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脱空缺陷对钢管混凝土滞回性能的影响分析 被引量：10
1
作者 韩浩 廖飞宇 李永进 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2017年第9期146-151,共6页
在充分考虑往复荷载下钢材的包辛格效应、混凝土损伤累积以及刚度退化的基础上,合理选择构件各部件的单元类型以及部件之间的接触模型,建立反复荷载下带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土压弯构件的有限元模型。有限元算例结果表明,计算的破... 在充分考虑往复荷载下钢材的包辛格效应、混凝土损伤累积以及刚度退化的基础上,合理选择构件各部件的单元类型以及部件之间的接触模型,建立反复荷载下带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土压弯构件的有限元模型。有限元算例结果表明,计算的破坏模态和侧向荷载(P)-侧向位移(Δ)滞回关系曲线与试验结果总体上吻合良好。在此基础上,结合典型构件的有限元模型对带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土压弯构件的滞回特性进行全过程分析,并对带球冠形脱空缺陷构件的钢管与混凝土之间的相互作用机理进行分析。 展开更多
关键词 钢管混凝土 球冠形脱空 滞回性能 有限元 机理分析
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带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土构件抗弯性能研究 被引量：6
2
作者 韩浩 廖飞宇 +1 位作者 周翔 李永进 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2018年第2期67-73,102,共8页
在合理地选择材料本构模型和接触模型并考虑材料和几何非线性的基础上,建立了带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土受弯构件的有限元模型,并利用试验结果验证了有限元模型的可靠性。利用数值模型对带脱空缺陷的钢管混凝土构件在纯弯作用下的全... 在合理地选择材料本构模型和接触模型并考虑材料和几何非线性的基础上,建立了带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土受弯构件的有限元模型,并利用试验结果验证了有限元模型的可靠性。利用数值模型对带脱空缺陷的钢管混凝土构件在纯弯作用下的全过程工作机理进行了细致剖析,明晰了球冠形脱空缺陷对构件抗弯性能的影响机理。结果表明球冠形脱空缺陷的存在降低了钢管对混凝土的约束效应,使混凝土开裂严重以及加剧了钢管的局部屈曲从而降低了构件的抗弯承载力。基于以上分析,研究了影响约束效应的相关参数对带缺陷的钢管混凝土构件的抗弯承载力以及弯矩-挠度关系曲线的影响规律,并在此基础上提出了考虑脱空缺陷影响的钢管混凝土抗弯极限承载力的简化计算公式,可为相关工程实践提供参考。 展开更多
关键词 球冠形脱空缺陷 钢管混凝土 抗弯性能 有限元模型 参数分析 简化计算公式
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带球冠形脱空缺陷的圆钢管混凝土T型相贯节点的滞回性能研究
3
作者 张伟杰 廖飞宇 +2 位作者 林志平 戴佩家 李艳飞 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2024年第6期45-57,共13页
为研究球冠形脱空缺陷对圆钢管混凝土T型相贯节点抗震性能的影响,以脱空率、支主管直径比和主管径厚比为主要试验参数,完成了18个圆钢管混凝土T型节点试件在主管承受恒定轴向拉力和支管承受往复轴向荷载作用下的滞回性能试验,考察了球... 为研究球冠形脱空缺陷对圆钢管混凝土T型相贯节点抗震性能的影响,以脱空率、支主管直径比和主管径厚比为主要试验参数,完成了18个圆钢管混凝土T型节点试件在主管承受恒定轴向拉力和支管承受往复轴向荷载作用下的滞回性能试验,考察了球冠形脱空缺陷对其失效模式、滞回曲线、骨架曲线、承载力、刚度和耗能的影响规律。建立了有限元分析模型,分析了球冠形脱空缺陷对主管钢管与核心混凝土之间接触应力发展的影响规律,开展了脱空率、支主管直径比、主管径厚比、混凝土强度、钢材强度和轴拉比等参数对节点受拉承载力影响的参数分析。结果表明:球冠形脱空缺陷的存在会改变节点的失效模式,导致节点的承载力、刚度和耗能能力均有不同程度的降低,并削弱主管钢管与混凝土之间的相互作用,影响节点的荷载传递机制。最后,提出了考虑球冠形脱空缺陷影响的圆钢管混凝土T型节点受拉承载力折减公式。 展开更多
关键词 钢管混凝土T型相贯节点 拉弯 滞回试验 球冠形脱空缺陷 有限元分析
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环口板加强带脱空缺陷的钢管混凝土T型节点滞回性能试验研究
4
作者 戴佩家 廖飞宇 +2 位作者 王静峰 张伟杰 李艳飞 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期105-117,共13页
为研究环口板加强带脱空缺陷的钢管混凝土T型节点的抗震性能,完成了12根节点试件在主管受恒定轴拉力与支管受轴向往复荷载作用下的滞回试验,基于试件破坏模式、荷载-位移滞回关系和应变发展考察了采用环口板加强带脱空缺陷T型节点试件... 为研究环口板加强带脱空缺陷的钢管混凝土T型节点的抗震性能,完成了12根节点试件在主管受恒定轴拉力与支管受轴向往复荷载作用下的滞回试验,基于试件破坏模式、荷载-位移滞回关系和应变发展考察了采用环口板加强带脱空缺陷T型节点试件的效果,并对比分析支主管直径比和主管径厚比对试件加强效果的影响。试验结果表明:采用环口板加强T型节点有效抑制了脱空缺陷导致的主管塑性变形,并实现带缺陷T型节点承载力、刚度、延性和耗能能力的完全恢复,甚至优于相应的无脱空试件,其中加强试件的承载力较带脱空缺陷试件提升12.6%以上,较无脱空试件提升6.5%以上,表明经合理设计的环口板加强措施能够弥补脱空缺陷对节点抗震性能的不利影响。 展开更多
关键词 钢管混凝土T型节点 球冠形脱空缺陷 环口板加强 滞回试验 耗能
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带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件滞回性能试验研究 被引量：4
5
作者 张伟杰 廖飞宇 +1 位作者 王静峰 袁虹波 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2019年第10期32-36,共5页
以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对... 以脱空率和轴拉比为主要参数,对4根带球冠形脱空缺陷及2根无脱空的钢管混凝土试件进行了滞回性能试验研究,考察了球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯试件的破坏模式、侧向荷载-位移滞回曲线、以及承载力的影响,分析了不同脱空率和轴拉比对带缺陷试件的滞回性能影响规律。试验结果表明:球冠形脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件的侧向荷载-位移滞回曲线及骨架线影响较小,但加剧了夹具两侧外钢管的屈曲,并使核心混凝土在跨中部位的裂缝更加密集;试件的承载力随着脱空率的增大而降低;轴拉比对无脱空试件承载力影响不明显,而球冠形脱空缺陷试件承载力随轴拉比的增大而降低。 展开更多
关键词 钢管混凝土 球冠形脱空缺陷 拉弯 滞回性能 试验研究
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CFRP加固带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土短柱轴压性能研究 被引量：4
6
作者 张昆昆 廖飞宇 黄志伟 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S01期220-225,共6页
为研究CFRP加固带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土短柱轴压受力性能,进行了8根轴压短柱试验研究,包括2根无脱空柱、2根带球冠形脱空缺陷柱及4根CFRP加固带球冠形脱空缺陷柱。分析了CFRP加固对带球冠形脱空缺陷柱的破坏模态、荷载-轴向位移... 为研究CFRP加固带球冠形脱空缺陷的钢管混凝土短柱轴压受力性能,进行了8根轴压短柱试验研究,包括2根无脱空柱、2根带球冠形脱空缺陷柱及4根CFRP加固带球冠形脱空缺陷柱。分析了CFRP加固对带球冠形脱空缺陷柱的破坏模态、荷载-轴向位移关系曲线、荷载-轴向应变关系曲线、承载能力及延性的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在会影响钢管混凝土柱的力学性能;当脱空率为6.6%时,柱的峰值荷载下降12%,位移延性系数下降17%;采用CFRP加固柱,其承载能力和变形能力有所提高,当加固1层时,柱的峰值荷载提高9%,位移延性系数提高7%;当加固2层时,柱的峰值荷载提高26%,位移延性系数提高88%。 展开更多
关键词 钢管混凝土 短柱 球冠型脱空 CFRP 轴压承载力 延性
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带脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究和有限元模拟 被引量：3
7
作者 林挺伟 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第5期151-155,共5页
球冠形脱空缺陷已被发现存在于钢管混凝土结构横向构件中,该脱空现象对不锈钢管混凝土拉弯构件的力学性能影响尚未明确,因此完成了8个不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括4个带球冠形脱空缺陷不锈钢管混凝土试件和4个无脱空... 球冠形脱空缺陷已被发现存在于钢管混凝土结构横向构件中,该脱空现象对不锈钢管混凝土拉弯构件的力学性能影响尚未明确,因此完成了8个不锈钢管混凝土试件在拉弯作用下的试验研究,包括4个带球冠形脱空缺陷不锈钢管混凝土试件和4个无脱空不锈钢管混凝土对比试件。试验参数为脱空率和偏心距,通过对比分析试验结果以明晰上述参数对带球冠形脱空缺陷的不锈钢管混凝土试件在偏拉作用下的力学性能影响规律。试验结果表明：在同一脱空率下,试件的承载力随偏心率的增大而减小;在同一偏心率下,试件的承载力随脱空率的增大而减小;偏心率越大,脱空缺陷对试件承载力系数影响越明显。此外,在合理选择不锈钢管与混凝土本构关系的基础上,建立了带缺陷的不锈钢管混凝土拉弯构件的有限元分析模型,计算结果与试验结果吻合良好。 展开更多
关键词 不锈钢管混凝土 偏拉作用 球冠形脱空 试验研究 有限元模型
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带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土短柱轴压性能与受力机理分析 被引量：1
8
作者 王静峰 程安乐 +1 位作者 沈奇罕 李景哲 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2022年第12期41-54,共14页
椭圆钢管混凝土组合构件因具有良好的套箍约束效果、灵活的主次轴刚度分布以及优越的建筑美学效果,近年来被逐渐应用于大跨空间、重载桥梁等实际工程中。然而由于材料特性、施工工艺和服役环境等因素的影响,钢管混凝土结构可能出现脱空... 椭圆钢管混凝土组合构件因具有良好的套箍约束效果、灵活的主次轴刚度分布以及优越的建筑美学效果,近年来被逐渐应用于大跨空间、重载桥梁等实际工程中。然而由于材料特性、施工工艺和服役环境等因素的影响,钢管混凝土结构可能出现脱空缺陷问题,但目前尚未见有关脱空缺陷对椭圆钢管混凝土构件受力性能影响的分析报道。基于带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土短柱轴压性能试验,建立了考虑椭圆截面特征和脱空缺陷影响的精细化有限元分析模型。研究了钢材强度、混凝土强度、脱空率、长短轴比和径厚比等诸多因素对其承载力、刚度和延性的影响规律,揭示了球冠形脱空对椭圆钢管混凝土轴压短柱破坏模式、典型荷载-位移曲线、应力-应变分布以及接触应力的影响机制,提出了考虑球冠形脱空影响的椭圆钢管混凝土短柱轴压承载力简化计算公式,并验证了其准确性。研究结果表明,球冠形脱空的出现会显著削弱钢管与混凝土之间的相互作用,进而降低椭圆钢管混凝土短柱的承载力、刚度及延性,且脱空区接触应力的消失可能导致局部钢管率先发生鼓曲凹陷以及脱空区混凝土的脆性破碎。研究结果可为实际工程中带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土结构的评估与防治提供科学依据。 展开更多
关键词 椭圆钢管混凝土 球冠形脱空 轴压性能 接触应力 计算公式
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带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土短柱轴压性能及计算方法研究
9
作者 沈奇罕 王静峰 李景哲 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2022年第12期141-150,共10页
为研究球冠形脱空对椭圆钢管混凝土短柱轴压性能的影响,该文通过带球冠形脱空椭圆钢管混凝土试件的破坏形态、轴压承载力、初始刚度和延性等性能在球冠形脱空影响下的变化规律,揭示了带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土轴压短柱的截面应变... 为研究球冠形脱空对椭圆钢管混凝土短柱轴压性能的影响,该文通过带球冠形脱空椭圆钢管混凝土试件的破坏形态、轴压承载力、初始刚度和延性等性能在球冠形脱空影响下的变化规律,揭示了带球冠形脱空缺陷椭圆钢管混凝土轴压短柱的截面应变分布和核心混凝土强度特征,最终基于脱空特征对椭圆核心混凝土约束状态的影响机理,提出截面约束分区模型,推导并验证了考虑球冠形脱空影响的椭圆钢管混凝土短柱的轴压承载力计算公式。研究发现:核心混凝土破碎和斜向剪切、钢管局部鼓曲与凹陷以及试件的整体弯曲破坏是带球冠形脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱的主要破坏形态;脱空缺陷的存在将削弱椭圆钢管与核心混凝土的相互作用,进而降低其轴压承载力、初始刚度和延性。 展开更多
关键词 脱空缺陷 椭圆钢管混凝土 轴压试验 破坏模式 承载力计算方法
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脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件性能的影响分析 被引量：13
10
作者 韩浩 廖飞宇 +1 位作者 林挺伟 李永进 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2018年第3期170-175,90,共7页
在合理选用材料本构、单元类型、网格划分和边界条件的基础上,采用有限元分析软件建立了考虑脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件有限元分析模型。在验证模型可靠性的基础上,通过对比分析有无脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的荷载-变形关系曲... 在合理选用材料本构、单元类型、网格划分和边界条件的基础上,采用有限元分析软件建立了考虑脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件有限元分析模型。在验证模型可靠性的基础上,通过对比分析有无脱空缺陷的钢管混凝土拉弯构件的荷载-变形关系曲线、钢管与混凝土拉力分配、界面接触应力等力学性能指标,明晰了脱空缺陷对钢管混凝土拉弯构件受力性能的影响机理。研究结果表明：球冠形脱空缺陷削弱了钢管对混凝土的约束作用,在构件受拉弯荷载时,混凝土受压区开裂严重因而对构件的抗拉承载力贡献较无脱空构件低;外钢管拉力分配比重较高,所受应力较大,且钢管脱空侧由于缺少混凝土支撑作用从而出现局部屈曲,降低了构件抗拉承载力;构件的抗拉承载力系数随脱空率的增大而减小,但减小幅度趋于平缓;相同脱空率下承载力系数随偏心率增大而降低。 展开更多
关键词 球冠形脱空缺陷 钢管混凝土 拉弯构件 有限元 机理分析
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