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腹板开洞钢-混凝土连续组合梁塑性铰及内力重分布试验研究

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工程力学 2015年第11期32卷 123-131页

作者：李龙起周东华廖文远姚凯程昆明理工大学土木工程学院云南昆明650224

为研究腹板开洞连续组合梁的受力性能,对5根腹板开洞连续组合梁和1根腹板无洞连续组合梁进行了试验对比研究。研究的重点为腹板开洞连续组合梁的塑性铰特性及内力重分布现象。试验结果表明:腹板开洞降低了连续组合梁的刚度和承载能力,... 详细信息

为研究腹板开洞连续组合梁的受力性能,对5根腹板开洞连续组合梁和1根腹板无洞连续组合梁进行了试验对比研究。研究的重点为腹板开洞连续组合梁的塑性铰特性及内力重分布现象。试验结果表明:腹板开洞降低了连续组合梁的刚度和承载能力,洞口区域不再符合平截面假定。5根腹板开洞连续组合梁的破坏过程均为在洞口处形成剪力铰并最终形成破坏机构从而丧失承载能力。与腹板无洞连续组合梁相比,腹板开洞连续组合梁在按弹性计算时就已经存在"调幅"现象。另外,试验表明连续组合梁开洞后不仅存在弯矩重分布而且在带洞跨还存在混凝土板和钢梁之间的剪力重分布现象。

关键词：连续组合梁腹板开洞塑性铰内力重分布试验研究

带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接塑性铰长度研究

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建筑结构学报 2019年第9期40卷 140-147页

作者：管东芝郭正兴杨森杨辉江焕芝东南大学土木工程学院江苏南京210096 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室江苏南京211189

针对混凝土构件在反复荷载作用下的受力特点,提出了拉-压综合塑性铰长度概念;通过低周反复荷载试验,研究了带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接的塑性铰特点,并得出了拉-压综合塑性铰长度的试验结果;以Panagiotakos模型为基础,提出了考虑预... 详细信息

针对混凝土构件在反复荷载作用下的受力特点,提出了拉-压综合塑性铰长度概念;通过低周反复荷载试验,研究了带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接的塑性铰特点,并得出了拉-压综合塑性铰长度的试验结果;以Panagiotakos模型为基础,提出了考虑预制形式、混凝土局部横向约束和配筋率影响的修正塑性铰长度模型。结果表明:拉-压综合塑性铰长度可综合反映反复荷载作用下塑性铰的损伤情况;带键槽梁底筋锚入式预制梁柱连接塑性铰形态与现浇对比试件略有差别;修正的塑性铰长度模型可以较好地预测该类梁柱连接拉-压综合塑性铰长度。

关键词：预制混凝土梁柱连接塑性铰低周反复加截试验计算模型

加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式节点抗震性能研究

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科学技术与工程 2024年第16期24卷 6836-6844页

作者：邓夕胜王衍向映名唐煜西南石油大学土木工程与测绘学院成都610500 中国五冶集团有限公司成都610063

为克服隔板贯通式节点易发生脆性断裂而导致结构破坏的不足,结合“加强”和“削弱”的措施,使塑性铰外移,提出了加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式梁柱新型节点,并利用有限元软件ABAQUS探究了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏模... 详细信息

为克服隔板贯通式节点易发生脆性断裂而导致结构破坏的不足,结合“加强”和“削弱”的措施,使塑性铰外移,提出了加强型翼缘-波纹腹板组合隔板贯通式梁柱新型节点,并利用有限元软件ABAQUS探究了该新型节点在低周往复荷载作用下的破坏模式、应力分布情况。研究波纹数量、波纹厚度、加强板厚度、加强板长度这4种参数对该新型节点的滞回曲线、骨架曲线、耗能能力的影响规律。结果表明:新型节点有较好的承载力,应力主要集中在梁翼缘上波纹腹板削弱处,破坏发生在远离削弱处一侧,且腹板未发生屈曲变形。随着波纹厚度、加强板长度的增大,新型节点的承载力增加,耗能能力下降;随着波纹数量的增多,新型节点承载力和耗能能力增加;随着加强板厚度的增大,承载力增加,耗能能力先减小后增大。

关键词：波纹腹板加强型翼缘隔板贯通式节点抗震性能塑性铰

部分高强筋装配式框架梁柱连接塑性铰长度研究

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东南大学学报（自然科学版） 2019年第4期49卷 645-651页

作者：管东芝郭正兴尹航杨辉陈子轩东南大学土木工程学院南京210096 东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096 中建国际投资(江苏)有限公司南京210000

考虑钢筋混凝土在地震作用下的受力特点,提出了拉压综合塑性铰长度概念.针对部分高强筋装配式框架梁柱连接,开展低周反复荷载试验,研究了该连接的塑性铰特点,得出了拉压综合塑性铰长度的试验结果.以Panagiotakos和Fardis模型为基础,提... 详细信息

考虑钢筋混凝土在地震作用下的受力特点,提出了拉压综合塑性铰长度概念.针对部分高强筋装配式框架梁柱连接,开展低周反复荷载试验,研究了该连接的塑性铰特点,得出了拉压综合塑性铰长度的试验结果.以Panagiotakos和Fardis模型为基础,提出了考虑预制形式、混凝土局部横向约束、钢筋相对强度和配筋率影响的改进型塑性铰长度模型.结果表明,部分高强筋装配式框架梁柱连接按照“强柱弱梁”原则设计,可以实现梁铰机制破坏,但破坏形态与现浇对比试件显著不同,梁端下部混凝土破坏主要发生在预制键槽内现浇混凝土部分,改进型塑性铰长度模型可以较好地计算部分高强筋装配式框架梁柱连接拉压综合塑性铰长度,计算结果与试验结果误差在8%以下.

关键词：装配式混凝土梁柱连接塑性铰试验计算模型

混凝土桥墩塑性铰区箍筋用量RBFNN改进算法

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哈尔滨工业大学学报 2008年第10期40卷 1629-1632页

作者：冯清海袁万城同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为提高混凝土桥墩塑性铰区箍筋用量的计算精度,针对已有文献所提出的延性桥墩塑性铰区箍筋用量的近似计算公式的不足,在其基础上,引入径向基网络理论,改进其计算方法.以轴压比、纵筋配筋率、混凝土轴心抗压强度、实测延性系数为输入参数... 详细信息

为提高混凝土桥墩塑性铰区箍筋用量的计算精度,针对已有文献所提出的延性桥墩塑性铰区箍筋用量的近似计算公式的不足,在其基础上,引入径向基网络理论,改进其计算方法.以轴压比、纵筋配筋率、混凝土轴心抗压强度、实测延性系数为输入参数,力学含箍率为输出参数,建立精确径向基网络模型,以多组试验数据为训练样本,对网络进行训练,得到具有高度非线性映射关系的网络模型,通过新的试验数据对网络进行了检验,并与采用非线性最小二乘法拟合公式的计算结果进行了比较.结果表明:用训练成熟的径向基网络进行仿真,避免了诸多人为因素的影响,大大提高了计算结果的精度,使得计算更加准确、高效.因此,径向基网络应用于延性桥墩塑性铰区箍筋用量计算是可行并实用的.

关键词：延性桥墩塑性铰箍筋含量径向基网络

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钢管约束钢筋混凝土柱抗震设计方法及塑性铰

西北工业大学学报 2021年第6期39卷 1320-1330页

作者：石若利罗靓潘志成张军孙志颖顾淑娴李其伦云南大学建筑与规划学院云南昆明650504 南昌航空大学土木建筑学院江西南昌330063 中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙410000

钢管约束钢筋混凝土柱具有承载力高、延性好和施工便利等优点,满足“建筑工业化”的要求,因而被广泛应用在高层建筑中。基于混凝土的塑性-损伤模型与钢材的弹塑性混合强化模型,采用ABAQUS软件建立方钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱的三维实... 详细信息

钢管约束钢筋混凝土柱具有承载力高、延性好和施工便利等优点,满足“建筑工业化”的要求,因而被广泛应用在高层建筑中。基于混凝土的塑性-损伤模型与钢材的弹塑性混合强化模型,采用ABAQUS软件建立方钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱的三维实体精细有限元模型进行拟静力分析。模型考虑了钢管对核心混凝土的约束作用以及合理的边界条件、加载模式,分析所得柱的破坏形态、荷载-位移滞回曲线和荷载-位移骨架曲线等有限元结果与已有拟静力试验结果吻合较好。进一步建立了136个足尺模型并进行参数分析,研究结果表明:钢管的套箍约束作用可减小混凝土压应变峰值并提高压应力峰值,延缓柱的破坏,有效提高其承载力和延性;破坏位移角和极限承载力随钢管厚度增大而增大。提出了不同轴压比时5种材料强度匹配的钢管合理厚度和套箍系数等抗震设计方法,以混凝土应变、钢管应变为依据的塑性铰判定方法以及塑性铰长度实用计算公式,可为框架柱的抗震设计提供依据和支持。

关键词：钢管约束钢筋混凝土柱拟静力有限元抗震设计方法塑性铰

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双层离港高架桥梁抗震体系对比研究

工程抗震与加固改造 2024年第2期46卷 87-95页

作者：程京伟马辉焦驰宇北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100082 北京建筑大学工程结构与新材料北京市高等学校工程研究中心北京100044 北京建筑大学古桥研究院北京100044 北京建筑大学大型多功能振动台阵实验室北京100044 北京建筑大学未来城市设计高精尖创新中心北京100044

双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选... 详细信息

双层高架桥是城市桥梁建设中常用的一种桥梁形式,可合理利用空间,减少交通拥堵。随着北京某机场的建成,“双层出发,双层到达”的设计理念使得双层离港高架桥得到快速发展,但在设计过程中,航站楼建筑物与桥梁结构组合时,桥梁结构体系选择显得尤为重要。本文以北京某机场双层离港高架桥为研究对象,根据相关工程情况设计了墩梁固结、上层支座和双层支座3种典型结构体系,建立线弹性分析模型,对常遇地震下结构地震反应进行对比研究,分析表明墩梁固结体系地震位移和内力较小,具有良好的抗震性能;随后对3种体系考虑墩柱塑性铰损伤行为的力学性能开展了罕遇地震下非线性时程反应分析,研究表明上层支座随着弯矩反弯点的变化,墩柱转角需求最小,同时三者的纵横向墩柱转动能力均满足抗震需要。综合对比分析在本文探讨的地震情况下,3种结构体系,墩梁固结体系由于整体刚度大、地震参与质量小进而导致内力位移响应小,具有良好的抗震性能优势。同时本文研究成果可为同类桥梁提供技术支持。

关键词：双层高架桥结构体系对比反应谱分析非线性时程分析塑性铰

大直径盾构隧道管片环力学失效性能研究（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2024年第5期 411-429页

作者：高斌勇陈仁朋吴怀娜张称呈凡猛肖超湖南大学地下空间先进技术研究中心湖南大学建筑安全与节能教育部重点实验室湖南大学土木工程学院中国建筑第五工程局有限公司

目的：当前对盾构隧道管片衬砌的变形破坏机理和控制标准研究主要集中于小直径隧道。随着大直径盾构隧道逐步投入运营，隧道周边的开挖、超载等施工活动导致隧道变形渗漏水及失效问题日益突出。大直径盾构隧道管片直径大、分块多、接头... 详细信息

目的：当前对盾构隧道管片衬砌的变形破坏机理和控制标准研究主要集中于小直径隧道。随着大直径盾构隧道逐步投入运营，隧道周边的开挖、超载等施工活动导致隧道变形渗漏水及失效问题日益突出。大直径盾构隧道管片直径大、分块多、接头刚度弱，其变形失效机理与小直径管片存在差异，由此缺乏相应变形控制标准。因此，针对大直径盾构隧道管片衬砌开展变形失效机制研究至关重要。创新点：1.通过建立精细化数值模型，分析大直径盾构隧道管片环的变形失效机理；2.提出适用于大直径盾构隧道管片的变形控制标准。方法：1.通过数值模拟，分析大直径盾构隧道管片环的横向变形响应（图2和12）;2.通过将计算的管片内力结果带入已有的压弯承载力理论中，分析大直径管片环失效特征（图14）。结论：1.大直径盾构隧道管片环的横向变形可分为4个阶段：线性增长阶段（阶段Ⅰ），拟线性增长阶段（阶段Ⅱa和Ⅱb），非线性增长阶段（阶段Ⅲ）和破坏阶段（阶段IV）。2.在阶段Ⅰ，钢筋、螺栓和混凝土均处于弹性状态，未发生裂缝贯通。在阶段Ⅱa和Ⅱb，螺栓、钢筋的应力和混凝土的压应变开始增大，管片出现大量裂缝，管片环的刚度逐渐降低。在阶段Ⅲ，半塑性铰相继形成，并在结构中向完整塑性铰发展，导致管片环刚度急剧下降。在阶段IV，结构的完整塑性铰相继形成，最终结构不能继续承受荷载。裂缝的大量发展和4个塑性铰的完全形成是导致管片环刚度降低的主要原因。3.选取大直径盾构隧道管片在形成第一个半塑性铰（即第一屈服点）时的横向变形，即管片外径的8‰作为变形控制值。该值可作为防止大直径盾构隧道管片破坏的加固标准。4.将计算得到的内力代入管片环的抗弯承载力特征曲线中，发现管片的最大内力组合不超过管片极限承载力曲线（SUBC）。而接头9°、85°和161°及其沿0°～180°轴对称位置的内力组合超过接头极限承载力曲线（JUBC）。这说明大直径管片环的破坏主要是由于接头强度不足导致结构失稳。当管片环接头中的三个或三个以上螺栓屈服时，大直径管片环就会迅速失稳破坏。

关键词：有限元模型横向变形响应上方超载塑性铰抗弯承载力

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新型装配式塑性铰节点的设计及数值模拟

应用力学学报 2021年第4期38卷 1423-1430页

作者：杨子仪叶茂刘建武袁金秀广州大学风工程与工程振动研究中心广州510006 河北交通职业技术学院土木工程系石家庄050091

为适应可更换、高耗能装配式预制构件连接的发展趋势,针对现有连接构造复杂、传力路径不明确等不足,提出了一种新型塑性铰节点。本文详细介绍了新型塑性铰节点的构造特点,并建立了5种新型塑性铰节点ABAQUS数值模型,通过施加单调荷载和... 详细信息

为适应可更换、高耗能装配式预制构件连接的发展趋势,针对现有连接构造复杂、传力路径不明确等不足,提出了一种新型塑性铰节点。本文详细介绍了新型塑性铰节点的构造特点,并建立了5种新型塑性铰节点ABAQUS数值模型,通过施加单调荷载和变幅循环荷载,探讨节点受力性能和抗震性能。研究表明:5种不同构造特点的新型塑性铰节点具备良好的耗能能力和塑性变形能力,能够实现设计目标。两种荷载峰值时,实心钢板节点承载力和初始刚度分别为330.81kN、12.18kN/mm和315.33kN、12.04kN/mm,实心钢板节点具有更好的承载力和刚度;基于累积耗能方面,曲面钢板节点具备更好的耗能能力,但此节点初始刚度较小,承载力低。

关键词：装配式塑性铰数值模型耗能能力