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复式钢管混凝土柱具有较高的抗压承载力,在强地震作用下具有很好的防倒塌能力,已广泛用于大跨度桥梁和超高层房屋建筑中。基于复式钢管混凝土柱-钢梁节点的试验研究,合理选择材料本构关系、破坏准则,采用ANSYS软件建立了有限元模型,以研究该类节点在低周往复荷载作用下的抗震力学性能。有限元模拟得到的滞回曲线及骨架曲线与试验结果吻合较好,从而验证了有限元模型的合理性。在此基础上,分析了钢梁及内外钢管在受力过程中的应力分布,探索了此类节点的传力机制及最终破坏形态;最后对该类节点进行参数分析,研究了钢梁强度等级、外方钢管柱强度等级、外方钢管柱壁厚及复式钢管混凝土柱轴压比对节点受力性能的影响,供此类新型节点的试验设计及工程应用参考。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(3)
为研究核心钢管混凝土(CSTRC)短柱轴压受力机理及设计方法,完成了7个CSTRC柱和2个RC柱的轴压试验,采用有限元软件ABAQUS对CSTRC柱轴压全过程进行数值仿真。在试验验证的基础上,利用有限元模型研究了CSTRC柱的轴压机理和轴力分配规律。研究表明,核心钢管混凝土柱试件中,钢管对内部混凝土的约束作用明显,钢管外部混凝土对钢管的约束作用可以忽略,其承载力可按RC部分与钢管混凝土柱部分承载力进行线性叠加。根据有限元分析结果,提出了CSTRC柱中钢管混凝土部分的承载力发挥系数。本文成果可为CSTRC结构的设计和应用提供参考。 相似文献
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钢管高性能混凝土压弯构件滞回性能试验研究 总被引：2，自引：1，他引：2
考虑钢材强度、混凝土强度、轴压比等参数，进行了18个钢管高性能混凝土试件的试验，分析在往复荷载作用下钢管高性能混凝土荷载-位移关系曲线的特点、构件的轴向变形和抗弯刚度退化情况，并初步探讨往复荷载作用下的钢管高性能混凝土压弯构件承载力。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2015,(3)
为研究不同轴压比下钢管混凝土剪力墙结构的受力性能,首先进行了3片双层单跨钢管混凝土剪力墙拟静力试验,端柱底部钢管屈服破坏,利用有限元软件ABAQUS建立试件数值模型,计算结果与试验吻合良好,在此基础上,通过对9组轴压比从0~0.8的钢管混凝土和钢筋混凝土剪力墙单调推覆分析,深入探讨了试件的承载力、延性系数及钢管端柱对墙体整体性能的影响。 相似文献
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由于方钢管对混凝土约束作用较弱,地震作用下方钢管混凝土柱底部钢管易出现屈曲,因此本文提出一种新型内约束方钢管混凝土柱。基于ABAQUS有限元软件,本文采用合理的材料本构模型建立内约束方钢管混凝土柱三维实体精细有限元模型,该模型能准确反应钢管、混凝土以及拉筋之间的相互作用,又能反应拟静力作用下混凝土的塑性损伤和钢材的循环硬化规律。有限元结果与试验结果吻合良好。首先,在此基础上笔选出最佳内约束形式,对拉箍筋方钢管混凝土柱的抗震性能明显优于圆环箍筋;其次,提出在不同轴压比下内约束方钢管混凝土柱的焊接拉筋最佳布置长度和合理体积配箍率;再次,探讨不同参数对内约束方钢管混凝土柱滞回性能的影响,结果表明:提高截面含钢率和长细比能有效改善组合柱的极限承载力,而轴压比在一定范围内有利于能提高柱的承载力;最后,讨论了约束措施对内约束方钢管混凝土柱耗能性能的影响。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2020,(4)
为加强中空夹层钢管混凝土的力学性能,提出了在中空夹层钢管混凝土内外钢管间焊接双向对拉拉筋的构造措施。针对带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件受力性能开展了试验研究,研究配置拉筋对试件极限弯矩、抗弯刚度和横向变形系数的影响。采用合理的混凝土三轴受力状态本构模型和钢材本构模型,应用ABAQUS有限元软件建立并验证了带拉筋中空夹层钢管混凝土纯弯构件三维实体有限元模型,试验结果与有限元计算结果吻合良好;在此基础上,分析了拉筋对内外钢管应力及核心混凝土应力的影响,研究结果表明:拉筋能有效缓解了内外钢管的局部鼓曲,提高试件的极限弯矩、抗弯刚度;拉筋加强了内外钢管对混凝土的约束作用,使得内外钢管受力更加合理。 相似文献
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爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应及破坏机理 总被引：3，自引：0，他引：3
方钢管混凝土柱是被广泛采用的组合构件之一。爆炸发生时产生的爆炸冲击波可能会对框架结构内部的方钢管混凝土柱造成严重破坏,然而目前对其动力响应及破坏机理的研究成果相对较少。本文采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对爆炸荷载作用下方钢管混凝土柱的动力响应和破坏机理进行了研究分析。建立了方钢管混凝土柱实体有限元模型,其中混凝土采用HJC模型,方钢管采用考虑应变率的塑性随动强化模型,爆炸荷载施加在柱子一侧表面。通过对方钢管混凝土柱的破坏过程的模拟,比较分析了其在不同＂比例距离＂下的动力响应和破坏形式,进而得出方钢管混凝土柱的破坏机理。在爆炸荷载作用下,方钢管对其核心混凝土有一定的约束作用,使其处于复杂应力状态之下,从而使混凝土强度得以提高,塑性和韧性同时得到改善;同时,由于混凝土的存在,延缓了方钢管柱底和柱顶过早地发生局部屈曲。随着＂比例距离＂的增大,柱中水平位移逐渐减小。结果表明,方钢管混凝土柱具有良好的延性、优越的抗爆性能,所提出的破坏机理可供结构抗爆设计的进一步研究参考。 相似文献
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底部加强型多腔钢管混凝土巨型柱抗震性能试验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
为适应巨型框架结构发展,提出了一种底部加强型多腔钢管混凝土巨型柱。为了比较它与相应普通多腔钢管混凝土巨型柱抗震性能的差异,进行了6个1/25缩尺的巨型柱模型在轴向压力或轴向拉力下的低周反复荷载试验研究。6个模型中:按底部截面构造区分,3个试件为底部加强型巨型柱模型,3个试件为相应普通巨型柱模型;按轴力作用方向区分,4个试件为轴压试件,轴压比分别为0.5、0.25,2个试件为轴拉试件,轴拉比为0.2。比较分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、延性、滞回特性、耗能和破坏特征。研究表明:底部加强型巨型柱与普通巨型柱相比,承载力、延性、耗能能力明显提高,刚度退化速度减慢,工作性能较稳定;轴压试件与轴拉试件相比,轴压试件抗震性能相对较好。 相似文献
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钢管超高性能RPC短柱的轴压特性研究 总被引：5，自引：0，他引：5
本文用试验研究了钢管超高强混凝土RPC(后称钢管RPC)短柱在轴压荷载作用下的性能,从分析RPC与普通混凝土和高强混凝土性能上的差异着手,探讨了钢管RPC在轴压作用下的受力变形机理与破坏特点。基于对试验结果和相关文献资料的综合分析,得到了计算钢管RPC承载力的经验公式,并与相关现行规程的计算结果进行了比较。结果表明,国内现行的一些钢管混凝土设计规程不适用于计算钢管RPC的承载力。 相似文献
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通过研究不平衡弯矩作用下板柱节点变参数、刚度变化等受力性能的特点和规律,为弥补试验研究的局限性,全面认识板柱节点的受力特征、内力分布规律提供新的研究途径,同时也为工程设计与实践提供理论指导.应用OpenSees(Open System for Earthquake Engineering Simulation)有限元计算平台建立了与试验相同的三维网格梁数值模型,通过数值模拟结果与试验结果的对比分析,验证了有限元分析模型的可行性.对不同的板厚,以不平衡弯矩水平、配筋率及混凝土强度为变参数分别进行了数值模拟.结果表明:数值模拟结果与试验结果吻合较好,不同的不平衡弯矩水平对节点抗冲切性能影响显著,配筋率的变化对构件开裂荷载、极限承载力以及延性影响显著.因此,合理地建立有限元模型可较好地模拟不平衡弯矩作用下板柱节点的受力性能;随着不平衡弯矩水平的增大,极限承载力显著降低,随着配筋率的增大,极限承载力显著增大、延性降低. 相似文献
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《世界地震工程》2015,(3)
为研究不同洞口偏心率下钢管混凝土剪力墙结构的受力性能,在试验的基础上,利用大型有限元软件ABAQUS,对3个开洞口面积相同,洞口偏心率为0,0.3,0.6的钢管混凝土剪力墙进行了非线性有限元分析。分析结果表明:洞口处于受压区时,随着偏心率的增加,其刚度和承载力都会有所下降;洞口处于受拉区,且偏心率较大时,小墙肢形成轴心受拉构件,结构易发生脱锚破坏;正向加载时,钢管混凝土剪力墙的延性会随着偏心率的增加而增加,反向加载时,会随着偏心率的增加而减小,正向加载时延性优于反向加载;钢管的存在,会产生抗剪销栓力,占总承载力的10%~20%,在承载力计算中应予以考虑。 相似文献
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《世界地震工程》2016,(4)
以钢管混凝土暗柱连接节点为研究对象,通过试验研究和数值分析全面考察圆钢管约束高强灌浆料在局部冲切作用下的力学性能和工作机理。在试验的基础上,应用ABAQUS有限元软件,建立分段模型(Multi-Section Model简称"MSM"),对圆钢管约束高强灌浆料的6组试件进行了数值分析。将计算结果与试验结果对比分析,观察试件的破坏形态,并研究了冲切角、钢管高度、钢管壁厚和高强灌浆料强度等因素对试件极限承载力的影响。结果表明:试件沿冲切面,呈锥形破坏;数值模拟结果与试验结果吻合较好;增大钢管壁厚、灌浆料强度、钢管高度和冲切角均可提高极限承载力,其中冲切角的影响较为显著。 相似文献
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本文在确定了往复应力作用下钢管混凝土的钢材和核心混凝土的应力-应变关系的基础上,利用纤维杆元模型,有限元模型对钢管混凝土Y形柱和十字形钢梁连接的节点的荷载-位移滞回关系曲线及其骨架曲线进行了计算,并与试验结果进行了比较。结果表明：由纤维杆元模型与试验所得的低周反复荷载作用下的骨架曲线极为相似,但在峰值荷载后差异较大;由纤维杆元模型和有限元所得的在低周反复荷载作用下滞回曲线也与在反复荷载作用下试验所得的结果相一致。纤维杆元模型能准确地预测节点的弹塑性行为和整体抗震性能,可用于节点滞回性能的非线性参数分析研究。在此基础上研究了方钢管混凝土柱的轴压比,宽厚比及核心混凝土强度对节点受力性能的影响。 相似文献
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结合广州珠江新城西塔实际工程,对巨型钢管混凝土斜交网格外筒+钢筋混凝土内筒的新型混合结构体系进行了比例为1:50的微粒混凝土模型振动台试验及4根钢管混凝土柱"X"形相贯节点试验,探讨了体外预应力的施加对结构整体受力性能的影响。研究结果表明,结构模型在7度罕遇地震作用下基本可保持弹性,在8度罕遇地震作用后稍有损伤;交角对节点最终破坏形成区域及承载力影响较大,各节点的承载力均能满足设计要求;体外预应力的施加能有效地抵抗节点层平面内向外的推力,充分利用构件的受力性能。 相似文献
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钢骨-钢管混凝土组合柱延性的试验研究 总被引：7，自引：1，他引：7
本文通过14根钢骨－钢管混凝土组合柱在较高轴压比和低压反复水平荷载作用下的试验，研究了这种新型组合柱的破坏形态，分析了轴压比（n）、钢骨（As）和套箍指标（Φ）等因素对构件滞回特性、承载力和延性的影响。试验结果表明，钢骨－钢管混凝土组合柱具有很好的延性和很高的承载力。 相似文献
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超高层建筑巨型框架结构的巨型柱在大震作用下有时会出现往复拉压受力情形,为提高巨型柱的抗震能力,目前有的超高层建筑巨型框架结构采用了多腔体钢管混凝土巨型柱。为深入研究这种巨型柱的腔体在往复拉压荷载下的性能退化问题,取这种巨型柱中有代表性的矩形腔体,进行了3个配钢率为7.53%和1个配钢率为3.77%的相同截面矩形柱在往复拉压荷载下的工作性能试验研究。4个试件均沿杆长对中分成左右不同构造的两段,左杆段为有栓钉区段,右杆段为无栓钉区段。通过试验,比较分析了各试件的承载力、刚度及其退化过程、栓钉的作用和破坏特征。给出了抗拉、抗压承载力计算公式,计算结果与试验符合较好。研究表明:在矩形钢管腔体内设置栓钉可明显提高构件的抗拉、抗压工作性能;增加矩形钢管的钢板厚度可明显提高钢板对栓钉的约束能力,从而提高栓钉与混凝土共同工作的性能。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(2)
基于型钢再生混凝土组合柱低周反复荷载的试验结果,通过Open Sees软件对组合柱进行了有限元分析,获取了组合柱的滞回曲线、骨架曲线以及水平承载力,并与试验结果进行了对比。结果表明:弯曲破坏的组合柱模拟曲线与试验曲线吻合较好,而剪切斜压破坏的组合柱模拟曲线形状与试验曲线存在一定的差异,但其最大水平承载力与实测值较为接近,表明Open Sees可应用于模拟型钢再生混凝土组合柱的滞回性能。在此基础上,本文利用该软件对型钢再生混凝土长柱的滞回性能进行了参数影响分析,参数包括再生混凝土强度、箍筋强度、型钢强度及型钢配钢率。分析结果表明,构件承载力随着再生混凝土强度的提高而略有增加,但延性及耗能降低;随着型钢强度、箍筋强度的提高及型钢配钢率的增大,构件抗震承载力都得到了一定的提高,且延性及耗能能力增强,对组合柱的抗震性能是有利的。研究结果对型钢再生混凝土组合柱的推广应用具有积极意义。 相似文献