半刚性中空夹层钢管混凝土梁柱节点抗震性能研究

1

作者 尹国安 张瀚林 +1 位作者 宋秉权 陈朝清 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第3期1324-1337,共14页

为研究多腔中空夹层钢管混凝土穿心螺栓端板式梁柱节点在低周往复循环荷载作用下的失效模式和抗震性能,选取框架结构典型的中柱节点作为试验模型。首先进行4个缩尺比例为1/2的梁柱节点试件低周往复荷载试验,探讨内钢管截面形状、有无楼... 为研究多腔中空夹层钢管混凝土穿心螺栓端板式梁柱节点在低周往复循环荷载作用下的失效模式和抗震性能,选取框架结构典型的中柱节点作为试验模型。首先进行4个缩尺比例为1/2的梁柱节点试件低周往复荷载试验,探讨内钢管截面形状、有无楼板和柱截面空心率等因素对节点抗震性能的影响。其次,通过研究节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、强度退化、延性和耗能能力等抗震指标,并结合穿心螺栓端板式梁柱节点有限元分析模型,探究此类半刚性梁柱节点的破坏特征和损伤规律。试验结果表明,多腔中空夹层钢管混凝土穿心螺栓端板式节点抗震性能良好,连接安全可靠,非常适用于地震活跃区域;地震荷载作用下节点试件主要表现出2类典型的破坏模式和滞回特性:无楼板试件为钢梁近端板处翼缘和腹板的屈曲变形与焊缝撕裂,滞回曲线呈梭形;有楼板试件为柱周混凝土被压碎、端板翘曲和螺栓滑移,滞回曲线呈反S形。柱截面空心率提高,试件极限承载力降低,但延性和耗能能力提高。方套圆试件极限承载力、延性和耗能能力高于方套方试件;混凝土楼板与钢梁的组合作用及其对节点核心区的约束作用对试件失效模式、极限承载力、延性和耗能能力影响较大,设计和分析中应考虑楼板对结构抗震性能的贡献。 展开更多

关键词 多腔中空夹层钢管混凝土 组合梁柱节点 穿心螺栓连接 拟静力试验 抗震性能

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单边高强螺栓连接圆形CFDST柱组合节点抗震试验与分析 被引量：2

2

作者 霍永伦 王静峰 +2 位作者 郭磊 丁兆东 吴顺成 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第2期222-229,235,共9页

为揭示地震作用下单边高强螺栓连接圆形中空夹层钢管混凝土(concrete filled double skin steel tube,CFDST)柱(简称“圆形CFDST柱”)组合节点的受力性能和破坏机理,文章开展了单边高强螺栓连接圆形CFDST柱组合节点的抗震试验,建立了此... 为揭示地震作用下单边高强螺栓连接圆形中空夹层钢管混凝土(concrete filled double skin steel tube,CFDST)柱(简称“圆形CFDST柱”)组合节点的受力性能和破坏机理,文章开展了单边高强螺栓连接圆形CFDST柱组合节点的抗震试验,建立了此类组合节点的有限元分析模型,通过滞回曲线和破坏模式比较验证了有限元分析模型的准确性;对组合节点进行了深入的参数分析,讨论了钢材强度、楼板配筋率、端板厚度及螺栓预紧力等诸多参数对此类组合节点水平荷载-水平位移关系曲线的影响。研究结果表明:单边高强螺栓连接圆形CFDST柱组合节点具有较高的承载力、良好的延性及滞回性能,满足在高烈度地震区的结构抗震性能要求。 展开更多

关键词 圆形中空夹层钢管混凝土(cfdst)柱 单边螺栓 抗震试验 数值模拟 参数分析

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加腋不等高梁-复式柱节点平面及空间抗震性能对比分析

3

作者 颜学渊 李安龙 +2 位作者 刘旭宏 魏晓颖 陈雯晖 《福州大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期342-349,共8页

结合复式钢管混凝土柱内外两层钢管的特点,设计一种低梁加腋半穿心至内层钢管的节点构造形式,提出加腋不等高钢梁-复式钢管混凝土柱节点.利用ABAQUS软件对该节点进行平面与空间建模以及往复荷载下的有限元分析,对比平面节点与空间节点... 结合复式钢管混凝土柱内外两层钢管的特点,设计一种低梁加腋半穿心至内层钢管的节点构造形式,提出加腋不等高钢梁-复式钢管混凝土柱节点.利用ABAQUS软件对该节点进行平面与空间建模以及往复荷载下的有限元分析,对比平面节点与空间节点的受力性能差异.结果表明平面与空间的破坏模态差异较大,二者的高应力区分布不同,平面节点出现核心混凝土压碎,空间节点更容易出现混凝土剪切破坏.同时,对空间节点进行梁端不同方向加载,结果表明,空间双向加载下,节点的极限承载力与极限位移高于平面加载节点,且延性与耗能能力相对较好. 展开更多

关键词 不等高梁-柱节点 有限元分析 节点域 抗震性能

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大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件滞回性能研究 被引量：11

4

作者 史艳莉 纪孙航 +2 位作者 王文达 张宸 范家浩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期75-88,共14页

为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线... 为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线和滞回性能的影响,并建立数值模型对单调加载的压弯试件的受力机理进行分析,最后讨论了圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件侧向承载力简化计算方法。研究结果表明,两种空心率试件的破坏形态基本一致,表现为试件下部不同程度的局部破坏;往复压弯试件的P-Δ曲线较为饱满,表现出较好的滞回性能。空心率从0.6增加到0.8对试件的侧向承载力和延性影响较小,两种空心率下的峰值荷载平均相差约3%。随着轴压比增加,试件的极限荷载降低,延性逐渐变差。往复加载试件的强度退化不明显,空心率为0.8的试件刚度退化更显著。试件的平均位移延性系数为3.56,平均黏滞阻尼系数为0.322,表现出较好的耗能能力。当空心率为从0.6增加到0.8,试件的黏滞阻尼系数平均提高15%。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土 试验研究 压弯构件 滞回性能 大空心率

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爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟 被引量：4

5

作者 李明鸿 刘晏辰 +3 位作者 夏梦涛 宗周红 甘露 陈振健 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期647-657,共11页

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证... 为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能. 展开更多

关键词 预制节段拼装墩柱 双层钢管混凝土 数值模拟 爆炸荷载 动力响应 损伤机理

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方套方中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土梁单边螺栓端板连接节点数值分析 被引量：8

6

作者 王静峰 端梦珺 +1 位作者 郭磊 张猛 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2020年第6期46-55,68,共11页

为了揭示方套方中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁单边螺栓端板连接的受力性能和破坏机理,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合节点的数值分析模型,明确了材料本构关系模型和复杂接触问题。通过水平低周往复荷载试验验证了数值分析... 为了揭示方套方中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁单边螺栓端板连接的受力性能和破坏机理,通过ABAQUS有限元软件建立了该组合节点的数值分析模型,明确了材料本构关系模型和复杂接触问题。通过水平低周往复荷载试验验证了数值分析模型的准确性,对其破坏模式和滞回曲线进行了评价。考虑了几何参数、材料参数、荷载参数对节点水平荷载-水平位移曲线的影响,讨论了极限承载力和初始刚度的影响规律。研究表明,方套方中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁单边螺栓端板连接节点具有良好的抗震性能和受力性能,可应用于高烈度地震区的装配式组合框架;提出的此类型组合节点数值分析方法可用于装配式组合框架的设计与计算。 展开更多

关键词 方套方中空夹层钢管混凝土柱 单边高强螺栓 端板连接节点 数值模拟 参数分析

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圆中空夹层钢管混凝土柱单边螺栓端板连接节点试验及数值模拟 被引量：7

7

作者 王静峰 张猛 张娜 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期36-43,共8页

进行了4个圆中空夹层钢管混凝土中柱节点的低周反复加载试验,分析了端板类型和柱截面空心率的影响,研究了此类节点的破坏模式和滞回性能。通过有限元软件建立了节点数值分析模型。考虑了材料本构关系和复杂接触问题,对此类节点进行了受... 进行了4个圆中空夹层钢管混凝土中柱节点的低周反复加载试验,分析了端板类型和柱截面空心率的影响,研究了此类节点的破坏模式和滞回性能。通过有限元软件建立了节点数值分析模型。考虑了材料本构关系和复杂接触问题,对此类节点进行了受力性能分析。分析结果与试验结果对比吻合较好。研究结果表明:圆中空夹层钢管混凝土柱单边螺栓端板连接节点具有良好的滞回性能、延性和耗能能力;根据欧洲规范EC 3,此类节点呈现出半刚性、全强度的特性。研究成果将为圆中空夹层柱钢管混凝土柱结构的设计与工程应用提供一定的理论基础。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土柱 单边螺栓 端板连接 低周反复加载试验 数值分析

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方钢管中空夹层混凝土柱抗压试验分析 被引量：1

8

作者 王羡农 张付彬 周晓慧 《河北工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第4期13-16,共4页

通过4根CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的轴向承载力试验研究,探讨了CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的抗压受力性能以及方钢管中空夹层混凝土柱承载力和抗弯刚度的提高效果,分析了CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的破坏特点及其主要的破坏形式... 通过4根CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的轴向承载力试验研究,探讨了CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的抗压受力性能以及方钢管中空夹层混凝土柱承载力和抗弯刚度的提高效果,分析了CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的破坏特点及其主要的破坏形式。研究结果表明:在本次试验的参数范围内,CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的承载力及抗弯刚度得到了的有效提高;对CFDST方钢管中空夹层混凝土柱的破坏有了初步的了解。确定了CFDST方钢管中空夹层混凝土柱承载力的计算方法,与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 cfdst 轴压柱 中空夹层方钢管混凝土 抗弯刚度 轴压承载力

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中空夹层钢管混凝土柱与组合梁单边螺栓连接节点抗震试验研究 被引量：4

9

作者 王静峰 吴顺成 张猛 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第5期655-663,共9页

为了深入研究装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个中柱节点的水平低周反复加载试验。试件由圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边紧固高强螺栓和平齐或外伸端板连接组成。文中... 为了深入研究装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点的抗震性能和破坏机理,文章进行了4个中柱节点的水平低周反复加载试验。试件由圆套圆中空夹层钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边紧固高强螺栓和平齐或外伸端板连接组成。文中详细研究了试件破坏形式和组合楼板的裂缝分布规律,分析了滞回曲线、强度和刚度退化规律及耗能能力等,采用欧洲相关规范评价了此类装配式组合框架节点的刚性。试验结果表明,端板形式和柱截面空心率对此类装配式组合框架节点的承载力和耗能能力有明显影响。当端板形式相同时,柱截面空心率为0.61的节点承载力和总耗能比柱截面空心率为0.73的节点有明显提高;当柱截面空心率相同时,外伸端板连接节点的承载力和总耗能优于平齐端板连接节点。分析表明,装配式圆中空夹层钢管混凝土组合框架节点为半刚性连接、部分强度节点。研究成果可为此类新型装配式组合框架在实际工程中应用提供科学理论依据。 展开更多

关键词 圆中空夹层钢管混凝土柱 半刚性连接 单边紧固高强螺栓 拟静力试验 抗震性能

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矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱轴压性能研究

10

作者 任庆新 付然 王庆贺 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第2期212-222,共11页

目的 研究矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压性能,提出轴压稳定承载力实用计算方法。方法 基于ABAQUS有限元分析软件,建立矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱有限元模型,分析其在不同参数下的工作机理;采用叠加原理并结合现行相关规范... 目的 研究矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压性能,提出轴压稳定承载力实用计算方法。方法 基于ABAQUS有限元分析软件,建立矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱有限元模型,分析其在不同参数下的工作机理;采用叠加原理并结合现行相关规范,给出适用于矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的轴压稳定承载力计算公式。结果 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱的破坏形态表现为在构件的中间位置产生侧向挠曲,最终因丧失稳定而破坏;长细比λ和外围混凝土强度fcu, out是影响叠合长柱轴压峰值荷载的关键参数;当λ由29增加到42和55时,峰值荷载分别降低7.3%和15.3%;当fcu, out由40 MPa提高到60 MPa和80 MPa时,峰值荷载分别提高21.4%和44.8%;轴压承载力简化计算公式与有限元模拟所得结果之比的均值和变异系数分别为0.927和0.017。结论 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱具有良好的抗压性能和初始刚度,所提出的简化计算公式可为实际工程应用提供计算依据。 展开更多

关键词 矩形中空夹层钢管混凝土叠合长柱 轴压性能 稳定承载力 有限元分析

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大当量爆炸作用下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的失效模式 被引量：3

11

作者 夏梦涛 李明鸿 +3 位作者 宗周红 甘露 黄杰 李卓 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期12-25,共14页

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出将双层钢管混凝土柱应用于桥梁下部结构的预制节段拼装墩柱体系。对预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱(precast segmental concrete-filled double-skin steel tube,PS-CFDST)进行了大当量野外爆... 为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出将双层钢管混凝土柱应用于桥梁下部结构的预制节段拼装墩柱体系。对预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱(precast segmental concrete-filled double-skin steel tube,PS-CFDST)进行了大当量野外爆炸试验,并基于LS-DYNA软件建立了精细化有限元模型,对PS-CFDST柱在爆炸荷载作用下的动力响应和破坏过程进行了数值模拟。结果表明:大当量地面爆炸作用下,PS-CFDST柱的破坏模式表现为后张预应力筋断裂引起的墩柱整体失效,地面爆炸作用下墩柱在墩身底部接缝有较大的剪切滑移,核心混凝土的损伤主要出现在接缝处和预应力筋挤压处;预应力筋的建模方式对预制节段拼装墩柱的动力响应具有显著影响;增大轴向荷载可以减小预制节段拼装墩柱的侧向变形和墩底剪切滑移,有利于提高墩柱的抗爆性能。 展开更多

关键词 预制节段拼装双层钢管混凝土柱 大当量爆炸试验 破坏模式 预应力

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预制节段拼装双层钢管-混凝土组合墩柱抗震性能分析 被引量：5

12

作者 邢凯迪 林元铮 +2 位作者 李明鸿 宗周红 许有胜 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期305-314,共10页

为研究预制节段拼装CFDST墩柱的抗震性能,开展了预制节段拼装CFDST墩柱拟静力试验,并采用有限元软件ABAQUS对墩柱力学行为进行数值模拟,分析素混凝土层、初始预应力度和节段数量对墩柱抗震性能的影响.结果表明:在水平往复荷载作用下,墩... 为研究预制节段拼装CFDST墩柱的抗震性能,开展了预制节段拼装CFDST墩柱拟静力试验,并采用有限元软件ABAQUS对墩柱力学行为进行数值模拟,分析素混凝土层、初始预应力度和节段数量对墩柱抗震性能的影响.结果表明:在水平往复荷载作用下,墩柱未出现明显破坏,滞回曲线呈明显旗帜形,最大残余偏移率为0.18%,具有良好的自复位性能;最大偏移率为5.25%时,轴向预应力损失约为10.20%,墩身变形主要来自接缝处开口,正、负向最大累计开口量分别达到10.70和12.35 mm,存在明显的多转角变形模式;数值模型可以较好地模拟墩柱的非线性力学行为;考虑节段间素混凝土层可以更为合理地模拟墩柱滞回性能,提高初始预应力度可增强墩柱强度和耗能能力,而节段数量则对墩柱滞回性能影响较小. 展开更多

关键词 双层钢管-混凝土(cfdst)组合墩柱 拟静力试验 非线性分析 预制节段拼装 韧性抗震

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圆中空夹层钢管混凝土叠合柱偏压力学性能研究 被引量：4

13

作者 丁纪楠 任庆新 +1 位作者 王庆贺 包龙生 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第3期411-419,共9页

目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合柱在偏心受压作用下的力学性能,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法采用有限元软件ABAQUS建立精细化非线性分析模型,在模型可靠性得到验证的基础上,对构件进行受力全过程分析。研究叠合柱在不... 目的研究圆中空夹层钢管混凝土叠合柱在偏心受压作用下的力学性能,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法采用有限元软件ABAQUS建立精细化非线性分析模型,在模型可靠性得到验证的基础上,对构件进行受力全过程分析。研究叠合柱在不同破坏模态下的工作机理,量化组成部件的内力分配和相互作用关系,考察不同参数对N_(u)-M_(u)曲线的影响。结果增大偏心率,试件的初始刚度和偏压承载力降低,延性提高;名义含钢率由7.1%增至19.8%时,偏压承载力提高了87.5%。结论圆中空夹层钢管混凝土叠合短柱在偏心受压作用下界限破坏的标志为外钢管达到受拉屈服时,受压区边缘的混凝土被压碎;增大钢管屈服强度和名义含钢率可提高试件的偏压承载力。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土叠合柱 组合构件:偏心受压 有限元分析 破坏模态

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考虑有效混凝土强度的中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能研究 被引量：3

14

作者 闫西峰 郝际平 赵衍刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期145-156,共12页

随着混凝土强度的提高,因为混凝土的脆性导致其强度折减而降低利用效率。然而,现存的中空夹层钢管混凝土(CFDST)柱数值分析模型并没有考虑混凝土强度的折减效应,导致这些模型在分析高强度混凝土填充CFDST柱的性能时出现较大的离散性,从... 随着混凝土强度的提高,因为混凝土的脆性导致其强度折减而降低利用效率。然而,现存的中空夹层钢管混凝土(CFDST)柱数值分析模型并没有考虑混凝土强度的折减效应,导致这些模型在分析高强度混凝土填充CFDST柱的性能时出现较大的离散性,从而影响实际工程设计。为了更加有效和准确地分析CFDST柱的力学性能,建立了考虑有效混凝土强度的CFDST轴压短柱纤维单元分析模型,同时,一个考虑混凝土脆性对混凝土强度影响的强度折减系数被引入在该模型中。进一步,通过对比笔者前期试验结果和收集的试验数据,以及现有的纤维单元分析模型,验证了该文提出的纤维单元分析模型具有较高的预测精度。基于验证的纤维单元分析模型,研究了各柱的参数对CFDST柱轴压性能的影响,结果发现:混凝土强度、空心率、外钢管屈服强度和外(内)钢管径厚比影响CFDST柱的承载力和延性,而内钢管屈服强度仅影响CFDST柱的承载力而对延性几乎没有影响。最后,基于试验和数值分析结果,提出了CFDST柱轴压承载力计算公式,并与试验和数值结果吻合较好。 展开更多

关键词 中空夹层钢管混凝土 纤维梁单元模型 折减效应 短柱 承载力

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圆复合钢管混凝土短柱在轴压下的有限元分析 被引量：5

15

作者 慈俊昌 闫维明 贾洪 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期918-928,共11页

为了分析不同参数对短柱轴压性能的影响,基于有限元软件ABAQUS建立了圆复合双钢管混凝土(concrete-filled double steel tubular,CFDST)短柱在轴压下的有限元模型.针对核心混凝土受到内外钢管同时约束的情况,采用了2种核心混凝土本构模... 为了分析不同参数对短柱轴压性能的影响,基于有限元软件ABAQUS建立了圆复合双钢管混凝土(concrete-filled double steel tubular,CFDST)短柱在轴压下的有限元模型.针对核心混凝土受到内外钢管同时约束的情况,采用了2种核心混凝土本构模型,同时将采用2种本构模型的模拟结果与前人的试验结果进行了比较,验证了模型的正确性,提出了适合夹层混凝土、核心混凝土和钢管的本构模型.在此基础上,通过ABAQUS拓宽了参数研究范围,对圆CFDST短柱在不同参数下进行了受力分析. 展开更多

关键词 圆复合双钢管混凝土柱 有限元分析 轴心受压 极限强度 短柱 混凝土约束

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矩形中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能数值分析 被引量：3

16

作者 刘世明 白鹏坤 郜致峣 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第30期13040-13047,共8页

相较于钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)构件,中空夹层钢管混凝土(concrete filled double skin steel tube,CFDST)构件具有延性好、自重轻和刚度大等技术优势。为探明CFDST短柱的内、外钢管的径厚比和内填混凝土强度对轴... 相较于钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)构件,中空夹层钢管混凝土(concrete filled double skin steel tube,CFDST)构件具有延性好、自重轻和刚度大等技术优势。为探明CFDST短柱的内、外钢管的径厚比和内填混凝土强度对轴压性能的影响规律,采用试验验证的数值有限元分析方法,考虑内填混凝土约束效应,开展了短柱轴压性能各参数敏感性分析。结果表明,有限元模型采用韩林海提出的混凝土本构关系,能够准确地模拟试验结果。当内填混凝土强度和内钢管径厚比相同时,外钢管径厚比从30增加到60时,平均延性指标和承载力分别降低了23.6%和26.4%;内钢管使得CFDST柱的延性和承载力分别提升24.5%和18.6%;内填混凝土强度从45 MPa增大到75 MPa,CFDST柱的极限承载能力可提升18%以上。 展开更多

关键词 CFST柱 cfdst柱 ABAQUS 数值分析 延性

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带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点恢复力模型研究 被引量：1

17

作者 马青 张冬芳 +1 位作者 杜琼飞 康彦彪 《四川建筑科学研究》 2024年第6期25-34,共10页

楼板(指钢筋混凝土楼板,即RC楼板)作用使组合节点的梁柱线刚度比发生变化,对其承载力、破坏形态及滞回性能的影响均较大,而现有的恢复力模型均未考虑楼板初始刚度的影响。基于带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点拟静力试验,研究了试... 楼板(指钢筋混凝土楼板,即RC楼板)作用使组合节点的梁柱线刚度比发生变化,对其承载力、破坏形态及滞回性能的影响均较大,而现有的恢复力模型均未考虑楼板初始刚度的影响。基于带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点拟静力试验,研究了试件的骨架曲线特征,提出了此类组合节点的三折线骨架曲线模型;考虑楼板对组合节点初始刚度的影响,分析了刚度退化和滞回规则,推导并建立了带楼板复式钢管混凝土柱-钢梁组合节点的恢复力模型,采用试验数据验证了该恢复力模型的正确性。研究结果表明:楼板作用对节点的初始刚度影响显著,同时提高了节点的极限荷载;文中建立的恢复力模型能较准确地反映该类组合节点的滞回特性。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 组合节点 楼板作用 初始刚度 恢复力模型

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外方内圆钢管混凝土短柱轴压性能试验研究

18

作者 张艳刚 王继升 +1 位作者 丛术平 赵文博 《低温建筑技术》 2024年第1期55-59,共5页

研究采用轴压试验方法,探究外方内圆钢管混凝土短柱的轴压力学性能。通过设计6根含有相同钢率的外方内圆钢管混凝土短柱,并与2根方钢管混凝土短柱对比分析,发现外方内圆钢管混凝土短柱的极限承载力较方钢管小,但剩余承载力更高。在相同... 研究采用轴压试验方法,探究外方内圆钢管混凝土短柱的轴压力学性能。通过设计6根含有相同钢率的外方内圆钢管混凝土短柱,并与2根方钢管混凝土短柱对比分析,发现外方内圆钢管混凝土短柱的极限承载力较方钢管小,但剩余承载力更高。在相同含钢率条件下,增大内钢管直径有助于提高承载力;而在相同内、外钢管直径条件下,增大内钢管面积则减小极限承载力。通过非线性有限元分析验证试验结果,为深化理解外方内圆钢管混凝土短柱性能提供实证支持。 展开更多

关键词 外方内圆钢管混凝土 轴心受压试验 极限承载力

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钢管初应力对圆锥形中空夹层钢管混凝土柱压弯性能影响

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作者 贾志路 李浩嘉 +2 位作者 王文达 耿少波 史艳莉 《建筑科学》 北大核心 2026年第1期18-28,共11页

为研究内外钢管初应力对圆锥形中空夹层钢管混凝土柱压弯性能的影响,采用ABAQUS软件建立了偏压数值模型,通过试验数据验证了模型可靠性。基于此,获得圆锥形中空夹层钢管混凝土柱荷载-3/4柱高挠度曲线,各部件荷载分配及应力变化规律等。... 为研究内外钢管初应力对圆锥形中空夹层钢管混凝土柱压弯性能的影响,采用ABAQUS软件建立了偏压数值模型,通过试验数据验证了模型可靠性。基于此,获得圆锥形中空夹层钢管混凝土柱荷载-3/4柱高挠度曲线,各部件荷载分配及应力变化规律等。同时,研究了初应力系数、空心率、长细比和偏心率等参数对构件极限承载力和承载力影响系数kp的影响。结果表明:钢管初应力可显著降低构件极限承载力,其通过改变钢管与混凝土间的接触力影响构件性能。增大钢管初应力系数会降低构件极限承载力和承载力影响系数;空心率变化对荷载-挠度曲线和承载力影响系数影响小;长细比和偏心率的增加均使构件极限承载力下降,但承载力影响系数增大。基于参数回归建立了考虑内外钢管初应力的圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯柱承载力计算方法,可以有效预测承载力。 展开更多

关键词 圆锥形中空夹层钢管混凝土柱 钢管初应力 有限元分析 压弯性能 承载力计算公式

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考虑RC板组合效应的复式钢管混凝土柱-钢梁上焊下栓节点抗震性能研究

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作者 张冬芳 王昱 +2 位作者 赵均海 李丹丹 樊聪聪 《建筑结构学报》 北大核心 2025年第9期58-72,共15页

为研究钢筋混凝土(RC)板对复式钢管混凝土(CFDST)柱-钢梁上焊下栓节点抗震性能的影响,开展了5个组合节点的低周往复荷载试验,分析了有无RC板、下环板螺栓数量、RC板厚度和宽度对节点破坏形态、滞回曲线、承载能力、延性、刚度退化、耗... 为研究钢筋混凝土(RC)板对复式钢管混凝土(CFDST)柱-钢梁上焊下栓节点抗震性能的影响,开展了5个组合节点的低周往复荷载试验,分析了有无RC板、下环板螺栓数量、RC板厚度和宽度对节点破坏形态、滞回曲线、承载能力、延性、刚度退化、耗能能力以及钢梁腹板应变的影响。结果表明:节点破坏形态表现为钢梁上翼缘与上环板连接处断裂或屈曲变形、钢梁下翼缘与下环板螺栓连接处水平滑移以及RC板混凝土破碎剥离等;节点的滞回曲线形状饱满、无捏缩;转角延性系数介于3.04~4.60之间;RC板的设置提高了节点的抗震性能;下环板螺栓数量减少则降低了节点的抗震性能;增加RC板厚度和宽度提高了节点的承载能力,但降低了延性和耗能能力;RC板组合效应使节点中性轴在正、负弯矩作用下分别向上偏移钢梁截面高度的24.6%~45.1%、4.1%。同时,以试验结果与破坏特征为基础,考虑极限状态下RC板有效宽度,推导了梁端受弯承载力计算式,计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多

关键词 复式钢管混凝土柱 上焊下栓组合节点 钢筋混凝土板 拟静力试验 抗震性能 受弯承载力

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