带栓钉波形钢板混凝土组合构件粘结滑移性能与承载力试验研究 被引量：13

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作者 王威 赵春雷 +3 位作者 苏三庆 任坦 刘格炜 董晨阳 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第9期108-119,共12页

通过11个带栓钉的波形钢板混凝土组合构件在单调荷载下的推出试验和1个自然粘结构件的对比试验,研究带栓钉波形钢板混凝土组合构件的破坏形态、裂缝模式、荷载-滑移特性、波形钢板应变分布和承载力等。结果表明:带栓钉波形钢板混凝土组... 通过11个带栓钉的波形钢板混凝土组合构件在单调荷载下的推出试验和1个自然粘结构件的对比试验,研究带栓钉波形钢板混凝土组合构件的破坏形态、裂缝模式、荷载-滑移特性、波形钢板应变分布和承载力等。结果表明:带栓钉波形钢板混凝土组合试件的破坏形态以混凝土劈裂为主。试件的荷载-滑移曲线由上升阶段、下降阶段、残余阶段三个部分组成。由于混凝土和栓钉的组合作用,波形钢板自由端存在受拉区,产生过零点现象。带栓钉波形钢板混凝土组合试件的抗剪承载力随栓钉直径、数量的增长呈线性增长,而在一定条件下,栓钉长度、钢板厚度对抗剪承载力影响不大,另外在200 mm范围内适当增大栓钉间距对抗剪承载力也有提高。基于试验结果和力的扩散原则,分别提出了考虑栓钉影响的波形钢板混凝土界面粘结滑移本构模型以及带栓钉的波形钢板混凝土推出试件的承载力计算公式,所提模型与试验结果吻合良好,承载力公式计算结果与试验结果总体相符且偏于安全。 展开更多

关键词 波形钢板混凝土 栓钉 粘结滑移本构 承载力 组合

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波形钢板混凝土黏结滑移性能试验研究与数值模拟分析 被引量：4

2

作者 王威 李元刚 +4 位作者 苏三庆 赵春雷 任坦 刘格炜 董晨阳 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期13-24,44,共13页

通过波形钢板混凝土推出试验,对波形钢板混凝土黏结滑移受力机理、黏结强度和黏结滑移本构关系等关键问题进行研究。设计8个推出试件,主要研究波角和波谷长度因素对黏结滑移性能的影响,考察波形钢板波角、波脊和波谷处混凝土黏结性能。... 通过波形钢板混凝土推出试验,对波形钢板混凝土黏结滑移受力机理、黏结强度和黏结滑移本构关系等关键问题进行研究。设计8个推出试件,主要研究波角和波谷长度因素对黏结滑移性能的影响,考察波形钢板波角、波脊和波谷处混凝土黏结性能。结果表明,对于波谷和波脊尺寸相同的波形,当波角为钝角时,黏结强度随着波角的增大而增大;当波角为锐角时,黏结强度随着波角的增大而减小。同时,对于相同波角的波形,黏结强度随着波谷的增大而减小。在微滑移阶段和滑移阶段,波形钢板应变沿埋置长度方向呈指数分布;波脊和波角处的应变要大于波谷轴心处的应变;在破坏阶段、荷载下降阶段和残余阶段,波形钢板应变分布复杂,并且在埋置长度上有过零点现象。根据所有试件加载端和自由端的荷载-滑移曲线试验结果,利用统计回归的方法得到波形钢板混凝土特征黏结强度的计算公式。通过建立力学平衡方程,得知波形钢板黏结应力沿着锚固深度呈指数分布,进一步建立考虑位置函数的黏结滑移本构模型。基于ANSYS有限元软件分别从基准黏结滑移本构关系、考虑位置函数的黏结滑移本构关系对试件进行数值模拟,结果表明考虑位置函数的黏结滑移本构关系更具有准确度。 展开更多

关键词 波形钢板混凝土 黏结滑移 波角 波谷 本构关系

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波纹钢板-混凝土界面能耗及其本构关系

3

作者 王威 李鹏洛 +4 位作者 林忠良 米佳鑫 王小飞 续鉴 贾煜 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1588-1600,共13页

为了研究波纹钢板-混凝土的界面粘结滑移性能,考虑混凝土保护层厚度、混凝土强度、锚固长度及配箍率,完成了12个波纹钢板-混凝土试件的推出试验,对试件的破坏形态进行归纳分析,基于界面粘结滑移机制分析了不同阶段界面粘结力的组成,并... 为了研究波纹钢板-混凝土的界面粘结滑移性能,考虑混凝土保护层厚度、混凝土强度、锚固长度及配箍率,完成了12个波纹钢板-混凝土试件的推出试验,对试件的破坏形态进行归纳分析,基于界面粘结滑移机制分析了不同阶段界面粘结力的组成,并从界面耗能角度对波纹钢板-混凝土的粘结性能进行了研究。结果表明:波谷处的混凝土裂缝由外向内发展,波脊处的混凝土在界面压应力和箍筋拉力作用下,裂缝与波脊延伸线呈45°;界面的极限粘结强度在0.99~1.86 MPa之间,残余粘结强度在0.25~0.63 MPa之间;增大锚固长度可提高界面的弹性变形能,使界面的极限粘结强度得到有效提高。最后考虑4个影响因素提出了波纹钢板-混凝土界面粘结应力-滑移本构关系表达式,并通过有限元分析对其进行验证,发现模拟所得曲线与试验曲线吻合度较高,表明所提出的本构关系表达式较为合理准确,可为波纹钢板-混凝土结构的有限元分析提供参考依据。 展开更多

关键词 波纹钢板-混凝土 粘结滑移 界面耗能 本构关系 有限元分析

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波纹钢板-混凝土界面黏结滑移性能试验 被引量：2

4

作者 王威 王冰洁 +3 位作者 罗麒锐 孙壮壮 李鹏洛 林忠良 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期141-149,共9页

为研究波纹钢板-混凝土界面黏结滑移性能,综合考虑混凝土强度、保护层厚度及钢板埋置长度,设计了10个波纹钢板混凝土试件进行推出试验,研究其破坏形态、受力机理、应变分布、黏结强度与黏结滑移本构关系等关键问题。结果表明:波纹钢板... 为研究波纹钢板-混凝土界面黏结滑移性能,综合考虑混凝土强度、保护层厚度及钢板埋置长度,设计了10个波纹钢板混凝土试件进行推出试验,研究其破坏形态、受力机理、应变分布、黏结强度与黏结滑移本构关系等关键问题。结果表明:波纹钢板混凝土组合构件主要发生黏结劈裂破坏和黏结锚固破坏,试件荷载-滑移曲线可分为微滑移段、滑移段、陡降段、缓降段及残余段;在荷载上升段,波纹钢板应变沿埋置长度呈指数分布形式,钢板自由端应变可能出现过零点现象;通过分析混凝土强度、保护层厚度及钢板埋置长度对波纹钢板-混凝土界面黏结强度的影响,线性拟合得出特征黏结强度计算式,理论值与试验值误差较小;基于波纹钢板-混凝土界面黏结滑移本构模型,通过ABAQUS软件对典型试件进行数值模拟,有限元模型曲线与试验曲线吻合度较高。 展开更多

关键词 波纹钢板-混凝土 黏结滑移 推出试验 黏结强度 本构关系

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波形钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究 被引量：28

5

作者 王威 张龙旭 +3 位作者 苏三庆 李艳超 高敬宇 李元刚 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期75-84,共10页

为研究波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙、水平波形钢板-混凝土组合剪力墙以及平钢板-混凝土组合剪力墙拟静力试验,研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力和破坏模式... 为研究波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙、水平波形钢板-混凝土组合剪力墙以及平钢板-混凝土组合剪力墙拟静力试验,研究了波形钢板-混凝土组合剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力和破坏模式,分析了荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、各阶段特征荷载和位移值等,以及结构的破坏特征、变形和耗能能力、刚度和承载力退化。试验结果表明：波形钢板-混凝土组合剪力墙具有较大的抗侧刚度、较好的延性和耗能能力;与平钢板-混凝土组合剪力墙相比,波形钢板-混凝土组合剪力墙有较好的界面黏结性能,而平钢板-混凝土剪力墙由钢板变形引起的混凝土剥落严重;波形钢板-混凝土组合剪力墙的初始刚度较平钢板-混凝土组合剪力墙的高,竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力和极限位移较水平波形钢板-混凝土组合剪力墙的高,波形钢板-混凝土组合剪力墙的承载力退化和刚度退化比平钢板-混凝土组合剪力墙的慢,表现出较好的受力性能。采用ABAQUS有限元软件可以较好地模拟试验,有限元分析结果表明,波形钢板的应力分布比较均匀,组合作用效应明显,适合在抗震结构中采用。 展开更多

关键词 波形钢板-混凝土组合剪力墙 拟静力试验 有限元分析 抗震性能 界面黏结力

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波纹钢-混凝土组合结构在桥梁加固改造中的应用研究 被引量：16

6

作者 贺文涛 刘保东 +1 位作者 撖刚 孙胜玮 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2019年第1期104-111,共8页

以某四跨简支板桥实际工程的加固改造方案为依托,对加固桥梁进行合理简化,建立了有限元分析模型。经过计算得到桥梁在加固后各关键截面的变形、内力和应力,将加固后桥梁在荷载作用下的反应与现行规范进行对比分析。结果表明:加固桥梁的... 以某四跨简支板桥实际工程的加固改造方案为依托,对加固桥梁进行合理简化,建立了有限元分析模型。经过计算得到桥梁在加固后各关键截面的变形、内力和应力,将加固后桥梁在荷载作用下的反应与现行规范进行对比分析。结果表明:加固桥梁的最大挠度为规范限值的3.18%,混凝土拱最大压应力为规范限值的7.61%,最大拉应力为规范限值的42.45%,钢材的最大应力为规范限值的18.77%;加固后,在车辆荷载作用下旧桥的最大弯矩降低81.19%,最大剪力降低60.99%。因此,将波纹钢-混凝土组合结构用于旧桥加固改造中,施工简便,能够有效提高桥梁的刚度和承载能力。 展开更多

关键词 波纹钢-混凝土组合结构 桥梁 加固改造 有限元模拟

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竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙的抗震韧性试验研究 被引量：6

7

作者 王威 侯铭岳 +3 位作者 宋江良 苏三庆 权超超 赵昊田 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期153-163,共11页

为了克服传统剪力墙的不利受损形态,提升剪力墙的抗震韧性,设计了方钢管混凝土作为边缘约束构件的竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙CPCSW,并进行了拟静力试验,在罕遇地震作用下剪力墙层间位移角达到弹塑性层间位移角规范限值时,该剪力墙... 为了克服传统剪力墙的不利受损形态,提升剪力墙的抗震韧性,设计了方钢管混凝土作为边缘约束构件的竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙CPCSW,并进行了拟静力试验,在罕遇地震作用下剪力墙层间位移角达到弹塑性层间位移角规范限值时,该剪力墙满足相关规范的抗震要求且克服了剪力墙墙身剪切开裂及墙趾压溃的震害,但边缘约束构件下部拉应力较大。此后,在CPCSW的墙趾处安装了刚度匹配的拉压型可更换波形钢板阻尼器,得到了可恢复波形钢板组合剪力墙RCPCSW,并对其进行罕遇地震作用下的抗震性能试验,结果表明,RCPCSW在承载力与刚度下降不多的条件下,能减小剪力墙应力,将塑性应变集中于可更换阻尼器的耗能腹板上。对RCPCSW已损坏的阻尼器进行更换,重新加载至结构破坏,结果显示,RCPCSW再次加载时各项抗震性能曲线与初次加载基本一致,证明RCPCSW在罕遇地震作用后可通过更换墙趾阻尼器使抗震性能快速恢复。通过有限元软件ABAQUS对试验过程进行模拟,骨架曲线与试验结果接近,说明有限元模型具有一定的可靠性;通过von Mises应力云图及PEMAG等效塑性应变云图对结构受力状态进行分析,说明阻尼器可集中应力及塑性应变,减小主体结构的损伤,使主体结构可在低损伤状态下经历多次地震而保持正常工作状态,提高主体结构抗震韧性。 展开更多

关键词 竖向波形钢板-混凝土组合剪力墙 可更换阻尼器 拟静力试验 可恢复功能 抗震韧性

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波形钢板混凝土组合剪力墙轴压比影响研究 被引量：4

8

作者 王威 梁宇建 +1 位作者 向照兴 王俊 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期66-76,共11页

为研究轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的影响,利用ABAQUS有限元软件对不同轴压比的竖向、水平波形钢板混凝土组合剪力墙进行非线性分析,以考察轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能、变形能力、抗侧承载力、抗侧刚度及耗能能... 为研究轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的影响,利用ABAQUS有限元软件对不同轴压比的竖向、水平波形钢板混凝土组合剪力墙进行非线性分析,以考察轴压比对波形钢板混凝土组合剪力墙的滞回性能、变形能力、抗侧承载力、抗侧刚度及耗能能力的影响,并对其分析结果进行了试验验证。有限元分析结果表明:当轴压比在0.15~0.45范围内且逐步增大时,竖向波形钢板混凝土组合剪力墙的承载能力和耗能能力随之增强,其延性和变形能力反之减弱;当轴压比超过0.6时,剪力墙的抗震性能表现较差。当轴压比在0.15~0.30范围内且逐步增大时,水平波形钢板混凝土组合剪力墙的承载能力随之增强,其延性和变形能力反之减弱,但对耗能能力影响不显著;当轴压比超过0.30时,剪力墙的抗震性能表现较差;当轴压比超过0.6时,其极限状态下的位移角低于位移角限值要求。轴压比在0.15~0.30范围内,当竖向、水平波形钢板混凝土组合剪力墙的轴压比相同时,前者表现出更好的抗震性能。为了确保有限元分析结果的可靠性,后续对两个剪力墙试件进行了拟静力试验,结果表明:有限元分析结果与试验结果吻合度较高,因此,有限元分析所得结果可为后续实际工程提供参考。 展开更多

关键词 波形钢板混凝土组合剪力墙 轴压比 有限元分析 抗震性能

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公路涵洞加固方案比选 被引量：3

9

作者 牟开 《山西交通科技》 2021年第5期67-69,100,共4页

针对长邯高速公路K777+612涵洞出现的混凝土破损露筋、盖板跨中横向裂缝、边墙不均匀沉降等病害现象,提出了工字钢框架加固与波纹钢板-混凝土组合结构加固两种加固方案。论述了两种加固方法的施工工艺、技术要求和适用性,并从工期、费... 针对长邯高速公路K777+612涵洞出现的混凝土破损露筋、盖板跨中横向裂缝、边墙不均匀沉降等病害现象,提出了工字钢框架加固与波纹钢板-混凝土组合结构加固两种加固方案。论述了两种加固方法的施工工艺、技术要求和适用性,并从工期、费用、安全等方面进行了对比分析。实践证明,波纹钢板-混凝土组合结构加固方法更适用于涵洞加固,该方案具有施工时间短、费用低、行车干扰小等优点,既保证了行车安全,又可取得较好的社会经济效益。 展开更多

关键词 涵洞加固 工字钢框架 波纹钢板-混凝土组合结构 方案对比

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波形钢板-混凝土组合剪力墙的非线性有限元分析 被引量：2

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作者 王威 赵春雷 +2 位作者 任坦 刘格炜 董晨阳 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期2054-2062,I0016,共10页

以波形钢板-混凝土组合剪力墙的试验研究为基础,利用ANSYS建立了考虑黏结滑移的有限元模型;分析了混凝土墙体和波形钢板在试件加载过程中的受力性能,通过将有限元模型计算与试验所得的荷载-位移曲线进行对比分析,得出计算结果与试验结... 以波形钢板-混凝土组合剪力墙的试验研究为基础,利用ANSYS建立了考虑黏结滑移的有限元模型;分析了混凝土墙体和波形钢板在试件加载过程中的受力性能,通过将有限元模型计算与试验所得的荷载-位移曲线进行对比分析,得出计算结果与试验结果吻合较好的结论。研究了栓钉对波形钢板和混凝土变形协调的影响,结果表明:墙体下部栓钉滑移量大于上部栓钉滑移量,可增大下部栓钉强度,以改善波形钢板和混凝土墙体的变形协调关系。分析了不同参数对波形钢板-混凝土组合剪力墙受力性能的影响,包括栓钉直径、栓钉间距、钢板厚度、墙体厚度、轴压比等。分析结果表明:增大栓钉间距会降低组合墙承载力和延性;栓钉直径、波形钢板厚度、配筋率对试件承载力影响不大;波形钢板厚度为2mm或轴压比为0.40时,试件延性明显降低;型钢厚度、墙体厚度、轴压比、剪跨比对试件承载力影响较大。 展开更多

关键词 波形钢板-混凝土组合剪力墙 黏结滑移 栓钉 有限元分析 承载力

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墙趾可更换组合剪力墙抗震性能试验研究 被引量：1

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作者 王威 黄元昭 +3 位作者 苏三庆 宋江良 徐善文 李昱 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期33-44,共12页

为研究墙趾可更换组合剪力墙的抗震性能,设计并制作了2片带有可更换墙趾构件的波形钢板-混凝土组合剪力墙试件。采用拟静力试验和ABAQUS有限元软件模拟的方法,分析了内置波形钢板波纹方向对墙趾可更换组合剪力墙抗震性能的影响。试验结... 为研究墙趾可更换组合剪力墙的抗震性能,设计并制作了2片带有可更换墙趾构件的波形钢板-混凝土组合剪力墙试件。采用拟静力试验和ABAQUS有限元软件模拟的方法,分析了内置波形钢板波纹方向对墙趾可更换组合剪力墙抗震性能的影响。试验结果表明:各试件墙趾构件先于主体构件破坏,且在达到极限位移角前其破坏主要集中于可更换墙趾构件;墙趾可更换组合剪力墙其内置波形钢板竖向波纹与横向波纹相比,抗侧承载力提高18.3%,延性系数提高28.69%,累积耗能量提高3.3倍,且具有更低的承载能力退化速率、刚度退化速率、等效黏滞阻尼系数减小比和刚度退化比,并且初始刚度有略微提高,即内置竖向波纹钢板组合剪力墙具有更优的受力性能和抗震性能;通过ABAQUS有限元模型分析与试验过程对比,其破坏形态与试验现象基本吻合,说明本文所建立的有限元模型具有一定的可靠性。 展开更多

关键词 可更换构件 波形钢板–混凝土组合剪力墙 拟静力试验 可恢复功能结构 有限元分析

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