3.3,为超大跨度柔性光伏支架的设计应用提供了数据支撑。 展开更多
关键词 柔性光伏支架 超大跨度 静力分析 动力特性 风振响应分析
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蝶形钢板阻尼器力学性能与几何参数优化研究
16
作者 徐略勤 刘杰 +2 位作者 岳克锋 潘锐华 范磊 《哈尔滨工业大学学报》 北大核心 2025年第3期69-80,共12页
为了提升新型蝶形钢板阻尼器的耗能效率并优化其几何参数,首先推导了新型阻尼器的初始刚度和屈服力计算公式,然后采用拟静力试验对8个阻尼器试件的失效模式、力学参数和滞回性能进行了对比研究,最后通过67个模型的数值模拟分析,探讨了... 为了提升新型蝶形钢板阻尼器的耗能效率并优化其几何参数,首先推导了新型阻尼器的初始刚度和屈服力计算公式,然后采用拟静力试验对8个阻尼器试件的失效模式、力学参数和滞回性能进行了对比研究,最后通过67个模型的数值模拟分析,探讨了耗能肋宽度比a/b、高厚比H/t、耗能肋条数n、钢板片数N等参数对阻尼器力学性能的影响规律。结果表明:新型阻尼器力学性能稳定,滞回曲线饱满,极限位移角大于10%,最大等效黏滞阻尼比超过0.4,其力学性能与耗能肋条数n和钢板片数N成比例,便于标准化设计,且初始刚度、屈服力和等效屈服位移均具有良好的理论解析性,理论公式的平均计算误差分别为14.0%、8.4%、-10.9%;通过合理设计耗能肋的尺寸,可实现其全截面屈服的变形状态,使得钢材单位体积耗能量最大达0.217 J/mm^(3),当耗能肋几何参数满足a/b=0.25~0.50、H/t=20~30时,新型阻尼器可实现最优的耗能经济性。 展开更多
关键词 蝶形钢板阻尼器 耗能效率 几何参数 拟静力试验 数值模拟
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Q690D高强钢低周疲劳性能及损伤演化规律研究
17
作者 宗亮 刘衡 崔瑶 《工程力学》 北大核心 2025年第11期151-158,共8页
为研究Q690D高强度钢材低周疲劳寿命及损伤演化规律,开展Q690D高强钢母材单调拉伸及圆棒试样低周疲劳试验,标定其Manson-Coffin模型参数,并对其低周循环响应特征展开分析。基于连续介质损伤力学,建立了低周疲劳损伤演化模型,并通过编写U... 为研究Q690D高强度钢材低周疲劳寿命及损伤演化规律,开展Q690D高强钢母材单调拉伸及圆棒试样低周疲劳试验,标定其Manson-Coffin模型参数,并对其低周循环响应特征展开分析。基于连续介质损伤力学,建立了低周疲劳损伤演化模型,并通过编写USDFLD子程序,将所定义损伤变量耦合至有限元软件ABAQUS中,实现钢材试样低周疲劳损伤模拟和寿命预测。在此基础上,结合数值分析结果,讨论了Q690D高强钢在等幅低周载荷作用下的损伤演化及分布规律。通过已有研究中相关钢材低周疲劳试验数据,进一步验证了该模型的有效性。结果表明:Q690D高强钢在低周循环荷载作用下表现为循环软化特征;所建立的模型分析结果与试验数据吻合较好,该方法可实现对低周疲劳荷载作用下钢材损伤演化及损伤分布的有效分析。该研究为Q690D低周疲劳寿命研究提供了数据参考,从连续介质损伤力学角度讨论了钢材低周疲劳损伤演化规律,为钢结构低周疲劳损伤分析提供了技术与理论支撑。 展开更多
关键词 Q690D高强钢 低周疲劳 损伤演化规律 连续介质力学 疲劳寿命预测
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钢框架在火灾和爆炸联合作用下的破坏倒塌机理
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作者 田力 王剑飞 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期622-636,共15页
为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限... 为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限元验证,在得到可靠结果的基础上,采用显式分析方法对钢框架进行单独爆炸分析和火灾爆炸联合作用分析,得到其在不同火灾燃烧时间不同爆炸条件下的局部破坏特征以及整体响应情况。研究结果表明:在火灾作用下,钢材的弹性模量和屈服强度会发生退化,柱因承受的荷载超过高温下极限承载力而发生破坏,中柱因其承受的荷载最大而率先发生屈曲;发生爆炸时,火灾燃烧时间越长,构件温度越高,钢框架越易发生倒塌;在相同温度下,腹板作为迎爆面比翼缘作为迎爆面对结构的损伤更大;在单室火灾下,边中柱处发生爆炸钢框架抗倒塌能力最弱,中柱处爆炸框架抗倒塌能力最强,角柱处爆炸框架抗倒塌能力介于两者之间;在相邻双室火灾和四室火灾下中柱发生爆炸,火室上方混凝土板会因下部的梁发生剪切破坏而塌落;对角双室火灾下中柱处发生爆炸,钢框架因中柱和边中柱相继失效而倒塌。 展开更多
关键词 火灾 爆炸 钢框架 有限元分析 连续倒塌
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L形波形板钢异形柱轴压性能研究
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作者 白正仙 李广飞 +2 位作者 姜子钦 牛子尧 王刘浩翔 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期76-82,共7页
为提高传统L形钢异形柱的整体稳定性及材料利用率,提出一种新型L形波形板钢异形柱,该柱由工字形钢、波形板及外侧翼板三部分构成。为研究该柱轴压性能及各部分截面参数的影响特征,设计6个模型,采用有限元软件ABAQUS进行弹性屈曲及非线... 为提高传统L形钢异形柱的整体稳定性及材料利用率,提出一种新型L形波形板钢异形柱,该柱由工字形钢、波形板及外侧翼板三部分构成。为研究该柱轴压性能及各部分截面参数的影响特征,设计6个模型,采用有限元软件ABAQUS进行弹性屈曲及非线性分析,研究各模型屈曲模式、荷载-位移曲线、破坏特征,以及整体稳定系数、极限荷载等关键性能指标变化率与截面参数变化率的关系;将各模型整体稳定系数与现行《钢结构设计标准》中的柱构件轴压稳定系数曲线进行对比分析。结果表明:L形波形板钢异形柱屈曲模式均为弯扭屈曲;各模型稳定系数均在b类柱构件轴压稳定系数曲线之上;稳定承压性能随外侧翼板、工字形钢翼缘面积增大而增强,随工字形钢腹板面积增大而减弱。 展开更多
关键词 钢结构 L形异形柱 波形板 轴压稳定性 数值模拟
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碟形弹簧力学性能测试实验装置设计及教学实践应用
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作者 胡淑军 廖元 +1 位作者 罗岚 邵铁峰 《实验技术与管理》 北大核心 2025年第3期146-152,共7页
为了将可恢复功能防震理论引入“工程结构抗震”课程,该文基于耗能低和自复位能力良好的受压碟形弹簧,设计了一种碟形弹簧实验装置,并对该装置的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力和自复位能力开展试验研究,揭示碟形弹簧的力学性能与工作机... 为了将可恢复功能防震理论引入“工程结构抗震”课程,该文基于耗能低和自复位能力良好的受压碟形弹簧,设计了一种碟形弹簧实验装置,并对该装置的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力和自复位能力开展试验研究,揭示碟形弹簧的力学性能与工作机理等。该文将疲劳试验机引入工程结构抗震课程与实验教学,使学生能从宏观和微观视角直接认识碟形弹簧的耗能演化特征,以及认识碟形弹簧在地震作用下的耗能与复位性能。该实验可用于锻炼学生硬件操作和软件使用能力,以问题为导向对结果进行数据处理和分析,加深学生对工程结构抗震原理和可恢复功能理念中自复位、可更换和耗能机制的理解,培养学生的探索精神和实际操作能力。 展开更多
关键词 碟形弹簧 力学性能 实验教学 疲劳试验机 自复位
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