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采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的抗弯性能

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哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 63-72页

作者：郭君渊王俊颜杲晓龙边晨先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804 河南工业大学土木建筑学院郑州450001 浙江数智交院科技股份有限公司杭州310030

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHP... 详细信息

为提高钢-UHPC组合结构的延性,本文提出一种采用装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板。设计并完成了不同抗剪连接程度的组合板的抗弯性能试验,分析了组合板试件破坏形态、极限承载力、刚度、裂缝发展规律和板端滑移,并与采用焊接栓钉的钢-UHPC组合板进行了对比分析,讨论了组合板试件的可拆卸性,最后对其极限抗弯承载力和抗弯刚度进行了理论分析并推导了计算公式。结果表明:装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板破坏模式为纵向水平剪切黏结破坏;降低栓钉间距能提高组合板的协同变形能力,从而提高组合板结构的极限承载力、弹塑性阶段的刚度和裂缝控制能力;与采用焊接栓钉连接的钢-UHPC组合板对比,其在发生较大变形的情况下钢板和UHPC板仍然可较容易地拆卸分离;推导了装配式栓钉连接的钢-UHPC组合板的极限承载力计算方法和抗弯刚度计算公式,提出了抗弯刚度计算时应对UHPC板高度进行折减,折减系数(βU)在正常使用阶段建议为0.85,理论计算结果与试验结果吻合良好。本文研究成果可为采用装配式栓钉的钢-UHPC组合板的设计和应用提供理论依据。

关键词：钢-UHPC组合结构超高性能混凝土装配式栓钉受弯性能受弯承载力抗弯刚度

装配式双拼槽钢-混凝土组合梁抗弯刚度试验研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第11期54卷 4449-4460页

作者：周凌宇莫玲慧戴超虎李分规廖飞徐增武方蛟鹏刘晓春中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中建五局第三建设有限公司湖南长沙410004

提出一种新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁。为研究该组合梁的抗弯刚度,对7根组合梁的受弯性能进行试验,试验参数为混凝土翼缘板宽度、槽钢型号和抗剪连接件间距。首先,研究双拼槽钢-混凝土组合梁的协同工作性能和各参数对双拼槽钢-混... 详细信息

提出一种新型装配式双拼槽钢-混凝土组合梁。为研究该组合梁的抗弯刚度,对7根组合梁的受弯性能进行试验,试验参数为混凝土翼缘板宽度、槽钢型号和抗剪连接件间距。首先,研究双拼槽钢-混凝土组合梁的协同工作性能和各参数对双拼槽钢-混凝土组合梁抗弯刚度的影响。然后,根据能量变分法和界面滑移模型,建立装配式双拼槽钢-混凝土组合梁的控制微分方程,并基于最小势能原理推导该组合梁考虑滑移效应的挠度计算公式。研究结果表明:组合梁整体工作性能良好,两侧预制模块能协同工作,高强螺栓能有效约束2个预制模块的分离;钢板连接件能有效传递界面剪力,槽钢与混凝土板之间有较强的组合作用;增加混凝土翼缘板宽度对装配式双拼槽钢-混凝土组合梁的抗弯刚度提高幅度较小;增大槽钢高度,装配式双拼槽钢-混凝土组合梁刚度显著提高;当槽钢型号由[32b转换为[40b时,抗弯刚度提高117.8%;抗剪连接件间距由250 mm增大到750 mm,组合梁抗弯刚度降低6.9%;组合梁考虑滑移效应的挠度计算公式理论值与实验值吻合良好,可为装配式双拼槽钢-混凝土组合梁在实际工程中的设计与应用提供参考。

关键词：装配式钢-混凝土组合梁受弯试验抗弯刚度最小势能原理

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可视化织物弯曲性测试方法

纺织学报 2024年第3期45卷 74-80页

作者：杨洋刘成霞浙江理工大学服装学院浙江杭州310018 服装数字化技术浙江省工程实验室浙江杭州310018 丝绸文化传承与产品设计数字化技术文化部重点实验室浙江杭州310018

针对纺织面料弯曲性测试需要多次裁样、费时等问题,提出1次可得到多组结果且快速简便的太阳花法测试方法。通过选择经纬2个方向的试样,裁剪5个宽度为2 cm、长度为6 cm的单条测试样,搭建测试装置并选取特征指标:展开面积、展开周长、展... 详细信息

针对纺织面料弯曲性测试需要多次裁样、费时等问题,提出1次可得到多组结果且快速简便的太阳花法测试方法。通过选择经纬2个方向的试样,裁剪5个宽度为2 cm、长度为6 cm的单条测试样,搭建测试装置并选取特征指标:展开面积、展开周长、展开长度和下垂高度。将太阳花法所得指标与斜面法测试的抗弯长度与抗弯刚度进行对比分析。结果表明:4个新指标均与斜面法中的抗弯长度和抗弯刚度具有较好的相关性,证明本文方法具有良好的可行性。该方法既可将织物正反面弯曲性差异及弯曲稳定性结果可视化,还可提高测试效率,节省检测时间。

关键词：织物弯曲性能抗弯长度抗弯刚度展开面积展开周长展开长度下垂高度

节段预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能研究

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中国公路学报 2024年

作者：凌同华余彬谷淡平谭嘉诺肖健长沙理工大学土木工程学院湖南工学院土木与建筑工程学院

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征... 详细信息

抗弯刚度是表征接头抗弯性能的重要力学参数，为给预制拼装综合管廊承插式接头抗弯设计提供理论依据，开展了等尺寸承插式接头抗弯力学性能试验，研究了弯矩作用下接头应变、挠度、张开高度、底部张开量、转角等参数变化规律及破坏特征，并计算接头抗弯刚度。建立了预制拼装综合管廊承插式接头抗弯力学模型，推导了接头抗弯刚度计算解析表达式，并采用有限元软件ABAQUS建立了接头抗弯数值模型，对比分析了三种方法计算得到接头张开距离、张开高度和转角随弯矩变化规律，以验证接头力学模型与数值模型的正确性。结果表明：接头抗弯刚度计算解析公式及有限元数值模型计算得到的接头张开高度、接头转角和底部张开距离随弯矩变化规律均与试验结果基本相同，三者结果吻合良好，验证了接头力学模型与数值模型的正确性；预制拼装综合管廊承插式接头受弯接头变形可分为3个阶段：全截面受压阶段、弹性阶段及极限承载阶段；接头屈服弯矩约为极限弯矩的83%，接头屈服张开距离与转角约为极限状态的1/3；弹性阶段抗弯刚度为40000kN·m/rad，极限承载阶段抗弯刚度为5461kN·m/rad；弯矩作用下承插式接头顶部外侧和承口端底部受压开裂破坏，插口端顶角出现混凝土剥落导致接头破坏。研究结果可为预制拼装综合管廊承插式接头抗弯性能安全评价与设计提供科学依据。

关键词：隧道工程预制拼装管廊抗弯试验承插式接头抗弯刚度计算模型

大直径盾构隧道新型纵缝接头抗弯性能试验研究

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地下空间与工程学报 2024年第2期20卷 497-506页

作者：柳献师一鸣胡秋斌曹伟飚李文勇同济大学土木工程学院上海200092 上海申通地铁集团有限公司上海201102

纵缝接头是盾构隧道受力性能的薄弱部位,管片接头的形式直接影响盾构隧道的力学性能。目前国内的盾构隧道纵缝接头使用的连接件多为螺栓,新型纵缝接头使用了一种新的连接件—滑入式连接件,此种接头在大直径盾构隧道中的受力性能有待研... 详细信息

纵缝接头是盾构隧道受力性能的薄弱部位,管片接头的形式直接影响盾构隧道的力学性能。目前国内的盾构隧道纵缝接头使用的连接件多为螺栓,新型纵缝接头使用了一种新的连接件—滑入式连接件,此种接头在大直径盾构隧道中的受力性能有待研究。本文以新型纵缝接头为研究对象,针对两种不同型号的滑入式连接件,采用模型试验的方法探究了大直径盾构隧道新型纵缝接头的受力性能,通过理论分析计算了新型纵缝接头的极限承载力,并比较分析了传统螺栓纵缝接头和新型纵缝接头的受力性能。结果表明:新型接头衬砌管片的薄弱部位在连接件周围的混凝土区域;滑入式连接件的型号直接影响新型纵缝接头的受力性能,两种接头中连接件尺寸较大的接头转角刚度相较于连接件尺寸较小的接头转角刚度增加了7.2~169.5%,极限承载能力增加了69.9%;新型纵缝接头比螺栓接头有更高的转角刚度,受力性能更好,适用于大直径盾构隧道。

关键词：盾构隧道管片接头滑入式连接件抗弯刚度受力性能

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双排栓钉木—砼组合梁力学性能分析

计算力学学报 2024年

作者：刘一凡王鹏王永慧史世伦李洛克彭俊源昆明理工大学建筑工程学院昆明理工大学城市学院

为研究双排栓钉组合梁与单排栓钉组合梁界面滑移的关系，基于单排栓钉胶合木—混凝土理论，通过改变单排栓钉组合梁界面上栓钉滑移本构关系，建立了双排以及多排栓钉组合梁界面滑移微分方程，求解了双排栓钉组合梁在工程中常见的3种荷... 详细信息

为研究双排栓钉组合梁与单排栓钉组合梁界面滑移的关系，基于单排栓钉胶合木—混凝土理论，通过改变单排栓钉组合梁界面上栓钉滑移本构关系，建立了双排以及多排栓钉组合梁界面滑移微分方程，求解了双排栓钉组合梁在工程中常见的3种荷载作用下的解析解，并类比了三排以及多排栓钉组合梁的界面滑移微分方程，提出了双排栓钉组合梁抗弯刚度的计算方法。结论：尽管木材是正交各向异性材料，但是根据组合梁界面滑移的应变关系和胡克定律可知，界面上的滑移应与受力方向一致的弹性模量有关。单排与双排栓钉微分方程的主要区别是双排特征系数是单排特征系数的2倍。即当双排栓钉刚度为K时等价于单排栓钉的2K，因此抗弯刚度可等价成单排栓钉刚度为2K时进行计算。双排栓钉组合梁的滑移理论公式和抗弯刚度计算方法分别与Ansys数值模拟的结果具有一致性，证明了本方法分析双排栓钉组合梁界面滑移和抗弯刚度的可靠性和实用性。

关键词：双排栓钉胶合木—砼组合梁界面滑移抗弯刚度 Ansys有限元分析

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薄壁型钢混凝土梁抗弯性能试验研究

建筑钢结构进展 2024年

作者：任重张志鹏何逸鸣程亮戴柳丝上海大学力学与工程科学学院浙江世仓智能仓储设备有限公司

为研究薄壁型钢混凝土(thin-walled steel concrete,TSC)梁试件的抗弯性能，设计制作了5根TSC梁并进行四点弯曲试验。探究不同抗剪螺杆布置方式、截面形式、剪跨比以及混凝土保护层厚度对TSC梁试件抗弯性能的影响。研究结果表明：TSC梁... 详细信息

为研究薄壁型钢混凝土(thin-walled steel concrete,TSC)梁试件的抗弯性能，设计制作了5根TSC梁并进行四点弯曲试验。探究不同抗剪螺杆布置方式、截面形式、剪跨比以及混凝土保护层厚度对TSC梁试件抗弯性能的影响。研究结果表明：TSC梁的失效模式为薄壁钢管加载点处发生局部屈曲，外围混凝土保护层出现贯通斜裂缝，混凝土保护层沿抗剪螺杆开裂；TSC梁试件在加载过程中未发生脆性破坏，表现出较好的延性；TSC梁开裂荷载较小，处于0.11Pu～0.15Pu之间，裂缝总数较少，稳定在6～10条；满布螺杆、增大钢管截面、减小剪跨比以及增加保护层厚度均可提高TSC梁试件的承载力。基于试验结果，建立适用于TSC梁的极限抗弯承载力和抗弯刚度计算公式，为该构件在实际工程的应用提供依据。

关键词：薄壁型钢混凝土试验研究抗弯性能抗弯刚度

纵向压力和加固钢板对隧道力学性能影响的解析解

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岩土力学 2024年第6期45卷 1623-1632页

作者：江学辉颜建伟罗文俊李佳宝徐长节华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室江西南昌330013

为快速准确地评估纵向压力和加固钢板对盾构隧道力学性能的影响,基于隧道衬砌接缝面建立考虑纵向压力、弯矩和加固钢板耦合作用下的应力平衡方程,推导出了隧道力学性能的解析解。通过与经典抗弯刚度理论和数值模拟的计算结果对比,验证... 详细信息

为快速准确地评估纵向压力和加固钢板对盾构隧道力学性能的影响,基于隧道衬砌接缝面建立考虑纵向压力、弯矩和加固钢板耦合作用下的应力平衡方程,推导出了隧道力学性能的解析解。通过与经典抗弯刚度理论和数值模拟的计算结果对比,验证了该方法的可靠性。研究表明:隧道中性轴随纵向压力、加固钢板厚度和弹性模量增加而减小;隧道抗弯刚度随弯矩增大而减小(最大和最小隧道抗弯刚度与弯矩大小无关),与纵向压力呈S曲线正相关,与加固钢板厚度和弹性模量呈非线性正相关。有加固钢板的隧道抗弯刚度是无加固钢板的6.58倍;弯矩承载力与纵向压力、加固钢板厚度和弹性模量呈非线性正相关;衬砌接缝张开量与纵向压力、加固钢板厚度和弹性模量呈非线性反相关,与弯矩呈非线性正相关。该计算方法解析地诠释了纵向压力与加固钢板对盾构隧道力学性能的影响机制。

关键词：隧道工程解析解纵向压力加固钢板抗弯刚度

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胶合木钢填板-螺栓节点抗弯刚度研究

建筑结构 2023年第7期53卷 125-129页

作者：赵仕兴何飞刘红波杨姝姮赵敬贤周巧玲四川省建筑设计研究院有限公司成都610095 四川省建筑设计研究院有限公司复杂结构设计研究中心成都610095 天津大学建筑工程学院天津300072 河北工程大学土木工程学院邯郸056000

为明确胶合木钢填板-螺栓节点的半刚性特征,进行了考虑螺栓行距、列距、列数和胶合木截面高度等参数变化的胶合木钢填板-螺栓节点抗弯试验。得到节点抗弯刚度后与欧洲木结构设计规范((BSEN 1995-1:2004))、日本木质构造接合部设计手册... 详细信息

为明确胶合木钢填板-螺栓节点的半刚性特征,进行了考虑螺栓行距、列距、列数和胶合木截面高度等参数变化的胶合木钢填板-螺栓节点抗弯试验。得到节点抗弯刚度后与欧洲木结构设计规范((BSEN 1995-1:2004))、日本木质构造接合部设计手册里节点抗弯刚度公式计算结果进行对比,结果表明规范公式计算的节点抗弯刚度均小于试验值,通过修正规范公式可以得到更加准确的计算结果。针对日本木质构造接合部设计手册的公式引入了滑移系数修正值和顺纹嵌入刚度修正值,修正后的公式准确度高,在胶合木结构设计的过程中可以用于计算节点的抗弯刚度并得到节点抗弯刚度折减系数。

关键词：胶合木钢填板-螺栓节点抗弯刚度计算公式折减系数胶合木结构