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设置横向加劲肋的正六边形孔蜂窝钢梁滞回性能研究

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工程力学 2019年第11期36卷 168-182页

作者：贾连光郎玉霄毕然宋中琦刘勐沈阳建筑大学土木工程学院

为避免蜂窝构件腹板局部屈曲造成结构失效问题,设置横向加劲肋对正六边形孔蜂窝钢梁滞回性能影响应重点研究。该文采用试验和有限元分析方法,研究在往复荷载作用下蜂窝钢梁的破坏模式、局部稳定和滞回性能。试验试件为2根孔间墩板均设... 详细信息

为避免蜂窝构件腹板局部屈曲造成结构失效问题,设置横向加劲肋对正六边形孔蜂窝钢梁滞回性能影响应重点研究。该文采用试验和有限元分析方法,研究在往复荷载作用下蜂窝钢梁的破坏模式、局部稳定和滞回性能。试验试件为2根孔间墩板均设置横向加劲肋且开孔率相同但腹板高厚比不同的蜂窝钢梁,并与参数相同的2根无加劲肋蜂窝钢梁相对比。结果表明,在低周往复荷载作用下,孔间墩板均设置横向加劲肋的试件,墩板受到横向加劲肋平面外约束从而减小腹板局部屈曲的影响,破坏主要发生在孔角位置,与无加劲肋的蜂窝钢梁试件相比,设置横向加劲肋试件的滞回性能明显提高。通过分析可知,横向加劲肋布置位置不同,蜂窝梁的破坏形态发生改变,对其滞回性能有较大影响,合理的加劲肋布置位置可有效提高蜂窝钢梁的滞回性能。

关键词：结构工程蜂窝钢梁试验及有限元分析腹板局部屈曲滞回性能横向加劲肋

外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2013年第11期34卷 91-97页

作者：李升才黄小燕华侨大学土木工程学院福建厦门361021

通过7个1∶2比例外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点的低周反复加载试验,研究不同螺栓数目、直径及排列方式的外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点在各受力阶段的抗震性能和合理的节点构造形式。基于试验数据,分析了节点在... 详细信息

通过7个1∶2比例外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点的低周反复加载试验,研究不同螺栓数目、直径及排列方式的外伸式端板连接蜂窝钢梁-混凝土柱组合节点在各受力阶段的抗震性能和合理的节点构造形式。基于试验数据,分析了节点在反复荷载作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性和耗能性能等。试验结果表明:试件的破坏形态和变形与螺栓数目、直径及排列方式有关,外伸端板螺栓连接中螺栓数目多、直径大的节点连接形式的承载力高,抗震性能较好;8个端板螺栓4行2列的排列形式为最合理的抗震节点形式;外伸端板螺栓数量为8个时的延性和耗能性能都能满足抗震的要求。

关键词：外伸式端板蜂窝钢梁混凝土柱组合节点连接螺栓拟静力试验抗震性能

蜂窝钢梁和腹板开孔钢梁框架梁柱节点抗震性能有限元分析

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建筑结构 2012年第S1期42卷 713-715页

作者：张艳霞李云鹏张万慧刘力力北京建筑工程学院土木与交通工程学院北京100044 吉林省东北亚铁路集团股份有限公司珲春分公司珲春133300

应用ABAQUS有限元分析软件,考虑了几何非线性、材料非线性、接触非线性、包辛格效应、焊缝缺陷、高强螺栓的预拉力等多种因素的影响,对蜂窝钢框架梁柱节点和腹板开孔钢框架梁柱节点的承载能力、破坏模式、延性性能和耗能能力进行了分析... 详细信息

应用ABAQUS有限元分析软件,考虑了几何非线性、材料非线性、接触非线性、包辛格效应、焊缝缺陷、高强螺栓的预拉力等多种因素的影响,对蜂窝钢框架梁柱节点和腹板开孔钢框架梁柱节点的承载能力、破坏模式、延性性能和耗能能力进行了分析。研究表明:普通蜂窝钢梁柱节点的延性较差,故其不适宜直接用于抗震结构中;腹板开孔钢梁框架通过调整钢梁孔洞大小和孔洞间距可以有效地改善梁柱节点的延性性能和耗能能力并应用于抗震结构中。上述初步分析结论需要进一步通过试验验证。

关键词：蜂窝钢梁腹板开孔钢梁梁柱节点抗震性能有限元分析

蜂窝钢梁-焊接环式箍筋砼柱节点抗震受剪承载力

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工程抗震与加固改造 2009年第6期31卷 42-46页

作者：李升才颜军华侨大学土木工程学院福建泉州362021

为研究焊接蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋砼柱连接节点的破坏特征和受力性能,进行了4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验。试验表明前三组试件为节点核心区剪切破坏,第四组试件为钢梁翼... 详细信息

为研究焊接蜂窝钢梁-复合焊接环式箍筋砼柱连接节点的破坏特征和受力性能,进行了4个蜂窝梁贯通型接点、2个外伸式端板连接节点、2个平齐式端板连接节点的低周反复荷载试验。试验表明前三组试件为节点核心区剪切破坏,第四组试件为钢梁翼缘屈服破坏;外伸式端板的约束作用以及高强螺栓预压力的存在,使得节点域混凝土开裂较少,大大改善了节点域的抗剪能力,同时也能增大节点刚度。对节点的抗震受剪承载力进行了分析,并根据试验结果得到了节点核心区抗震受剪承载力计算公式,可供工程实际参考。

关键词：蜂窝钢梁焊接环式箍筋砼柱节点抗震受剪承载力低周反复荷载试验

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火灾高温下受约束蜂窝钢梁悬链线效应研究

建筑钢结构进展 2016年第1期18卷 1-7,43页

作者：马宁王培军冯树国山东大学土建与水利学院济南250061 上海中建东孚投资发展有限公司上海200120 山东中通钢构建筑股份有限公司山东聊城252000

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了钢梁轴向拉力对抗弯承载力的贡献,可提高钢梁在火灾下的耐火极限。相同截面高度的蜂窝梁,其抗弯刚度与实腹钢梁基本相同,但其轴向刚度却远小于实腹钢梁,因此蜂窝梁火灾下的悬链线效应与... 详细信息

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了钢梁轴向拉力对抗弯承载力的贡献,可提高钢梁在火灾下的耐火极限。相同截面高度的蜂窝梁,其抗弯刚度与实腹钢梁基本相同,但其轴向刚度却远小于实腹钢梁,因此蜂窝梁火灾下的悬链线效应与实腹钢梁有较大差别。利用有限元方法研究了具有圆角多边形孔的受约束蜂窝钢梁在火灾升温下的悬链线效应。选取荷载比、梁跨度、梁端轴向约束刚度比以及蜂窝梁的扩展比、孔洞高度为主要参数,研究了梁的轴向力、跨中挠度、端部位移以及弯矩等随温度的变化规律。与实腹钢梁相比,火灾下蜂窝钢梁的最大压力较小,更早进入悬链线效应阶段。

关键词：火灾受约束钢梁蜂窝钢梁悬链线效应参数分析

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火灾下蜂窝钢梁腹板屈曲性能研究

建筑钢结构进展 2016年第6期18卷 42-51页

作者：李鹤王旭东张露露刘梅山东省建筑设计研究院济南250001 山东大学土建与水利学院济南250061 保利(青岛)实业有限公司山东青岛266000

通过有限元方法研究火灾下无防火保护蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能及屈曲温度。首先采用有限元传热分析,获得标准火灾下无防火保护蜂窝梁不同受火时刻的三维有限元温度分析结果,然后采用有限元受力分析确定三维有限元温度分析结果下蜂窝梁... 详细信息

通过有限元方法研究火灾下无防火保护蜂窝钢梁孔间腹板屈曲性能及屈曲温度。首先采用有限元传热分析,获得标准火灾下无防火保护蜂窝梁不同受火时刻的三维有限元温度分析结果,然后采用有限元受力分析确定三维有限元温度分析结果下蜂窝梁孔间腹板的受力性能和屈曲温度。传热分布结果表明,开孔后增加了孔洞周边厚度方向上腹板与空气间的热量交换,使得腹板升温速率明显大于翼缘。火灾下结构受力分析结果表明,由于钢材的力学性能随温度升高而降低,而且中心腹板升温速率快使蜂窝梁更易发生孔间腹板屈曲破坏。蜂窝梁的屈曲温度随孔间距及腹板厚度的增大而增大。通过对采用三维有限元温度分布与均匀温度分布的蜂窝梁进行对比分析,结果表明,由于不均匀温度分布使得沿腹板高度产生附加热应力,从而使得孔间腹板屈曲变形增大。

关键词：蜂窝钢梁无防火保护孔间腹板屈曲屈曲温度不均匀温度分布

考虑侧向支撑刚度影响的蜂窝钢梁临界弯矩计算研究

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建筑钢结构进展 2013年第4期15卷 24-27,46页

作者：曹宇翔马宁冯树国孙英梅山东省德州市交通运输局基建科山东德州253034 山东大学土建与水利学院济南250061 山东中通钢构建筑股份有限公司山东聊城252000

钢梁可通过设置侧向支撑并控制间距避免其发生整体弯扭屈曲,支撑刚度会对钢梁的临界弯矩产生影响。利用有限元方法研究了不同侧向支撑刚度下蜂窝钢梁临界弯矩。研究结果表明,随着侧向支撑刚度的增加,蜂窝钢梁临界弯矩亦逐渐增加;但当支... 详细信息

钢梁可通过设置侧向支撑并控制间距避免其发生整体弯扭屈曲,支撑刚度会对钢梁的临界弯矩产生影响。利用有限元方法研究了不同侧向支撑刚度下蜂窝钢梁临界弯矩。研究结果表明,随着侧向支撑刚度的增加,蜂窝钢梁临界弯矩亦逐渐增加;但当支撑刚度达到临界支撑刚度后,随着侧向支撑刚度的增加钢梁临界弯矩不变。根据参数分析结果,提出了根据支撑间距确定临界支撑刚度的简化计算公式。

关键词：弹塑性弯扭屈曲蜂窝钢梁临界侧向支撑刚度临界弯矩

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高温下受约束蜂窝钢梁的悬链线效应分析

高温下受约束蜂窝钢梁的悬链线效应分析

作者：马宁山东大学

学位级别：硕士

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了支座拉力对钢梁抗弯承载力的贡献,可提高钢梁在火灾下的耐火极限;由于相同截面高度的蜂窝梁,其抗弯刚度与实腹钢梁基本相同,但其轴向刚度却远小于实腹钢梁。其悬链线效应与实腹钢梁有较... 详细信息

火灾下受约束钢梁大变形阶段的悬链线效应,考虑了支座拉力对钢梁抗弯承载力的贡献,可提高钢梁在火灾下的耐火极限;由于相同截面高度的蜂窝梁,其抗弯刚度与实腹钢梁基本相同,但其轴向刚度却远小于实腹钢梁。其悬链线效应与实腹钢梁有较大差别。钢梁在火灾下由于高温下产生强度和刚度的降低而发生大变形,使得钢梁变现类似于悬索。悬链线力帮助梁抵抗竖向荷载,提高了钢梁极限温度。利用有限元方法研究了具有圆角多边形孔的轴向受约束蜂窝钢梁在火灾升温下的悬链线效应。参数分析选取蜂窝梁的扩张比,腹板孔洞的高度、形状、布置方式,以及钢梁的梁端轴向约束刚度比、荷载比、跨度为主要参数,研究了梁的轴向力、跨中挠度、端部位移以及控制截面弯矩等随温度的变化规律。与实腹钢梁相比,火灾下蜂窝钢梁的最大压力较小,更早进入悬链线效应阶段。考虑蜂窝梁挠度曲线的特点和截面轴力-弯矩相关作用,给出适用于火灾下蜂窝梁的大变形简化计算方法。通过采用增量法,可计算得到火灾下受约束蜂窝梁的轴向力和挠度曲线。利用有限元结果验证简化计算方法进结果的有效性。

关键词：火灾受约束钢梁蜂窝钢梁悬链线效应参数分析简化计算方法

考虑楼板组合效应的蜂窝钢梁腹板受弯屈曲性能研究

同方学位论文库评论

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考虑楼板组合效应的蜂窝钢梁腹板受弯屈曲性能研究

作者：姬文婷沈阳建筑大学

学位级别：硕士

对于蜂窝构件来说腹板的局部屈曲是其主要破坏模式之一,屈曲会导致腹板局部变形的急速增加,直至退出工作,可能导致构件整体失稳及结构上的连锁反应。在传统钢结构设计中通过对腹板高厚比进行限制来避免腹板局部屈曲的发生。在蜂窝构件... 详细信息

对于蜂窝构件来说腹板的局部屈曲是其主要破坏模式之一,屈曲会导致腹板局部变形的急速增加,直至退出工作,可能导致构件整体失稳及结构上的连锁反应。在传统钢结构设计中通过对腹板高厚比进行限制来避免腹板局部屈曲的发生。在蜂窝构件中孔间墩板及其桥板都有可能出现局部屈曲问题,相比于实腹构件来说也更加复杂。目前对于蜂窝梁构件局部稳定问题的研究大多围绕着纯钢蜂窝梁开展,对于考虑混凝土板的蜂窝梁研究较少。因此有必要对带楼板蜂窝梁腹板的受弯屈曲性能开展研究。在原有3个纯钢蜂窝梁的基础上,设计并制作了2个浇筑楼板的蜂窝梁,对这两根蜂窝钢梁-混凝土板组合梁在四分点处施加集中力进行静力试验研究,通过观察钢梁上屈曲发生位置以及混凝土板裂缝开展的位置及形态,对其腹板屈曲性能,承载力,孔角应力分布及试件延性进行分析,与无楼板纯钢蜂窝梁试验结果进行对比,研究增加楼板,腹板间加劲肋后,对蜂窝钢梁试件破坏形态,应力分布及承载力的影响。运用有限元软件建立模型进行数值模拟,将试验结果与有限元模拟结果进行对比以验证模型准确性。在纯弯作用下考察了不同高厚比、开孔率、墩板宽高比等因素对蜂窝钢梁-混凝土板组合梁腹板的受弯屈曲性能及极限承载力的影响规律,研究结果表明,蜂窝梁上设置混凝土板可以大大提高试件抗弯承载能力,提高腹板的屈曲性能。楼板在上翼缘位置对腹板进行约束使得破坏形式及位置发生了改变,由上翼缘空腹T区屈曲变为桥板墩板发生屈曲。腹板高厚比对腹板屈曲性能影响较为显著,减小腹板高厚比可以提高腹板抗弯屈曲性能,但对于试件极限承载力影响较小。当高厚比在75以下时强度破坏先于稳定破坏发生。开孔率对于考虑楼板效应的蜂窝梁腹板影响较小,虽然屈曲荷载随着开孔率降低而升高,但是升高幅度较小。有混凝土板的蜂窝梁的屈曲荷载随墩板宽高比增大而增大,但是在墩板宽高比在0.474及0.258之间存在破坏形态及破坏位置的变化,由靠近加载处边缘孔周围屈曲变为孔间腹板屈曲。改变前后屈曲荷载均随着墩板宽厚比增大而增大。

关键词：蜂窝钢梁混凝土板组合效应腹板局部屈曲试验研究模拟分析