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板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 65-76页

作者：郑文忠吕盛先郑博文王英结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法。但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影... 详细信息

对于同时受到竖向荷载和不平衡弯矩作用的板柱节点,目前已有方法大多将不平衡弯矩等效为竖向荷载,从而给出其受冲切承载力计算方法。但该方法所涉及的不平衡弯矩比例系数的计算还存在较大争议,且没有考虑竖向荷载与不平衡弯矩耦合的影响。因此,本文首先通过推导给出仅有竖向荷载作用的板柱节点受冲切承载力计算公式和仅有不平衡弯矩作用的板柱节点受弯承载力计算公式,并与试验结果进行对比,验证了所提公式的合理性。然后基于板柱节点在竖向荷载和不平衡弯矩共同作用下的试验结果,拟合得到板柱节点考虑弯剪相关性的受冲切承载力计算公式。最后对所提计算方法与不同规范计算方法进行对比,结果表明本文计算方法能够更加准确地预测板柱节点受冲切承载力。

关键词：板柱节点竖向荷载不平衡弯矩受冲切承载力计算方法

考虑构件震害影响的城市桥梁震后通行功能损失评估方法

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哈尔滨工业大学学报 2025年第1期57卷 35-45页

作者：李天翊张东昱张晓宇哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司北京100120

桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用。但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供... 详细信息

桥梁作为城市交通网络重要节点,其车辆通行能力在震后救灾和重建过程中起着至关重要的作用。但现有城市桥梁震后损失研究多集中于结构损伤维修成本方面,对桥梁震后车辆通行功能损失研究关注不足,难以为震后紧急救援和桥梁修复决策提供有效指导。因此,本文提出了综合考虑桥梁构件震害破坏及其对车辆通行影响的桥梁震后通行功能损失评估方法。首先,为了更准确地分析地震对桥梁结构整体系统的影响,采用copula函数,开展了考虑桥梁构件破坏相关性的桥梁系统地震易损性分析;其次,提出了地震导致桥梁车辆通行能力损失的评估方法。该方法综合考虑了桥梁结构损伤、承载力下降导致的开放车道减少以及桥梁伸缩缝损坏导致的车辆行驶速度降低等因素影响,因而可以更准确地反映震后桥梁车辆通行能力;最后,通过一个4跨连续梁桥算例发现相较于现有评估方法,本文提出的城市桥梁震后通行功能损失评估方法具有准确度更高、离散程度和不确定性更小的特点。与传统的定性和主观震后桥梁功能损失评估方法相比,本项研究提出的分析方法从物理层面考虑了桥梁构件震害对桥梁车辆通行能力的具体影响,为震后决策过程提供了一个数学模型。

关键词：桥梁易损性构件破坏相关性车辆通行能力桥梁通行功能损失

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输电塔足尺钢管杆件涡激振动及阻尼控制研究

自然灾害学报 2025年第1期34卷 147-155页

作者：炊晓毅李巍武东亚武鹏飞陶亚光陈文礼河南省电力线路舞动防治技术重点实验室国网河南省电力公司电力科学研究院河南郑州450052 哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业与信息化部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的... 详细信息

钢管塔力学性能卓越,应用广泛,但其钢管杆件长细比较大,水平放置易在低风速下发生涡激共振现象。钢管构件长期振动易使钢结构疲劳损伤甚至破坏,严重影响输电塔结构正常服役安全。针对钢管塔构件涡激振动现象开展试验研究,并提出有效的阻尼控制方法。首先,开展了原尺输电塔钢管杆件气动效应研究。对槽型插板节点钢管弱轴向涡激振动响应及尾流展向特性进行分析。其次,引入尾流振子模型,探究了增加阻尼比对钢管杆涡振响应的理论抑制效果的提升。最后,根据理论计算结果开展调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)控制试验,通过加装TMD对钢管振动响应进行了控制,振幅最多可以下降95.8%,表明TMD可有效提高钢管塔在复杂风环境下的结构稳定性,保证钢管服役期间的安全。

关键词：输电塔钢管涡激振动风洞试验尾流振子模型调谐质量阻尼器

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岩棉复合保温外模板承载力及温度效应分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第1期56卷 130-138页

作者：赵建军付佳欣李爽结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090

为了提高建筑外围护结构施工效率及解决传统外保温系统长期存在的易脱落和易着火问题,提出了一种集保温和建筑模板于一体的岩棉复合保温外模板(RW-CIEF)体系。RW-CIEF由内到外依次为内侧加强层、岩棉保温芯材、黏结层、保温过渡层以及... 详细信息

为了提高建筑外围护结构施工效率及解决传统外保温系统长期存在的易脱落和易着火问题,提出了一种集保温和建筑模板于一体的岩棉复合保温外模板(RW-CIEF)体系。RW-CIEF由内到外依次为内侧加强层、岩棉保温芯材、黏结层、保温过渡层以及外侧加强层。以哈尔滨市为例,基于全寿命周期成本(life cycle cost,C lc)确定了岩棉保温芯材的最佳厚度。采用有限元分析与理论计算相结合的方法探求了RW-CIEF在工程中的可行性,分析了RW-CIEF的抗弯性能、施工承载力及温度效应下的应力和变形,讨论了开槽形式、开槽宽度、开槽深度以及开槽间距对RW-CIEF抗弯性能的影响。结果表明:RW-CIEF的抗弯性能理论计算结果与有限元分析结果有较高的一致性;开槽处理可有效提高RW-CIEF的抗弯性能,综合抗弯性能、热工特性及加工角度,建议开槽形式选用对应开井字槽或对应开纵槽,开槽深度和宽度均为10 mm,开槽间距为150 mm;设计的RW-CIEF满足施工承载力,可保证外围护结构保温工程施工质量;由温度效应产生的最大拉应力和压应力均未超过RW-CIEF的外侧加强层承载力,反映出RW-CIEF出现夏季空鼓或冬季开裂现象的可能性极小。提出的RW-CIEF体系可为外围护结构保温工程及建筑模板工程未来研究方向提供一种新的思路和方法。

关键词：岩棉复合保温外模板抗弯性能开槽处理施工承载力温度效应

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碱矿渣陶砂砂浆砌筑的砌体轴心受拉性能试验

哈尔滨工程大学学报 2019年第6期40卷 1036-1042页

作者：郑文忠焦贞贞赵宇健王英哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学)

为考察碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的砌体轴心抗拉性能,本文完成了强度等级介于Mb20～Mb65碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的60个空心砌块砌体试件的轴心抗拉试验。通过在墙片端孔灌注混凝土并对锚固于端孔混凝土的水平钢筋施加轴心拉力,考察了水灰... 详细信息

为考察碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的砌体轴心抗拉性能,本文完成了强度等级介于Mb20～Mb65碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的60个空心砌块砌体试件的轴心抗拉试验。通过在墙片端孔灌注混凝土并对锚固于端孔混凝土的水平钢筋施加轴心拉力,考察了水灰比、砂灰比、Na;O含量、水玻璃模数和碱激发矿渣陶砂砂浆抗压强度对空心砌块砌体轴心抗拉强度的影响。试验结果表明:碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的空心砌块砌体轴心抗拉强度随着砂浆抗压强度的增大而增大,但小于用水泥砂浆和混合砂浆砌筑的空心砌块砌体的轴心抗拉强度。基于试验结果,建立了以水灰比（介于0.44～0.53）、砂灰比（介于1.76～2.50）、Na;O含量（介于4.4%～9.3%）、水玻璃模数（介于0～1.26）和碱激发矿渣陶砂砂浆抗压强度（介于20.9～65.0 MPa）为变量的空心砌块砌体轴心抗拉强度的计算公式。

关键词：碱性激发剂矿渣陶砂砂浆空心砌块砌体破坏形式轴心抗拉强度

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碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体抗剪试验

哈尔滨工业大学学报 2018年第12期50卷 165-170页

作者：郑文忠焦贞贞王英黄文宣赵宇健哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学)

为研究碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体的受剪性能,对108个用Mb25;b130碱激发矿渣净浆和用Mb25;b80碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体进行抗剪试验.试验结果表明:碱激发矿渣净浆作砌筑浆体的砌体抗剪强度低... 详细信息

为研究碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体的受剪性能,对108个用Mb25;b130碱激发矿渣净浆和用Mb25;b80碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体进行抗剪试验.试验结果表明:碱激发矿渣净浆作砌筑浆体的砌体抗剪强度低于碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体的砌体.碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体的砌体抗剪强度低于用水泥砂浆和混合砂浆作砌筑浆体的砌体.砌体的抗剪强度随砌筑浆体抗压强度的提高而增大,Na2O含量、砂灰比对砌体抗剪强度的影响不容忽视.基于试验结果,分别建立了用碱激发矿渣净浆和碱激发矿渣陶砂砂浆作砌筑浆体时的碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块砌体抗剪强度计算公式.

关键词：碱激发矿渣陶砂砌筑浆体抗剪强度

碱激发矿渣陶砂砂浆砌筑的砌体弯曲受拉性能试验

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哈尔滨工业大学学报 2019年第6期51卷 33-39页

为研究碱激发矿渣陶粒混凝土空心砌块（alkali-activated slag ceramsite concrete hollow block,简称AASCHB）砌体的弯曲受拉性能,完成了108个用Mb25～Mb90碱激发矿渣陶砂砂浆（alkali-activated slag mortar with pottery sand,简称AASM）砌筑的AASCHB砌体的弯曲受拉性能试验.试验结果表明:GB 50003—2011表B.0.1-2中所给公式不能准确预估AASM砌筑的AASCHB砌体的弯曲抗拉强度,砂浆强度低于70.3 MPa时,沿通缝截面弯曲抗拉强度预估值偏高,砂浆强度介于70.3～91.9 MPa时,沿通缝截面弯曲抗拉强度预估值偏低;当砂浆强度低于46.2 MPa时,沿齿缝截面弯曲抗拉强度预估值偏高,砂浆强度介于46.2～91.9 MPa时,沿齿缝截面弯曲抗拉强度预估值偏低.同时发现AASCHB砌体弯曲抗拉强度不但与AASM的抗压强度有关,而且受水灰比、砂灰比、Na;O含量和水玻璃模数的影响.基于试验结果,分别建立了AASCHB砌体沿通缝截面和沿齿缝截面弯曲抗拉强度的计算公式.

关键词：碱激发矿渣胶凝材料陶粒陶砂混凝土空心砌块砂浆弯曲抗拉强度

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自复位混凝土剪力墙抗震性能研究进展与展望

哈尔滨工业大学学报 2018年第12期50卷 1-13页

作者：周威刘洋郑文忠哈尔滨工业大学土木工程学院结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工业大学)

强震后工程结构功能快速恢复,是近年来可持续发展工程抗震的重要研究领域.由于通过释放墙片节点约束并沿墙高通长布置并后张无黏结预应力筋实现摇摆回复及倾覆控制,地震动下摇摆和界面张合效应可使自复位混凝土剪力墙表现为无震损或低... 详细信息

强震后工程结构功能快速恢复,是近年来可持续发展工程抗震的重要研究领域.由于通过释放墙片节点约束并沿墙高通长布置并后张无黏结预应力筋实现摇摆回复及倾覆控制,地震动下摇摆和界面张合效应可使自复位混凝土剪力墙表现为无震损或低震损及小残余变形,甚至无残余变形.作为可恢复功能结构体系重要组成部分的自复位混凝土剪力墙结构、技术、理论与设计方法正持续发展.在结构体系上,包括受控摇摆单肢墙、混合摇摆单肢墙、竖向连接耗能联肢墙以及连梁耗能联肢墙结构4种自复位剪力墙,均具备明确的自复位能力,但耗能钢筋/部件组装程度导致了不同结构体系的耗能能力差异明显;在设计方法上,传统的基于力的抗震设计方法难以直接应用,应确定相关性态极限状态和控制点并完善残余变形验算,提出基于位移性态的自复位剪力墙抗震设计方法;非线性分析方法上,纤维模型、集中塑性模型、多弹簧模型以及实体有限元模型等均可较精确地进行自复位剪力墙结构的模拟分析,但仍需有针对性考虑相关参数敏感程度.进而,提出开展预应力筋弹性和非弹性受力行为及其摇摆转动中的变形能力与损失,楼屋盖等水平连接对自复位能力和震损影响,强震下预应力筋和耗能元件失效下自复位剪力墙倾覆,多墙片拼装竖向多节点摇摆的自复位剪力墙高阶振型效应与残余变形预测等四方面研究,为自复位混凝土剪力墙结构体系研发与应用提供理论和技术支撑.

关键词：后张无黏结预应力可恢复功能自复位剪力墙抗震性能残余变形

配置高强网格式间接钢筋的RPC局压承载力试验研究

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建筑结构学报 2023年第2期44卷 227-238页

作者：樊梦玫郑文忠李胜王英哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室哈尔滨工业大学土木工程智能防灾减灾工业和信息化部重点实验室

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式，对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括... 详细信息

为得到配置高强网格式间接钢筋的活性粉末混凝土(reactive powder concrete, RPC)局压承载力计算公式，对10个配置网格式间接钢筋(从楔形体侧面外伸并弯折后满足受拉锚固长度要求)的RPC开展局压试验。RPC局压面积比为4.34,主要参数包括RPC轴心抗压强度(88、104.8 MPa)、网格式间接钢筋抗拉强度标准值(800、970、1 270 MPa)、间接钢筋体积配筋率(0.9%～1.5%)。试验结果表明：RPC发生局压破坏时，均在局压影响区产生四角锥楔形体，劈尖夹角约53°～61°;随着RPC强度等级、间接钢筋强度等级的提高，间接钢筋拉应力(340～550 MPa)逐渐减小，且小于间接钢筋比例极限。收集33个RPC轴心抗压强度介于74～110 MPa、局压面积比介于1.4～9的未配置间接钢筋的RPC的局压承载力试验数据，对未配置间接钢筋的RPC局压承载力影响因素进行参数分析，发现未配置间接钢筋的RPC局压承载力与局压面积比及轴心抗压强度有关。根据试验结果及收集数据可知：配置高强网格式间接钢筋的RPC局压破坏时，间接钢筋不易发挥作用，RPC对局压承载力的贡献远大于高强网格式间接钢筋；随着RPC及间接钢筋材料强度等级的提高，局压破坏时间接钢筋拉应力逐渐减小，使间接钢筋充分发挥作用的体积配筋率下限值逐渐上升，工程实践中仍需对RPC局压承载力进行合理计算。基于未配置间接钢的RPC局压承载力计算公式、配置间接钢筋RPC试件局压破坏时间接钢筋拉应力计算公式，提出了配置高强网格式间接钢筋的PRC局压承载力计算公式。试验所得实测值与计算值吻合良好，适用范围为活性粉末混凝土强度90～130 MPa、高强网格式间接钢筋屈服强度800～1 300 MPa。

关键词：活性粉末混凝土钢筋锚固局压试验局压承载力间接钢筋拉应力体积配筋率下限值