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Q460高强钢交错孔板疲劳损伤后力学性能研究

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振动与冲击 2023年第23期42卷 307-315页

作者：梁刚杨佳男李淑敏刘云贺西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点试验室西安710048

为研究Q460高强钢交错孔板疲劳损伤后的残余力学性能,进行了9组共36个Q460高强钢试件的高周疲劳试验与疲劳损伤后静力拉伸试验,探讨了加载系数、损伤因子和交错孔数量等因素,对交错孔板破坏模式、荷载-位移曲线、承载力和应变分布模式... 详细信息

为研究Q460高强钢交错孔板疲劳损伤后的残余力学性能,进行了9组共36个Q460高强钢试件的高周疲劳试验与疲劳损伤后静力拉伸试验,探讨了加载系数、损伤因子和交错孔数量等因素,对交错孔板破坏模式、荷载-位移曲线、承载力和应变分布模式等的影响规律。研究表明:当损伤因子增加到0.45时,三交错孔板试件的断裂路径与理论屈服线路径存在明显差异,且断裂面不规则;一定范围内增大损伤因子,多交错孔板的变形能力呈增加趋势,但试件较早出现承载能力突降等劣化现象;加载系数对多交错孔板极限承载力的影响程度与损伤因子密切相关,随着开孔数量增多,疲劳损伤对试件的承载力影响越大。基于AISC/ANSI 360-16和EN 1993-1-8规范,建立了考虑疲劳损伤的Q460高强钢多交错孔板残余承载力预测模型,该模型与试验结果吻合较好,可较好地反映疲劳损伤对多交错孔板试件承载力的影响规律,研究成果可为高强钢结构性能可靠性评估提供试验和理论依据。

关键词：高强钢(HSS) 交错孔板疲劳损伤破坏模式承载力

不同约束形式的薄壁钢管混凝土柱轴心受压试验及承载力计算

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工程科学与技术 2021年第1期53卷 18-28页

作者：王振山冯永建卢俊龙李晓蕾田建勃西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048

为了提高薄壁钢管混凝土柱的局部抗屈曲性能,改善变形能力较差的问题,提出一种约束形式螺旋加劲肋。通过对普通钢管、直肋、开孔直肋、内螺旋肋、外螺旋肋、外螺旋肋-钢筋等6种不同形式的薄壁钢管混凝土组合柱进行了轴心受压试验研究,... 详细信息

为了提高薄壁钢管混凝土柱的局部抗屈曲性能,改善变形能力较差的问题,提出一种约束形式螺旋加劲肋。通过对普通钢管、直肋、开孔直肋、内螺旋肋、外螺旋肋、外螺旋肋-钢筋等6种不同形式的薄壁钢管混凝土组合柱进行了轴心受压试验研究,对比分析了破坏过程、极限荷载、位移及应变等,得到了螺旋加劲型薄壁钢管混凝土柱的破坏模式及机理。研究结果表明:设置直肋、开孔直肋、螺旋肋均能提高试件的受力性能,但三者的约束机制差异较大。竖向加劲肋对提高承载力作用显著;螺旋肋主要通过约束钢管横向变形而发挥作用,其竖向刚度贡献较小。针对螺旋肋外置形式,由于外部混凝土变形缺少限制,导致其开裂严重,提前退出工作;当设置竖向钢筋后;钢筋与螺旋肋对混凝土形成“块状”约束,大大延缓了裂缝发展,可与核心构件较好协同工作,承载力与变形能力显著提升。提出的螺旋加劲肋可较好解决传统薄壁钢管混凝土变形能力差的问题,当螺旋肋外置后,可利用外部混凝土对钢管进行保护,免除防火与防腐处理,大大降低后期维护成本;该新型组合构件受力性能良好,可为其工程应用提供技术支持。

关键词：薄壁钢管混凝土螺旋加劲肋轴压试验破坏模式极限承载力

Q460高强钢管柱-H形梁焊接节点循环拉伸性能试验研究

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振动与冲击 2024年第4期43卷 303-313页

作者：梁刚陆志涵刘云贺郭宏超西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

为研究Q460高强钢管柱-H形梁焊接节点在地震作用下的力学行为,对11个梁翼缘板与柱段焊接组成的节点进行了低周循环拉伸性能试验,研究了梁翼缘板与钢管宽度比α、厚度比β以及钢管宽厚比λ等参数对节点破坏模式、承载力、延性和耗能能力... 详细信息

为研究Q460高强钢管柱-H形梁焊接节点在地震作用下的力学行为,对11个梁翼缘板与柱段焊接组成的节点进行了低周循环拉伸性能试验,研究了梁翼缘板与钢管宽度比α、厚度比β以及钢管宽厚比λ等参数对节点破坏模式、承载力、延性和耗能能力的影响规律。结果表明:在循环拉伸荷载作用下,Q460高强钢管柱-H形梁焊接节点的失效模式主要分为连接处焊缝断裂、连接处钢管面板断裂或梁翼缘板被拉断三种;高强钢梁翼缘板与钢管宽度比、钢管柱宽厚比对焊接节点的受力行为影响较大,当宽厚比α由25.0减小到18.75时,节点的应变能减小了134%;当节点破坏时,具有新型焊接通过孔构造的焊接节点极限位移超过传统构造节点近2倍,前者延性性能较好。研究成果可为高强钢管柱与梁焊接节点的抗震设计以及进一步的理论研究提供依据。

关键词：高强钢焊接节点循环拉伸试验破坏模式耗能能力

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高延性混凝土板抗落石冲击性能试验研究

振动与冲击 2020年第11期39卷 239-247,279页

作者：寇佳亮王华丞西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

为了研究落石冲击荷载作用下高延性混凝土(HDC)板的抗冲击性能,对纤维掺量为0.5%、1.0%、2.0%的6块HDC板和2块普通钢筋混凝土(RC)板进行14 m高度下的落锤冲击试验,对比分析了HDC板和普通钢筋混凝土板抗冲击性能的差异以及不同纤维掺量对... 详细信息

为了研究落石冲击荷载作用下高延性混凝土(HDC)板的抗冲击性能,对纤维掺量为0.5%、1.0%、2.0%的6块HDC板和2块普通钢筋混凝土(RC)板进行14 m高度下的落锤冲击试验,对比分析了HDC板和普通钢筋混凝土板抗冲击性能的差异以及不同纤维掺量对HDC板抗冲击性能的影响。采用高速摄像机记录了各试件的试验过程,详细分析了试件的破坏形态,冲击中心最大位移及落锤最大冲击力和冲量。结果表明:在相同的冲击荷载下,普通钢筋混凝土板被击穿,板底喷出大量混凝土碎块,破坏面整齐光滑,裂缝宽且呈十字形,钢筋未屈服,属于局部贯通破坏;HDC板产生数条由中心向四周逐步开展的裂缝,呈放射状分布,板底有少量混凝土碎块剥落,由于HDC与钢筋之间具有很好的粘结能力,钢筋屈服甚至拉断,但是整体裂而不散。落锤直接冲击RC板最小瞬时加速度为933.01 g,最大冲击力914.35 kN,最大冲击时间0.0218 s,大应变率数量级达到1011 s-1。反观HDC板落锤直接冲击板的最小瞬时加速度较RC减小28.1%,最大冲击力减小28.1%,最大冲击时间延长0.006 s,大应变率数量级减小106 s-1。HDC的各项参数对比均明显优于RC。表明HDC板具有良好的抗冲击性能,且纤维体积掺量为1.0%的HDC抗冲击能力最强。

关键词：高延性混凝土板落锤试验抗落石冲击性能纤维含量破坏形态

Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区和成长

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物理学报 2016年第21期65卷 217-224页

作者：宁利中胡彪宁碧波田伟利西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048 嘉兴学院建筑工程学院嘉兴314001 上海大学建筑系上海200444

采用SIMPLE算法对二维流体力学基本方程组进行了数值模拟,研究了Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区、成长及水平流动对不同斑图特征物理量的影响.结果表明,上下临界雷诺数Re_u,Re_l将流动分成三个区域,即行波区、局部行... 详细信息

采用SIMPLE算法对二维流体力学基本方程组进行了数值模拟,研究了Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动中对流斑图的分区、成长及水平流动对不同斑图特征物理量的影响.结果表明,上下临界雷诺数Re_u,Re_l将流动分成三个区域,即行波区、局部行波区、水平流区.Re_u和Re_l随着相对瑞利数r的增大而增大.在对流斑图的成长阶段,三种斑图随时间的成长过程是不同的,但对流圈都是从下游区开始成长;特征物理量随着时间的变化也是不同的,行波对流和局部行波对流的最大垂直流速wmax和努塞尔数Nu经过指数增长阶段后进入周期变化的稳定阶段;水平流斑图的w_(max)和Nu经过缓慢增长后又缓慢降到稳定值.三种斑图的w_(max)和Nu随雷诺数Re增大而减小,不同斑图区域有不同的变化规律.本文给出了Re_u和Re_l随r的变化关系式及不同斑图的w_(max)和Nu随着Re的变化关系式.

关键词： Poiseuille-Rayleigh-Bénard流动行波局部行波斑图的成长

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温度对水工沥青混凝土弯曲性能影响的试验

水力发电学报 2022年第8期41卷 104-112页

作者：韩群柱宋戈张应波宋洪林宋庆象西北旱区生态水利工程国家重点实验室西安710048 西安理工大学土木建筑工程学院西安710048

本文针对-30℃~25℃温度条件下的水工沥青混凝土开展了小梁弯曲试验,重点分析温度对水工沥青混凝土面板的各项力学性能指标的影响。试验结果表明:(1)温度对水工沥青混凝土的应力-应变特性有着密切关系。在-30℃~0℃温度区间,应力-应变... 详细信息

本文针对-30℃~25℃温度条件下的水工沥青混凝土开展了小梁弯曲试验,重点分析温度对水工沥青混凝土面板的各项力学性能指标的影响。试验结果表明:(1)温度对水工沥青混凝土的应力-应变特性有着密切关系。在-30℃~0℃温度区间,应力-应变曲线近似成线性关系,试件的应力达到峰值后发生断崖式下跌,呈脆性破坏;在0℃~25℃温度区间,试件应力达到峰值后经历一定程度的塑性变形后断裂,呈延性破坏。(2)水工沥青混凝土随着温度升高,其抗弯强度、弯曲模量逐渐降低,变形能力提高;随着温度的降低,峰值应变减小。(3)研究提出的经验公式较好反映了水工沥青混凝土在不同温度条件下弯曲性能的变化特性,与试验结果吻合较好。

关键词：水工沥青混凝土小梁弯曲试验力学性能弯曲性能

维普期刊数据库评论

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面板堆石坝性状的初步统计分析

岩土工程学报 2017年第7期39卷 1312-1320页

作者：温立峰柴军瑞许增光覃源李炎隆西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地陕西西安710048 西京学院土木工程学院陕西西安710123

在很多情况下面板堆石坝已经成为优选坝型,但其设计很大程度上仍然依赖于工程经验。目前很少有文献基于大量工程实例数据对面板堆石坝的性状展开研究。收集和统计过去50 a已建的87个面板堆石坝的建设信息和性状监测记录,从统计学的角度... 详细信息

在很多情况下面板堆石坝已经成为优选坝型,但其设计很大程度上仍然依赖于工程经验。目前很少有文献基于大量工程实例数据对面板堆石坝的性状展开研究。收集和统计过去50 a已建的87个面板堆石坝的建设信息和性状监测记录,从统计学的角度分析面板坝性状特征。基于工程实测数据对填筑完工后坝顶沉降、面板挠度和应力、竣工时坝体最大沉降进行统计分析和规律总结。重点讨论了堆石母岩饱和状态抗压强度、地基特性、河谷形状和渗流对大坝性状的影响。结果可以进一步加强对面板堆石坝性状的深入理解,同时为面板堆石坝的设计、施工和运行管理提供指导和参考。

关键词：面板堆石坝性状工程实例监测统计分析

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Q690高强钢板式加强型节点抗震性能研究

建筑结构学报 2021年第6期42卷 128-138页

作者：郭宏超周熙哲李炎隆毛宽宏梁刚刘云贺西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室陕西西安710048 西安理工大学土木建筑工程学院陕西西安710048 西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

在抗震设防区,钢结构节点在具备足够承载力的同时应有良好的转动能力。板式加强型节点不仅能提高梁端的受弯承载力,使塑性铰转移到加强板以外位置,还能有效保证梁端焊缝不发生脆性破坏,提高节点的延性。通过对6个Q690高强钢板式加强型... 详细信息

在抗震设防区,钢结构节点在具备足够承载力的同时应有良好的转动能力。板式加强型节点不仅能提高梁端的受弯承载力,使塑性铰转移到加强板以外位置,还能有效保证梁端焊缝不发生脆性破坏,提高节点的延性。通过对6个Q690高强钢板式加强型节点进行低周反复加载试验,分析不同加强形式、钢材强度等级和节点域补强措施等因素对节点性能的影响,量化分析节点承载力、刚度、延性、耗能能力等抗震性能指标。结果表明:盖板加强型节点由于盖板和梁翼缘与柱面直接焊接,连接刚度大,对节点的转动约束力强,其变形能力弱于板式过渡型节点;翼缘板过渡型节点的延性比对应的盖板加强型节点有所提高,当柱节点域焊有补强板时,翼缘板过渡型节点转角延性系数较盖板加强型节点可提高15.9%。采用较高强度等级钢材的梁可提高节点的承载能力,但转角延性系数明显降低。当节点域加强后,两类加强型节点承载力均有所提高,而延性出现了不同程度的降低,表明贴焊补强板可以提高节点的承载力,但限制了节点的转动能力。

关键词：板式加强型节点 Q690高强钢翼缘过渡板拟静力试验有限元分析延性转动能力

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梯度泡沫金属的冲击吸能特性

工程力学 2016年第8期33卷 211-220页

作者：张健赵桂平卢天健西安交通大学航天航空学院机械结构强度与振动国家重点实验室西安710049 西安理工大学土木建筑工程学院西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048

基于闭孔泡沫铝的显微CT扫描信息,考虑胞孔的不规则形貌及胞孔分布的不均匀性,以及胞孔尺寸和壁厚沿泡沫高度的梯度分布,建立了梯度泡沫金属材料的二维细观有限元模型,分析了梯度泡沫金属材料在动态压缩过程中的变形、塑性波的传播和能... 详细信息

基于闭孔泡沫铝的显微CT扫描信息,考虑胞孔的不规则形貌及胞孔分布的不均匀性,以及胞孔尺寸和壁厚沿泡沫高度的梯度分布,建立了梯度泡沫金属材料的二维细观有限元模型,分析了梯度泡沫金属材料在动态压缩过程中的变形、塑性波的传播和能量变化特征。对于平均相对密度0.3、平均梯度系数0.4的梯度泡沫铝,低速(10 m/s)加载时,梯度泡沫金属在变形的整个过程中吸收的总能量均低于均匀泡沫金属;高速加载时,梯度泡沫金属沿负梯度方向压缩的早期吸能比均匀泡沫金属有优势,而且速度越高,优势越明显。

关键词：闭孔泡沫铝动态压缩塑性波细观有限元模型梯度多孔材料