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圆形截面柱组合框架中非对称钢梁截面框架梁梁端极限状态有效翼缘宽度研究

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工程力学 2023年第8期40卷 59-67,256页

作者：彭炜杰陶慕轩清华大学土木工程系土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084 清华大学北京市钢与混凝土组合结构工程技术研究中心北京100084

楼板有效翼缘宽度是组合框架梁梁端极限承载力验算的关键参数之一,已有的有效翼缘宽度计算公式存在荷载模式不匹配、等效准则不匹配、无法考虑钢梁截面的非对称性等不足。为此,该文重点讨论了侧向荷载作用下采用圆形截面柱的组合框架中... 详细信息

楼板有效翼缘宽度是组合框架梁梁端极限承载力验算的关键参数之一,已有的有效翼缘宽度计算公式存在荷载模式不匹配、等效准则不匹配、无法考虑钢梁截面的非对称性等不足。为此,该文重点讨论了侧向荷载作用下采用圆形截面柱的组合框架中非对称钢梁截面框架梁端的承载力极限状态有效翼缘宽度的计算方法。在有限元软件MSC.MARC(2018)中建立精细化数值模型,通过单变量分析筛选出对有效翼缘宽度有显著影响的关键变量。在合理的取值范围内对这些关键变量进行充分的排列组合,得到一系列的数值算例结果。对这些数值结果进行回归分析,基于前人得出的对称钢梁截面情况的计算公式,保留其基本框架而修改其中相关参数,得出侧向荷载作用下非对称钢梁截面组合框架梁有效翼缘宽度的计算方法。

关键词：钢-混凝土组合结构框架梁非对称钢梁截面极限抗弯承载力有效翼缘宽度

装配式双拼槽钢-混凝土组合梁受弯性能试验与承载能力分析

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第6期54卷 2131-2140页

作者：周凌宇朱医博李分规戴超虎周泉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

提出一种由两个预制模块组成的模块化装配式双拼预制槽钢混凝土组合梁,设计以不同宽跨比、抗剪连接件间距、槽钢型号为研究参数的7根组合梁,并对其进行静力受弯试验。研究各试件的破坏模式、跨中平面外分离、承载能力及应变分布等,分析... 详细信息

提出一种由两个预制模块组成的模块化装配式双拼预制槽钢混凝土组合梁,设计以不同宽跨比、抗剪连接件间距、槽钢型号为研究参数的7根组合梁,并对其进行静力受弯试验。研究各试件的破坏模式、跨中平面外分离、承载能力及应变分布等,分析组合梁受力机理及各参数对抗弯承载力的影响规律。基于简化塑性理论,提出该组合梁的极限抗弯承载力计算方法。研究结果表明:2块预制模块应变协调发展,表现出良好的整体协同工作性能;组合梁最终均发生弯曲破坏;当宽跨比从0.15增加至0.20、0.25和0.30时,抗弯极限承载力分别提升7.9%、14.2%和18.8%;当抗剪连接件间距由250 mm增加至750 mm时,极限抗弯承载力降低1.8%;槽钢型号对组合梁承载力有明显影响;当型号由32b增大至40b时,试件DDCB-40-1、DCCB-40-2的极限抗弯承载力相较于试件DCCB-32-3分别提升100.34%和95.65%,且开裂荷载大幅提升。采用所提出的该组合梁极限抗弯承载力计算方法所得理论计算值与试验值较吻合。

关键词：模块化钢-混凝土组合梁宽跨比弯曲试验极限抗弯承载力

AFRP-钢混合配筋对混凝土构件抗弯性能的影响研究

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甘肃科技 2018年第11期34卷 63-67,58页

作者：方晓上海市政工程设计研究总院集团第十市政设计院有限公司甘肃兰州730000

为了研究AFRP—钢混合配筋混凝土构件的极限抗弯承载力及抗裂性能,基于平截面假定以及变形协调条件,通过建立内力平衡方程,推导了AFRP—钢混合配筋混凝土构件适筋破坏的极限抗弯承载力及开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对七组具... 详细信息

为了研究AFRP—钢混合配筋混凝土构件的极限抗弯承载力及抗裂性能,基于平截面假定以及变形协调条件,通过建立内力平衡方程,推导了AFRP—钢混合配筋混凝土构件适筋破坏的极限抗弯承载力及开裂弯矩的计算公式,利用推导的计算公式对七组具有相同整体配筋率、不同AFRP筋与钢筋面积比的混合配筋构件的抗弯承载力及开裂弯矩进行了分析,并进行了试验验证。研究表明:用AFRP筋代替部分普通钢筋,对混合配筋混凝土构件的抗弯极限承载力以及开裂弯矩都会有影响,当混凝土中配置的筋材整体配筋率相同时,构件的极限抗弯承载力随着AFRP筋与钢筋的配筋比的增加而逐渐提高,但是开裂弯矩随着其配筋比的增大而呈减小的趋势。混合配筋混凝土构件能有效的提高构件的极限抗弯承载力,但是对构件的抗裂性能没有提高。混合配筋构件可应用于对构件抗裂性能要求不高,但对极限抗弯承载力要求较高的结构中。

关键词： AFRP筋混合配筋混凝土构件开裂弯矩极限抗弯承载力

波形钢腹板工字钢组合梁极限抗弯承载力计算方法

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工程力学 2023年

作者：邓文琴查上刘朵张建东胡楷文顾建成苏交科集团股份有限公司长大桥梁安全长寿与健康运维全国重点实验室南京工业大学土木工程学院

波形钢腹板工字钢组合梁集约化程度高、施工便捷、稳定性优异等特点，为了明确该工字钢组合梁抗弯性能，通过某实桥数值模拟揭示了不同荷载工况下波形钢腹板工字钢组合梁的抗弯承载机理，在此基础上采用连续强度法，考虑钢材强化效应、... 详细信息

波形钢腹板工字钢组合梁集约化程度高、施工便捷、稳定性优异等特点，为了明确该工字钢组合梁抗弯性能，通过某实桥数值模拟揭示了不同荷载工况下波形钢腹板工字钢组合梁的抗弯承载机理，在此基础上采用连续强度法，考虑钢材强化效应、钢混间滑移效应和波形钢腹板抗弯贡献，提出了不同破坏模式下波形钢腹板工字钢组合梁的极限抗弯承载力计算公式，并通过模型试验进行了验证。结果表明：在极限状态下，混凝土桥面板与钢梁上下翼缘应变分布符合平截面假定，波形钢腹板纵向应变沿高度呈线性分布，靠近下翼缘受拉侧已进入钢材受拉强化阶段，腹板抗弯贡献不可忽略不计；剪力连接度对波形钢腹板工字钢组合梁极限抗弯承载力有一定影响，剪力连接度越大，抗弯承载力越大；既有规范对于波形钢腹板工字钢组合梁极限抗弯承载力计算结果过于保守，本文提出的考虑钢材强化效应、钢混间滑移效应和波形钢腹板的贡献的极限抗弯承载力计算方法与试验结果吻合较好，可精准反映波形钢腹板工字钢组合梁抗弯承载力，提高设计计算精度。

关键词：工字钢组合梁极限抗弯承载力连续强度法波形钢腹板钢材强化效应滑移效应

锚贴U形钢板-混凝土组合加固RC梁的抗弯试验

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中国公路学报 2020年第9期33卷 206-214页

作者：金辉徐岳姜凤华程嘉稀长安大学公路学院陕西西安710064 台州学院建筑工程学院浙江台州318000

为了研究锚贴U形钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计5根加固梁和1根对比梁进行抗弯试验。试件的主要设计参数包括有无加载历史、钢板纵向加固长度、钢板厚度和螺杆间距。加载仪器采用1 000kN梁柱加载系统,应变采集使用静... 详细信息

为了研究锚贴U形钢板-混凝土组合加固钢筋混凝土梁的抗弯性能,设计5根加固梁和1根对比梁进行抗弯试验。试件的主要设计参数包括有无加载历史、钢板纵向加固长度、钢板厚度和螺杆间距。加载仪器采用1 000kN梁柱加载系统,应变采集使用静态应变分析系统,挠度采用机电百分表测量。试验过程中,观测记录试验梁在荷载作用下截面应变、跨中挠度、加固部分与原混凝土之间的相对滑移、裂缝的产生与发展。基于平截面假定,推导试验梁的极限抗弯承载力计算公式,并对比模型试验与理论分析结果。试验结果表明:与未加固的对比梁相比,锚贴U形钢板-混凝土组合加固后的试验梁其开裂弯矩提高近50%,极限抗弯承载力提高约1倍;钢板纵向加固长度对梁的整体刚度有显著的影响,加固范围越大刚度提升越显著;加固范围应充分考虑加固部分截断处截面的抗剪能力,避免使试件从塑性弯曲破坏模式变成脆性剪切破坏模式;对比螺杆间距15cm与30cm试验梁的结果发现,只要符合构造要求的螺杆间距对试件的承载能力影响很小,但对裂缝开展有一定的影响,螺杆间距越密其裂缝开展明显变小;随着加固钢板面积增大,抗弯承载力也随之提高。针对加固后适筋破坏的RC梁,推导了极限抗弯承载力计算公式,利用公式计算出的极限抗弯承载力的理论值与试验值相对差值均在10%以内。

关键词：桥梁工程锚贴U形钢板-混凝土组合加固试验研究极限抗弯承载力

超高性能混凝土-混凝土组合简支梁弯曲性能试验

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同济大学学报（自然科学版） 2020年第5期48卷 664-672,701页

作者：刘超孙启鑫邹宇罡同济大学土木工程学院上海200092 上海市政工程研究总院(集团)有限公司上海200092

进行了3根超高性能混凝土(UHPC)位于受拉区的超高性能混凝土-混凝土组合梁(UHPC-NC组合梁)和1根普通钢筋混凝土梁的弯曲性能试验。对UHPC-NC组合梁的受力过程、跨中截面应变分布、裂缝开展模式和破坏形态等进行了研究分析。试验结果表明... 详细信息

进行了3根超高性能混凝土(UHPC)位于受拉区的超高性能混凝土-混凝土组合梁(UHPC-NC组合梁)和1根普通钢筋混凝土梁的弯曲性能试验。对UHPC-NC组合梁的受力过程、跨中截面应变分布、裂缝开展模式和破坏形态等进行了研究分析。试验结果表明,UHPC-NC组合梁在加载过程中基本符合平截面假定,并且在UHPC层中配置适量的纵向钢筋,能大幅度提高组合梁的抗弯承载力。同时,将钢筋和UHPC对试验梁极限承载力的贡献分为4个阶段(初始状态、阶段状态、极限状态和破坏状态)进行计算。最后,对组合梁受拉区UHPC层等效矩形应力系数k进行推导。结果表明,UHPC层对组合梁抗弯承载力的贡献效率随着配筋率的不同而不同。

关键词：超高性能混凝土-混凝土组合梁超高性能混凝土抗弯贡献度模型试验极限抗弯承载力

采用BP-ANN模型的梁柱平齐端板连接节点极限抗弯承载力预测研究

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建筑结构 2023年第5期53卷 119-126页

作者：刘仲洋李冰阳黄轶淼王浩陈伟翁维素河北建筑工程学院土木工程学院张家口075031 河北省土木工程诊断改造与抗灾重点实验室张家口075031 河北工业大学土木与交通学院天津300401 国网冀北电力有限公司张家口供电公司张家口075001

筛选文献中报道的143组试验数据,采用误差反向传播人工神经网络(BP-ANN)建立和训练了1个2层BP-ANN模型,对梁柱平齐端板连接节点的极限抗弯承载力进行了预测。该模型利用20个组件特征参数作为输入,以极限抗弯承载力作为输出。通过与传统... 详细信息

筛选文献中报道的143组试验数据,采用误差反向传播人工神经网络(BP-ANN)建立和训练了1个2层BP-ANN模型,对梁柱平齐端板连接节点的极限抗弯承载力进行了预测。该模型利用20个组件特征参数作为输入,以极限抗弯承载力作为输出。通过与传统机器学习算法预测结果对比,验证了方法和模型的有效性,并依据模型推导出一个实用简化的极限抗弯承载力数学表达式。统计分析结果显示:经过训练的BP-ANN模型,在测试集上的平均绝对百分比误差(MAPE)为5.28%,均方误差(MSE)为5.79×10^(-4)。另外,对特征参数进行敏感性分析,得到了组件特征对节点极限抗弯承载力的影响程度。研究结果表明:采用BP-ANN模型能够综合考虑组件特征对节点极限抗弯承载力的影响,预测结果较为准确;该模型为梁柱连接性能评估和改进提供了智能化的解决方案,可作为数值模拟和结构试验研究的有力补充。

关键词：人工神经网络梁柱节点平齐端板连接极限抗弯承载力

加筋木-混凝土组合梁承载力计算及尺寸设计方法

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材料导报 2019年第20期33卷 3419-3425页

作者：袁帅易锦贺国京中南林业科技大学土木工程学院

基于加筋木-混凝土组合梁受力特点,建立了加筋木-混凝土组合梁极限抗弯承载力计算模型,提出了组合梁极限抗弯承载力公式。为验证公式的正确性,设计并制作了四根加筋程度不同的木-混凝土组合梁构件。加载试验结果表明:理论推导公式与试... 详细信息

基于加筋木-混凝土组合梁受力特点,建立了加筋木-混凝土组合梁极限抗弯承载力计算模型,提出了组合梁极限抗弯承载力公式。为验证公式的正确性,设计并制作了四根加筋程度不同的木-混凝土组合梁构件。加载试验结果表明:理论推导公式与试验结果吻合较好,适用于加筋木-混凝土组合梁的极限抗弯承载力计算。同时结合极限抗弯承载力计算模型,提出了加筋木-混凝土组合梁尺寸设计方法,为木-混凝土组合梁的设计提供了参考。

关键词：加筋木-混凝土组合梁受力性能荷载试验极限抗弯承载力尺寸设计

多破坏模式和二次受力影响下FRP加固RC梁抗弯承载力

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中南大学学报（自然科学版） 2019年第1期50卷 180-188页

作者：方圣恩武棒棒福州大学土木工程学院福建福州350116 福州大学土木工程防震减灾信息化国家地方联合工程研究中心福建福州350116

针对实际工程应用中FRP加固RC梁存在多种破坏模式和二次受力影响等关键问题,提出采用能基本表征受压区混凝土实际应力-应变情况的Hognestad本构模型,以考虑受压区混凝土非线性应力变化。推导FRP加固RC梁受压混凝土等效应力和受压区高度... 详细信息

针对实际工程应用中FRP加固RC梁存在多种破坏模式和二次受力影响等关键问题,提出采用能基本表征受压区混凝土实际应力-应变情况的Hognestad本构模型,以考虑受压区混凝土非线性应力变化。推导FRP加固RC梁受压混凝土等效应力和受压区高度各自对应的相关比值,并得出FRP拉断、钢筋屈服前、后受压区混凝土压碎这3种不同破坏模式下的梁正截面极限抗弯承载力计算公式,同时推导加固梁FRP最大、最小加固量的计算公式以定义各破坏模式间的临界状态,并考虑二次受力影响和滞后应变效应。研究结果表明:所推导的公式能有效表征加固梁的不同破坏模式及二次受力效应,所计算的承载力与试验值较吻合,可以用于RC梁加固设计和承载力分析。

关键词： FRP加固 Hognestad本构模型破坏模式二次受力极限抗弯承载力