防屈曲支撑的型式、设计理论与应用研究进展 被引量：52

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作者 郭彦林 童精中 周鹏 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期1-14,共14页

该文综述了防屈曲支撑构件自发明以来40年的发展历程,可以看出防屈曲支撑逐步向轻型化、高承载和复杂功能方向的发展趋势。特别介绍了新近发展的全钢装配式、梭形、内核分离式、多肢格构式及桁架(索桁架与刚性桁架)约束型防屈曲支撑的... 该文综述了防屈曲支撑构件自发明以来40年的发展历程,可以看出防屈曲支撑逐步向轻型化、高承载和复杂功能方向的发展趋势。特别介绍了新近发展的全钢装配式、梭形、内核分离式、多肢格构式及桁架(索桁架与刚性桁架)约束型防屈曲支撑的型式和组成、受力机理和破坏模式、弹性屈曲荷载、单调轴压下的承载力、反复拉压荷载作用下的滞回和低周疲劳性能、试验研究成果等,重点关注防屈曲支撑的外围约束刚度、约束比门槛值、外围连接强度以及端部构造等设计理论的研究成果。综述了国内外相关规范对防屈曲支撑设计的相关规定,介绍并讨论了基于约束比和基于正则化长细比的两种设计方法。 展开更多

关键词 防屈曲支撑 试验研究 设计理论 约束比 正则化长细比

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钢-UHTCC组合桥面板焊接细节应力幅数值分析 被引量：1

2

作者 徐召 王国仲 +2 位作者 李庆华 童精中 徐世烺 《公路交通科技》 CSCD 北大核心 2023年第7期86-93,共8页

为研究钢-超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的疲劳性能,开展了肋-顶板、横隔-顶板和栓钉-顶板焊接细节的应力幅数值分析。采用有限元软件Abaqus建立了钢-UHTCC组合桥面板精细化有限元模型,计算了疲劳车荷载作用下焊接细节部位... 为研究钢-超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的疲劳性能,开展了肋-顶板、横隔-顶板和栓钉-顶板焊接细节的应力幅数值分析。采用有限元软件Abaqus建立了钢-UHTCC组合桥面板精细化有限元模型,计算了疲劳车荷载作用下焊接细节部位的应力幅。定量分析了3个关键设计参数对应力幅的影响,包括UHTCC层的厚度、剪力钉的布置密度和纵向板肋的数量。结果表明:增加UHTCC层厚度对肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,在疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,UHTCC层厚度从0 mm增加到40 mm,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低61.3%和33.2%;当疲劳单车荷载作用于跨中支座处时,提高纵向板肋数量对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅的影响相对较大,当纵向板肋个数从3增加到5时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低70.9%和45.7%;当疲劳单车荷载作用于其中1跨的跨中时,提高栓钉布置密度和增加板肋数量分别对栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅降低效果最明显,当栓钉布置密度从5个/m2提高到25个/m2时,栓钉-顶板和肋-顶板焊接细节应力幅分别降低74.2%和35.5%;当纵向板肋个数从3增加到5时,肋-顶板和横隔-顶板焊接细节应力幅分别降低49.5%和35.8%。 展开更多

关键词 桥梁工程 应力幅 数值分析 组合桥面板 焊接细节 有限元模型

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波形参数对波形钢板剪力墙抗剪承载性能的影响研究 被引量：3

3

作者 沈海英 吴若旻 +2 位作者 王海山 童精中 童根树 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2022年第11期19-23,38,共6页

波形钢板剪力墙是一类新型抗侧力体系,在高层建筑结构中获得了广泛应用。为此建立了波形钢板剪力墙的ABAQUS有限元模型,并根据试验结果对建模分析方法的合理性和准确性进行了验证。利用波形钢板剪力墙的有限元模型进行了参数分析,研究... 波形钢板剪力墙是一类新型抗侧力体系,在高层建筑结构中获得了广泛应用。为此建立了波形钢板剪力墙的ABAQUS有限元模型,并根据试验结果对建模分析方法的合理性和准确性进行了验证。利用波形钢板剪力墙的有限元模型进行了参数分析,研究了波形参数对波形钢板剪力墙抗剪承载性能的影响,包括波长、波高、倾角等因素与抗剪极限承载力、残余承载力、屈曲后延性等性能指标的相关关系。基于参数分析结果,提出了不同波形参数下波形钢板剪力墙的抗剪承载力设计理论。结果表明:增大波长、波高、倾角可以提升墙体的抗剪极限承载力,其中增加波高效果最为显著;改变波长和波高能够对墙体延性产生一定的影响,但改变倾角几乎不影响墙体延性。所提出的设计公式具有一定的可靠性,可以偏于安全地计算各波形参数墙体的抗剪极限承载力。 展开更多

关键词 波形参数 波形钢板剪力墙 抗剪承载性能 数值模拟 稳定曲线 设计理论

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多腔波形钢板组合墙的轴压整体稳定性能研究

4

作者 童精中 俞超群 +2 位作者 童根树 陈明 张磊 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期240-251,285,共13页

为了降低钢板混凝土组合墙的用钢量、提高其承载效率,同时避免大量使用剪力连接件,提出了多腔波形钢板组合墙,该组合墙由钢管混凝土柱和内填混凝土的双波形钢板交替连接组成。为了得到墙体稳定承载性能的影响因素,对6片高厚比为20.0和1... 为了降低钢板混凝土组合墙的用钢量、提高其承载效率,同时避免大量使用剪力连接件,提出了多腔波形钢板组合墙,该组合墙由钢管混凝土柱和内填混凝土的双波形钢板交替连接组成。为了得到墙体稳定承载性能的影响因素,对6片高厚比为20.0和16.7的多腔波形钢板组合墙进行轴压试验,其中波形钢板包括梯形波折板和正弦波浪板两类。试验结果表明:试件承载力均由整体稳定控制,加载过程中所有墙体都出现了整体失稳破坏并伴随钢板局部屈曲,而波形钢板与钢管间的焊缝保持完好;增加墙体厚度(即降低高厚比)可以有效提高试件稳定承载力。采用ABAQUS软件建立精细化有限元分析模型,并将试验结果与有限元模拟结果进行对比,发现有限元能较好模拟多腔波形钢板组合墙的轴压整体稳定性能。采用经验证的有限元模型分析了高厚比、截面尺寸、混凝土强度以及波形钢板形式对组合墙轴压稳定性能的影响,发现钢管混凝土柱的板厚和宽度对承载力的影响随组合墙高厚比的增大逐渐增大,波形腔宽度和混凝土强度的影响随高厚比的增大逐渐减小,波形钢板厚度和波形钢板形式对承载力影响较小。提出了多腔波形钢板组合墙稳定系数的计算公式,有限元结果与公式计算结果的比值大部分在1.00~1.10之间,可以偏安全地预测试验结果。 展开更多

关键词 多腔组合墙 波形钢板 轴压试验 稳定承载力 有限元分析

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带内嵌围护墙板钢框架结构的抗侧刚度研究

5

作者 陈依泠 蒋金梁 童精中 《钢结构（中英文）》 2023年第11期1-9,共9页

钢结构因其具有工厂化生产、抗震性能良好、可回收利用、绿色环保等优点,被广泛地运用于装配式建筑之中。在钢结构建筑中,内嵌围护墙板常作为钢框架结构建筑填充墙使用,但在现有的结构设计理论中,一般采用周期折减系数考虑内嵌围护墙板... 钢结构因其具有工厂化生产、抗震性能良好、可回收利用、绿色环保等优点,被广泛地运用于装配式建筑之中。在钢结构建筑中,内嵌围护墙板常作为钢框架结构建筑填充墙使用,但在现有的结构设计理论中,一般采用周期折减系数考虑内嵌围护墙板对钢框架结构抗侧刚度的影响,有时会造成模拟框架抗侧刚度与实际相差较大,不利于工程精细化设计,因此需要深入研究内嵌围护墙板对钢框架抗侧刚度的影响。在该背景下,为进一步研究内嵌围护墙板与钢框架在离散连接情况下,不同影响因素引起的钢框架结构抗侧刚度的变化,运用ABAQUS有限元软件建立带内嵌蒸压加气混凝土(ALC)墙板钢框架的结构模型,考虑了ALC墙板与框架梁连接、与框架柱连接以及与框架梁柱共同连接时,连接节点数量和墙板与钢框架的刚度比对带内嵌围护墙板钢框架结构(Embedded Wallboard Steel Frame Structure,简称EWSF结构)抗侧刚度的影响。结果表明:EWSF结构的抗侧刚度与无墙板的钢框架相比有较大幅度的提高,根据不同的连接条件,其提高程度分别可达4倍以上;多参数分析结果显示连接工况的变化对EWSF结构整体抗侧刚度有较大的影响,随着连接节点数量的增多,ALC墙板与框架梁连接比与框架柱连接时EWSF结构初始抗侧刚度的提高更加明显;与ALC墙板和框架梁柱分别连接时的情况相比,ALC墙板与框架梁柱共同连接对提高EWSF结构抗侧刚度的效果更加显著;连接节点数量较少时,梁柱连接变化对EWSF结构抗侧刚度的影响较小;EWSF结构的抗侧刚度随墙板与钢框架刚度比的减小而增大。基于连接节点数量和刚度比等影响因素对结构初始抗侧刚度影响的模型分析和理论推导,分别引入墙板与钢框架完全刚接时结构初始抗侧刚度影响系数β和离散连接时结构初始抗侧刚度的影响系数α,提出了该结构初始抗侧刚度� 展开更多

关键词 钢框架 内嵌围护墙板 有限元分析 抗侧刚度 计算式

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钢⁃混凝土组合桥面板中UHTCC湿接缝抗弯性能数值分析 被引量：2

6

作者 徐召 代健波 +3 位作者 陈国红 李庆华 童精中 徐世烺 《施工技术（中英文）》 CAS 2022年第1期120-125,共6页

为了改进正交异性钢混组合桥面板湿接缝构造,开展了对负弯矩作用下使用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)作为湿接缝的桥面板抗弯性能分析。使用有限元软件Abaqus中的黏聚力模型模拟UHTCC-混凝土接缝界面粘结力学行为,对不同配筋形式、不... 为了改进正交异性钢混组合桥面板湿接缝构造,开展了对负弯矩作用下使用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)作为湿接缝的桥面板抗弯性能分析。使用有限元软件Abaqus中的黏聚力模型模拟UHTCC-混凝土接缝界面粘结力学行为,对不同配筋形式、不同湿接缝宽度的组合桥面板试件模型进行了参数化分析。模拟结果表明:配筋率提升对于接缝处抗裂性的提升效果显著,接缝的配筋率应当在3.35%以上;湿接缝应当设置桥面板在有栓钉约束的区域。 展开更多

关键词 组合桥面板 超高韧性水泥基复合材料(UHTCC) 湿接缝 抗裂性能 有限元分析

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波浪腹板工形梁支承加劲肋设计方法研究 被引量：1

7

作者 童精中 郭彦林 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2013年第3期112-119,共8页

为解决波浪腹板工形梁支承加劲肋设计问题,进行了受力机理的研究,根据受力状态的不同对加劲肋进行分类,并采用ANSYS进行了有限元模型的数值分析;将波浪腹板对加劲肋的约束作用简化为等效约束长度的平腹板,将支承加劲肋转化为在腹板平面... 为解决波浪腹板工形梁支承加劲肋设计问题,进行了受力机理的研究,根据受力状态的不同对加劲肋进行分类,并采用ANSYS进行了有限元模型的数值分析;将波浪腹板对加劲肋的约束作用简化为等效约束长度的平腹板,将支承加劲肋转化为在腹板平面内失稳的轴压构件并计算其稳定性;通过参数分析,揭示了等效约束长度与腹板幅长比及腹板高厚比相关,进而建立了单侧与两侧约束情况下等效约束长度的计算公式。结果表明:与平腹板工形构件不同,波浪腹板工形构件的腹板面外刚度增大,但腹板沿构件轴向刚度变小,因而对加劲肋的面外约束不足,需要重新评估加劲肋在集中荷载作用下的稳定性计算;提出的波浪腹板工形梁支承加劲设计方法具有较好的安全性和经济性。 展开更多

关键词 波浪腹板 工形梁 支承加劲肋 面外稳定性 等效约束长度 承载力

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基于ABAQUS的超高韧性组合桥横向整体受力数值模拟 被引量：1

8

作者 李怀峰 陈同琪 +3 位作者 陈国红 李庆华 童精中 徐世烺 《施工技术（中英文）》 CAS 2022年第1期130-136,共7页

为了研究超高韧性组合桥在车轮荷载作用下的横向受力特性,通过ABAQUS建立了超高韧性混凝土(UHTCC)-钢组合桥面结构有限元模型,选取适合的材料本构、单元类型和接触关系,根据塑性损伤模型,对不同栓钉间距和钢筋配筋率、不同铺装层厚度的... 为了研究超高韧性组合桥在车轮荷载作用下的横向受力特性,通过ABAQUS建立了超高韧性混凝土(UHTCC)-钢组合桥面结构有限元模型,选取适合的材料本构、单元类型和接触关系,根据塑性损伤模型,对不同栓钉间距和钢筋配筋率、不同铺装层厚度的桥面方案整体横向应力进行对比,分析了这两种因素对于超高韧性组合桥面板静力性能的影响。结果表明:所建立的模型能够较为准确的模拟车轮荷载作用下超高韧性组合桥的横向整体受力情况;UHTCC作为正交异性桥面板的铺装层,能显著改善U形肋与桥面板连接处的疲劳性能;一定范围内,增大栓钉间距、降低钢筋配筋率会导致U形肋与桥面板连接处及对应竖向位置处的UHTCC层的整体横向应力增大;增大UHTCC层厚度能明显降低U形肋与桥面板连接处的整体横向应力。 展开更多

关键词 韧性混凝土 桥面板 超高韧性组合桥 横向整体受力 数值模拟

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UHTCC-混凝土组合板柱节点抗冲切承载力分析 被引量：1

9

作者 卢昱成 李庆华 +1 位作者 童精中 徐世烺 《低温建筑技术》 2022年第7期117-120,共4页

利用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)对板柱节点核心区域的混凝土进行局部替换,能够有效提升板柱节点的抗冲切性能。对于UHTCC-混凝土组合板柱节点,目前无规范适用公式计算其极限承载力大小。文中在GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》... 利用超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)对板柱节点核心区域的混凝土进行局部替换,能够有效提升板柱节点的抗冲切性能。对于UHTCC-混凝土组合板柱节点,目前无规范适用公式计算其极限承载力大小。文中在GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》给出的混凝土板柱节点抗冲切承载力计算公式基础上,提出了改进公式。与Abaqus有限元模拟结果进行对比后,结果表明运用改进公式得到的UHTCC-混凝土组合板柱节点极限承载力大小理论计算值与有限元模拟值能够较好的拟合。可利用改进公式对UHTCC-混凝土组合板柱节点进行抗冲切承载力的估算。 展开更多

关键词 UHTCC 板柱节点 有限元模拟 抗冲切承载力

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钢⁃UHTCC组合桥面板弯曲承载性能研究

10

作者 李怀峰 刘鑫 +3 位作者 贺攀 李庆华 童精中 徐世烺 《施工技术（中英文）》 CAS 2022年第1期126-129,136,共5页

为了研究正弯矩作用下钢⁃超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的极限承载力和刚度,进行了相关理论公式的推导,并利用ABAQUS软件建立有限元模型,将有限元计算结果和理论公式计算结果进行对比。结果发现有限元计算得到的承载力和刚... 为了研究正弯矩作用下钢⁃超高韧性水泥基复合材料(UHTCC)组合桥面板的极限承载力和刚度,进行了相关理论公式的推导,并利用ABAQUS软件建立有限元模型,将有限元计算结果和理论公式计算结果进行对比。结果发现有限元计算得到的承载力和刚度都比理论公式计算得到的承载力和刚度大,有限元计算得到的承载力与理论计算值误差均在10%以内,有限元计算与理论计算刚度值的最大误差不超过5%,表明理论计算与有限元结果吻合良好,验证了这种理论计算方法的可靠性。 展开更多

关键词 韧性混凝土 组合桥面板 极限承载力 刚度 有限元分析

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钢-UHTCC组合桥面板湿接缝抗裂性能数值分析

11

作者 代健波 李庆华 +1 位作者 童精中 徐世烺 《低温建筑技术》 2022年第7期86-90,共5页

为了寻求正交异性钢-UHTCC组合桥面板中开裂问题的解决措施,基于ABAQUS粘聚力模型对正交异性钢-UHTCC组合桥面板中不同局部钢筋构造下的湿接缝试件展开了数值模拟分析。分析结果表明,粘聚力模型能够对能够很好地展现湿接缝界面开裂行为... 为了寻求正交异性钢-UHTCC组合桥面板中开裂问题的解决措施,基于ABAQUS粘聚力模型对正交异性钢-UHTCC组合桥面板中不同局部钢筋构造下的湿接缝试件展开了数值模拟分析。分析结果表明,粘聚力模型能够对能够很好地展现湿接缝界面开裂行为,同时具有更局部高配筋率的模型其抗弯性能没有明显差异,但却有着明显更好的接缝界面裂缝控制性能。 展开更多

关键词 组合桥面板 超高性能水泥基复合材料 湿接缝 粘聚力模型 抗裂性能

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带一字肋组合桥面板横向受力简化计算方法研究

12

作者 陈同琪 李庆华 +1 位作者 童精中 徐世烺 《低温建筑技术》 2022年第7期91-95,100,共6页

为优化正交异形钢桥面板传统解析方法,采用简化平面框架体系模型,理论推导了钢桥面板和纵肋交界处的最大横向弯矩解析表达式,利用随机有限元模型验证了算法的正确性。文中所提出的组合桥横向受力简化计算法能够快速准确实现轮载作用下... 为优化正交异形钢桥面板传统解析方法,采用简化平面框架体系模型,理论推导了钢桥面板和纵肋交界处的最大横向弯矩解析表达式,利用随机有限元模型验证了算法的正确性。文中所提出的组合桥横向受力简化计算法能够快速准确实现轮载作用下带一字肋桥面板横向弯矩及应力的计算,研究发现相比有限元结果,使用简化计算的方法所得横向应力略大,更偏保守。从理论层面分析,组合桥面板相对于纯钢桥面板横向应力的降低,原因在于相同荷载作用下,UHTCC层的存在增大了原钢桥面的纵肋底部弹性支撑刚度和顶板横向抗弯刚度,其中在与纵向加劲肋连接处的桥面板拉应力降低幅度最大。 展开更多

关键词 钢-UHTCC组合桥面板 一字肋 横向受力 理论推导 数值模拟

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