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钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件性能研究

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北方交通 2024年第6期 23-27页

作者：邹磊堂康晶李华钰王建超中国建筑上海设计研究院有限公司辽宁分公司沈阳市110000 沈阳市市政工程设计研究院有限公司沈阳市110015 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳市110168

为提高废弃骨料利用率,增加再生混凝土强度,文章对钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件的性能展开研究。选取含钢率、钢材屈服强度、再生大骨料强度、自密实混凝土强度等影响因素,绘制不同影响因素下钢管再生大骨料自密实混凝土构件的N-... 详细信息

为提高废弃骨料利用率,增加再生混凝土强度,文章对钢管再生大骨料自密实混凝土压弯构件的性能展开研究。选取含钢率、钢材屈服强度、再生大骨料强度、自密实混凝土强度等影响因素,绘制不同影响因素下钢管再生大骨料自密实混凝土构件的N-M相关曲线。研究结果表明:增加含钢率和钢材屈服强度,会使曲线与坐标轴所围面积增大,界限破坏点随之增大;再生大骨料强度与自密实混凝土强度在大偏心受压阶段产生的影响效果减弱。基于研究数据,推导得出钢管再生大骨料自密实混凝土构件N-M相关方程的理论计算公式。

关键词：压弯构件影响因素界限破坏理论计算

不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定性能研究

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建筑结构学报 2023年第6期44卷 160-171页

作者：冉红东简良雄马云美孙瑶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 西交利物浦大学土木工程系江苏苏州215123

为研究S30408(EN1.4301)不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴的面内稳定性能,对18个中长柱进行偏心加载试验,分析其绕弱轴的失稳破坏模态和面内稳定承载力。试验前测量试件初始几何缺陷、荷载初偏心及截面残余应力分布。采用有限元软件ABAQUS... 详细信息

为研究S30408(EN1.4301)不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴的面内稳定性能,对18个中长柱进行偏心加载试验,分析其绕弱轴的失稳破坏模态和面内稳定承载力。试验前测量试件初始几何缺陷、荷载初偏心及截面残余应力分布。采用有限元软件ABAQUS建立不锈钢热轧槽钢压弯构件有限元模型,经与试验结果对比验证后开展参数分析,研究了初始几何缺陷及纵向残余应力对不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定性能的影响。基于试验及有限元分析结果对现行规范CECS 410:2015《不锈钢结构技术规程》(简称规范)设计方法进行评估,并提出了改进设计建议。研究结果表明:中长柱的破坏模态均为绕弱轴整体弯曲失稳;按照规范计算得到的不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴面内稳定承载力较试验值总体偏于保守,对于试验及有限元分析结果与规范公式计算结果比值,正偏心工况下为1.31,负偏心工况下(弯矩作用使槽钢翼缘肢尖受拉)为1.21且部分试件偏于不安全;改进的设计方法能较合理地预测不锈钢热轧槽钢压弯构件绕弱轴的面内稳定承载力,对于试验及有限元结果与改进设计方法计算结果比值,正偏心工况下为1.07,负偏心工况下为1.05。

关键词：压弯构件不锈钢热轧槽钢面内稳定静力试验稳定承载力

腹板加劲冷弯薄壁拼合H形钢压弯构件畸变性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第10期43卷 237-248页

作者：何子奇杨光周绪红彭赛清重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点试验室重庆400045

为研究偏心荷载作用下拼合构件的畸变屈曲性能,并评估现行中美规范计算方法适用性,对22个腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱进行受压性能试验,得到了不同柱长、不同开孔位置及个数、不同偏心距以及绕强轴和弱轴弯曲方向的拼合构... 详细信息

为研究偏心荷载作用下拼合构件的畸变屈曲性能,并评估现行中美规范计算方法适用性,对22个腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱进行受压性能试验,得到了不同柱长、不同开孔位置及个数、不同偏心距以及绕强轴和弱轴弯曲方向的拼合构件的破坏模式和承载力。试验结果表明:所有腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱均发生了畸变屈曲或以畸变为主的相关屈曲,畸变半波的分布受孔洞和加劲的影响;绕强轴和绕弱轴偏心方向及偏心距大小对承载力有显著影响。基于现行中美规范计算方法对腹板V形加劲及开孔的冷弯薄壁拼合H形钢柱承载力进行研究,结果表明:计算绕强轴压弯承载力时,按GB 50018—2002《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、JGJ/T 421—2018《冷弯薄壁型钢多层住宅技术标准》以及美国NAS100-16的承载力公式计算结果均偏于安全;计算绕弱轴压弯承载力时,试验结果与按GB 50018—2002和美国NAS100-16的承载力公式计算结果的比值平均值为1.16、1.15,偏于安全且较为合理,与按JGJ/T 421—2018的计算结果的比值平均值为1.66,较为保守,建议拼合构件的双肢可靠连接时,按拼合整体截面计算绕弱轴稳定承载力。

关键词：冷弯薄壁型钢腹板加劲拼合截面压弯构件静力试验畸变屈曲

Q550钢焊接箱形截面压弯构件的局部稳定和屈曲后强度

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土木工程学报 2022年第10期55卷 22-32页

作者：申红侠聂子钧徐凯凯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

通过12个Q550D钢短柱的单向偏压试验,研究高强钢焊接箱形截面压弯构件的局部稳定性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲和中国钢结构设计规范相关公式计算结果相比较,以验证各规范对Q550D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算的... 详细信息

通过12个Q550D钢短柱的单向偏压试验,研究高强钢焊接箱形截面压弯构件的局部稳定性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲和中国钢结构设计规范相关公式计算结果相比较,以验证各规范对Q550D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算的适用性。结果表明,在翼缘宽厚比b/t=27.9~56.1,腹板高厚比h/t=40.5~80.1,偏心距e_(y)=20~50mm,欧洲和中国规范中的相关公式有较高精度,仍然适用于550D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算,而美国规范中相关公式有时偏不安全。

关键词： Q550钢焊接箱形截面压弯构件局部稳定试验研究屈曲后强度

大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件滞回性能研究

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土木工程学报 2022年第1期55卷 75-88页

作者：史艳莉纪孙航王文达张宸范家浩兰州理工大学甘肃兰州730050

为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线... 详细信息

为研究大空心率圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能,对10个圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯试件(8个往复加载和2个单调加载试件)进行试验研究。考察空心率(0.6和0.8)和轴压比(0、0.2、0.4和0.6)对试件的破坏模态、P-Δ关系曲线和滞回性能的影响,并建立数值模型对单调加载的压弯试件的受力机理进行分析,最后讨论了圆锥形中空夹层钢管混凝土压弯构件侧向承载力简化计算方法。研究结果表明,两种空心率试件的破坏形态基本一致,表现为试件下部不同程度的局部破坏;往复压弯试件的P-Δ曲线较为饱满,表现出较好的滞回性能。空心率从0.6增加到0.8对试件的侧向承载力和延性影响较小,两种空心率下的峰值荷载平均相差约3%。随着轴压比增加,试件的极限荷载降低,延性逐渐变差。往复加载试件的强度退化不明显,空心率为0.8的试件刚度退化更显著。试件的平均位移延性系数为3.56,平均黏滞阻尼系数为0.322,表现出较好的耗能能力。当空心率为从0.6增加到0.8,试件的黏滞阻尼系数平均提高15%。

关键词：圆锥形中空夹层钢管混凝土试验研究压弯构件滞回性能大空心率

高强钢焊接箱形截面压弯构件局部稳定试验研究

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建筑结构学报 2023年第1期44卷 96-109页

作者：申红侠徐凯凯聂子钧西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为研究高强钢压弯构件的局部稳定性能,对5个Q460C和5个Q690D钢焊接箱形截面构件进行了单向偏压试验,分析了其破坏形式、局部稳定性能以及承载力;将实测承载力与欧洲规范EN 1993-1、我国标准GB 50017—2017和美国规范ANSI/AISC 360-16相... 详细信息

为研究高强钢压弯构件的局部稳定性能,对5个Q460C和5个Q690D钢焊接箱形截面构件进行了单向偏压试验,分析了其破坏形式、局部稳定性能以及承载力;将实测承载力与欧洲规范EN 1993-1、我国标准GB 50017—2017和美国规范ANSI/AISC 360-16相关公式计算结果相比较,以验证各规范对Q460C钢和Q690D钢焊接箱形截面压弯构件屈曲后强度计算的适用性。研究结果表明:所有高强钢焊接箱形截面压弯构件均在柱中附近发生局部屈曲破坏;由轴向压力-轴向压缩变形或轴向压力-水平位移曲线可知,其为极值点失稳;构件的轴向压力-水平位移或轴向压力-应变曲线的形状和局部屈曲模式有关;在翼缘宽厚比为28.1~56.3、腹板高厚比为40.2~80.4、偏心距为20~50 mm范围之内,EN 1993-1和GB 50017—2017中的屈曲后强度计算公式仍然适用于Q460C和Q690D钢焊接箱形截面压弯构件,而ANSI/AISC 360-16中的相关公式需要进一步修正。

关键词：高强钢焊接箱形截面压弯构件偏压试验局部稳定

高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件局部和整体相关屈曲试验研究

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建筑钢结构进展 2023年第9期25卷 20-31页

作者：申红侠杨忠桥聂子钧徐凯凯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工程与抗震教育部重点实验室西安710055

通过13个Q460C、Q550D和Q690D钢中长柱的双向偏压试验,研究了高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的局部-整体相关屈曲性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲规范以及新提出的计算公式的计算结果相比较,以验证它们对高强钢焊接薄... 详细信息

通过13个Q460C、Q550D和Q690D钢中长柱的双向偏压试验,研究了高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件的局部-整体相关屈曲性能和极限承载力;将极限承载力与美国、欧洲规范以及新提出的计算公式的计算结果相比较,以验证它们对高强钢焊接薄壁箱形截面双向压弯构件局部-整体相关屈曲计算的适用性。结果表明,在钢材名义屈服强度fy=460~690 MPa,板件宽厚比b/t=40~70,构件长细比λ=45~79,偏心距ex=ey=20~45 mm范围内,美国规范ANSI/AISC 360-16对较大长细比(λ=79)和Q690D钢较小宽厚比(b/t=40)试件的计算结果偏于保守;欧洲规范BS EN 1993-1-1对较小板件宽厚比(b/t=40)试件的计算结果偏于保守,对其余试件是安全的;使用新提出的有效屈服强度法所得到的计算结果和试验结果吻合良好;新提出的有效截面法对大部分试件的计算结果偏于保守。

关键词：高强钢焊接箱形截面压弯构件双向弯曲局部-整体相关屈曲极限承载力试验研究

基于应变的受弯与压弯钢构件抗震性能评价方法研究

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建筑钢结构进展 2023年第8期25卷 26-37页

作者：张谨舒赣平杨律磊龚敏锋孙意斌杨栋东南大学土木工程学院南京210096 中衡设计集团股份有限公司苏州215123

在基于性能的抗震设计中,以弹塑性分析方法对构件进行抗震性能评价至关重要,而构件性能评价指标的选择与所采用的分析方法密切相关。以受弯与压弯钢构件为研究对象,对比了弹塑性分析中基于弯矩-转角、弯矩-曲率、应力-应变三种力学模型... 详细信息

在基于性能的抗震设计中,以弹塑性分析方法对构件进行抗震性能评价至关重要,而构件性能评价指标的选择与所采用的分析方法密切相关。以受弯与压弯钢构件为研究对象,对比了弹塑性分析中基于弯矩-转角、弯矩-曲率、应力-应变三种力学模型的模拟方法,并分析了与之对应的转角、曲率、应变三类评价指标的应用特点。在介绍相关试验和研究成果的基础上,对比分析了循环加载和倒塌一致性加载模式下构件变形能力的差异,同时综合考虑截面宽厚比等级和轴压比等因素,提出了基于应变指标的钢构件性能评价准则。通过平面钢框架算例,介绍了所提出的钢构件抗震性能评价方法的应用方法和特点,并与FEMA-356基于转角指标的评价方法进行了对比,两者结果表现较为一致。提出的基于应变的钢构件性能评价方法,可方便地应用于基于纤维单元的数值模型,具有较好的适用性和理论基础,对完善我国钢结构性能评价体系、进一步推广性能化设计在钢结构中的应用具有重要意义。

关键词：钢结构受弯构件压弯构件应变抗震性能评价等效应变

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冷轧圆端椭圆钢管压弯构件滞回性能研究

建筑钢结构进展 2022年第3期24卷 23-34页

作者：吕兆华王朝阳张洁方成同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092 同济大学土木工程学院上海200092

对不同轴压比和压弯方向的5个冷轧圆端椭圆钢管试件进行拟静力试验研究,得到各试件的滞回曲线并讨论了其破坏模式、屈服/极限荷载、延性和耗能能力。基于试验结果,建立1 080个圆端椭圆钢管压弯构件有限元模型,并开展参数分析,提出实用... 详细信息

对不同轴压比和压弯方向的5个冷轧圆端椭圆钢管试件进行拟静力试验研究,得到各试件的滞回曲线并讨论了其破坏模式、屈服/极限荷载、延性和耗能能力。基于试验结果,建立1 080个圆端椭圆钢管压弯构件有限元模型,并开展参数分析,提出实用抗震设计方法。研究表明:柱脚的局部屈曲导致了试件的破坏,不同压弯方向的试件的局部屈曲破坏形态不同。试验中钢管截面的平直板段最先屈曲,且具有稳定的屈曲后性能。更大的轴压比会造成更早的局部失稳和更严重的柱底破坏,从而导致试件延性降低。绕强轴压弯试件的截面塑性弯矩可以得到更充分的发展。对有限元模型数据进行最小二乘和下边界曲线拟合,得到基于延性和基于承载力的实用设计方法。

关键词：圆端椭圆形截面压弯构件拟静力试验滞回性能抗震设计方法