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工字形CFRP-高强方钢管高强混凝土轴压短柱有限元分析 被引量：8
1
作者 李帼昌 杨宇 +1 位作者 杨志坚 展志常 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期779-786,共8页
目的将工字形CFRP型材置入钢管混凝土截面型心处,研究高强方钢管高强混凝土轴压短柱的受力性能.方法对典型构件的应力-应变曲线、组合柱的受力机理进行分析,并定义了6个特征点.研究在构件受力的各个特征点的方钢管、混凝土和工字形CFRP... 目的将工字形CFRP型材置入钢管混凝土截面型心处,研究高强方钢管高强混凝土轴压短柱的受力性能.方法对典型构件的应力-应变曲线、组合柱的受力机理进行分析,并定义了6个特征点.研究在构件受力的各个特征点的方钢管、混凝土和工字形CFRP分担的纵向荷载,分析内置工字形CFRP配置率、核心混凝土抗压强度、钢材屈服强度、含钢率等因素对组合柱力学性能的影响.结果内置工字形CFRP的高强方钢管高强混凝土轴压短柱极限承载力随着混凝土强度、钢材屈服强度、CFRP配置率以及含钢率增加而增加,而钢材屈服强度以及混凝土强度对构件荷载-位移曲线初始刚度影响较小.结论高强方钢管高强混凝土的各组分受力随着高度变化而变化,构件受力性能较好并承载力较高. 展开更多
关键词 方钢管混凝土 轴压短柱 内置cfrp 高强钢材 高强混凝土
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长细比对内置工字形CFRP型材的圆钢管混凝土构件力学性能影响
2
作者 李帼昌 王友东 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期769-777,共9页
目的 研究长细比对内置工字形CFPR型材高强圆钢管高强混凝土轴压构件力学性能的影响,为该类型柱设工程计提供依据。方法 采用ABAQUS有限元软件对组合柱进行有限元模拟,分析不同长细比下钢材强度、混凝土强度等参数对组合柱力学性能的影... 目的 研究长细比对内置工字形CFPR型材高强圆钢管高强混凝土轴压构件力学性能的影响,为该类型柱设工程计提供依据。方法 采用ABAQUS有限元软件对组合柱进行有限元模拟,分析不同长细比下钢材强度、混凝土强度等参数对组合柱力学性能的影响。结果 组合柱发生弹性和弹塑性失稳破坏的界限长细比为66.67,经验证理论公式的预测值与模拟值平均误差为3.01%。对于弹性失稳破坏的构件,与钢材强度相比,混凝土强度对构件的极限承载能力影响较大,且钢材屈服强度对钢管内力分配占比的影响较小。在组合构件中,高强混凝土所承担的荷载比例最低可达到普通强度混凝土所承担荷载的1.2倍。结论 发生弹性失稳破坏的构件可以通过提高混凝土强度达到提高构件承载力的目的;与普通强度混凝土相比,在组合柱中采用高强混凝土和高强钢管,可以使组合柱具有更好的组合效应;工字形CFRP对于组合柱极限承载力的提升主要体现在发生弹塑性失稳破坏的构件。 展开更多
关键词 cfrp型材 高强圆钢管高强混凝土柱 界限长细比 弹性失稳破坏 弹塑性失稳破坏
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偏心率对工字型CFRP-高强圆钢管高强混凝土短柱力学性能的影响 被引量：2
3
作者 李帼昌 于潇 李晓 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期577-586,共10页
目的研究偏心率对内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱力学性能的影响。方法利用ABAQUS有限元软件建立了工字型CFRP-高强圆钢管高强混凝土短柱模型,分析不同偏心率下构件的受力-变形关系、各材料分担荷载以及应力发展,探究混... 目的研究偏心率对内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱力学性能的影响。方法利用ABAQUS有限元软件建立了工字型CFRP-高强圆钢管高强混凝土短柱模型,分析不同偏心率下构件的受力-变形关系、各材料分担荷载以及应力发展,探究混凝土强度、钢材屈服强度、含钢率和CFRP型材对组合柱力学性能的影响。结果随着偏心率的增大,构件延性提高,初始刚度与极限承载力降低,且降低幅度减小,偏心率与极限承载力呈非线性关系;偏心率越小,加入CFRP型材对组合柱承载力的提高越显著。结论偏心率越大,混凝土强度的利用率越低,钢管力学性能发挥越充分。偏心率小于0.328时,建议采用增大混凝土强度的方式增加构件极限承载力;偏心率大于0.328时,建议采取增大钢材屈服强度和含钢率的方式增加构件的极限承载力。 展开更多
关键词 单向偏压短柱 工字型cfrp型材 高强钢管 高强混凝土
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内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱受力性能研究 被引量：5
4
作者 李帼昌 朱振华 +2 位作者 孙行 刘昕鹤 韩有伟 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第S1期226-232,共7页
对7个内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土长柱进行了轴压性能试验研究,得到了荷载-跨中挠度曲线和荷载-应变曲线,并分析了其受力过程及破坏特征。试验结果表明:内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的破坏模式为弯曲失稳破坏。随着... 对7个内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土长柱进行了轴压性能试验研究,得到了荷载-跨中挠度曲线和荷载-应变曲线,并分析了其受力过程及破坏特征。试验结果表明:内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱的破坏模式为弯曲失稳破坏。随着长细比的增大,试件的承载力降低。试件的荷载-挠度曲线可分为弹性段、弹塑性段以及下降段。采用ABAQUS有限元分析软件对内置工字形CFRP型材的方钢管混凝土轴压长柱受力性能进行有限元模拟,模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,分析了长细比、混凝土强度、钢材强度、含钢率和有无CFRP对组合柱受力性能的影响。分析结果表明,长细比对柱的受力性能影响较大,随着长细比的增加柱的承载力明显下降;提高混凝土强度可以提高柱的承载力,但延性有所降低;提高钢材强度和增大含钢率均可以提高柱的承载力;设置工字形CFRP型材可以提高柱的承载力和变形能力。 展开更多
关键词 轴压长柱 方钢管混凝土 工字形cfrp型材 静力试验 有限元分析 承载能力
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内置工字形碳纤维增强复材型材方钢管混凝土柱-钢梁外环盖板节点抗震性能有限元分析
5
作者 李帼昌 姬达仓 邱增美 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2022年第9期170-177,185,共9页
为解决外环板节点施工困难、装配化程度低等问题,提出一种新型外环盖板式梁柱节点。采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,研究典型试件的传力机理、屈服机制、破坏模态、刚度和耗能能力。在此基础上,深入分析盖板尺寸、钢管径厚比... 为解决外环板节点施工困难、装配化程度低等问题,提出一种新型外环盖板式梁柱节点。采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,研究典型试件的传力机理、屈服机制、破坏模态、刚度和耗能能力。在此基础上,深入分析盖板尺寸、钢管径厚比和CFRP配置率对节点抗震性能的影响。结果表明:节点屈服始于塑性铰区钢梁翼缘中部,经由翼缘扩展至腹板,继而全截面屈服。节点的极限转角为0.053 rad,其转动性能良好,表现为半刚性连接。增加盖板尺寸和钢管径厚比均可提高节点承载力,其最优配比:盖板宽度为0.7~0.9倍钢梁高度;盖板厚度为0.7~1.2倍钢梁翼缘厚度;钢管径厚比取30~50;CFRP配置率满足柱自身承载能力和变形能力即可。 展开更多
关键词 装配式节点 外环盖板 工字形cfrp 屈服机制 抗震性能
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内置碳纤维工字形复材的方钢管混凝土偏压中长柱力学性能研究 被引量：1
6
作者 孙行 李帼昌 +1 位作者 杨志坚 刘昕鹤 《工业建筑》 CSCD 北大核心 2017年第3期157-162,共6页
采用ABAQUS软件,在合理选用材料本构模型的基础上,对18个偏压中长柱进行全过程分析,考察长细比、偏心率、钢材屈服强度等因素对构件极限承载力及荷载-跨中挠度曲线的影响。分析结果表明:构件荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶... 采用ABAQUS软件,在合理选用材料本构模型的基础上,对18个偏压中长柱进行全过程分析,考察长细比、偏心率、钢材屈服强度等因素对构件极限承载力及荷载-跨中挠度曲线的影响。分析结果表明:构件荷载-跨中挠度曲线可分为弹性阶段、弹塑性阶段、下降段和平缓段4个阶段。长细比、偏心率和含钢率对构件力学性能影响较大,随着长细比和偏心率的增加,构件的极限承载力迅速下降;增加含钢率可以提高构件的极限承载力;增加混凝土强度可以提高构件的极限承载力,但延性有所降低;随着钢材屈服强度的提高,构件极限承载力提高,但荷载-跨中挠度曲线的弹性阶段几乎不变。 展开更多
关键词 碳纤维工字形复材 方钢管混凝土柱 有限元分析 偏心率 长细比 承载力
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内置工字形CFRP的高强圆钢管高强混凝土纯弯构件抗弯刚度研究
7
作者 李帼昌 张雪芳 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期385-394,共10页
目的研究内置工字形CFRP型材高强圆钢管高强混凝土纯弯构件的抗弯刚度,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法设计3个CHCFHST-CFRP构件,对其进行纯弯试验;应用ABAQUS有限元软件建立了纯弯构件数值模型,在数值模拟结果与试验结果吻... 目的研究内置工字形CFRP型材高强圆钢管高强混凝土纯弯构件的抗弯刚度,为该类构件的设计和工程应用提供参考。方法设计3个CHCFHST-CFRP构件,对其进行纯弯试验;应用ABAQUS有限元软件建立了纯弯构件数值模型,在数值模拟结果与试验结果吻合的基础上,分析各参数对构件抗弯刚度的影响;并且推导了适用于纯弯构件的抗弯刚度和挠度计算公式。结果试件均未出现断裂,钢管也未产生局部鼓曲,卸载后纯弯段有明显回弹;随着混凝土强度、钢管壁厚和型材尺寸的增长,构件抗弯刚度略有增长;与未配置CFRP型材的构件相比,配置CFRP型材后构件的抗弯刚度有了明显的增长。结论试件整体呈弯曲破坏模态,具有良好的变形能力,具有较强的耗能能力及刚度退化能力;利用笔者推导的公式得到的计算值与试验结果吻合较好,公式可用来计算此类构件的抗弯刚度与挠度。 展开更多
关键词 工字形cfrp型材 高强圆钢管高强混凝土 抗弯刚度 计算公式
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内置CFRP工字形型材的方钢管混凝土偏压短柱有限元分析 被引量：4
8
作者 李帼昌 张硕 +3 位作者 杨志坚 刘昕鹤 孙行 张明远 《钢结构》 2018年第6期66-71,88,共7页
采用非线性有限元软件ABAQUS对内置CFRP工字形型材的方钢管混凝土偏压短柱进行模拟,得到了典型构件的荷载-跨中挠度曲线,分析了构件在偏压荷载作用下的力学性能,探究偏心率、含钢率、钢材强度和混凝土强度对构件受力性能的影响规律。分... 采用非线性有限元软件ABAQUS对内置CFRP工字形型材的方钢管混凝土偏压短柱进行模拟,得到了典型构件的荷载-跨中挠度曲线,分析了构件在偏压荷载作用下的力学性能,探究偏心率、含钢率、钢材强度和混凝土强度对构件受力性能的影响规律。分析结果表明:偏心率对构件的受力性能影响最为明显;随着偏心率的增大,构件的初始刚度和承载力均明显降低;随着含钢率、钢材强度和混凝土强度的增大,构件荷载-跨中挠度曲线的弹性阶段变化不明显,构件的承载力增大。 展开更多
关键词 cfrp工字形型材 有限元分析 偏心率 混凝土强度 钢材强度
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内置CFRP型材方钢管混凝土构件抗侧向冲击性能有限元分析 被引量：1
9
作者 李帼昌 刘璐 杨志坚 《建筑钢结构进展》 CSCD 北大核心 2022年第1期41-52,共12页
采用ABAQUS有限元分析软件,研究内置工字形CFRP型材方钢管混凝土构件在侧向冲击荷载作用下的受力性能。通过考虑动态响应下材料的应变率效应来计算材料强度,并建立有限元模型对冲击全过程、应力-应变关系以及构件的耗能状态进行研究。... 采用ABAQUS有限元分析软件,研究内置工字形CFRP型材方钢管混凝土构件在侧向冲击荷载作用下的受力性能。通过考虑动态响应下材料的应变率效应来计算材料强度,并建立有限元模型对冲击全过程、应力-应变关系以及构件的耗能状态进行研究。通过变换冲击能量、含钢率、剪跨比和材料强度等条件,对构件抗冲击性能进行参数分析。研究结果表明,内置CFRP工字型材使得构件具有更好的耗能和变形能力;随着冲击能量和剪跨比的增长,构件的跨中挠度增大,抵抗冲击所需的时间延长;冲击力峰值受混凝土强度影响甚微,但随着冲击能量、含钢率和钢管屈服强度的增大而明显增加。 展开更多
关键词 工字形cfrp型材 钢管混凝土 侧向冲击 应变率效应 有限元分析
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