检索结果-内蒙古大学图书馆

建筑结构学报 2016年第6期37卷 115-122页

作者：朱颖杰聂建国樊健生清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

为研究三柱变两柱交叉斜柱钢结构转换节点的受力性能,对2个相同的转换节点试件进行竖向力和水平力等比例静力加载试验,对节点的承载力、刚度、延性、传力机制进行研究。结果表明:节点在竖向力和平面外水平力作用下承载能力高、延性好,... 详细信息

为研究三柱变两柱交叉斜柱钢结构转换节点的受力性能,对2个相同的转换节点试件进行竖向力和水平力等比例静力加载试验,对节点的承载力、刚度、延性、传力机制进行研究。结果表明:节点在竖向力和平面外水平力作用下承载能力高、延性好,可靠性较高。加载过程中没有出现焊缝开裂的情况,说明腹板数量变化时,使用Y形连接件可避免焊缝过于集中,保证焊接质量。建立相应的有限元分析模型,分析结果表明,水平荷载比例和加载偏心是影响节点变形的主要因素。各竖向板件可协同受力,加载后期细腰附近局部受力由受压力状态转为平面应力状态,水平板件主要承担拉应力。

关键词：交叉斜柱转换节点静力试验传力机制受力性能

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中高剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受力性能有限元分析

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建筑结构学报 2015年第S2期36卷 1-8页

作者：汪家继樊健生陶慕轩聂建国清华大学土木工程系北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

基于中高剪跨比双钢板组合剪力墙的试验结果,在***平台下建立有限元模型,采用分层壳单元模拟双钢板组合剪力墙,模型考虑地梁对应变渗透的影响。对比表明计算模型与试验结果吻合良好。基于该有限元模型分析了轴压比、混凝土抗压强度、钢... 详细信息

基于中高剪跨比双钢板组合剪力墙的试验结果,在***平台下建立有限元模型,采用分层壳单元模拟双钢板组合剪力墙,模型考虑地梁对应变渗透的影响。对比表明计算模型与试验结果吻合良好。基于该有限元模型分析了轴压比、混凝土抗压强度、钢板屈服强度、含钢率、剪跨比等参数对剪力墙的刚度、承载力和极限位移角的影响。分析表明:双钢板剪力墙在大震下的轴压比不宜超过0.4。增加混凝土抗压强度、钢板屈服强度或含钢率均会显著增加承载力,但随着混凝土抗压强度的增加,极限位移角降低。双钢板剪力墙压弯初始抗侧刚度主要由混凝土贡献,含钢率对初始抗侧刚度影响较小。此外,增大剪跨比可提高剪力墙的极限位移角。

关键词：双钢板-混凝土组合剪力墙中高剪跨比有限元分析抗震性能

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方钢管混凝土节点核心区剪切试验及其数值模拟

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建筑结构学报 2017年第5期38卷 61-68页

作者：程曦聂鑫樊健生清华大学土木工程系北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

为研究方钢管混凝土节点核心区的受力性能,在分析梁柱节点核心区受力特征的基础上,设计了方钢管混凝土节点核心区的直接剪切试验。试验装置简单,能够确保核心区发生剪切破坏,有效反映其受力特征。通过改变钢材及混凝土的强度、节点几何... 详细信息

为研究方钢管混凝土节点核心区的受力性能,在分析梁柱节点核心区受力特征的基础上,设计了方钢管混凝土节点核心区的直接剪切试验。试验装置简单,能够确保核心区发生剪切破坏,有效反映其受力特征。通过改变钢材及混凝土的强度、节点几何形状及加载方向等参数,完成了13个方钢管混凝土节点核心区试件的单调和往复剪切加载试验,得到了节点剪切破坏特征、荷载-位移曲线等结果,分析了相关参数的影响。在试验结果的基础上,利用理想弹塑性模型模拟钢材,并利用修正了剪力传递系数的固定角弥散裂缝模型模拟混凝土,提出了适用于一般节点核心区分析的高效精细有限元数值模拟方法。模拟结果与试验结果吻合良好,可为复杂组合结构的非线性分析提供参考。

关键词：方钢管混凝土节点核心区剪切试验精细有限元模型

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RC框架结构节点核心区剪力计算方法

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建筑结构学报 2016年第5期37卷 242-246页

作者：陶慕轩聂建国清华大学土木工程系北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

准确计算节点核心区剪力设计值是节点核心区抗剪设计的关键。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(简称《混凝土规范》)和GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》(简称《抗震规范》)中给出了不同的节点核心区水平剪力计算公式。基于受力... 详细信息

准确计算节点核心区剪力设计值是节点核心区抗剪设计的关键。GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》(简称《混凝土规范》)和GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》(简称《抗震规范》)中给出了不同的节点核心区水平剪力计算公式。基于受力平衡条件,对这两部规范中的节点核心区水平剪力计算公式进行讨论,并给出改进建议。结果表明:《混凝土规范》中对不同位置节点受剪计算应采取不同的计算公式,但顶层节点公式未考虑单侧柱端剪力对节点核心区水平剪力的贡献,而《抗震规范》中的建议公式可考虑这一贡献。《混凝土规范》和《抗震规范》中的公式均采用梁端弯矩之和等于柱端弯矩之和的假定,主要适用于节点核心区几何尺寸远小于梁跨或柱高的情况。建议公式中考虑了单侧柱端剪力对节点核心区水平剪力的贡献,其适用范围更大。

关键词： RC框架结构节点核心区剪力受力平衡条件规范公式

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后浇LSECC装配整体式梁受力性能试验研究

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工程力学 2018年第10期35卷 56-65,74页

作者：丁然芶双科樊健生张君清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

该文基于一种新型高韧性低收缩ECC材料-LSECC,提出了两种后浇LSECC装配整体式框架节点方案,以达到提升高烈度区装配整体式框架节点抗震性能并简化配筋的目标。以节点模型为基础构建了对应的梁式构件,完成了5根后浇LSECC装配整体式梁的... 详细信息

该文基于一种新型高韧性低收缩ECC材料-LSECC,提出了两种后浇LSECC装配整体式框架节点方案,以达到提升高烈度区装配整体式框架节点抗震性能并简化配筋的目标。以节点模型为基础构建了对应的梁式构件,完成了5根后浇LSECC装配整体式梁的静力单调加载试验。通过对承载力、刚度、破坏形态与裂缝发展的分析,初步论证了LSECC应用于装配整体式节点的可行性和优势,并对界面(包括热接和冷接)构造、纵筋锚固等关键基础问题进行了探究,提出了合理的构造措施,为后续大比例梁柱节点抗震性能试验奠定了基础。试验表明:采用LSECC的装配整体式梁具有等同现浇梁的承载力和延性,且裂缝宽度相比混凝土梁明显减小;梁跨中采用ECC的范围越大,初始刚度越低,在加载过程中刚度退化越缓慢;ECC与钢筋具有更好的协同工作能力和粘结强度,其锚固搭接长度相比混凝土节点可显著降低,在装配整体式节点处应用该材料能够保证足够的粘结锚固能力;适当的界面构造配筋可有效提升后浇ECC与预制混凝土界面的力学性能,确保界面不成为薄弱面。

关键词：纤维增强水泥基复合材料装配整体式混凝土框架低收缩ECC(LSECC) 框架节点界面

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新型海上超大型钢-混凝土组合箱式浮体平台结构设计与分析

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工程力学 2019年第11期36卷 147-157页

作者：王晓强陶慕轩清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

钢-混凝土组合结构在大型海上人工岛的建设中具有重要的应用价值和发展潜力。该文针对传统钢结构和混凝土结构用于超大型海上浮式平台的不足,提出一种新型超大型钢-混凝土组合浮箱式平台结构,并总结了该类结构整体方案的设计流程。为实... 详细信息

钢-混凝土组合结构在大型海上人工岛的建设中具有重要的应用价值和发展潜力。该文针对传统钢结构和混凝土结构用于超大型海上浮式平台的不足,提出一种新型超大型钢-混凝土组合浮箱式平台结构,并总结了该类结构整体方案的设计流程。为实现设计流程中的水弹性力学分析,在开源水动力学程序包NEMOH的基础上基于Fortran语言开发了三维水弹性响应计算程序包THhydro,并采用日本学者Yago和Endo的试验结果验证了程序的准确性。通过水弹性响应分析与结构强度分析,对新型超大型钢-混凝土组合浮箱式平台进行了整体结构方案设计,并与传统钢结构方案设计结果进行了对比讨论。结果表明:组合结构应用于海上超大型浮式平台具有可行性;在吃水深度和应力控制水平相当的情况下,组合结构平台相比传统钢结构平台可显著降低结构用钢量;钢与混凝土之间的配比会显著影响结构用钢量和载重量等指标;波浪产生的结构效应占总效应的比例达20%~60%,可见可靠的水弹性力学分析对该类结构设计非常重要。最后,对组合结构应用于超大型海上浮式平台仍需进一步开展的研究工作进行了展望。

关键词：钢-混凝土组合结构水弹性响应超大型浮体箱式结构钢板-混凝土组合结构方案设计

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耗能伸臂桁架抗震性能的试验研究

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工程力学 2016年第10期33卷 76-85页

作者：杨青顺甄伟解琳琳陆新征清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084 北京市建筑设计研究有限公司北京100045 清华大学土木工程安全与耐久教育部重点试验室北京100084

该文以某8度区超高层框架-核心筒-伸臂桁架结构为工程背景,采用1∶3比例缩尺,对三个不同构造形式的伸臂桁架抗震性能进行了拟静力试验研究。试验表明普通伸臂桁架由于腹杆整体屈曲,以及弦杆受弯屈服后翼缘局部失稳等原因,存在承载力退... 详细信息

该文以某8度区超高层框架-核心筒-伸臂桁架结构为工程背景,采用1∶3比例缩尺,对三个不同构造形式的伸臂桁架抗震性能进行了拟静力试验研究。试验表明普通伸臂桁架由于腹杆整体屈曲,以及弦杆受弯屈服后翼缘局部失稳等原因,存在承载力退化速度快、延性差和耗能能力不足等缺点。将腹杆改为防屈曲支撑(BRB)可有效提高腹杆的耗能能力。采用截面削弱(RBS)构造形式可以有效提高弦杆的变形能力,防止受弯屈服截面翼缘发生局部失稳。而腹板焊接构造形式则在焊接处易发生低周疲劳破坏,不能充分发挥BRB的耗能作用。试验结果表明该研究提出的RBS与BRB相结合的伸臂桁架变形性能良好,滞回曲线饱满且承载力保持稳定,取得了良好的抗震设计效果。研究结果可以为伸臂桁架结构抗震设计提供参考。

关键词：耗能伸臂桁架拟静力试验研究超高层建筑抗震性能截面削弱防屈曲支撑

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圆形截面柱组合框架中非对称钢梁截面框架梁梁端极限状态有效翼缘宽度研究

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工程力学 2023年第8期40卷 59-67,256页

作者：彭炜杰陶慕轩清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

楼板有效翼缘宽度是组合框架梁梁端极限承载力验算的关键参数之一,已有的有效翼缘宽度计算公式存在荷载模式不匹配、等效准则不匹配、无法考虑钢梁截面的非对称性等不足。为此,该文重点讨论了侧向荷载作用下采用圆形截面柱的组合框架中... 详细信息

楼板有效翼缘宽度是组合框架梁梁端极限承载力验算的关键参数之一,已有的有效翼缘宽度计算公式存在荷载模式不匹配、等效准则不匹配、无法考虑钢梁截面的非对称性等不足。为此,该文重点讨论了侧向荷载作用下采用圆形截面柱的组合框架中非对称钢梁截面框架梁端的承载力极限状态有效翼缘宽度的计算方法。在有限元软件***(2018)中建立精细化数值模型,通过单变量分析筛选出对有效翼缘宽度有显著影响的关键变量。在合理的取值范围内对这些关键变量进行充分的排列组合,得到一系列的数值算例结果。对这些数值结果进行回归分析,基于前人得出的对称钢梁截面情况的计算公式,保留其基本框架而修改其中相关参数,得出侧向荷载作用下非对称钢梁截面组合框架梁有效翼缘宽度的计算方法。

关键词：钢-混凝土组合结构框架梁非对称钢梁截面极限抗弯承载力有效翼缘宽度

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开槽式钢筋混凝土楼板试验研究

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建筑结构学报 2016年第4期37卷 26-31页

作者：邓开来潘鹏张东彬李伟李一昕清华大学土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084 清华大学土木工程系北京100084

震后功能可恢复结构已成为地震工程的研究热点。在剪力墙间设置的耗能连梁可用于震后功能可恢复联肢剪力墙结构,并且可与上部钢筋混凝土楼板分开设置。耗能连梁受损后容易实现震后更换,但楼板在地震作用下会出现较大的损伤且不易修复。... 详细信息

震后功能可恢复结构已成为地震工程的研究热点。在剪力墙间设置的耗能连梁可用于震后功能可恢复联肢剪力墙结构,并且可与上部钢筋混凝土楼板分开设置。耗能连梁受损后容易实现震后更换,但楼板在地震作用下会出现较大的损伤且不易修复。为了减小楼板的地震损伤,提出了一种开槽式楼板,其主要特征是在楼板与剪力墙相接的界面处,设置一定宽度的槽口并用聚苯板填充。聚苯板的存在能够耗散结构的地震能量,避免混凝土板出现较大的损伤。设计制作6块混凝土楼板,包括4块传统钢筋混凝土楼板与2块开槽式楼板,通过试验比对了大变形时楼板的裂缝宽度和极限变形能力,总结了开槽式楼板的破坏模式。结果表明,与传统楼板相比,开槽式楼板在控制裂缝宽度和提高极限变形能力等方面具有明显的优势。

关键词：钢筋混凝土楼板剪力墙耗能连梁开槽构造裂缝宽度变形能力

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采用通用有限元程序的弥散裂缝模型和分层壳单元模拟钢筋混凝土构件裂缝宽度

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工程力学 2020年第4期37卷 165-177页

作者：陶慕轩赵继之清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

该文基于弥散裂缝模型,采用通用有限元程序的分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的方法。讨论了理论基础,Bazant和Oh提出的经典裂缝带理论主要针对素混凝土构件,严重的局部化效应导致显著的网格依赖性,而将裂缝带理论拓展到工程常用... 详细信息

该文基于弥散裂缝模型,采用通用有限元程序的分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的方法。讨论了理论基础,Bazant和Oh提出的经典裂缝带理论主要针对素混凝土构件,严重的局部化效应导致显著的网格依赖性,而将裂缝带理论拓展到工程常用的配筋混凝土构件时,由于多裂缝分布发展的特点,裂缝带宽应修改为平均裂缝间距而使计算结果与网格无关。在理论基础讨论的基础上,给出了采用通用有限元程序的弥散裂缝模型和分层壳单元计算钢筋混凝土构件裂缝宽度的计算流程,其中,平均裂缝间距将有限元分析中的“应变”概念和工程设计中的“裂缝宽度”概念紧密联系起来,是计算流程中最关键的参数。以某承受负弯矩的简支组合梁混凝土板开裂分析为例,验证并讨论了网格相关性、大软化模量导致数值收敛困难的应对策略、平均裂缝间距的决定性作用等重要问题。

关键词：裂缝带理论开裂平均裂缝间距有限元方法分层壳单元裂缝宽度网格相关性

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