检索结果-内蒙古大学图书馆

工程力学 2023年

作者：张浩袁森苏明周郑勇蔡远征西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室

不锈钢槽式预埋组件(SSACs)具有耐久性好、承载能力高、加工安装方便等优点，可以有效改善传统碳钢预埋槽道易腐蚀、承载力损失大的缺点，在工业建筑、地铁/高铁隧道及城市地下综合管廊中有广泛应用前景。为研究SSACs在拉剪复合作用下... 详细信息

不锈钢槽式预埋组件(SSACs)具有耐久性好、承载能力高、加工安装方便等优点，可以有效改善传统碳钢预埋槽道易腐蚀、承载力损失大的缺点，在工业建筑、地铁/高铁隧道及城市地下综合管廊中有广泛应用前景。为研究SSACs在拉剪复合作用下的力学性能，采用ABAQUS建立其精细化有限元模型，基于SSACs的静力受拉、受剪试验结果，验证建模方法的有效性。以槽道脚面类型、荷载作用位置、混凝土基材强度、相邻锚杆间距和混凝土边缘距离为参数，通过改变施加于模型上的剪力值得到不同剪力比下SSACs承载力，研究其在拉剪作用下的力学性能和破坏机理。分析结果表明：拉剪作用下平齿型槽道发生T型螺栓与槽口卷边齿牙咬合面的脱开以及单侧槽壁受弯的组合破坏，燕尾型槽道槽口卷边与T型螺栓紧密贴合，其以槽道整体受弯破坏为主；剪力对SSACs的承载力影响显著，剪力比越大，承载力越小，剪力比为90%时的承载力仅为单拉荷载作用下的24.83%～35.95%；相邻锚杆间距和荷载作用位置对SSACs的拉剪作用承载力影响较大，混凝土基材强度和混凝土边缘距离对其影响较小。最后，提出了SSACs的拉剪作用承载力相关公式，并与已有文献中锚固件的拉剪试验结果进行对比，验证所提计算公式的合理性与适用性。研究成果可为《不锈钢槽式预埋组件》规程编制提供参考依据。

关键词：槽式预埋组件不锈钢拉剪复合作用破坏模式承载力相关公式

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梁–H型柱弱轴刚性拼接的子结构抗倒塌性能试验研究

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工程科学与技术 2023年第6期55卷 120-131页

作者：宋晓燕钟炜辉孙伟陈昊王洪臣韩曙华西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018

梁柱连接节点是框架结构的重要组成部分,明确节点的受力性能是准确进行结构抗连续倒塌分析的前提。本文基于替代荷载路径法并考虑楼板的组合效应,以两跨三柱型组合梁–柱子结构为研究对象,设计制作了H型柱弱轴方向刚性拼接的栓焊连接子... 详细信息

梁柱连接节点是框架结构的重要组成部分,明确节点的受力性能是准确进行结构抗连续倒塌分析的前提。本文基于替代荷载路径法并考虑楼板的组合效应,以两跨三柱型组合梁–柱子结构为研究对象,设计制作了H型柱弱轴方向刚性拼接的栓焊连接子结构试件(RWUF)和全螺栓连接子结构试件(RWUT)。对两种子结构试件进行单调静力加载试验并分析其破坏模式、变形性能和抗力机理。结果表明:两种试件的加载过程均经历了弹性阶段、压拱阶段、混合机制阶段(梁机制与悬链线机制的混合阶段),且子结构试件首次断裂均发生在混合机制阶段,悬链线效应的发挥为断后荷载的提升起到有利作用;试件的断裂均发生在梁段拼接处,RWUF在正弯矩区受拉侧焊缝断裂后破坏持续向腹板扩展,直至丧失承载力,RWUT的破坏仅为正弯矩区受拉侧盖板的断裂;螺栓发生有限滑移后,螺栓孔壁持续受到挤压,并发生轴向变形有利于塑性铰的转动,也为轴力的传递提供了路径,结构受荷后期悬链线效应显著,整体抗力得到提升。基于能量平衡原理对子结构进行动力评估可知,节点的非线性转动能力直接影响结构的抗倒塌能力,弱轴采用全螺栓连接的结构具备更高的动力倒塌抗力。

关键词：组合梁–柱子结构弱轴方向刚性节点静力加载抗倒塌性能

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独立式石箍窑洞地震模拟振动台试验及数值模拟

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振动工程学报 2023年第4期36卷 1101-1112页

作者：刘祖强马东张风亮薛建阳潘文彬西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 陕西省建筑科学研究院有限公司陕西西安710082

以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型,制作1/4缩尺的三跨试验模型,对其进行了地震模拟振动台试验,分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型,将模拟得到的动... 详细信息

以山西省静乐县的某独立式石箍窑洞为原型,制作1/4缩尺的三跨试验模型,对其进行了地震模拟振动台试验,分析了地震作用下窑洞模型的破坏过程及破坏形态。在试验研究基础上,采用ABAQUS软件建立独立式石箍窑洞的有限元模型,将模拟得到的动力特性、动力响应和地震损伤结果与试验结果进行了对比分析,验证了有限元模型的合理性,进而基于对原型结构的有限元模拟,分析了覆土厚度、拱跨数和拱矢跨比对窑洞模型受力性能的影响。结果表明:独立式石箍窑洞在地震作用下主要发生砂浆灰缝开裂破坏,开裂最严重的部位为洞口拱顶和侧墙与背墙的连接处;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,能够较好地反映地震作用下窑洞模型的受力性能;窑洞模型的纵墙刚度大于横墙,加速度和位移响应随输入峰值加速度的增大不断增大;随着覆土厚度变薄和拱矢跨比减小,窑洞模型的抗震性能增强,但拱跨数对窑洞模型的抗震性能影响较小。

关键词：独立式石箍窑洞振动台试验数值模拟地震损伤动力响应

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基于三维点云逆向建模的局部变形钢构件承载力分析

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建筑结构学报 2025年

作者：赵达信任王玲西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室中冶检测认证有限公司工业建筑事业部

针对传统检测方法在分析局部变形钢构件承载力时，存在难以建立局部变形钢构件真实三维模型的不足，本文提出一种基于三维点云逆向建模的局部变形钢构件承载力分析方法，实现对局部变形钢构件承载力的精确分析。本文以局部变形角钢为研... 详细信息

针对传统检测方法在分析局部变形钢构件承载力时，存在难以建立局部变形钢构件真实三维模型的不足，本文提出一种基于三维点云逆向建模的局部变形钢构件承载力分析方法，实现对局部变形钢构件承载力的精确分析。本文以局部变形角钢为研究对象，借助SfM-MVS三维重构与NURBS钢构件逆向建模，实现由传统点域检测到面域或体域检测的过渡。通过局部变形角钢轴心受压试验，对利用本文方法所获取的数值分析结果进行精度验证。结果表明：本文提出的分析方法，解决了传统方法适用性不足及难以综合考虑局部变形大小、发生位置及变形不规则等问题，精度评估相对可靠，表明该方法能够较为准确模拟局部变形钢构件的一般性力学行为，为复杂变形钢构件的承载力评估提供技术依据。

关键词：钢结构构件三维重构逆向建模局部变形承载力分析

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不同倾斜角度下平身科斗栱抗震性能研究

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工程力学 2023年

作者：薛建阳宋德军吴晨伟胡富强西安建筑科技大学土木工程学院西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室

为研究倾斜角度对斗栱抗震性能的影响，对3个沿面宽方向具有不同倾斜角度的足尺平身科斗栱进行了拟静力试验，分析了斗栱的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、位移延性及耗能能力。结果表明：倾斜与无倾斜斗栱破坏时栽销榫被剪... 详细信息

为研究倾斜角度对斗栱抗震性能的影响，对3个沿面宽方向具有不同倾斜角度的足尺平身科斗栱进行了拟静力试验，分析了斗栱的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、位移延性及耗能能力。结果表明：倾斜与无倾斜斗栱破坏时栽销榫被剪断，大斗与平板枋发生相对滑移，斗栱整体转动。倾斜角度越大，大斗与平板枋间的滑移变形越大，而斗栱转动变形越小。沿斗栱倾斜向(正向)加载时，斗栱承载力和抗侧刚度随斗栱倾斜角度的增加而减小，沿斗栱倾斜反向(负向)加载时，斗栱承载力和抗侧刚度随倾斜角度的增加而增大。斗栱变形能力随斗栱倾斜角度的增大而降低，而耗能能力与倾斜角度无明显关系。建立了不同倾斜角度斗栱的数值计算模型，经试验验证两者吻合较好，在此基础上，进一步研究了竖向荷载、木材摩擦系数、弹性模量及其抗压强度以及构件分层倾斜对倾斜斗栱抗震性能的影响，结果表明：倾斜斗栱承载力和初始刚度随竖向荷载和木材摩擦系数的增加而增大，但受木材横纹径向弹性模量和横纹径向抗压强度的影响较小；构件分层倾斜斗栱的承载力和初始刚度低于整体倾斜斗栱。

关键词：古建筑木结构平身科斗栱倾斜角度抗震性能拟静力试验数值模拟

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可恢复预制装配式RC梁柱节点抗震性能研究

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工程力学 2022年第12期39卷 165-176,189页

作者：黄炜胡高兴西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

针对预制装配式RC梁柱节点连接及震损后快速修复的问题,提出了一种可恢复的梁柱节点连接形式。该连接主要由多缝耗能装置、抗剪连接键和预埋装置等部件通过高强螺栓连接而成。设计了一个装配式节点足尺试件并进行拟静力加载试验,研究该... 详细信息

针对预制装配式RC梁柱节点连接及震损后快速修复的问题,提出了一种可恢复的梁柱节点连接形式。该连接主要由多缝耗能装置、抗剪连接键和预埋装置等部件通过高强螺栓连接而成。设计了一个装配式节点足尺试件并进行拟静力加载试验,研究该节点的破坏模式、承载力、变形和耗能能力等特性,并与现浇节点试件试验结果进行对比分析。结果表明:该装配式节点的初始刚度和承载力基本接近于现浇节点,且相比于现浇节点具有更高的延性、变形和耗能能力。装配式节点的破坏主要集中在多缝耗能装置上,预制梁柱构件基本保持在弹性范围内,基本可以实现节点损伤位置可控以及便于震后快速修复的目的。同时,推导多缝耗能装置的承载力-变形关系,建立装配式梁柱节点的简化分析模型,并通过试验结果验证了其准确性,可为后续研究装配式RC框架结构的抗震性能和工程分析设计奠定基础。

关键词：装配式混凝土结构可恢复预制RC梁柱节点抗震性能多缝耗能装置损伤可控

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柱头科斗栱偏心受压性能试验研究及有限元分析

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建筑结构学报 2022年第12期43卷 199-209页

作者：薛建阳梁譞文宋德军吴晨伟西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究竖向偏心荷载对柱头科斗栱受力性能的影响,对3个柱头科斗栱足尺试件进行不同偏心率下的竖向加载试验,得到了斗栱的破坏形态、刚度退化和变形能力。轴心受压破坏模式主要是大斗的压溃和正心瓜栱与单翘的劈裂,偏心受压时大斗和平板... 详细信息

为研究竖向偏心荷载对柱头科斗栱受力性能的影响,对3个柱头科斗栱足尺试件进行不同偏心率下的竖向加载试验,得到了斗栱的破坏形态、刚度退化和变形能力。轴心受压破坏模式主要是大斗的压溃和正心瓜栱与单翘的劈裂,偏心受压时大斗和平板枋出现明显的转动,造成斗栱的抗压刚度与承载力降低。采用ABAQUS有限元软件对3种偏心率的斗栱进行有限元分析,模拟结果与试验结果吻合较好。在此基础上,对斗栱进行了参数分析,研究了竖向荷载偏心率,木材的抗压强度、弹性模量和摩擦系数对其受力性能的影响。结果表明:竖向荷载的偏心率越大,则斗栱的转动角度越大,其承载力越低;当偏心率为0.3时,斗栱的承载力比轴心受压时降低了41.64%;进入塑性阶段后,偏心受压斗栱的刚度退化较显著;随木材顺纹抗压强度和顺纹弹性模量的增加,斗栱的竖向承载力提高;木材的摩擦系数越大,斗栱产生的竖向位移越小。

关键词：木结构古建筑柱头科斗栱静力试验有限元分析破坏模式偏心受压性能

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多层组合框架子结构抗倒塌性能研究及提升策略

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建筑结构学报 2022年第6期43卷 128-141页

作者：谭政钟炜辉郑玉辉孟宝宋晓燕西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究多层组合框架的抗连续倒塌性能,以顶底角钢腹板双角钢连接的三层组合框架子结构为研究对象,通过拟静力试验研究了其在移除中柱工况下的承载能力、破坏模式和变形能力。试验结果表明:子结构在加载过程中呈现多次间断性破坏特征,具... 详细信息

为研究多层组合框架的抗连续倒塌性能,以顶底角钢腹板双角钢连接的三层组合框架子结构为研究对象,通过拟静力试验研究了其在移除中柱工况下的承载能力、破坏模式和变形能力。试验结果表明:子结构在加载过程中呈现多次间断性破坏特征,具体表现为受拉角钢断裂,进而腹板螺栓孔发生承压破坏;通过对子结构内力发展和抗力机制的转换过程进行分析,定量得到了各层不同机制对总抗力的贡献,发现整个加载过程中各层抗力表现出一定差异。基于ABAQUS软件采用多尺度建模方法对多层框架子结构进行抗连续倒塌数值模拟,通过与试验结果对比验证了该简化建模方法的正确性。在此基础上,进一步分析了组合楼板对结构抗倒塌性能的影响,结果表明,组合楼板的存在使得结构在梁机制阶段和悬链线机制阶段的峰值荷载分别提高了54%和117%;通过3种形式加劲肋对顶底角钢节点进行加强,使得多层组合框架子结构首次断裂时荷载分别提高了53%,69%和74%。

关键词：连续倒塌多层组合框架子结构静力试验多尺度建模组合效应性能提升

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填充正交胶合木剪力墙板的胶合木框架抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第11期43卷 140-150页

作者：薛建阳任国旗袁振王鹏飞西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究胶合木框架及其填充正交胶合木(CLT)剪力墙板后结构的抗震性能,按照1∶1.5的缩尺比,设计并制作了1个单层单跨胶合木纯框架试件和4个具有不同设计参数的单层单跨胶合木框架-CLT剪力墙板试件,对其进行低周往复加载试验,得到了5个试... 详细信息

为研究胶合木框架及其填充正交胶合木(CLT)剪力墙板后结构的抗震性能,按照1∶1.5的缩尺比,设计并制作了1个单层单跨胶合木纯框架试件和4个具有不同设计参数的单层单跨胶合木框架-CLT剪力墙板试件,对其进行低周往复加载试验,得到了5个试件的破坏形态、荷载-位移滞回特性、刚度退化、耗能和变形能力等抗震性能指标,分析了胶合木框架与CLT剪力墙板的抗侧协同工作机理。结果表明:胶合木纯框架侧向变形较大,节点区出现明显的剪切裂缝,梁端节点破坏程度明显大于柱脚节点。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的抗侧承载力得到较大幅度提高,框架节点的破坏程度得到显著改善,结构的耗能能力明显增强;CLT剪力墙板中开设的洞口类型及尺寸对其破坏方式和破坏程度产生影响。增设门洞、窗洞和无洞口CLT剪力墙板试件较纯框架试件的弹性抗侧刚度分别提高966%、1147%和1310%;随着CLT剪力墙板跨高比的增加,试件的承载能力和刚度均有一定的提升。填充CLT剪力墙板后胶合木框架的弹塑性层间位移角介于0.028~0.044;从加载开始至试件破坏,CLT剪力墙板承担的侧向荷载超过50%。

关键词：胶合木框架 CLT剪力墙板低周往复加载试验协同工作抗震性能

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基于机器学习的受压混凝土氯离子传输预测模型

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建筑结构学报 2025年第4期46卷 198-209页

作者：郭冰冰陈楠李京钊王艳张永利牛荻涛西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055 西安建筑科技大学材料科学与工程学院陕西西安710055

机器学习预测模型已逐渐成为研究混凝土氯离子传输性能的重要方法,目前尚未考虑到荷载对氯离子传输的影响,为此建立了荷载作用下混凝土氯离子传输的机器学习预测模型。基于已有的试验研究,建立了包含2 458个样本的数据库。通过开展6种... 详细信息

机器学习预测模型已逐渐成为研究混凝土氯离子传输性能的重要方法,目前尚未考虑到荷载对氯离子传输的影响,为此建立了荷载作用下混凝土氯离子传输的机器学习预测模型。基于已有的试验研究,建立了包含2 458个样本的数据库。通过开展6种机器算法预测模型性能的评估,发现基于XGBoost算法的机器学习模型更适用于受压混凝土中氯离子传输的机器学习预测。进而,将SHAP方法与XGBoost算法结合,开展了受压混凝土中氯离子传输机器学习预测结果的可解释性分析。结果表明:应力荷载水平对于混凝土中氯盐侵蚀的影响仅次于暴露时间;氯离子侵蚀速率随着压应力水平的增大呈现先降低后升高的趋势;相较于Fick第二定律的解析模型,所建立的机器学习模型能够准确地呈现出氯离子浓度峰值的位置,可更好地预测混凝土中氯离子传输行为。

关键词：受压混凝土氯离子传输机器学习应力水平可解释性

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