检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2022年第9期39卷 48-57页

作者：华文叶继红江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 徐州市工程结构火灾安全重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

基于性能的抗震设计方法要求将结构划分为多个性能状态,并合理定义结构的性能指标。该文基于Park-Ang损伤模型,根据网壳结构的位移与耗能在地震作用下的响应特点,提出由最大变形与塑性耗能两项无量纲参数非线性组合的双参数模型。结合... 详细信息

基于性能的抗震设计方法要求将结构划分为多个性能状态,并合理定义结构的性能指标。该文基于Park-Ang损伤模型,根据网壳结构的位移与耗能在地震作用下的响应特点,提出由最大变形与塑性耗能两项无量纲参数非线性组合的双参数模型。结合我国抗震规范、网壳结构自身特性与以往学者的研究成果,通过四个性能点LS-1、LS-2、LS-3与LS-4将网壳结构划分为五种性能状态:基本完好、轻微破坏、中等破坏、严重破坏与倒塌。通过216组考虑不同跨度、矢跨比、屋面质量、杆件尺寸与地震作用的覆盖性算例,拟合得到模型的待定参数取值,进而提出适用于网壳结构的双参数准则,在四个性能点LS-1、LS-2、LS-3与LS-4处相应的指标(D)值分别为0.3、0.6、1.0与∞。以两个大型网壳振动台试验验证准则的有效性和普适性。结果表明,该文提出的双参数准则与各性能点的指标值能够体现网壳结构的性能状态,具有良好的有效性和普适性。该准则可服务于网壳结构基于性能的抗震设计方法与地震风险评估。

关键词：网壳结构基于性能的抗震设计性能状态 Park-Ang损伤模型双参数准则

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竖向不规则多层轻钢结构强震倒塌预测的细胞自动机与相关向量机联合法

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建筑结构学报 2022年第8期43卷 232-239页

作者：王坤叶继红江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116 徐州市工程结构火安全重点实验室(中国矿业大学) 江苏徐州221116

为提高竖向不规则多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震倒塌预测精度,对已有细胞自动机(cellular automata, CA)方法进行改进。通过增加邻居细胞数目,采用结构归一化Pushover分析后的层间位移定义细胞状态值。在此基础上,采用相关向量机(rele... 详细信息

为提高竖向不规则多层轻钢龙骨复合剪力墙结构强震倒塌预测精度,对已有细胞自动机(cellular automata, CA)方法进行改进。通过增加邻居细胞数目,采用结构归一化Pushover分析后的层间位移定义细胞状态值。在此基础上,采用相关向量机(relevance vector machine, RVM)代替已有相似区域匹配准则,得到CA与RVM的联合预测方法。采用联合法和已有CA法,预测竖向不规则多层轻钢结构在强震作用下倒塌时的层间位移(倒塌判别准则为强震作用下多层轻钢结构层间位移角分别超过2.0%、3.5%、4.0%),并将预测结果与非线性时程分析结果对比。结果表明:联合法以弹塑性阶段特征值作为细胞状态值,且选用RVM建立细胞状态值与结构倒塌时层间位移的非线性关系,可准确预测竖向不规则多层轻钢结构倒塌时的层间位移,较原有CA方法预测精度明显提高。

关键词：多层轻钢龙骨复合剪力墙结构竖向不规则强震倒塌预测细胞自动机相关向量机

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盾构隧道管片及接头耐火试验

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中国公路学报 2022年第9期35卷 331-339页

作者：叶继红李俊杰中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116

盾构隧道衬砌由预制钢筋混凝土管片通过螺栓连接拼装而成,存在很多薄弱接头,这使其在火灾高温条件下会呈现出更加复杂的力学响应。因此,为了获取盾构隧道管片及接头高温下力学性能,对7组足尺管片试件进行了火灾试验,研究了火灾类型(ISO... 详细信息

盾构隧道衬砌由预制钢筋混凝土管片通过螺栓连接拼装而成,存在很多薄弱接头,这使其在火灾高温条件下会呈现出更加复杂的力学响应。因此,为了获取盾构隧道管片及接头高温下力学性能,对7组足尺管片试件进行了火灾试验,研究了火灾类型(ISO834、HC及RABT标准升温曲线)、管片类型(标准块、标准块接头及封顶块接头)和密封设置对盾构隧道管片在火灾高温下力学性能的影响。试验结果表明:(1)在较快的升温速率和较高的温度下,管片受火面混凝土发生严重剥落,导致大量钢筋外露,影响盾构管片高温下承载力,威胁盾构隧道衬砌结构安全;(2)当各试验距受火面25 mm处混凝土温度均超过《建筑设计防火规范》规定的耐火极限判断标准时,试验管片变形较小且未出现破坏现象,可知仅将温度作为隧道内承重结构体耐火极限判定依据较片面和保守;(3)管片接头处手孔密封设置及接缝密封设置分别对连接螺栓螺母和螺杆起到了很好的保护作用,但对止水条的温度变化趋势和特征影响不大;(4)混凝土严重剥落导致的管片厚度减少、大量裂缝产生造成的管片完整性下降以及混凝土水分受热蒸发留下的与外界贯通的毛细孔道均严重降低管片的抗渗性能。

关键词：隧道工程高温力学性能耐火试验钢筋混凝土管片管片接头

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海洋环境荷载下半潜式平台上承房屋钢框架结构的动力响应特征

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建筑科学与工程学报 2022年第5期39卷 22-31页

作者：李富民刘永强赵婕郭震中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221008

以1000 m深海半潜式平台上承房屋钢框架结构为研究对象,首先采用有限元方法模拟了3层、6层、9层3种高度的上承结构在100年一遇极端海洋环境荷载作用下的动力时程响应,获得较适宜的推荐高度;然后对推荐高度结构分别进行陆地地震作用及海... 详细信息

以1000 m深海半潜式平台上承房屋钢框架结构为研究对象,首先采用有限元方法模拟了3层、6层、9层3种高度的上承结构在100年一遇极端海洋环境荷载作用下的动力时程响应,获得较适宜的推荐高度;然后对推荐高度结构分别进行陆地地震作用及海洋环境荷载作用下的动力时程响应有限元模拟,并将两种支承条件与作用方式下房屋钢框架结构的动力时程响应结果进行对比。结果表明:海洋环境荷载作用下,3层和6层结构的动力响应水平都相对较小且差距不大,而9层结构的动力响应水平因海风及结构倾斜影响过大而比6层结构的有显著增大,据此选定6层高度作为较适宜的推荐高度;6层房屋钢框架结构在平台支承4个月一遇海况下与在陆地支承8度多遇地震下的动力响应水平总体基本相当,但与陆地支承8度罕遇地震动力响应水平相比,即使是100年一遇的极端海洋环境荷载作用,其动力响应水平总体上也明显小于前者;研究成果可为海洋平台上承结构物的设计提供参考。

关键词：海洋平台海洋环境荷载上承结构钢框架动力响应

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负载下环口板焊接加固T形钢管相贯节点试验研究

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建筑结构学报 2023年第6期44卷 212-221,234页

作者：常鸿飞李照伟任腾龙宋心怡夏军武安爱臣中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室江苏徐州221116 徐州绿城尚润置业发展有限公司江苏徐州221005

负载下焊接加固将对大跨度建筑和钢桥的安全产生影响。为研究负载及焊接高温在加固过程及加固后对钢管节点的影响,完成4个焊接环口板加固T形圆钢管节点的轴压试验,实测了节点在负载焊接加固全过程的温度、位移及应变演化规律,分析焊接... 详细信息

负载下焊接加固将对大跨度建筑和钢桥的安全产生影响。为研究负载及焊接高温在加固过程及加固后对钢管节点的影响,完成4个焊接环口板加固T形圆钢管节点的轴压试验,实测了节点在负载焊接加固全过程的温度、位移及应变演化规律,分析焊接高温和负载对节点破坏模式、荷载-变形曲线、受压承载力等的影响。试验结果表明:主管负载受压会降低节点承载力,0.37的主管初始应力比可使节点受压承载力下降16%;焊接温度场具有局部高温和快速衰减的特征,其局部瞬时升温最高可达1808℃,并在约3.1 cm×1.7 cm的椭圆形范围内衰减至600℃,钢材的局部软化效应不明显;负载不影响焊接温度场,焊接及冷却过程中的热胀冷缩则会影响节点的应变分布和残余变形;负载及焊接高温均未改变节点的破坏模式。基于试验结果,考察了现有规范负载折减系数对于负载下焊接加固钢管节点的适用性,结果表明,GB 51367—2014《钢结构加固设计标准》中规定的负载承载力折减系数偏于安全。

关键词：钢管T形节点负载焊接环口板加固热-力耦合静力试验受压性能

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1960级高强钢丝高温蠕变性能试验研究

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土木工程学报 2024年第11期57卷 14-22页

作者：张绅陈伟叶继红姜健邹威张宗星许丽丽中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市工程结构火安全重点实验室江苏徐州221116 广东省公路建设有限公司湾区特大桥养护技术中心广东广州510623 江苏中矿大正表面工程技术有限公司江苏徐州221116

随着大跨结构的跨度不断提升,材料强度接近或超过2000MPa的超高强钢丝的应用日益增多,有关其蠕变性能的研究仍十分有限。文章对直径5mm的1960级高强钢丝开展30个持时4h的高温蠕变试验工况。以插拔高温引伸计的方式测得在200~600℃、0.06... 详细信息

随着大跨结构的跨度不断提升,材料强度接近或超过2000MPa的超高强钢丝的应用日益增多,有关其蠕变性能的研究仍十分有限。文章对直径5mm的1960级高强钢丝开展30个持时4h的高温蠕变试验工况。以插拔高温引伸计的方式测得在200~600℃、0.06~0.95应力比下的全过程蠕变应变曲线,蠕变应变最大测试值为50.67%。对比公称抗拉强度在1670~1960MPa的5种高强钢丝(钢绞线)的高温蠕变曲线,表明不同等级高强钢丝高温蠕变特性差异明显。给出1960级钢丝稳态蠕变速率与高温蠕变断裂临界应力比,其中350~450℃时,蠕变断裂临界应力比随温度升高下降速度急剧加快,需特别注意450℃时已下降至0.25;此外,基于Filed&Filed模型建立了1960级钢丝高温蠕变预测模型,提出蠕变模型的终止时间表达式,由此较为保守地预测1960级钢丝的高温蠕变发展,与试验结果吻合良好。

关键词： 1960级高强钢丝高温全过程蠕变蠕变断裂临界应力比蠕变模型终止时间

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预应力型钢混凝土双坡框架抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2023年第2期44卷 100-108页

作者：陈圣刚高峰耿娇苑辉中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州211116 济南大学土木建筑学院山东济南250022 北京构力科技有限公司北京100013 山东省交通规划设计院山东济南250031

为研究预应力型钢混凝土双坡框架的抗震性能和破坏机理,基于同等承载能力条件设计缩尺比为1∶4的1榀预应力混凝土双坡框架(PC-F)和1榀预应力型钢混凝土双坡框架(PSC-F),并对其进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的加载试验,得到... 详细信息

为研究预应力型钢混凝土双坡框架的抗震性能和破坏机理,基于同等承载能力条件设计缩尺比为1∶4的1榀预应力混凝土双坡框架(PC-F)和1榀预应力型钢混凝土双坡框架(PSC-F),并对其进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的加载试验,得到框架的裂缝开展和分布及破坏形态特征、滞回曲线、骨架曲线、延性、刚度退化、等效黏滞系数、总耗能和位移恢复能力等抗震性能指标。试验结果表明:同等承载力条件下,预应力型钢混凝土双坡框架具有更优越的抗剪能力和抗震性能;相较于预应力混凝土双坡框架,预应力型钢混凝土双坡框架的开裂荷载提高了70%;型钢的存在使得预应力混凝土双坡框架的破坏机制由两铰(柱-斜坡梁节点)破坏转变为四铰(柱-斜坡梁节点、斜坡梁-水平梁节点)破坏,每个塑性铰部位呈现典型的弯曲延性破坏特征;相较于预应力混凝土双坡框架,预应力型钢混凝土双坡框架滞回环近似梭形更加饱满,峰值荷载后承载力退化及刚度退化更加缓慢,位移延性系数、等效黏滞阻尼系数、总耗能分别提高了9.27%、30.6%、53.5%,位移恢复能力系数降低27.5%。

关键词：双坡框架型钢混凝土预应力拟静力试验抗震性能

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装配式混凝土结构斜缝免胶预压节点受剪性能分析

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东南大学学报（自然科学版） 2022年第1期52卷 57-64页

作者：李富民范力黄朗中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室徐州221116 广西合景房地产开发有限公司南宁530021

为提升装配式混凝土结构的预制及装配效率,确保连接节点具有良好的受剪性能,提出了一种不出筋预制、免支撑吊装、免胶预压连接混凝土框架结构体系的技术方案,并针对斜缝免胶预压连接节点的受剪性能进行了试验研究.参考规范中的单剪压受... 详细信息

为提升装配式混凝土结构的预制及装配效率,确保连接节点具有良好的受剪性能,提出了一种不出筋预制、免支撑吊装、免胶预压连接混凝土框架结构体系的技术方案,并针对斜缝免胶预压连接节点的受剪性能进行了试验研究.参考规范中的单剪压受剪承载力计算方法,建议了斜缝免胶预压连接节点双剪压受剪承载力的计算与设计方法.结果表明:在表观剪跨比不大于1.54的情况下,竖缝连接节点发生了典型的界面摩擦滑移破坏,而斜缝连接节点则发生了典型的双剪压破坏;界面倾角越大,抗剪承载力越小,且界面极限滑移越大.

关键词：装配式混凝土结构预压连接斜缝式节点受剪性能双剪压破坏

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混凝土表面粗糙度评价指标的相关性研究

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建筑结构学报 2021年第12期42卷 193-199页

作者：陈志祥李富民方渝钰赵婕中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221008

新旧混凝土界面粗糙度对连接部位的力学性能和耐久性能影响显著。为研究混凝土表面粗糙度评价指标的相关性,对粗骨料公称粒径为5~16 mm连续级配,边长为100 mm的混凝土立方体试块表面进行5种不同程度的凿毛处理,采用徕卡P30三维激光扫描... 详细信息

新旧混凝土界面粗糙度对连接部位的力学性能和耐久性能影响显著。为研究混凝土表面粗糙度评价指标的相关性,对粗骨料公称粒径为5~16 mm连续级配,边长为100 mm的混凝土立方体试块表面进行5种不同程度的凿毛处理,采用徕卡P30三维激光扫描仪获取凹凸表面的三维坐标并建立数字模型,提取其分形维数,同时利用灌砂法获取灌砂深度指标。通过数学回归分析,建立了混凝土凿毛表面粗糙度的凿毛深度、灌砂深度和曲面分形维数等3个指标之间的拟合式。结果表明:凿毛深度与灌砂深度相关关系接近二次多项式函数;曲面分形维数同凿毛深度以及曲面分形维数同灌砂深度的相关关系均接近三次多项式函数;最佳凿毛深度宜控制在曲面分形维数的第一个峰值点附近。

关键词：新旧混凝土界面粗糙度凿毛深度灌砂深度分形维数

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模块化钢结构建筑柱-柱螺纹套筒连接抗剪试验

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1481-1490页

作者：常鸿飞宋心怡文品涵夏军武夹硕勋江峰中国矿业大学江苏省土木工程环境灾变与结构可靠性重点实验室江苏徐州221116 江苏建筑节能与建造技术协同创新中心江苏徐州221116 太仓市行政审批局江苏苏州215400

为研究模块化钢结构建筑上下模块间柱-柱螺纹套筒连接的抗剪性能,对4组螺纹套筒连接方钢管柱双剪试件进行研究,分析套筒壁厚、材性及套筒螺帽与柱连接类型等因素对连接抗剪性能的影响规律。研究结果表明:试件抗剪性能受螺纹套筒控制,其... 详细信息

为研究模块化钢结构建筑上下模块间柱-柱螺纹套筒连接的抗剪性能,对4组螺纹套筒连接方钢管柱双剪试件进行研究,分析套筒壁厚、材性及套筒螺帽与柱连接类型等因素对连接抗剪性能的影响规律。研究结果表明:试件抗剪性能受螺纹套筒控制,其受剪过程主要经历定位杆剪切、套筒屈服、套筒屈曲和套筒强化4个阶段;空心套筒发生由上半圆筒壁局部控制的冲剪破坏形态,套筒下半圆未发生破坏;套筒壁厚和强度是影响试件抗剪性能的关键因素,套筒螺帽与柱焊接或螺栓连接对试件抗剪性能的影响不大;套筒壁厚增加67%或屈服强度提高22%,可使其抗剪承载力分别提升40.7%和18.0%;筒壁冲剪模型可较安全地预测套筒抗剪承载力,且预测值与实测值较吻合。

关键词：模块化钢结构模块间连接螺纹套筒抗剪性能

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