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壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点抗震性能研究及设计建议

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建筑结构 2024年第6期54卷 1-9页

作者：李露郝际平薛强樊春雷黄育琪杜智洋西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建筑科技大学结构与抗震教育部重点实验室西安710055 西安建大装配式钢结构研究院有限公司西安710055

以壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点为研究对象,进行两个足尺试件的拟静力试验,分析节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线,并研究节点承载力、延性、耗能能力和刚度退化等指标。试验结果表明:试件破坏模式分别为侧板外梁端形成塑... 详细信息

以壁式钢管混凝土柱-钢梁嵌入式双侧板节点为研究对象,进行两个足尺试件的拟静力试验,分析节点的破坏模式、滞回曲线、骨架曲线,并研究节点承载力、延性、耗能能力和刚度退化等指标。试验结果表明:试件破坏模式分别为侧板外梁端形成塑性铰、节点核心区侧板开裂及轻微鼓曲;试件滞回曲线稳定饱满,曲线呈现梭形,试件延性系数为3.11~3.53,等效黏滞阻尼系数大于0.4,具有良好的耗能能力;刚度退化较稳定,具备较好的抗侧能力。在验证有限元模型合理的基础上,通过有限元变参分析此类节点的滞回性能,结果表明:增加侧板厚度或侧板外伸长度可提高嵌入式双侧板节点的承载力及延性。最后结合试验和有限元变参分析结果,针对此类节点提出设计建议。

关键词：壁式钢管混凝土柱嵌入式双侧板节点拟静力试验抗震性能有限元变参分析

基于EtherCAT总线的空间结构点阵自动同步加载系统研发

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土木工程学报 2024年第1期57卷 10-25,82页

作者：郝际平黄育琪孙晓岭赵敏薛强樊春雷李存良卜延渭刘鹏飞西安建筑科技大学陕西西安710055 陕西建工控股集团未来城市创新科技有限公司陕西西安710116 陕西建工机械施工集团有限公司陕西西安710032 博世力士乐(西安)电子传动与控制有限公司陕西西安710018

大型空间结构试验通常具有加载点数量多、覆盖面积广、加载工况较多的特点,传统的加载方法很难兼顾成本适宜、安全高效。该文提出了一种新型空间结构点阵自动同步加载系统,该加载系统采用水作为试验载荷,应用实时工业以太网EtherCAT总... 详细信息

大型空间结构试验通常具有加载点数量多、覆盖面积广、加载工况较多的特点,传统的加载方法很难兼顾成本适宜、安全高效。该文提出了一种新型空间结构点阵自动同步加载系统,该加载系统采用水作为试验载荷,应用实时工业以太网EtherCAT总线技术,可实现任意比例下多点同步精确加载。加载系统的控制模块、数据采集模块和加载容器可根据试验需要在控制总线上无限挂载和自由分布,具有通用性强、自动化程度高、安全高效、加载耗材清洁廉价的特点。该文详细介绍了该加载系统的原理与组成,以及EtherCAT总线主从式结构下主站和从站的具体实现,并将其应用于马鞍形正交索网结构承载力试验,整个加载过程中荷载稳步匀速增长、数值稳定准确,验证了该加载系统的可行性和准确性。

关键词：空间结构加载装置 EtherCAT总线控制验证

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联肢弯剪型钢板剪力墙抗震性能试验研究

建筑钢结构进展 2024年第4期26卷 10-19页

作者：郝际平兰芮田炜烽薛强李生辉樊春雷徐坤朱邵辉王洪臣西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 西安建大装配式钢结构研究院有限公司西安710055 中建科工集团有限公司广东深圳518000 中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018

联肢钢板剪力墙结构是将2片钢板剪力墙通过钢连梁连接形成的抗侧力结构。通过对1榀1/3缩尺的4层联肢弯剪型钢板剪力墙试件进行低周往复加载试验,从滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力及刚度退化、耗能能力等方面研究了该结构体系的抗震性... 详细信息

联肢钢板剪力墙结构是将2片钢板剪力墙通过钢连梁连接形成的抗侧力结构。通过对1榀1/3缩尺的4层联肢弯剪型钢板剪力墙试件进行低周往复加载试验,从滞回曲线、骨架曲线、延性、承载力及刚度退化、耗能能力等方面研究了该结构体系的抗震性能,并且对试件的屈服顺序和变形模式进行了分析。结果表明:联肢钢板剪力墙试件的延性系数达到5.03,承载力退化系数均大于0.96,承载力和刚度退化稳定,等效黏滞阻尼系数达到0.25以上,表明联肢弯剪型钢板剪力墙具有优越的抗震性能。加载过程中,连梁先于墙板发生屈服,墙板先屈曲后屈服,此后柱脚和横梁相继屈服。连梁的引入改变了结构的屈服机制,提高了整体的延性和耗能能力,能够组成多道抗震防线,且试件整体最终也体现出合理的破坏机制。整体侧移曲线呈弯剪变形模式。该试验研究更加贴合实际工程中联肢钢板剪力墙结构的应用情况,为联肢钢板剪力墙结构的进一步研究和应用提供了试验基础。

关键词：联肢钢板剪力墙低周往复加载试验抗震性能屈服机制变形模式

西安国际足球中心索网结构缩尺模型静载试验研究

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建筑钢结构进展 2024年

作者：闫鹏飞李存良刘博东郝际平袁鑫贾子文 1.西安建筑科技大学土木工程学院 2.陕西建工控股集团有限公司 3.陕西建工机械施工集团有限公司西安建筑科技大学土木工程学院陕西建工控股集团有限公司陕西建工机械施工集团有限公司

为了研究索网结构静力荷载下的内力和变形特点，按照1:10比例设计和制作了西安国际足球中心的缩尺模型试件，采用新型空间结构水重力点阵加载系统逐级控制加载和DACS-Measure现场测量系统，分别对该模型上半跨、右半跨及全跨进行了分级... 详细信息

为了研究索网结构静力荷载下的内力和变形特点，按照1:10比例设计和制作了西安国际足球中心的缩尺模型试件，采用新型空间结构水重力点阵加载系统逐级控制加载和DACS-Measure现场测量系统，分别对该模型上半跨、右半跨及全跨进行了分级静力加载试验。试验结果表明：新型空间结构点阵自动同步加载系统能实现任意比例、多点同步精确加载，普遍适用于各类空间结构加载试验；在不同加载模式下，索网竖向变形随荷载增加均基本呈现线性变化，且最大变形发生在索网洞口边缘处；上半跨载荷、右半跨载荷及全跨载荷下索力最大位置均位于索网中轴偏右位置处。研究成果可为我国以后此类索网结构的加工制造及施工应用提供技术参考。

关键词：索网结构马鞍形双曲面缩尺模型试验研究加载装置

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郝际平:人民已不再局限于有房住

中国建筑金属结构 2021年第3期 12-14页

作者：郝际平中国建筑金属结构协会

过去一年,在新中国历史上极不平凡。面对突如其来的新冠肺炎疫情、世界经济深度衰退等多重困难的严重冲击,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全国人民团结一心顽强拼搏,疫情防控取得重大胜利,在全球主要经济体中唯一实现经济正增... 详细信息

过去一年,在新中国历史上极不平凡。面对突如其来的新冠肺炎疫情、世界经济深度衰退等多重困难的严重冲击,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,全国人民团结一心顽强拼搏,疫情防控取得重大胜利,在全球主要经济体中唯一实现经济正增长,为“十四五”开局奠定了坚实的基础。为了进一步落实好“十四五”规划,在今年的“两会”上,中国建筑金属结构协会参会的代表们纷纷献言献策,针对老旧小区改造、节能门窗、清洁供暖、低能耗建筑、乡村振兴等行业关心的热点问题提出了自己的建议。

关键词：乡村振兴疫情防控低能耗建筑新中国历史节能门窗主要经济体清洁供暖老旧小区改造

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FRP-钢复合板剪力墙力学性能试验研究

土木工程学报 2023年第9期56卷 1-14页

作者：郝际平冯啸天于金光西安建筑科技大学陕西西安710055

为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏... 详细信息

为进一步提高钢板剪力墙的力学性能,文章将纤维增强复合材料(FRP)引入钢板剪力墙结构体系中,形成一种FRP-钢复合板剪力墙结构。复合板提升的拉力场效应,增加墙-框连接节点的设计难度,受剪墙板在框架-墙板连接节点部位容易发生局部破坏。为解决这一问题,提出增强复合板螺栓连接节点抗剪设计与构造方法,并通过9个复合板螺栓连接节点抗剪试验,探究复合板螺栓连接的破坏模式,验证设计方法的有效性。为验证采用增强复合板螺栓连接节点的FRP-钢复合板剪力墙的抗震性能,完成2个1/3缩尺的单层单跨钢板剪力墙试件的拟静力试验,墙板分别采用复合板和纯钢板,为充分发挥FRP的受拉承载能力,在钢板两侧沿对角度方向各粘贴一层单向CFRP纤维布,两层布的纤维相反方向布置,在墙-框节点连接区采用增强复合板螺栓连接节点,通过对比探究复合板剪力墙的抗震性能指标、破坏顺序和破坏模式。研究表明,墙-框复合板螺栓连接节点铺设CFRP能够提高节点抗剪承载能力,其中增设CFRP 90°铺层能够改善只有45°铺层复合板承载力的突降,提高节点的延性。复合板剪力墙表现出明显的三阶段受力特征:弹性阶段(阈值层间位移角0.4%),前期承载力由弹性模量控制,随后逐渐转变为屈曲强度控制,提升作用随位移增大逐渐降低;塑性阶段(阈值层间位移角1.5%),FRP对钢板的承载力和刚度实现明显的增强作用,呈现上升趋势,同时提升了钢板墙的耗能能力,控制了墙板的面外变形,承载力最大提升30%,刚度最大提升31%;破坏阶段(阈值层间位移角3%),FRP对钢板的承载力和刚度提升作用逐渐降低,随后FRP断裂,复合板剪力墙退化为纯钢板剪力墙结构。

关键词： FRP-钢复合板剪力墙螺栓连接节点抗剪承载力抗震性能设计方法

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单边螺栓发展现状与展望

工程力学 2024年

作者：郝际平曲凯薛强孙晓岭徐坤方春生 1.西安建筑科技大学土木工程学院 2.西安建筑科技大学设计研究总院有限公司 3.中建科工集团有限公司 4.中建钢构股份有限公司

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺... 详细信息

为了使闭口截面柱和梁之间的连接更加高效，诸多类型可实现单侧安装和单侧紧固的单边螺栓得以开发和应用，这些单边螺栓在组成、安装方式、紧固机制以及受力机理等方面各有特点。本文共对22种单边螺栓进行了调研，根据紧固机制将单边螺栓分为2个大类和5个小类。对每种单边螺栓的组成、安装方式和紧固机理进行了详细的叙述，同时对部分重要单边螺栓的发展脉络和受力性能研究进行了梳理；对单边螺栓和高强度螺栓受力性能的量化对比表明目前仅有少部分单边螺栓的受力性能可以达到高强度螺栓的水平。在此基础上，对单边螺栓的发展和研究方向提出了展望，以期为单边螺栓在建筑结构领域的工程实践提供参考。

关键词：装配式钢结构单边螺栓闭口截面紧固机制力学性能环槽铆钉

考虑有效混凝土强度的中空夹层钢管混凝土短柱轴压性能研究

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工程力学 2023年

作者：闫西峰郝际平赵衍刚北京工业大学城市建设学部西安建筑科技大学土木工程学院神奈川大学建筑工程系西安建筑科技大学结构与抗震教育部重点实验室

随着混凝土强度的提高，因为混凝土的脆性导致其强度折减而降低利用效率。然而，现存的中空夹层钢管混凝土(CFDST)柱数值分析模型并没有考虑混凝土强度的折减效应，导致这些模型在分析高强度混凝土填充CFDST柱的性能时出现较大的离散性... 详细信息

随着混凝土强度的提高，因为混凝土的脆性导致其强度折减而降低利用效率。然而，现存的中空夹层钢管混凝土(CFDST)柱数值分析模型并没有考虑混凝土强度的折减效应，导致这些模型在分析高强度混凝土填充CFDST柱的性能时出现较大的离散性，从而影响实际工程设计。为了更加有效和准确地分析CFDST柱的力学性能，本文建立了考虑有效混凝土强度的CFDST轴压短柱纤维单元分析模型，同时，一个考虑混凝土脆性对混凝土强度影响的强度折减系数被引入在该模型中。进一步，通过对比作者的前期试验结果和收集的试验数据，以及现有的纤维单元分析模型，验证了本文提出的纤维单元分析模型具有较高的预测精度。基于验证的纤维单元分析模型，研究了各柱子参数对CFDST柱轴压性能的影响，结果发现：混凝土强度、空心率、外钢管屈服强度和外(内)钢管径厚比影响CFDST柱的承载力和延性，而内钢管屈服强度仅影响CFDST柱的承载力而对延性几乎没有影响。最后，基于试验和数值分析结果，提出了CFDST柱轴压承载力计算公式，并与试验和数值结果吻合较好。

关键词：中空夹层钢管混凝土纤维梁单元模型折减效应短柱承载力

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考虑多因素影响的圆竹抗压强度分级与预测

建筑结构学报 2022年第11期43卷 158-167页

作者：田黎敏申国臣寇跃峰郝际平石宇西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 重庆大学土木工程学院重庆400045

为研究影响圆竹抗压强度指标的因素及其预测方法,基于外径、壁厚、椭圆度、锥度、密度及含水率等多因素下毛竹抗压强度的统计数据,利用线性回归方法分析抗压强度与各影响因素的关系,继而对圆竹进行基于目标因素的抗压强度分级,最后建立... 详细信息

为研究影响圆竹抗压强度指标的因素及其预测方法,基于外径、壁厚、椭圆度、锥度、密度及含水率等多因素下毛竹抗压强度的统计数据,利用线性回归方法分析抗压强度与各影响因素的关系,继而对圆竹进行基于目标因素的抗压强度分级,最后建立多影响因素下的抗压强度非线性预测方法。研究结果表明:外径与壁厚具有相关性,可采用二次多项式函数表征;为避免因素间的相互影响,提出“分区间线性拟合法”;抗压强度与外径、壁厚、密度、含水率具有较强的相关性,与椭圆度、锥度的相关性较弱;分级后的抗压强度标准值与设计值兼顾了效率与安全水平,可应用于实际工程;转化模型最佳优化方法可实现竹材抗压强度在无损条件下的准确预测,可用于工程设计。

关键词：圆竹抗压强度影响因素线性回归分级预测