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第15届全国结构工程学术会议

作者：李元齐王磊沈祖炎王彦敏徐宏伟同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系同济大学建筑工程系博思格建筑系统宝山钢铁股份有限公司

本文针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析,并据此提出了相应的设计方法。最后,通过国内外现有相关试验数据的分析,验证了所提出的强度设计指标... 详细信息

本文针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析,并据此提出了相应的设计方法。最后,通过国内外现有相关试验数据的分析,验证了所提出的强度设计指标及承载力设计方法的合理性与可靠性。

关键词：高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件承载力设计方法强度设计指标有效宽厚比

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基于性能抗震设计方法与基于承载力抗震设计方法比较研究

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结构工程师 2008年第4期24卷 52-57页

作者：蒋建同济大学结构工程与防灾研究所上海200092

通过研究基于性能抗震设计方法与传统基于承载力抗震设计方法的区别,指出基于承载力抗震设计方法可能存在的问题以及性能设计方法的解决之道,同时分析指出承载力并不是影响消能减震结构的最主要因素,结构的模态位移、顶点最大位移及延... 详细信息

通过研究基于性能抗震设计方法与传统基于承载力抗震设计方法的区别,指出基于承载力抗震设计方法可能存在的问题以及性能设计方法的解决之道,同时分析指出承载力并不是影响消能减震结构的最主要因素,结构的模态位移、顶点最大位移及延性与减震结构的等效阻尼比密切相关,位移设计方法是比传统基于承载力抗震设计方法更加适合于消能减震结构的设计方法,最后指出基于位移设计方法存在的问题和未来发展方向。

关键词：性能设计方法承载力设计方法位移设计方法消能减震结构

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屈服强度550MPa高强冷弯薄壁型钢轴压构件承载力设计

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建筑结构 2006年第8期36卷 1-5页

作者：李元齐王磊沈祖炎王彦敏徐宏伟同济大学建筑工程系上海200092 博思格建筑系统上海201603 宝山钢铁股份有限公司上海201900

高强冷弯薄壁型钢结构在国外低层住宅和门式刚架体系中应用较广,国内已开始采用,但尚无相应设计规范可依。针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析... 详细信息

高强冷弯薄壁型钢结构在国外低层住宅和门式刚架体系中应用较广,国内已开始采用,但尚无相应设计规范可依。针对屈服强度550MPa高强钢材冷弯薄壁型钢结构常用的轴压构件的承载力设计方法进行了研究,包括其承载力计算模式及设计可靠度分析,并据此提出了相应的设计方法。最后,通过国内外现有相关试验数据的分析,验证了所提出的强度设计指标及承载力设计方法的合理性与可靠性。

关键词：高强冷弯薄壁型钢结构轴心受压构件承载力设计方法强度设计指标有效宽厚比

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基于OIC的冷弯槽钢构件局部稳定性能研究

基于OIC的冷弯槽钢构件局部稳定性能研究

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作者：刘加景长安大学

学位级别：硕士

在钢结构的实际应用当中,构件的承载能力往往受稳定性能影响,破坏形式除了屈服之外还应当考虑屈曲情形。目前,对于钢结构的承载能力设计当中,大多数国家最常用的是截面分类法。其中,对于Ⅰ、Ⅱ类截面,塑性铰转动能力较好,采用塑性设计;... 详细信息

在钢结构的实际应用当中,构件的承载能力往往受稳定性能影响,破坏形式除了屈服之外还应当考虑屈曲情形。目前,对于钢结构的承载能力设计当中,大多数国家最常用的是截面分类法。其中,对于Ⅰ、Ⅱ类截面,塑性铰转动能力较好,采用塑性设计;对于Ⅲ类截面,往往在材料屈服前即发生屈曲,采用弹性设计;第Ⅳ类截面采用有效宽度法计算其承载能力。在截面分类法中,不同的截面形式采用不同的设计方法,这会在第Ⅱ、Ⅲ类截面之间产生断层。另外一方面,对于第Ⅳ类截面采用有效宽度发,其计算较为繁琐且不能考虑到板组效应。为了弥补有效宽度法的不足,近年来提出了适用于薄柔截面的直接强度法。作为补充,近年来又提出了适用于非薄柔截面的连续强度法。虽然,在一定程度上弥补了直接强度法的不足,但是都只适应于各自范围的截面类型,在厚实截面过渡到薄柔截面的过程中依然存在不连续性。针对现有承载力计算设计方法的不足,Boissonnade教授提出Overall Interaction Concept(OIC)方法,基于改进的ArytonPerry公式,在不同截面的过渡当中能够有很好的连续性和一致性。这些年来,OIC的研究当中在闭口截面构件方面已经成熟,但在开口截面构件上还需要进一步研究。本文将采用全相互作用法(OIC)来探索冷弯槽钢构件局部稳定性能下的极限承载力,最终得到局部稳定下的承载力推荐设计公式。本文的主要研究内容如下:(1)建立冷弯槽钢构件有限元模型,将计算结果与收集到的相对应实验数据进行对比,验证有限元模型的正确性。(2)利用已验证的有限元模型对冷弯槽钢构件在局部稳定状态下进行参数分析,考虑卷边长度、截面厚度、钢材等级与截面高宽比对冷弯槽钢局部稳定性能的影响,找到极限承载力的关键影响因素。(3)基于有限元计算结果,提出冷弯槽钢在轴压和纯弯荷载下的OIC推荐设计公式,并与我国规范标准以及欧洲规范的计算结果进行对比,最后对OIC推荐设计公式进行信度分析。

关键词：局部稳定全相互作用法(OIC) 冷弯槽钢承载力设计方法

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填充墙钢框架结构抗连续倒塌性能分析

填充墙钢框架结构抗连续倒塌性能分析

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作者：董硕山东科技大学

学位级别：硕士

结构的安全设计是结构分析设计的最基本任务,现今中东问题持续、难民问题升级,恐怖袭击频繁发生,造成了多次大规模结构的连续倒塌事件,导致社会经济方面惨重的损失,因此在防止建筑物在偶然荷载或是地震作用下发生倒塌方面提出了更高的... 详细信息

结构的安全设计是结构分析设计的最基本任务,现今中东问题持续、难民问题升级,恐怖袭击频繁发生,造成了多次大规模结构的连续倒塌事件,导致社会经济方面惨重的损失,因此在防止建筑物在偶然荷载或是地震作用下发生倒塌方面提出了更高的要求。近年来,装配式钢结构住宅由于其轻质高强、节能环保、安全舒适、工业化程度较高等优点成为推动住宅产业化发展的理想结构形式,势必会取代现今建筑主体的钢筋混凝土结构成为未来建筑的主流结构。研究表明填充墙体的存在限制了钢框架梁柱结构的变形,有效提高结构承载力和刚度,从而改善结构变形受力性能。但在我国钢结构建筑的整体设计时,并没有将墙体考虑进设计中,研究设计方面也缺乏就填充墙体钢框架在连续倒塌工况下的分析。本文针对填充墙组合梁平面钢框架的连续倒塌性能进行了详尽的理论分析及有限元分析,并在此基础上提出了一种简化的填充墙对角等效斜压杆模型,进而进行结构整体分析,具体包括以下四部分内容:(1)在组合梁平面钢框架已有研究的基础上,提出了填充墙组合梁平面钢框架的承载力设计方法,并分析了子结构模型在连续倒塌不同受力阶段的工作机理。(2)基于ABAQUS有限元分析平台分别针对组合梁平面钢框架连续倒塌试验、砌体填充墙钢框架试验、内嵌墙板钢框架试验、多层多跨空间钢框架连续倒塌试验进行了建模及验证。验证了材料本构关系、选取单元类型、接触关系模型及相关参数确定的正确性及适用性。并建立填充墙组合梁平面钢框架模型,进行理论分析和有限元建模分析,验证理论分析的正确性。(3)基于已有理论提出了连续倒塌工况下填充墙组合梁平面钢框架的填充墙对角等效斜压杆模型,并针对砌体填充墙和内嵌墙板填充墙两种常用填充墙形式,提出了相应的等效斜压杆的有效宽度计算公式,并进行了影响参数分析。(4)基于拆除构件法结合动力时程分析,分别对不带填充墙的钢框架和带填充墙的等效斜压杆钢框架进行了连续倒塌分析,从失效点的竖向位移、结构构件的内力变化和结构的抗连续倒塌能力等方面研究了填充墙对钢框架结构的影响。

关键词：填充墙钢框架结构连续倒塌承载力设计方法填充墙等效斜压杆模型动力拆柱分析

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氯离子腐蚀的高强自密实钢管混凝土桥墩轴压承载力研究

氯离子腐蚀的高强自密实钢管混凝土桥墩轴压承载力研究

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作者：郑致远佛山科学技术学院

学位级别：硕士

目前,国内外桥墩普遍采用钢管混凝土结构,然而长时间服役于海洋环境下的钢管混凝土桥墩,其外钢管极易遭受氯离子腐蚀,腐蚀会造成外钢管的截面面积变小和力学性能降低,进而导致构件整体承载力下降,最终引发安全事故。鉴于此,本文对氯离... 详细信息

目前,国内外桥墩普遍采用钢管混凝土结构,然而长时间服役于海洋环境下的钢管混凝土桥墩,其外钢管极易遭受氯离子腐蚀,腐蚀会造成外钢管的截面面积变小和力学性能降低,进而导致构件整体承载力下降,最终引发安全事故。鉴于此,本文对氯离子腐蚀作用后高强自密实圆钢管混凝土墩柱在轴压荷载下的静力性能进行了系统研究,以期为海洋腐蚀环境下高强自密实圆钢管混凝土墩柱的安全稳定性评估以及今后相关钢管混凝土构件的设计和建设提供试验基础和理论依据。主要工作和结论如下: (1)氯离子腐蚀的钢材力学性能试验研究以氯离子腐蚀率与钢材壁厚为影响参数,进行氯离子腐蚀后钢材拉伸试验,观察氯离子腐蚀作用后拉伸试件表面情况,分析不同厚度的拉伸试件在不同腐蚀率下的断裂方式,测得其应力-应变曲线,得到氯离子腐蚀率与钢材力学性能指标之间的变化规律。结果表明:拉伸试件主要存在正断和斜断两种不同的断裂方式,试件厚度越大,腐蚀后拉伸试件越不易出现斜断;随着腐蚀率的增加,试件的力学性能呈下降趋势,腐蚀率越大,试件越容易发生屈服;通过最小二乘法回归得到的氯离子腐蚀作用后钢材力学性能指标简化计算公式,其计算值与试验值吻合良好。 (2)氯离子腐蚀的钢管混凝土墩柱轴压力学性能试验研究以氯离子腐蚀率、试件含钢率为影响参数,进行氯离子腐蚀后高强自密实圆钢管混凝土墩柱轴压力学性能试验。观察试件的破坏模式;实测试件荷载-轴向位移曲线、荷载-纵(横)向应变关系曲线;得到腐蚀率和含钢率对试件轴压承载力、轴压刚度、延性、钢管横向变形系数、约束效应系数以及轴压承载力折减系数的影响规律。结果表明:在氯离子腐蚀作用后,试件的破坏形式为钢管外部局部鼓曲与钢管外部表面开裂;不同腐蚀率的试件荷载-轴向位移关系曲线走势基本相同,氯离子腐蚀作用会降低试件的轴压承载力及延性,而含钢率的增加会明显提升试件的轴压承载力和刚度;受到氯离子腐蚀作用的试件,其横向变形系数一般小于未受氯离子腐蚀作用的试件,氯离子腐蚀作用会对外钢管与核心混凝土之间的相互作用产生不利影响。 (3)氯离子腐蚀的钢管混凝土墩柱轴压承载力设计方法通过有限元软件ABAQUS,建立氯离子腐蚀的圆钢管混凝土墩柱静力性能模型,对其轴压承载力进行数值模拟,并证明有限元模型的有效性;在分析模型的基础上,通过受压全过程分析阐明圆钢管混凝土墩柱在轴压作用下的工作机理,并对各主要参数进行轴压承载力折减系数的影响规律分析,在此基础上提出氯离子腐蚀作用的高强自密实圆钢管混凝土墩柱轴压承载力的设计方法。结果表明:试件在受压过程中,其荷载-轴向位移曲线可分为弹性变形阶段、弹塑性变形阶段及破坏下降阶段,经历氯离子腐蚀作用的试件会提前进入各个受力阶段;腐蚀率、含钢率、混凝土等级以及钢管屈服强度对试件轴压承载力折减系数的影响,可集中归因于钢管混凝土的套箍系数,具体表现为随着套箍系数的增加,试件的轴压承载力折减系数呈减小的趋势;建议采用CECS 104-99规范中修正后的高强圆钢管混凝土轴心受压承载力计算公式来评估氯离子腐蚀的高强自密实圆钢管混凝土墩柱轴压承载力。

关键词：自密实钢管混凝土墩柱氯离子腐蚀静力性能承载力设计方法

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配筋空心方钢管高强/超高强混凝土短柱轴压力学性能及其设计方法

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工业建筑 2024年

作者：赵木子徐成彦龚超高文昌吴旭君侯兆新哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院中冶建筑研究总院(深圳)有限公司哈尔滨工业大学土木工程学院

配筋空心钢管高强/超高强混凝土构件具有生产工艺成熟、成本较低、质量轻、承载力高等优势，可作为预制构件应用于工程结构中，在大跨度基坑支护、立体停车设施等建构筑物中应用前景广阔。然而，现有设计方法不适用于混凝土强度等级为C8... 详细信息

配筋空心钢管高强/超高强混凝土构件具有生产工艺成熟、成本较低、质量轻、承载力高等优势，可作为预制构件应用于工程结构中，在大跨度基坑支护、立体停车设施等建构筑物中应用前景广阔。然而，现有设计方法不适用于混凝土强度等级为C80以上构件轴压承载力的预测，也尚未考虑空心率和钢管壁厚变化引起的外钢管峰值前屈曲对该类构件轴压性能的影响。为此，本文基于可靠有限元分析模型开展系统参数分析，基于参数分析结果及现有试验结果提出了轴压承载力计算公式，并采用有限元分析结果及试验结果验证了公式的准确性。研究表明，构件轴压承载力受空心率与宽厚比的共同影响，空心率大于0.25或宽厚比不满足现行钢管混凝土标准要求的构件，钢材力学性能不能得到充分发挥；本文所提出的轴压承载力计算公式与现有试验及有限元结果吻合较好，预测结果与模拟结果比值的平均值为0.935，变异系数为0.108。预测结果整体偏于安全，最大高估幅度仅为8.6%。

关键词：配筋空心方钢管高强/超高强混凝土材料本构有限元建模轴压承载力设计方法

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新型FGC节点静力承载性能试验及理论研究

新型FGC节点静力承载性能试验及理论研究

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第30全国结构工程学术会议

作者：王钢赵才其李浩玥东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189

板式节点作为目前铝合金单层网壳最常用的节点，主要通过螺栓将上下盖板与铝合金梁的翼缘进行连接，而在腹板处并无构造连接，导致该类节点不能充分发挥梁腹板的力学性能.为弥补板式节点的不足，本文提出一种新型铝合金花环齿槽型组合节... 详细信息

板式节点作为目前铝合金单层网壳最常用的节点，主要通过螺栓将上下盖板与铝合金梁的翼缘进行连接，而在腹板处并无构造连接，导致该类节点不能充分发挥梁腹板的力学性能.为弥补板式节点的不足，本文提出一种新型铝合金花环齿槽型组合节点(简称FGC节点).首先通过试验探明了新型节点的受力特征.试验结果表明，与板式节点相比，新型节点的抗压强度和刚度分别提高了 1.36倍和2.1倍，抗剪强度和刚度分别提高了 1.47倍和1.74倍，抗弯强度提高了 1.2倍.同时发现，新型FGC节点主要通过上下盖板和花环齿槽体共同传递轴力，通过上下盖板传递弯矩，通过花环齿槽体传递剪力.然后，在试验和数值分析的基础上，通过理论分析提出了新型FGC节点的承载力设计方法.

关键词： FGC节点抗压性能抗剪性能抗弯性能承载力设计方法

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新型FGC节点静力承载性能试验及理论研究

新型FGC节点静力承载性能试验及理论研究

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第30届全国结构工程学术会议

作者：王钢赵才其李浩玥东南大学混凝土与预应力混凝土结构教育部重点实验室

板式节点作为目前铝合金单层网壳最常用的节点,主要通过螺栓将上下盖板与铝合金梁的翼缘进行连接,而在腹板处并无构造连接,导致该类节点不能充分发挥梁腹板的力学性能。为弥补板式节点的不足,本文提出一种新型铝合金花环齿槽型组合节点... 详细信息

板式节点作为目前铝合金单层网壳最常用的节点,主要通过螺栓将上下盖板与铝合金梁的翼缘进行连接,而在腹板处并无构造连接,导致该类节点不能充分发挥梁腹板的力学性能。为弥补板式节点的不足,本文提出一种新型铝合金花环齿槽型组合节点(简称FGC节点)。首先通过试验探明了新型节点的受力特征。试验结果表明,与板式节点相比,新型节点的抗压强度和刚度分别提高了1.36倍和2.1倍,抗剪强度和刚度分别提高了1.47倍和1.74倍,抗弯强度提高了1.2倍。同时发现,新型FGC节点主要通过上下盖板和花环齿槽体共同传递轴力,通过上下盖板传递弯矩,通过花环齿槽体传递剪力。然后,在试验和数值分析的基础上,通过理论分析提出了新型FGC节点的承载力设计方法。

关键词： FGC节点抗压性能抗剪性能抗弯性能承载力设计方法

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