检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：张宁宁兰州理工大学

学位级别：硕士

建筑结构在全寿命服役周期内可能会遭受到意外灾害,例如火灾、爆炸、车辆撞击、恐怖袭击等,这些意外灾害带来的意外荷载可能会引起结构的某个竖向承重构件失效,从而导致建筑结构发生与初始破坏不成比例的大规模破坏,这将带来严重的人员... 详细信息

建筑结构在全寿命服役周期内可能会遭受到意外灾害,例如火灾、爆炸、车辆撞击、恐怖袭击等,这些意外灾害带来的意外荷载可能会引起结构的某个竖向承重构件失效,从而导致建筑结构发生与初始破坏不成比例的大规模破坏,这将带来严重的人员伤亡和巨大的财产损失。目前对关键构件失效后钢管混凝土柱组合框架的抗落层冲击性能的研究尚未完全,因此本文对两种不同失效工况下的钢管混凝土组合框架的抗冲击性能进行了试验研究,并针对破坏模式提出了一种节点加固方法:(1)制作了两榀两层两跨的钢管混凝土柱-组合梁平面框架,分别考虑中柱失效和角柱失效的两种工况,以竖向拟静力加载试验破坏至倒塌临界状态为初始条件,开展了多次连续落层冲击试验,观察了组合框架冲击过程中的整体和局部破坏特征,根据各部件关键部位的应变及冲击力时程曲线分析结构的倒塌机理。研究发现,在失效工况下钢管混凝土组合框架在受到三次连续竖向冲击作用后,失效柱所在位置半跨钢梁和楼板的裂缝发展,失效柱柱顶在钢球冲击作用下,一层失效柱局部区域的混凝土破坏严重,二层失效柱局部区域组合楼板和钢梁完全分离。试件的三次冲击力时程曲线趋势相似,随着钢球质量和释放高度的增加,冲击力峰值和平台值不断增大,冲击力时程曲线符合典型冲击的三个阶段。失效柱两侧钢梁先受压再受拉,之后小幅震荡,非失效柱附近钢梁截面的腹板和上翼缘均受拉,应变值较大并且伴随着明显的震荡。(2)根据试验发现,在竖向荷载作用下,钢梁焊缝易开裂并且易发生平面外屈曲。本文在对传统栓焊混合节点抗冲击性能的分析基础上,提出一种局部加固方法:下翼缘配置盖板和使用波纹腹板的方法延缓焊缝的开裂和抵抗平面外屈曲。利用有限元软件ABAQUS/Explicit对该节点抗冲击性能进行研究,结果表明,盖板增加了钢梁的抗弯能力,延缓了节点的破坏。波纹腹板的折叠效应延迟了腹板的断裂。通过参数分析发现,为了达到最佳的抗冲击性能,建议长螺栓孔径为梁高度的0.08-0.09倍,盖板厚度在10-12mm范围内。与波纹腹板厚度为2mm的模型相比,厚度为6mm时模型最大抗力增加了122.8%。提出了一种考虑弯曲效应和悬链线效应的简化抗冲击和能量耗散计算方法。将波纹腹板的拉伸过程等效为弹簧,悬链线效应考虑了盖板的弯曲承载力和轴向承载力。与试验和数值结果相比,理论公式预测的抗冲击性能相对误差在+10%以内。(3)将所提出的具有良好抗冲击性能的新型节点应用在组合框架上,设计不同的冲击工况研究该框架的抗冲击性能。研究发现,在冲击荷载作用下原框架钢梁下翼缘焊缝产生了裂缝并且向腹板方向延伸。而在同一位置,盖板延缓了新型框架钢梁下翼缘的开裂。波纹腹板加强作用明显,钢梁未发生平面外屈曲。提取了试件内力曲线,发现盖板与波纹腹板提高了钢梁的轴力,进而提高试件的抗力。对盖板与接触面之间的界面摩擦力分析发现,在规范范围内,界面摩擦力为0.45及螺栓预紧力适当增大可以有效提高组合框架抗力。研究表明,该钢管混凝土柱-波纹腹板盖板加强型组合框架具有较好的抗冲击性能。

关键词：钢管混凝土组合框架抗冲击性能试验研究数值模拟机理分析

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钢管混凝土组合框架在高温下的力学特征塑性分析

钢管混凝土组合框架在高温下的力学特征塑性分析

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作者：李雨城安徽建筑大学

学位级别：硕士

随着科技技术的不断进步和发展,越来越多的新型技术、新型结构、新型材料等被广泛的应用到工程技术领域中,其中,钢和混凝土组合结构被应用的较为广泛。钢管混凝土组合结构拥有强度高、塑性好与抗震性能好等优势,使得其结构的整体性得到... 详细信息

随着科技技术的不断进步和发展,越来越多的新型技术、新型结构、新型材料等被广泛的应用到工程技术领域中,其中,钢和混凝土组合结构被应用的较为广泛。钢管混凝土组合结构拥有强度高、塑性好与抗震性能好等优势,使得其结构的整体性得到了加强。由于其优越的特点,共同促成了钢和混凝土组合结构被大量运用在实际工程中,而人们的安全意识越来越高和人们对居住环境品质要求的提高,对钢管混凝土组合框架结构空间分隔灵活、节约资源、抗震性能好等优点而被广泛认可。同时,由于当代人口数量快速的增加,特别是城市建筑多元化的类型不断发展,人们对居住环境安全性能要求也越来越高,对于因火灾造成的人员伤亡和财产损失,迫使研究人员和设计师逐渐深入的对建筑结构进行了多因素耦合作用下研究,因此,如今科技人员越来越关注钢管混凝土组合框架耐火性能的研究。本文对高温火灾环境下的钢管混凝土组合框架的力学特性开展了以下主要研究:1、通过大量文献查阅和实地勘查,总结归纳出钢管混凝土组合框架在高温下的力学特征塑性分析研究成果,对应用在实际工程领域中具有重要使用价值和推广意义。2、通过对钢管混凝土组合框架在高温下塑性分析理论进行了总结,介绍了钢管混凝土组合框架在常温及高温下的塑性分析理论,并通过具体步骤进行了阐述。3、通过对钢管混凝土组合框架在高温下承载力影响参数分析,研究了单层单跨钢管混凝土组合框架在常温及高温下的塑性力学特征,采用了不同理论计算方法和相应步骤进行了分析,探讨了不同受火时间下钢管混凝土组合框架塑性铰出铰个数与出铰顺序。4、通过有限元数值分析对不同工况下钢管混凝土组合框架力学特征、理论计算方法的准确性进行了相关对比分析。探讨了单层单跨与两层两跨钢管混凝土组合框架在热力耦合作用下塑性铰及出铰顺序确定,进行了钢管混凝土组合框架在高温下塑性极限承载力计算和变形计算,并以结构水平方向塑性应变、竖向位移、局部塑性区域范围等指标来反映在不同受火时间的钢管混凝土组合框架力学特性。5、对单层单跨钢管混凝土组合框架进行了理论与数值计算对比分析,采用有限元方法对两层两跨钢管混凝土组合框架的力学特征进行了分析,得出了不同工况下的理论计算与数值分析结果基本一致的结论,进一步验证了结果的准确性。

关键词：钢管混凝土组合框架热力耦合塑性铰有限元数值分析力学特性

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热力耦合作用下钢管混凝土组合框架塑性承载力性能分析

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兰州工业学院学报 2020年第4期27卷 36-40页

作者：李雨城王伟孙强安徽三联学院机械工程学院合肥230601

通过理论计算与有限元模拟的对比,分析了热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架塑性计算方法、热力耦合作用下的单层单跨与2层2跨钢管混凝土组合框架塑性承载力.结果表明:钢管混凝土组合框架从受火时间为240 s不断增加至7 200 s,组合框架... 详细信息

通过理论计算与有限元模拟的对比,分析了热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架塑性计算方法、热力耦合作用下的单层单跨与2层2跨钢管混凝土组合框架塑性承载力.结果表明:钢管混凝土组合框架从受火时间为240 s不断增加至7 200 s,组合框架塑性铰出现且个数不断增加,直至结构形成机构,发生破坏;随着温度值从520℃上升到1 049℃,出铰个数保持不变,破坏荷载F、极限弯矩M、剪力V都不断减小.研究结果可为热力耦合作用下的钢管混凝土组合框架加固修复提供参考.

关键词：热力耦合钢管混凝土组合框架塑性铰有限元模拟

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半刚性钢管混凝土组合框架抗震性能及抗连续倒塌研究

半刚性钢管混凝土组合框架抗震性能及抗连续倒塌研究

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作者：王冬花合肥工业大学

学位级别：博士

建筑工业化通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业生产代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产,是我国未来建筑业的发展方向。为了实现建筑工业化,必须采用标准化的构件、通用的大型工具进行生产和施工,建筑... 详细信息

建筑工业化通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业生产代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产,是我国未来建筑业的发展方向。为了实现建筑工业化,必须采用标准化的构件、通用的大型工具进行生产和施工,建筑工业化需要应用新型装配式结构体系。本文主要研究一种新型装配式钢结构体系,即钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁通过单边高强螺栓和端板连接形成的半刚性钢管混凝土组合框架。这种结构体系的优点在于承载力高、抗震性能优越、装配化施工快速等显著优点。目前国内外对该体系的研究主要集中在单边高强螺栓连接及梁柱节点等方面,尚缺乏钢管混凝土柱与组合梁通过单边螺栓和端板连接形成的半刚性钢管混凝土组合框架的抗震性能、设计方法和抗连续倒塌机理的研究。因此,本文做了如下科学研究和工作:(1)对两榀两层单跨半刚性钢管混凝土组合框架进行了水平低周反复荷载试验研究,研究了此类组合框架的破坏模式、刚度和强度退化规律、耗能能力、延性、荷载—位移关系滞回曲线及骨架曲线等;同时分析了柱截面类型和端板连接形式等参数对半刚性钢管混凝土组合框架关键抗震性能指标的影响,为建立半刚性钢管混凝土组合框架理论分析提供了验证依据。(2)利用塑性分析方法,考虑了组合节点各可能破坏模式,建立了正、负弯矩作用下组合节点抗弯承载力简化计算模型,提出了半刚性钢管混凝土组合节点的抗弯承载力计算方法。考虑混凝土楼板的贡献,利用组件法,提出了在正、负弯矩作用下半刚性钢管混凝土框架单边螺栓端板连接初始转动刚度的计算方法。所提计算方法能准确地计算连接初始刚度,适用于按照完全和部分抗剪连接设计的钢管混凝土组合框架节点。给出了单调荷载和循环荷载作用下,连接弯矩-转角关系曲线数学模型。(3)建立了半刚性钢管混凝土组合框架的弹塑性地震反应分析模型,采用4320个算例,考虑节点抗弯承载力、转动刚度和楼层屈服强度系数的影响,分别统计了 3层、6层、12层半刚性钢管混凝土组合框架在罕遇地震作用下弹塑性层间位移计算结果,提出了罕遇地震作用下半刚性钢管混凝土组合框架弹塑性层间位移简化计算方法。(4)通过有限元软件Perform 3D,基于能量法,以端板连接形式为分析参数,分别对2榀采用外伸端板连接或平齐端板连接的半刚性钢管混凝土组合框架进行了弹塑性动力时程分析。研究结果表明:地震动频谱对此类结构总输入能、阻尼耗能、滞回耗能以及滞回耗能占总耗能比例影响非常大;结构的阻尼比对滞回耗能占总耗能比例影响显著,滞回耗能在结构竖向呈上小下大的梯形分布。(5)利用SAP2000程序分别建立3层、6层、12层半刚性钢管混凝土组合框架连续倒塌理论分析模型。以端板连接形式、柱截面类型、是否考虑组合梁效应为分析参数,采用备用荷载路径法和瞬时加载法分别对此类组合框架进行了非线性静力分析和动力分析。结果表明,边柱破坏对此类结构连续倒塌敏感性更强,在相同竖向荷载作用下,失效节点竖向位移反应更大;结构体系刚度大,其抗连续倒塌承载能力强。

关键词：半刚性钢管混凝土组合框架抗震性能抗连续性倒塌设计方法

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钢管混凝土组合框架结构体系抗震性能的增量动力分析法

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工程抗震与加固改造 2015年第1期37卷 8-15页

作者：张敏王文达杨全全兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050

基于有限元软件ABAQUS用户材料模型子程序二次开发技术,建立了钢管混凝土组合框架体系的数值模拟模型,该模型得到了以往研究者完成的钢管混凝土构件及组合框架结构低周往复荷载试验结果的验证。分别基于非线性纤维梁单元及分层壳单元模... 详细信息

基于有限元软件ABAQUS用户材料模型子程序二次开发技术,建立了钢管混凝土组合框架体系的数值模拟模型,该模型得到了以往研究者完成的钢管混凝土构件及组合框架结构低周往复荷载试验结果的验证。分别基于非线性纤维梁单元及分层壳单元模拟梁柱构件及楼板,用增量动力分析(IDA)方法对某9层钢管混凝土空间框架结构的抗震性能进行了研究,对某一地震动下结构由弹性阶段到屈服再到塑性阶段过程中的性能点、层间位移角、结构顶层谱加速度时程响应、框架塑性铰出铰顺序及基底剪力时程曲线进行了判定,为进一步评估钢管混凝土空间框架结构的抗震性能提供参考。

关键词：钢管混凝土组合框架抗震性能纤维梁单元分层壳单元 IDA方法塑性铰

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地下钢管混凝土组合框架施工力学性能研究

引用

江西建材 2016年第8期 7-7,9页

作者：未晓丽李星河西学院土木工程学院甘肃张掖734000

为分析地下钢管混凝土组合框架施工力学性能,本文结合天津地铁站交通枢纽工程,通过ABAQUS软件建立了一榀四层三跨钢管混凝土组合框架结构模型,分析其在梁板自重、施工荷载及核心混凝土浇筑荷载下框架柱纵向变形及横向变形,并与相关规范... 详细信息

为分析地下钢管混凝土组合框架施工力学性能,本文结合天津地铁站交通枢纽工程,通过ABAQUS软件建立了一榀四层三跨钢管混凝土组合框架结构模型,分析其在梁板自重、施工荷载及核心混凝土浇筑荷载下框架柱纵向变形及横向变形,并与相关规范中的规定限值作对比。

关键词：地下工程钢管混凝土组合框架混凝土浇筑荷载

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钢管混凝土组合框架受火性能及抗连续倒塌性能分析

钢管混凝土组合框架受火性能及抗连续倒塌性能分析

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作者：王景玄兰州理工大学

学位级别：博士

钢与混凝土组合结构在建筑工程中已有广泛的应用，深入研究钢管混凝土组合框架结构在火灾升、降温作用下的力学性能及关键构件失效（人为抽柱及受火损伤）后剩余结构的抗连续倒塌性能，对组合框架整体结构的抗火及防连续倒塌设计具有重... 详细信息

钢与混凝土组合结构在建筑工程中已有广泛的应用，深入研究钢管混凝土组合框架结构在火灾升、降温作用下的力学性能及关键构件失效（人为抽柱及受火损伤）后剩余结构的抗连续倒塌性能，对组合框架整体结构的抗火及防连续倒塌设计具有重要的意义。

关键词：钢管混凝土组合框架火灾全过程连续倒塌非线性动力分析 Pushdown 静-动力转换分析

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基于静-动力转换方法的钢管混凝土组合框架受火连续倒塌非线性动力分析

基于静-动力转换方法的钢管混凝土组合框架受火连续倒塌非线性动...

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第九届全国随机振动理论与应用学术会议暨第三届全国随机动力学学术会议

作者：王景玄王文达兰州理工大学甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室甘肃兰州730050

结构由火灾引起倒塌破坏不同于其他瞬时倒塌破坏(地震、冲击或者爆炸)，倒塌破坏全过程为静力和动力相结合的复杂过程。该文基于ABAQUS预定场和重启动功能，采用静-动力转换分析方法进行一9层钢管混凝土空间框架结构的受火连续性倒塌分... 详细信息

结构由火灾引起倒塌破坏不同于其他瞬时倒塌破坏(地震、冲击或者爆炸)，倒塌破坏全过程为静力和动力相结合的复杂过程。该文基于ABAQUS预定场和重启动功能，采用静-动力转换分析方法进行一9层钢管混凝土空间框架结构的受火连续性倒塌分析，该分析方法既能够缩短计算时间，又能反映结构的倒塌动力特性。在此基础上，研究该类结构在第6层角部开间受火场景下的倒塌破坏模态，分析梁、柱构件受火失效引起的钢管混凝土空间框架的全过程倒塌机理及整体结构产生动力效应的影响规律。分析结果表明，火灾作用下结构的倒塌全过程分为五个阶段：受火初期膨胀阶段，局部屈曲阶段，短暂平衡阶段，卸载阶段和倒塌破坏阶段，前四个阶段为长持时的准静态分析，第五阶段为非线性动力问题;受火区域构件失效后，其卸载传力路径遵循就近原则。

关键词：钢管混凝土组合框架连续倒塌火灾响应纤维模型静-动力转换法非线性动力分析

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钢管混凝土组合框架施工力学性能研究

钢管混凝土组合框架施工力学性能研究

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作者：未晓丽兰州理工大学

学位级别：硕士

随着钢管混凝土理论的不断深入和完善,钢管混凝土结构形式以其特有的优点被广泛应用于高层、大跨度空间结构以及地下结构工程中。钢管混凝土结构的施工通常是先安装好空钢管和梁板等横向构件,再一次性浇筑混凝土,在此过程中,空钢管承受... 详细信息

随着钢管混凝土理论的不断深入和完善,钢管混凝土结构形式以其特有的优点被广泛应用于高层、大跨度空间结构以及地下结构工程中。钢管混凝土结构的施工通常是先安装好空钢管和梁板等横向构件,再一次性浇筑混凝土,在此过程中,空钢管承受施工活荷载、梁板自重以及核心混凝土浇筑荷载等,分析其受力成为研究钢管混凝土组合框架施工力学性能的关键,本文具体研究工作包括以下几方面的内容： (1)在选择合理的材料本构关系、单元类型及边界条件等的基础上,采用ABAQUS有限元软件对有关初应力作用下轴压、偏压试件进行算例验证；对有无初应力作用下钢管混凝土柱-钢梁节点试验进行算例对比；对考虑核心混凝土浇筑荷载的钢管混凝土柱进行算例验证；在试验结果与模拟结果基本吻合的前提下建立钢管混凝土柱-钢梁平面框架模型,分析其在施工荷载作用下的受力特点。 (2)结合天津地铁站交通枢纽工程,通过ABAQUS有限元软件建立一四层三跨钢管混凝土柱-钢筋混凝土梁组合框架模型,在考虑施工荷载、梁板自重及核心混凝土浇筑荷载等的前提下,分析框架柱空钢管的横向变形和纵向应力分布规律,为工程实践提供参考依据。 (3)分析了核心混凝土浇筑高度及钢管宽厚比两个参数对空钢管纵向应力和侧向位移的影响,在此基础上提出对工程实用的参数范围要求。

关键词：钢管混凝土组合框架施工力学静水压力混凝土浇筑高度横向应变纵向应力参数分析

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钢管混凝土组合框架住宅体系抗连续性倒塌非线性动力初步分析

钢管混凝土组合框架住宅体系抗连续性倒塌非线性动力初步分析

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2013年全国建筑钢结构行业大会

作者：王景玄王文达周小燕兰州理工大学土木工程学院兰州730050

由于钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好等优良的受力性能,目前在越来越多的多、高层住宅体系采用了钢管混凝土组合框架结构形式.为了进一步研究钢管混凝土柱-钢梁组合结构形式在住宅建筑体系中的应用,防止该类结构在突发荷载(地... 详细信息

由于钢管混凝土结构具有承载力高、抗震性能好等优良的受力性能,目前在越来越多的多、高层住宅体系采用了钢管混凝土组合框架结构形式.为了进一步研究钢管混凝土柱-钢梁组合结构形式在住宅建筑体系中的应用,防止该类结构在突发荷载(地震、爆炸、火灾以及撞击等)作用下发生连续性倒塌破坏,本文对一典型的6层钢管混凝土柱-钢梁组合框架住宅体系抗连续性倒塌性能的关键问题进行了初步探讨,包括计算模型和抽柱工况的选取、分析步骤、阻尼和失效时间的确定以及倒塌的判定准则等.分析结果表明,采用圆钢管混凝土柱-钢梁组合框架住宅结构体系具有良好的抗倒塌性能.该文分析结果可为进一步完善钢管混凝土组合框架在住宅体系中的应用提供参考.

关键词：住宅体系钢管混凝土组合框架连续性倒塌非线性动力分析

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