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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
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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 CFDST ABAQUS 数值分析 延性
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CFST外包柱脚抗震性能研究
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作者 马晓飞 《铁道建筑技术》 2023年第10期39-43,83,共6页
作为将上部荷载传递至基础的关键节点,钢管混凝土柱(Concrete-Filled Steel Tube, CFST)外包柱脚工程应用较为广泛,但其抗震性能研究尚未成熟。基于实际工程案例,选取CFST外包柱脚尺寸和栓钉间距作为变量设计试件进行低周往复荷载试验,... 作为将上部荷载传递至基础的关键节点,钢管混凝土柱(Concrete-Filled Steel Tube, CFST)外包柱脚工程应用较为广泛,但其抗震性能研究尚未成熟。基于实际工程案例,选取CFST外包柱脚尺寸和栓钉间距作为变量设计试件进行低周往复荷载试验,并建立精细有限元模型以研究两变量对外包柱脚抗震性能的影响。结果表明:外包尺寸较大时可保证柱脚受力性能,滞回曲线饱满,峰值承载力、延性性能、初始刚度及强度退化系数显著提高;减小栓钉间距未能改变破坏特性,但可小幅提高各抗震性能参数;数值模拟所得滞回曲线、骨架曲线与试验结果吻合良好,所建模型可准确预测试件受力情况。 展开更多
关键词 cfst 外包 低周往复荷载 试验研究 数值模拟 抗震性能
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梁端外包U形钢板RC梁-CFST柱穿筋节点抗震性能有限元分析 被引量:1
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作者 阚吉平 李振宝 +1 位作者 马华 刘亚双 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期780-785,共6页
在钢筋混凝土(RC)梁-钢管混凝土(CFST)柱穿筋连接节点的梁端采用外包U形钢板+栓钉传递界面剪力,节点受力明确性能优越。本文通过建立低周往复荷载作用下U形钢板+栓钉连接的RC梁-CFST柱节点试件(SUJD)数值模拟模型,并在梁端损伤状况、滞... 在钢筋混凝土(RC)梁-钢管混凝土(CFST)柱穿筋连接节点的梁端采用外包U形钢板+栓钉传递界面剪力,节点受力明确性能优越。本文通过建立低周往复荷载作用下U形钢板+栓钉连接的RC梁-CFST柱节点试件(SUJD)数值模拟模型,并在梁端损伤状况、滞回曲线模拟结果与试验结果吻合良好的基础上,进行了U形钢板长度L_(u)、U形钢板与混凝土间是否设置栓钉、RC梁配筋率ρ_(s)的变化对节点抗震性能影响规律的数值模拟分析。结果表明:U形钢板的存在对混凝土具有一定约束作用,并使梁端塑性铰区域外移,梁破坏荷载相应增大;当U形钢板上不设置栓钉时,对于混凝土约束作用减弱,耗能能力降低,梁端塑性铰区域内移;适筋范围内RC梁配筋率ρ_(s)增加可以相应提高节点的承载力和延性。 展开更多
关键词 RC梁-cfst穿筋节点 外包U形钢板连接 低周往复荷载 抗震性能 有限元分析
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RC梁—钢管混凝土柱框架节点试验研究 被引量:2
4
作者 孙修礼 《河北理工大学学报(自然科学版)》 CAS 2008年第3期96-100,共5页
以实际工程为背景,分别对RC梁—钢管混凝土柱框架的新型劲性混凝土环梁节点和RC梁—钢加强环节点进行了低周反复荷载试验研究,考察了节点的屈服荷载、极限荷载、节点刚度及耗能性能。试验结果表明:两种节点均具有足够的承载力和延性,抗... 以实际工程为背景,分别对RC梁—钢管混凝土柱框架的新型劲性混凝土环梁节点和RC梁—钢加强环节点进行了低周反复荷载试验研究,考察了节点的屈服荷载、极限荷载、节点刚度及耗能性能。试验结果表明:两种节点均具有足够的承载力和延性,抗震性能优良;节点刚度很大,可以视为刚性节点。 展开更多
关键词 RC梁-cfst 新型劲性混凝土环粱节点 RC梁钢加强环节点 抗震性能
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钢管混凝土叠合柱轴压强度试验研究 被引量:37
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作者 康洪震 钱稼茹 《建筑结构》 CSCD 北大核心 2006年第S1期913-916,共4页
钢管混凝土(CFST)叠合柱是一种抗震结构的新型结构构件,它是在钢筋混凝土柱中内置钢管混凝土而形成。为了建立钢管混凝土叠合柱的轴压计算公式,进行了18个叠合柱试件的轴压试验。试验参数有:钢管的直径与壁厚、钢管外部混凝土强度等级... 钢管混凝土(CFST)叠合柱是一种抗震结构的新型结构构件,它是在钢筋混凝土柱中内置钢管混凝土而形成。为了建立钢管混凝土叠合柱的轴压计算公式,进行了18个叠合柱试件的轴压试验。试验参数有:钢管的直径与壁厚、钢管外部混凝土强度等级和箍筋配箍特征值。试验得到了试件破坏过程、轴压力-应变关系曲线。试验结果表明:钢管混凝土叠合柱的轴压强度可由钢管混凝土强度和管外钢筋混凝土强度两部分叠加而成,从而给出了叠合柱的强度计算公式。试验结果同时表明核心钢管混凝土的轴压强度可作为叠合柱的残余强度。 展开更多
关键词 钢管混凝土(cfst)叠合 试验 轴压强度 残余强度
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钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造研究综述 被引量:7
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作者 叶全喜 郝放 +3 位作者 薛炳勇 李桐栋 朱林 刘立悦 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1083-1094,共12页
为了解决钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造创新不足的问题,以异形柱的发展改进历程为研究背景,指出钢管混凝土异形柱的优势所在.依据增强外钢管对内部混凝土的约束作用和增加柱肢单元内各钢板稳定性2种思想,将钢管混凝土异形柱分为... 为了解决钢管混凝土异形柱及相关梁柱节点构造创新不足的问题,以异形柱的发展改进历程为研究背景,指出钢管混凝土异形柱的优势所在.依据增强外钢管对内部混凝土的约束作用和增加柱肢单元内各钢板稳定性2种思想,将钢管混凝土异形柱分为带约束拉杆或加劲肋的钢管混凝土异形柱、多腔式钢管混凝土异形柱、缀材连接的钢管混凝土异形柱4种类型,对异形柱本身构造改进方面的研究进行综述;按传力构件与柱肢钢管的相对位置,将钢管混凝土异形柱的梁柱节点分为传力构件在钢管内部式和传力构件在钢管外部式2种类型,对相关梁柱节点构造创新方面的研究进行综述.同时,剖析了以上两方面研究现状的不足,指出今后钢管混凝土异型柱及其梁柱节点需要进一步深入研究的关键问题. 展开更多
关键词 钢管混凝土(cfst)异形 约束拉杆 多腔式 H型钢单元 穿心螺栓 内隔板
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基于XGBoost-SHAP的钢管混凝土柱轴向承载力预测模型 被引量:3
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作者 陈曦泽 贾俊峰 +2 位作者 白玉磊 郭彤 杜修力 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期1061-1070,共10页
为了可靠、准确地预测钢管混凝土(CFST)柱的轴向承载力,建立和解释集成机器学习的CFST柱轴向承载力预测模型.使用马氏距离评估CFST柱数据库质量,通过极限梯度提升(XGBoost)算法建立CFST柱轴向承载力预测模型,使用K折交叉验证(K-Fold CV... 为了可靠、准确地预测钢管混凝土(CFST)柱的轴向承载力,建立和解释集成机器学习的CFST柱轴向承载力预测模型.使用马氏距离评估CFST柱数据库质量,通过极限梯度提升(XGBoost)算法建立CFST柱轴向承载力预测模型,使用K折交叉验证(K-Fold CV)和树结构概率密度估计(TPE)算法寻找模型的最优超参数组合.采用不同评价指标将优化后XGBoost模型的预测值与已有方法和未优化XGBoost模型的计算值比较.使用SHAP方法给出XGBoost模型预测结果的整体和局部的解释.结果表明,经过超参数调整优化的XGBoost模型的性能超越了相关规范和经验公式的性能,且SHAP方法能够有效地解释XGBoost模型的输出. 展开更多
关键词 钢管混凝土(cfst) 轴向承载力 极限梯度提升(XGBoost) 超参数优化 SHAP 可解释性
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三面受火的方钢管混凝土柱火灾全过程力学性能分析 被引量:4
8
作者 肖会霞 王景玄 王文达 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期100-105,共6页
为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管... 为系统研究非均匀受火时钢管混凝土结构的抗火性能,在合理选取不同阶段钢材和混凝土的热力本构模型的前提下,基于ABAQUS有限元平台,建立方形截面钢管混凝土柱三面受火数值模型。对经历常温加载、升温、降温以及火灾后等不同阶段的钢管混凝土柱力学性能进行初步分析,并与已有的试验进行对比验证;同时,分析了升温时间比t0、保护层厚度a、火灾荷载比n及长细比λ等参数对构件受火性能的影响。结果表明,三面受火时,钢管混凝土柱的破坏形式与均匀受火时有明显差异,因为柱截面温度的不均匀分布会使其产生附加偏心距,发生失稳破坏;三面受火后,钢管混凝土柱的极限承载力和延性均有不同程度的降低;长细比及升温时间比对三面受火时的方钢管混凝土柱力学性能影响较为明显,承载力和延性有明显的下降。 展开更多
关键词 钢管混凝土(cfst) 火灾全过程 非均匀受火 力学性能 数值模拟
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宽厚比对足尺方钢管混凝土短柱抗震性能影响的试验研究
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作者 金浏 梁健 +1 位作者 陈凤娟 杜修力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期1-9,59,共10页
开展了6个横截面宽度为800 mm的方钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)短柱在恒定轴力和水平往复荷载作用下的加载试验,分析了钢管约束作用(宽厚比B/t=50,B/t=80和B/t=100)对足尺短柱破坏形态、滞回性能、延性性能、刚度退... 开展了6个横截面宽度为800 mm的方钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)短柱在恒定轴力和水平往复荷载作用下的加载试验,分析了钢管约束作用(宽厚比B/t=50,B/t=80和B/t=100)对足尺短柱破坏形态、滞回性能、延性性能、刚度退化和耗能能力等抗震性能的影响规律。结果表明:(1)该试验中,所有足尺方钢管混凝土短柱均发生压弯破坏,即在柱底部出现钢管环状鼓曲、核心混凝土压碎行为;(2)方钢管混凝土柱的延性能力随着宽厚比的减少(约束作用提升)并无明显改变,且足尺柱的延性能力明显低于已有试验中的小尺寸柱;(3)宽厚比对足尺方钢管混凝土柱的刚度退化和等效黏滞阻尼系数影响不大;但柱的总耗能随宽厚比的减小而增大;(4)随着宽厚比的减小,钢管约束效应提升,柱压弯承载力有所提高,但提高的幅度明显小于相关规范值。另外,与现有中国、美国、欧洲等设计规范计算结果对比发现,中国规范和欧洲规范的计算结果偏大,美国规范计算结果则较为保守。 展开更多
关键词 方钢管混凝土(cfst)短 约束效应 宽厚比 抗震性能 承载力
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仿古建筑方钢管混凝土柱-钢筋混凝土圆柱连接抗震性能试验研究 被引量:3
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作者 薛建阳 马林林 +2 位作者 林建鹏 吴琨 葛鸿鹏 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期37-44,共8页
通过4个仿古建筑方钢管混凝土柱(CFST)与钢筋混凝土圆柱(RC)连接的低周反复加载试验,观察了试件在不同轴压比下的破坏形态,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力、刚度退化及承载力衰减等。试验结果表明:CFST-RC柱... 通过4个仿古建筑方钢管混凝土柱(CFST)与钢筋混凝土圆柱(RC)连接的低周反复加载试验,观察了试件在不同轴压比下的破坏形态,分析了试件的滞回曲线、骨架曲线、变形能力、耗能能力、刚度退化及承载力衰减等。试验结果表明:CFST-RC柱连接的破坏形态以弯曲破坏为主,且有一定的剪切破坏特征,CFST柱及RC柱根部均形成塑性铰,RC柱中、上部出现较为明显的剪切斜裂缝;滞回曲线较为饱满,刚度退化及承载力衰减较慢,破坏时试件的位移延性系数介于4.42-5.54之间,等效黏滞阻尼系数介于0.233-0.311之间,具有良好的变形及耗能性能。在试验设计的轴压比范围内,增大轴压比,试件的峰值荷载和延性提高;当轴压比相同时,随长细比增大,试件的峰值荷载和延性降低。 展开更多
关键词 仿古建筑 cfst-RC连接 轴压比 拟静力试验 抗震性能
原文传递
轴压圆钢管混凝土短柱非线性徐变效应分析方法 被引量:1
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作者 李世伟 杨永清 +1 位作者 蒲黔辉 孙博 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1083-1091,共9页
运用连续介质损伤力学的方法,分析轴压圆钢管混凝土(CFST)短柱在高应力水平下的非线性徐变效应.提出一种新的均匀约束条件下的混凝土塑性损伤本构模型(DPM-UC),以便于模拟高应力下的塑性和损伤演化;以DPM-UC为基础,提出一种新的考虑混... 运用连续介质损伤力学的方法,分析轴压圆钢管混凝土(CFST)短柱在高应力水平下的非线性徐变效应.提出一种新的均匀约束条件下的混凝土塑性损伤本构模型(DPM-UC),以便于模拟高应力下的塑性和损伤演化;以DPM-UC为基础,提出一种新的考虑混凝土徐变三维特性的非线性徐变效应分析理论框架,建立相应的数值分析方法,并嵌入到有限元分析软件ABAQUS中.将不同应力水平下的徐变试验结果与分析结果进行对比,结果显示:当承受较大应力水平时,采用非线性与线性徐变理论的计算结果差异明显,采用非线性徐变理论的预测值与实测值更为接近,验证了所提方法的可靠性与合理性. 展开更多
关键词 结构工程 圆钢管混凝土(cfst)短 非线性徐变效应 连续介质损伤力学 ABAQUS二次开发
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考虑梁端约束CFST柱-RC梁节点耐火性能研究
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作者 王丹丹 杨有福 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期405-413,共9页
针对火灾下钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁节点的力学性能,建立了火灾下节点温度场和力学场分析的有限元模型,并利用已有试验结果验证了有限元模型的有效性。研究了材料参数、几何参数、荷载参数及梁端约束刚度对CFST柱-RC梁节点... 针对火灾下钢管混凝土(CFST)柱-钢筋混凝土(RC)梁节点的力学性能,建立了火灾下节点温度场和力学场分析的有限元模型,并利用已有试验结果验证了有限元模型的有效性。研究了材料参数、几何参数、荷载参数及梁端约束刚度对CFST柱-RC梁节点耐火极限的影响,重点考察了梁端轴向和转动约束刚度对火灾下CFST柱-RC梁节点弯矩-转角关系、转动刚度和截面内力分布规律的影响。结果表明,CFST柱-RC梁节点在火灾下有两种破坏形态:柱破坏和梁板破坏,梁端约束对CFST柱-RC梁节点耐火极限的影响较小,但梁端轴向约束对火灾下CFST柱-RC梁节点弯矩—转角关系、转动刚度和截面内力分布规律的影响显著。 展开更多
关键词 钢管混凝土(cfst) 钢筋混凝土(RC)梁 节点 耐火性能 有限元分析
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CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST短柱的偏压受力性能
13
作者 李景哲 王静峰 +1 位作者 沈奇罕 盛鸣宇 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2021年第5期658-665,695,共9页
为了获悉碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)条带对带脱空缺陷圆钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)短柱的修复加固作用,文章通过ABAQUS软件建立了偏压下CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST短柱的数值分析模型... 为了获悉碳纤维增强复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)条带对带脱空缺陷圆钢管混凝土(concrete filled steel tube,CFST)短柱的修复加固作用,文章通过ABAQUS软件建立了偏压下CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST短柱的数值分析模型,并通过现有试验数据验证了模型的准确性,进而分析了偏心率、钢材强度、混凝土强度、径厚比、CFRP强度、CFRP包裹层数及脱空比等关键参数对偏压构件承载力、破坏模式等基本力学指标的影响规律。研究结果表明:偏压下CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST短柱的主要破坏模式包括钢管屈曲、CFRP断裂及混凝土压溃;CFRP条带包裹可以明显提高带脱空缺陷CFST短柱的承载力和延性;构件偏压极限承载力随着钢材强度、混凝土强度及CFRP包裹层数的增加而提高,随着脱空比、径厚比及偏心率的提高而降低。研究结果可为CFRP包裹带脱空缺陷圆CFST柱的设计和应用提供科学依据。 展开更多
关键词 碳纤维增强复合材料(CFRP) 圆钢管混凝土(cfst)短 脱空缺陷 有限元分析 偏压性能
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