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支管轴压下高强钢圆管X形节点的承载力计算公式

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同济大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 49-58,85页

作者：宁鹏童乐为朱小利同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092 上海中侨职业技术大学建筑工程学院上海201514

研究了支管受压的Q460、Q690、Q960高强钢圆管X形节点的静力性能。采用经试验数据验证的有限元模型进行节点有限元参数分析,研究高强钢牌号、支管与主管外径之比(β)、主管外径与其管壁厚度之比(2γ)、主管轴向应力比(n)对节点性能的影... 详细信息

研究了支管受压的Q460、Q690、Q960高强钢圆管X形节点的静力性能。采用经试验数据验证的有限元模型进行节点有限元参数分析,研究高强钢牌号、支管与主管外径之比(β)、主管外径与其管壁厚度之比(2γ)、主管轴向应力比(n)对节点性能的影响;与有限元参数分析和文献中试验结果对比,评价我国钢结构设计标准计算公式的适用性。结果表明,节点发生主管塑性破坏,节点承载力多由主管局部变形限值(3%主管外径)确定;多数情况下钢结构设计标准计算公式高估了高强钢圆管X形节点的承载力;主管受到压力或较大拉力时均会降低节点承载力。最后,针对不同钢材牌号的圆管X形节点给出了建议的2γ范围。基于主管塑性破坏,提出了考虑高强钢屈服强度、主管拉压效应的圆管X形节点承载力计算公式。

关键词：高强钢系列圆管X形节点有限元分析主管拉压效应承载力

电弧增材制造螺栓连接剪切破坏模式与承载力研究

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 153-163页

作者：刘芸怡叶俊孙博超赵唯坚夏亮浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310014 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310028

电弧增材制造(WAAM)因具有合理的打印精度、较低的时间成本以及可生产大型复杂形状结构等优点,逐渐成为建筑行业一种有潜力的制造工艺。为了研究由于制造工艺和材料性能的差异引起的WAAM螺栓连接的基本力学性能差异和对WAAM钢的材料性... 详细信息

电弧增材制造(WAAM)因具有合理的打印精度、较低的时间成本以及可生产大型复杂形状结构等优点,逐渐成为建筑行业一种有潜力的制造工艺。为了研究由于制造工艺和材料性能的差异引起的WAAM螺栓连接的基本力学性能差异和对WAAM钢的材料性能和螺栓连接的力学性能进行试验研究。共制作了24个不同打印方向的材性拉伸试件和72个不同尺寸、剪切面数与打印方向的WAAM螺栓连接试件。采用三维激光扫描技术测量试件尺寸,并进行静力拉伸试验和剪切试验。分析WAAM螺栓连接的破坏模式和承载力,研究打印方向对试验结果的影响。通过比较螺栓连接的破坏模式和承载力,进一步研究已有规范及文献计算方法对WAAM螺栓连接的适用性。结果表明:拉伸试件和螺栓连接试件在试验中均呈现各向异性现象,承载力的差异分别达到了10%和20%,材料各向异性对破坏模式产生了一定影响,导致有40%的具有相似尺寸但打印方向不同的成对试件呈现不同的破坏模式;由于WAAM钢材具有各向异性的特性及现有设计方法中未考虑倾斜承压破坏和端部撕裂两种破坏模式,使得现有规范无法准确预测WAAM螺栓连接的破坏模式和承载力。

关键词：螺栓连接电弧增材制造金属3D打印破坏模式设计方法承载力

基于改进模拟退火-粒子群的配电网分布式光伏承载力评估

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浙江大学学报（工学版） 2024年第6期58卷 1255-1265页

作者：门茂琛赵睿张金帅王鹏张庆郑州大学综合设计研究院有限公司河南郑州450001 郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052

大规模分布式光伏并网给中压配电网带来严重功率反送,导致中压配电网出现节点电压越限和配电变压器反向过载问题.以系统潮流平衡、节点电压偏差、配电变压器反向负载率和线路载流量为约束条件,以分布式光伏并网容量与系统网络损耗之差... 详细信息

大规模分布式光伏并网给中压配电网带来严重功率反送,导致中压配电网出现节点电压越限和配电变压器反向过载问题.以系统潮流平衡、节点电压偏差、配电变压器反向负载率和线路载流量为约束条件,以分布式光伏并网容量与系统网络损耗之差的分布式光伏等效并网容量为目标函数,建立中压配电网分布式光伏承载力评估模型,并提出改进模拟退火-粒子群(SA-PSO)算法.对IEEE33系统和实际中压配电网进行分布式光伏承载力计算,结果表明,所建立的分布式光伏承载力评估模型适用于中压配电网节点电压稳定性与配电变压器安全运行问题评估;相较于其他算法,改进SA-PSO算法提高了评估模型计算的收敛速度与寻优能力,在相同约束条件限值下,所得线路分布式光伏承载力更高,且系统网络损耗更低.

关键词：分布式光伏中压配电网电压越限反向过载承载力改进模拟退火-粒子群算法

多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点承载力计算方法

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吉林大学学报（工学版） 2024年第4期54卷 1058-1064页

作者：邸振勇张勇西南大学审计处重庆400715 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082

针对目前梁柱刚性连接耐震型节点承载力研究过于片面的问题,提出多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点承载力计算方法。该方法设计筑梁柱刚性连接耐震型节点核心区仅添加钢纤维、仅添加箍筋和同时添加钢纤维与箍筋3种类型,并依据钢纤维体... 详细信息

针对目前梁柱刚性连接耐震型节点承载力研究过于片面的问题,提出多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点承载力计算方法。该方法设计筑梁柱刚性连接耐震型节点核心区仅添加钢纤维、仅添加箍筋和同时添加钢纤维与箍筋3种类型,并依据钢纤维体积率和箍筋率不同制作9个试件,以该9个试件为试验对象,设计试验加载方案和测点分布后,利用有限元软件构建多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点试件模型,并利用该模型模拟其试验加载方案,同时通过计算多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点试件的T型钢抗弯承载力、螺栓承载力以及柱翼缘承载力等实现多高层建筑梁柱刚性连接耐震型节点计算。试验结果表明:本文方法计算梁柱刚性连接耐震型节点钢腹板承载力与其实际承载力数值吻合度极高,计算结果较为精准;可有效计算不同核心区添加钢纤维、箍筋等试件的受剪承载力、受弯承载力,同时利用有限元云图可清楚呈现梁柱刚性连接耐震型节点不同承载力分布情况。

关键词：多高层建筑建筑梁柱耐震型节点承载力有限元加载方案

预应力撑杆构件交互屈曲与承载力智能估计方法

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建筑钢结构进展 2024年第6期26卷 12-21+44页

作者：毋凯冬李国强常好诵邢哲中冶建筑研究总院有限公司同济大学土木工程学院河海大学土木与交通学院

预应力撑杆构件造型优美、省材高效，但由于其柔度较大，易产生多个屈曲模态交互耦合即“交互屈曲”模式的破坏，且交互屈曲对其极限承载力、屈曲性能影响显著。研究了交互屈曲对预应力对称、不对称撑杆构件在轴压、压弯作用下屈曲性能... 详细信息

预应力撑杆构件造型优美、省材高效，但由于其柔度较大，易产生多个屈曲模态交互耦合即“交互屈曲”模式的破坏，且交互屈曲对其极限承载力、屈曲性能影响显著。研究了交互屈曲对预应力对称、不对称撑杆构件在轴压、压弯作用下屈曲性能、极限承载力的影响，并据此采用基于回归算法的人工神经网络（ANN）建立了其极限承载力估计模型。研究结果表明，对于预应力撑杆构件，模态交互易造成不稳定后屈曲，且对其极限承载力有显著的削弱效应；该削弱效应是否会产生影响由结构几何参数与参与交互的模态屈曲荷载决定，其削弱程度受结构撑杆不对称性、预应力水平影响；所建立的极限承载力ANN预测模型可考虑交互屈曲的影响，且准确、可靠、适用范围广泛。研究可为后续开发预应力撑杆构件智能设计软件平台提供基础，满足工程设计的需求。

关键词：预应力撑杆构件有限元分析机器学习交互屈曲承载力人工神经网络

基于拉丁超立方抽样的高大模板支撑体系承载力有限元分析

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沈阳建筑大学学报(自然科学版) 2024年第3期40卷 461-469页

作者：陆征然于珈郦路林翰林志浩孙杨沈阳建筑大学土木工程学院沈阳建筑大学管理学院沈阳建筑大学交通与测绘工程学院

目的研究不同缺陷构配件下高大模板支撑体系承载性能的变化，为高大模板支撑体系的布置、构配件的搭配及使用提供指导，以预防和减少其在实际工程中的坍塌事故。方法基于拉丁超立方抽样，考虑构配件缺陷对三种搭设参数模板支撑体系承... 详细信息

目的研究不同缺陷构配件下高大模板支撑体系承载性能的变化，为高大模板支撑体系的布置、构配件的搭配及使用提供指导，以预防和减少其在实际工程中的坍塌事故。方法基于拉丁超立方抽样，考虑构配件缺陷对三种搭设参数模板支撑体系承载性能的影响，随机取线性屈曲分析中一阶屈曲承载力的0.1%～0.2%作为假想水平力，对构配件性能缺陷进行有限元分析，探究不同搭设参数下支撑体系承载力及失稳模式。结果 SPR对承载力的影响大于D和t,并且双因素耦合对承载力的影响大于单因素。立杆步距的变化对支撑体系承载力的影响大于立杆间距。随着影响因素耦合数量的增加，步距对支撑体系承载性能的影响也会随之增大。结论支撑体系搭设过程中将存在缺陷的构配件使用时分散排布，可以防止高大模板支撑体系整体失稳倒塌。

关键词：高大模板支架初始缺陷因素耦合随机有限元承载力

来源：博看期刊

多规范视阈下扣件式钢管支撑体系稳定承载力数值模拟分析

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2024年第2期40卷 302-312页

作者：贾世龙谢建坤姚明乐陈忠良孙磊沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168 中建三局集团(深圳)有限公司广东深圳518129 沈阳万科企业有限公司辽宁沈阳110062 中国建筑第八工程局有限公司东北分公司辽宁大连116000

目的研究多个相关规范关于模架支撑体系的构造差异,分析不同构造形式对扣件式钢管支撑体系的力学性能影响,为架体优化设计和工程应用提供借鉴。方法基于ANSYS有限元分析软件,建立有限元模型进行数值模拟,通过改变支撑体系扫地杆的位... 详细信息

目的研究多个相关规范关于模架支撑体系的构造差异,分析不同构造形式对扣件式钢管支撑体系的力学性能影响,为架体优化设计和工程应用提供借鉴。方法基于ANSYS有限元分析软件,建立有限元模型进行数值模拟,通过改变支撑体系扫地杆的位置、横杆步距、立杆纵横向间距、自由端长度、架体高宽比及剪刀撑布设等构造参数,对比不同构造形式的支撑体系稳定承载力数值和杆件内力分布,研究相关构造因素对架体安全性的影响。结果构造形式对扣件式钢管支撑体系的稳定承载力及位移变形的影响显著;依照不同规范的设计方法,相同的支撑体系力学计算结果差异明显。结论扫地杆高度在0.4 m以下、步距1.8 m以内、纵横向立杆间距1.5 m以下、自由端高度0.8 m以下、高宽比不超过2或者增强剪刀撑布设能有效提高支撑体系的稳定承载力和安全性;在支撑体系荷载标准值确定、荷载组合方式选取及立杆稳定性验算方面宜优先选用《建筑施工模板安全技术规范》(JGJ162-2008)和《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)执行;扫地杆、横杆步距、立杆自由端长度和剪刀撑布设以《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》(JGJ130-2011)为宜;对于超过8m的高支模,《建筑施工脚手架安全技术统一标准》(GB51210-2016)的安全储备更高。

关键词：支撑体系构造因素安全性承载力

火灾下双钢管混凝土复合短柱的性能与承载力计算方法

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建筑科学与工程学报 2024年第1期41卷 128-137页

作者：杨青天多飞张晋川侯立群陈适才北京工业大学土木工程系北京100124 中铁建设集团有限公司北京100040

为研究双钢管混凝土复合短柱的耐火性能,建立了双钢管混凝土复合短柱精细化数值模型,在类似构件试验成果验证的基础上,开展其高温反应规律和耐火性能影响因素研究;全面分析了内管径厚比、外管径厚比、内外管直径比等参数的影响,以及不... 详细信息

为研究双钢管混凝土复合短柱的耐火性能,建立了双钢管混凝土复合短柱精细化数值模型,在类似构件试验成果验证的基础上,开展其高温反应规律和耐火性能影响因素研究;全面分析了内管径厚比、外管径厚比、内外管直径比等参数的影响,以及不同截面组合形式(内圆外圆、内方外圆和内圆外方)双钢管混凝土短柱的耐火极限。基于热传导分析理论推导双钢管混凝土短柱截面的温度场分布公式,并根据有限元模拟结果对公式进行修正;最后基于温度等效原理进一步提出了火灾条件下双钢管混凝土短柱截面温度场的简化计算公式和承载力计算方法。结果表明:双钢管混凝土复合短柱具有较好的耐火性能,在直径不变时增大内钢管的厚度以及在厚度不变时增加内钢管的直径都有利于耐火极限的提高;在荷载作用和含钢率相同的条件下,不同截面组合形式的双钢管混凝土短柱耐火极限相差不大,但总体上双圆钢管混凝土短柱的耐火性能偏优;提出的温度场简化计算公式和基于等效温度的承载力计算方法与有限元结果相对误差都在15%以内。

关键词：双钢管混凝土复合短柱温度场耐火极限简化计算公式承载力

钢管混凝土柱-梁贯通式RECC环梁节点抗弯承载力计算方法

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工程力学 2024年

作者：董冰清张烁许荔王尚雨山东建筑大学建筑结构改造与地下空间工程重点实验室济南历信置业有限公司东南大学土木工程学院

梁贯通式环梁节点作为连接钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的一种节点形式，充分发挥了环梁节点传力机制明确的优势，减少了焊接施工耗材与耗时。但由于混凝土的脆性，普通钢筋混凝土环梁节点在弯剪扭复合受力状态下开裂严重，降低了节点的... 详细信息

梁贯通式环梁节点作为连接钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁的一种节点形式，充分发挥了环梁节点传力机制明确的优势，减少了焊接施工耗材与耗时。但由于混凝土的脆性，普通钢筋混凝土环梁节点在弯剪扭复合受力状态下开裂严重，降低了节点的承载力。为提高环梁节点的受力性能，进一步优化环梁节点配置，本文基于一种新型的钢筋增强超高延性水泥基复合材料（Reinforced Engineered Cementitious Composite，简称RECC）环梁节点，研究了其抗弯性能并提出了相应的抗弯承载力计算方法。基于极限平衡法对节点的受力机理及各组份的作用进行了分析，通过在选定的控制截面上对ECC破坏阶段的应力、应变过程分析，对ECC的贡献进行了定量计算。继而综合框架梁纵筋、环梁环筋和箍筋的抗弯承载力，提出了钢管混凝土柱-梁贯通式RECC环梁节点的抗弯承载力计算模型。在此基础上，通过简化控制面进一步提出了该节点面向工程实际的抗弯承载力简化计算方法。最后，将两种破坏形态的试验及有限元结果与理论公式进行比对，结果吻合较好，且试验值与理论值的误差较小，证明所提出的承载力计算模型具有一定的可靠性和理论意义。

关键词：超高延性水泥基复合材料(ECC) 环梁节点钢管混凝土柱抗弯性能承载力