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含钢率对GFRP管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响

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爆炸与冲击 2024年第4期44卷 81-94页

作者：张海霞陈欢鞠士龙沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

为了研究含钢率对GFRP(glass fiber reinforced polymer)管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响,建立15个组合构件的数值模型,在验证模型正确的基础上,通过分析典型构件的冲击全过程、截面弯矩发展以及破坏时应变分布规律,研究构件在... 详细信息

为了研究含钢率对GFRP(glass fiber reinforced polymer)管-钢骨混凝土组合构件抗冲击性能的影响,建立15个组合构件的数值模型,在验证模型正确的基础上,通过分析典型构件的冲击全过程、截面弯矩发展以及破坏时应变分布规律,研究构件在侧向冲击荷载作用下的破坏模式;通过分析构件冲击力时程曲线、侧移时程曲线以及能量变化情况,探究含钢率对不同长细比构件抗冲击性能的影响。结果表明:与未配置钢骨的构件相比,GFRP管-钢骨混凝土构件的抗冲击承载力提高了7%~134%,侧向位移减小了13%~68%。在侧向冲击荷载作用下,构件的破坏模式以弯曲破坏为主,同时伴随着GFRP管和混凝土冲击区域的局部破坏,抗弯刚度是影响构件抗冲击性能的主要因素之一。构件的抗冲击承载力随着含钢率的增高而提高,随着构件长细比的增大而降低。含钢率相差1.5%时,截面惯性矩较大的窄翼缘型钢对构件的抗冲击性能更有利。对于长细比大于20的构件,钢骨耗能是组合构件总能耗的主要组成部分。

关键词： GFRP管-钢骨混凝土组合构件侧向冲击含钢率破坏模式

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颗粒材料柱体崩塌物质点法数值模拟

计算力学学报 2024年第3期41卷 445-451页

作者：吴凤元秦鹏飞李鑫超赵子豪沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为了研究颗粒材料崩塌的运动规律和堆积特性,采用物质点法对颗粒材料柱体崩塌试验进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比验证。对颗粒材料柱体崩塌过程中颗粒的流动特性(滑动距离、堆积高度、速度、能量和动能通量的演化)进行了... 详细信息

为了研究颗粒材料崩塌的运动规律和堆积特性,采用物质点法对颗粒材料柱体崩塌试验进行数值模拟,并将模拟结果与试验结果进行对比验证。对颗粒材料柱体崩塌过程中颗粒的流动特性(滑动距离、堆积高度、速度、能量和动能通量的演化)进行了分析。进一步探究了颗粒材料柱体高宽比对颗粒流动能通量的影响,从而反应颗粒材料柱体崩塌过程中颗粒流的破坏能力。颗粒材料柱体高宽比越大,颗粒材料柱体外侧边缘颗粒速度越大,其溃散的程度更加强烈,并且滑动距离和动能均在增大。对于动能通量的分布,水平方向越靠近初始颗粒材料柱体,动能通量越大。

关键词：颗粒柱体崩塌过程物质点法数值模拟

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基于运动形式转化利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统

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振动工程学报 2024年第8期37卷 1377-1385页

作者：张春巍石一峰湛鑫刘志虎孙丽沈阳工业大学建筑与土木工程学院辽宁沈阳110870 沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary ... 详细信息

针对调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)通常需要较大的附加质量,安装空间受限以及质量块运动时需要较大的行程等问题,基于平动‐转动运动形式相互转化和能量守恒原理,本文提出了利用转动惯量虚拟平动惯性质量的TMD控制系统(Rotary inertia virtualizing translational mass based Tuned Mass Damper,简称RTMD),进行RTMD控制系统的设计概念,以单自由度结构对象为例建立了附加RTMD控制系统的运动方程,分析了RTMD控制系统参数对结构振动控制效果的影响规律。结果表明控制效果与系统的质量比、惯质比、阻尼比等参数密切相关,相关规律也可以推广到一般多自由度结构体系一阶振动的调谐吸振减振控制。进行了模型振动台试验研究,时域分析和频域分析结果均表明,试验结果与基于理论模型的数值分析结果一致性良好,验证了RTMD控制系统理论模型的正确性、设计参数的合理性以及控制系统应用于实际问题的可行性。

关键词：结构振动控制 TMD控制系统平动‐转动转化转动惯量振动台试验

基于广义条件强度参数的水平和竖向地震动联合选取研究

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振动与冲击 2024年第7期43卷 30-41页

作者：王晓磊王浠铭阎卫东吕大刚沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168 哈尔滨工业大学土木工程学院哈尔滨150090

为了合理地考虑竖向地震作用和实现水平和竖向地震动的联合选取,提出了基于广义条件强度参数的水平和竖向地震动联合选取方法:扩展广义条件强度参数的基本理论,提出水平和竖向地震动广义条件强度参数分布的构建方法,并与“无条件分布”... 详细信息

为了合理地考虑竖向地震作用和实现水平和竖向地震动的联合选取,提出了基于广义条件强度参数的水平和竖向地震动联合选取方法:扩展广义条件强度参数的基本理论,提出水平和竖向地震动广义条件强度参数分布的构建方法,并与“无条件分布”对比,提出基于广义条件强度参数的水平和竖向地震动联合选取方法的基本理论,给出以水平强度参数作为条件的实际算例,利用现有水平-水平、水平-竖向强度参数相关系数模型构建水平和竖向地震动广义条件强度参数目标分布,对目标地震动数据库进行联合选取,将选取结果与传统选取方法进行对比,说明该方法的合理性。结果表明:构建出的水平和竖向广义条件强度参数分布与“无条件”分布之间存在一定差异;水平和竖向地震动联合选取结果与目标理论分布匹配良好;与仅考虑水平向广义条件强度参数地震动选取方法相比,联合选取方法能够考虑竖向地震动特性,并且不会对水平向造成影响,提出的水平和竖向地震动联合选取方法能够更加合理地、全面地考虑水平和竖向地震动特性,为工程结构在水平和竖向地震动作用下的抗震性能研究提供地震动输入基础。

关键词：水平和竖向地震动广义条件强度参数(GCIM) 地震动选取相关系数模型概率地震危险性分析

地震行波激励下单层对称框架结构扭转响应的时域解析解

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地震工程与工程振动 2024年第3期44卷 136-145页

作者：李文博刘铁林王宇沈阳建筑大学土木工程学院辽宁沈阳110168

针对单层对称框架结构,利用地震行波激励研究地震波中频率成分对框架结构扭转响应的影响。给出了单层对称框架结构在地震行波激励下的动力平衡方程,利用相对运动法对方程进行求解,给出了地震行波激励下扭转响应级数形式的时域解析解。... 详细信息

针对单层对称框架结构,利用地震行波激励研究地震波中频率成分对框架结构扭转响应的影响。给出了单层对称框架结构在地震行波激励下的动力平衡方程,利用相对运动法对方程进行求解,给出了地震行波激励下扭转响应级数形式的时域解析解。计算了框架结构分别在低频成分丰富和低频成分不丰富地震波行波激励下的峰值柱剪力,进而分析了地震波中低频成分对框架结构行波效应的影响。研究表明:地震行波激励下柱剪力解析解不但与固有频率和激励频率有关,还与时间延迟以及结构基频和激励频率比值的平方有关。地震波加速度幅值谱中存在小于结构基频的主要频率时,框架结构易于产生行波效应,幅值谱中主要频率均大于结构基频时,不存在行波效应。框架结构地震行波效应除取决于时间延迟外,还取决于地震波中的低频成分。在低频成分和时间延迟的共同作用下,框架结构将产生地震行波效应。低频成分越丰富的地震波,行波效应越显著。

关键词：框架结构地震行波激励扭转响应解析解低频成分

不同含钢率下内置工字形CFRP型材方钢管混凝土压弯构件抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第S1期 133-141页

作者：邱增美李孟鸽李帼昌宗浩然沈阳建筑大学土木工程学院

为研究内置工字形CFRP型材方钢管混凝土压弯构件的滞回性能，以含钢率(0.122、0.156、0.192)为参数设计制作3根压弯构件，并对其进行低周往复加载试验，分析各构件的受力过程以及破坏形态，得到荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线及... 详细信息

为研究内置工字形CFRP型材方钢管混凝土压弯构件的滞回性能，以含钢率(0.122、0.156、0.192)为参数设计制作3根压弯构件，并对其进行低周往复加载试验，分析各构件的受力过程以及破坏形态，得到荷载-位移滞回曲线、荷载-位移骨架曲线及含钢率对延性、强度退化、刚度退化等抗震性能指标的影响。结果表明：3个构件均在跨中夹具两侧钢管处发生严重鼓曲破坏，相应位置处的内部混凝土碎裂严重、呈块状脱落，型材在夹具一侧发生明显断裂破坏；压弯构件的滞回曲线较为饱满，未出现明显的退化或捏缩现象，具有较好的延性及耗能能力，组合构件具有较好的抗震性能；压弯构件的承载力和延性随含钢率的增大呈非线性增长，钢管壁厚由4 mm每增大1 mm,其承载力依次提高19.9%、10.9%,位移延性系数依次增大14.6%、6.2%;含钢率越大，压弯构件的整体刚度越大、整体稳定性越好。对比基于ANSI/AISC-2016、EC4-2004、CECS 28—2012、GB 50936—2014以及DBJ/T 13-51—2010计算所得承载力值与试验值发现，依据DBJ/T 13-51—2010《钢管混凝土结构技术规程》计算的承载力与试验结果吻合较好，平均值相差12%,均方差为0.014。

关键词：工字形CFRP型材含钢率压弯构件拟静力试验抗震性能

双铰机制蜂窝梁-柱端板连接节点的抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2024年

作者：毕然许峰贾连光王庆贺王春刚沈阳建筑大学土木工程学院

为解决实腹梁-柱端板连接应力水平高导致的焊缝脆断，使框架梁发展塑性变形，提出蜂窝梁-柱端板连接(CBE)节点。通过对12个节点进行低周往复荷载试验，研究了楼板、端板和开孔参数对节点破坏形态和滞回性能的影响，明确了CBE节点的塑性... 详细信息

为解决实腹梁-柱端板连接应力水平高导致的焊缝脆断，使框架梁发展塑性变形，提出蜂窝梁-柱端板连接(CBE)节点。通过对12个节点进行低周往复荷载试验，研究了楼板、端板和开孔参数对节点破坏形态和滞回性能的影响，明确了CBE节点的塑性开展次序和双塑性铰破坏机制。试验结果表明：双铰破坏机制优于端板塑性铰破坏机制，增大开孔率有利于梁端塑性先于连接塑性得到发展从而保护节点域；与实腹式节点相比，CBE节点的塑性变形能力提高约14%，刚度退化更平稳，延性系数和耗能分别提高42%和30%；提出了适用于CBE节点抗弯承载力的计算方法，计算结果与试验和有限元结果吻合较好，可为工程实际应用提供参考。

关键词：蜂窝梁端板连接节点拟静力试验双铰机制抗震性能

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套筒灌浆接头黏结滑移关系的精细有限元分析

哈尔滨工业大学学报 2024年第2期56卷 68-76页

作者：鲍佳文赵唯坚高强陶宇宸浙江大学建筑工程学院杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心杭州310058 沈阳建筑大学土木工程学院沈阳110168

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分... 详细信息

为揭示套筒灌浆连接接头中钢筋和灌浆料间的黏结滑移关系,利用DIANA 10.3有限元软件建立接头试件的肋尺度精细有限元模型,并根据有限元分析结果对接头的局部黏结滑移关系进行研究。结果表明:套筒中钢筋黏结应力沿锚固长度大致呈马鞍形分布,加载端峰值随荷载增加逐渐内移;钢筋与灌浆料间相对滑移从钢筋自由端向加载端递增,超过屈服荷载后在加载端发生激增,并逐渐向里发展;局部黏结滑移曲线大致分为5个阶段,不同锚固位置处曲线的发展趋势大致相同,但其具体路径在发展程度和曲线特征值方面有一定差异;黏结锚固位置函数沿锚固长度大致呈“M”形分布且锚固自由端峰值大于加载端,是锚固位置和相对滑移的二元函数,建议用椭圆曲线和二次曲线进行拟合。该肋尺度精细化有限元模型可用于套筒灌浆连接接头的黏结滑移本构关系的进一步研究。

关键词：钢筋套筒灌浆连接精细有限元模型局部黏结滑移关系位置函数

方中空夹层钢管混凝土叠合构件受弯性能试验研究与有限元分析

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建筑钢结构进展 2024年

作者：李明伦任庆新王庆贺丁纪楠沈阳建筑大学土木工程学院沈阳建筑大学研究生院佛山科学技术学院交通与土木建筑学院沈阳建筑大学管理学院

介绍了一种方形中空夹层钢管混凝土叠合（CECFDST）构件，通过对3组不同剪跨比的6个试件进行受弯试验，明晰了其破坏模态、受力过程、变形规律以及剪跨比的影响。建立有限元模型进一步开展了受弯构件内力和参数分析，并将有限元计算结... 详细信息

介绍了一种方形中空夹层钢管混凝土叠合（CECFDST）构件，通过对3组不同剪跨比的6个试件进行受弯试验，明晰了其破坏模态、受力过程、变形规律以及剪跨比的影响。建立有限元模型进一步开展了受弯构件内力和参数分析，并将有限元计算结果与试验结果进行了对比验证。研究结果表明CECFDST构件具有良好的受弯性能，各部件间协同工作；剪跨比对构件受弯过程和受弯性能的影响不明显，受弯承载力变化不到4.5%；增大中空夹层钢管混凝土（CFDST）部件的含CFDST率D_o/B和名义含钢率α_n能够有效提高其力矩占比和强度发挥效率，外部配筋率ρ和α_n应分别与D_o/B保持正向和反向协调配置，建议0.50≤D_o/B≤0.75、0.25≤χ_n≤0.75、0.06≤α_n≤0.20。

关键词：中空夹层钢管混凝土叠合构件受弯性能受弯试验剪跨比有限元分析构造要求