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基于有限元分析与静力试验的CFRP约束钢管混凝土力学性能研究
1
作者 金必煌 李正焜 刘一鸣 《遵义师范学院学报》 2025年第1期92-96,共5页
为验证在钢管混凝土中添加碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)材料对其力学性能的影响,此次研究开展了静力实验和有限元模型仿真计算。计算结果显示,有限元模型与静力实验结果相对误差小于5%,认为有限元模型设置... 为验证在钢管混凝土中添加碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)材料对其力学性能的影响,此次研究开展了静力实验和有限元模型仿真计算。计算结果显示,有限元模型与静力实验结果相对误差小于5%,认为有限元模型设置较为合理。有限元模型分析结果显示,钢管屈服强度和钢管厚度增加都能起到提升CFRP环向约束圆钢管混凝土(CFRP Circumferentially restrained concrete filled circular steel tube,CFRP-CFST)构件抗弯与抗扭能力的作用,但只有在加载后期时,CFRP-CFST构件的抗扭与抗弯能力才强于CFST构件。 展开更多
关键词 有限元 静力实验 cfrp 钢管混凝土
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CFRP约束钢管混凝土结构开发与应用研究 被引量：2
2
作者 孙国帅 顾威 冯娇 《辽宁工业大学学报（自然科学版）》 2018年第5期319-324,共6页
对CFRP外部约束钢管混凝土构件的研究进展和应用情况进行了系统、深入的阐述,分析了承载力等结构性能的理论研究、数值模拟和试验研究成果,探讨了CFRP外部约束钢管混凝土构件在实践中的应用。结果表明:CFRP外部约束钢管混凝土构件改善了... 对CFRP外部约束钢管混凝土构件的研究进展和应用情况进行了系统、深入的阐述,分析了承载力等结构性能的理论研究、数值模拟和试验研究成果,探讨了CFRP外部约束钢管混凝土构件在实践中的应用。结果表明:CFRP外部约束钢管混凝土构件改善了CFRP约束混凝土结构和钢管混凝土结构的性能,其增强效果受CFRP厚度、长径比、缠绕方向等多种因素影响。 展开更多
关键词 cfrp 钢管混凝土 性能 理论 应用
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CFRP约束钢管混凝土核心柱承载力简化分析 被引量：6
3
作者 孙国帅 顾威 《水利与建筑工程学报》 2017年第4期74-78,共5页
为了推导CFRP环向约束钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,对该类构件的受力机理和破坏特征进行了理论分析。基于极限平衡原理和极限分析的基本假设,得到CFRP环向约束构件的承载力计算公式。为了验证理论公式的有效性,利用试验数据进行对... 为了推导CFRP环向约束钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,对该类构件的受力机理和破坏特征进行了理论分析。基于极限平衡原理和极限分析的基本假设,得到CFRP环向约束构件的承载力计算公式。为了验证理论公式的有效性,利用试验数据进行对比,结果表明:计算结果与试验结果吻合较好;极限承载力主要取决于由CFRP和钢管产生的约束效应。研究结论可为CFRP约束钢管混凝土结构的实践应用提供参考。 展开更多
关键词 cfrp 钢管混凝土 轴压短柱 极限承载力
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长细比对CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的影响 被引量：1
4
作者 刘兰 李兴 +1 位作者 程志 韩云山 《四川建筑科学研究》 2018年第6期51-56,共6页
为了研究长细比对CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的影响,通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了12根长细比不同的模型试件,模拟并分析了长细比对CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的影响。分析结果表明:在爆炸荷载作用下,长细比越大,试件的跨中... 为了研究长细比对CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的影响,通过有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了12根长细比不同的模型试件,模拟并分析了长细比对CFRP约束钢管混凝土柱抗爆性能的影响。分析结果表明:在爆炸荷载作用下,长细比越大,试件的跨中位移峰值和残余位移越大,且增长速率也越大,试件的破坏越严重,抗爆性能越差;长细比对短柱抗爆性能的影响最小,中长柱次之,对长柱抗爆性能的影响最大。 展开更多
关键词 长细比 cfrp 钢管混凝土柱 抗爆性能
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CFRP约束钢管混凝土柱偏压力学性能研究 被引量：2
5
作者 李昆明 陈联盟 +1 位作者 吴冬雁 赵俊亮 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2020年第12期38-42,共5页
本文阐述了近期对CFRP约束圆形钢管混凝土柱的偏压性能的试验研究成果。总共制作了6个试件,研究参数为偏心距,试件长径比均为5,钢管径厚比为100,每个参数制作2个相同试件。通过偏心加载试验获得试件荷载-变形曲线、荷载-挠度曲线等,并... 本文阐述了近期对CFRP约束圆形钢管混凝土柱的偏压性能的试验研究成果。总共制作了6个试件,研究参数为偏心距,试件长径比均为5,钢管径厚比为100,每个参数制作2个相同试件。通过偏心加载试验获得试件荷载-变形曲线、荷载-挠度曲线等,并基于试验结果分析了CFRP约束钢管混凝土柱的偏心受压工作机理。最后,对Jiang和Teng提出的CFRP约束钢筋混凝土柱偏压柱子分析模型进行修改,利用数值模型计算出试件的荷载-挠度曲线,并将其与试验测得的数据进行对比,验证了该模型的合理性。 展开更多
关键词 FRP约束钢管混凝土柱 偏压试验 力学性能 柱子模型 复合材料
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考虑温度附加套箍效应的钢管约束混凝土轴压承载力解析法
6
作者 王力 潘启仁 +3 位作者 张宇星 虞庐松 胡琦 李伟 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期191-202,共12页
针对高寒环境温度对钢管约束混凝土结构力学行为影响显著的问题,结合热力学理论和极限平衡理论,建立考虑环境温度的钢管约束混凝土短柱承载力理论计算方法,提出“温度附加套箍效应”的概念,并通过开展不同环境温度下的26个钢管约束混凝... 针对高寒环境温度对钢管约束混凝土结构力学行为影响显著的问题,结合热力学理论和极限平衡理论,建立考虑环境温度的钢管约束混凝土短柱承载力理论计算方法,提出“温度附加套箍效应”的概念,并通过开展不同环境温度下的26个钢管约束混凝土短柱轴压性能试验,验证了所提理论计算方法的准确性,通过解析法系统揭示环境温度对钢管约束混凝土轴压承载力的影响机理。结果表明:本文理论计算值与试验值平均偏差仅2.0%,标准差为0.06,具有较高的准确性和可靠性;温度附加套箍效应对钢管约束混凝土轴压承载力影响显著,环境温度为-40℃时,温度附加套箍效应对承载力的影响可达到温度附加承载力的34.1%;温度附加套箍效应受环境温度与常温的温差、材料温变弹性模量、泊松比、线膨胀系数及构件径厚比等受多因素综合影响,基于本文理论对量化环境温度对钢管约束混凝土承载力的影响提供了理论依据。高寒地区钢管约束混凝土结构设计中,应综合考虑温度附加套箍效应和温致材料特性变异对结构力学行为的影响。 展开更多
关键词 钢管约束混凝土 环境温度 温度附加套箍效应 轴压承载力 轴压试验
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考虑环境温度的钢管约束混凝土柱拟静力试验研究
7
作者 王力 潘启仁 +3 位作者 顾皓玮 胡琦 虞庐松 李子奇 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期155-168,共14页
为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行S... 为研究不同环境温度下钢管约束混凝土(steel tube confined concrete,STCC)柱的抗震性能,开展了9根不同温度工况下的STCC柱拟静力试验,分析各试件在不同温度下的试验现象及破坏形态,揭示环境温度对STCC柱抗震性能的影响机理。针对现行STCC骨架曲线模型计算方法中未考虑环境影响的不足,基于试验和有限元计算结果,提出了考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线特征点温度修正计算公式。结果表明:环境温度变化引起的STCC材料变异和温度附加套箍效应对试件水平承载力和延性影响显著,环境高温(60℃)会使核心混凝土强度降低,且在钢-混凝土界面易发生脱粘脱空,导致试件承载力和延性分别下降9.4%、12.2%;低温(-40℃)工况下,由于核心混凝土强度提高,同时外壁钢管对核心混凝土的约束作用加强,使试件承载力提升18.7%,但其延性最大降低47.2%,对抗震产生不利影响;所提考虑环境温度影响的STCC理论骨架曲线具有较好的可靠性和精度,可为高寒大温差地区该类型结构的抗震设计提供必要理论依据。 展开更多
关键词 钢管约束混凝土(STCC) 环境温度 拟静力试验 理论骨架曲线 温度附加套箍效应
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高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱力学性能
8
作者 杨志坚 孙立所 李帼昌 《河北工业大学学报》 2025年第1期42-48,共7页
为提高高强方钢管高强混凝土柱承载力和延性,可以将高强螺旋箍筋内置于高强方钢管高强混凝土柱中形成对核心混凝土的复合约束。通过改变螺旋箍筋间距,对高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱进行了试验研究。结果表明:内... 为提高高强方钢管高强混凝土柱承载力和延性,可以将高强螺旋箍筋内置于高强方钢管高强混凝土柱中形成对核心混凝土的复合约束。通过改变螺旋箍筋间距,对高强方钢管高强螺旋箍筋复合约束高强混凝土轴压短柱进行了试验研究。结果表明:内配高强螺旋箍筋可以提高高强方钢管高强混凝土轴压短柱承载力和延性;与高强方钢管高强混凝土柱相比,内配螺旋箍筋间距为30 mm时,承载力提高了14.86%;在峰值荷载时,箍筋间距从30 mm增加到70 mm,螺旋箍筋应变减小了41.54%;高强螺旋箍筋在试件达到峰值荷载后屈服,并在试验过程中多次发生断裂;峰值荷载后,混凝土膨胀变形迅速增大,螺旋箍筋对混凝土约束应力达到11 MPa。 展开更多
关键词 高强螺旋箍筋 钢管混凝土 轴压短柱 复合约束 受力机理
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冲击荷载作用下圆钢管约束方钢管混凝土柱的动力响应分析
9
作者 孙颖 缪鹏飞 +1 位作者 毕岩凇 滕振超 《河南科学》 2025年第4期543-552,共10页
为研究圆钢管约束方钢管混凝土柱的抗侧向冲击性能,对已有的冲击试验进行了验证,模拟结果与实验结果误差在5%以内,建模有效。在验证模型基础上建立了不同冲击速度和落锤质量的圆钢管约束方钢管混凝土柱在侧向冲击作用下的有限元模型。... 为研究圆钢管约束方钢管混凝土柱的抗侧向冲击性能,对已有的冲击试验进行了验证,模拟结果与实验结果误差在5%以内,建模有效。在验证模型基础上建立了不同冲击速度和落锤质量的圆钢管约束方钢管混凝土柱在侧向冲击作用下的有限元模型。结果表明:在冲击荷载作用下,圆钢管为内部核心混凝土提供良好的保护,冲击速度与落锤质量对于构件的位移及动能具有显著的作用效果,增加冲击速度和落锤质量均会使组合柱的冲击力和冲击处位移增加,落锤动能增加,从而使冲击作用的持续时间延长,进而增加构件的变形和能量吸收。因此,应合理考虑冲击速度和落锤质量对构件抗冲击性能的影响,为工程实践提供理论依据。 展开更多
关键词 圆钢管约束方钢管混凝土柱 冲击速度 落锤质量 动力响应 有限元模拟
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任意内角多边形截面钢管混凝土约束区范围研究
10
作者 耿付月 刘勇 宋玉香 《石家庄铁道大学学报(自然科学版)》 2025年第1期77-83,共7页
为研究任意内角多边形截面钢管混凝土约束区范围,采用钢管混凝土统一强度理论,以正方形、正八边形截面钢管混凝土为基础,运用钢管混凝土抗压强度计算公式,通过考虑多边形截面钢管混凝土宽厚比、钢材强度、混凝土强度等因素,得到了多边... 为研究任意内角多边形截面钢管混凝土约束区范围,采用钢管混凝土统一强度理论,以正方形、正八边形截面钢管混凝土为基础,运用钢管混凝土抗压强度计算公式,通过考虑多边形截面钢管混凝土宽厚比、钢材强度、混凝土强度等因素,得到了多边形截面钢管混凝土内角与非有效约束区边切角关系,通过拟合得到边切角与其对应内角计算式,并用正十六边形、矩形截面钢管混凝土进行验证。研究结果表明,钢管宽厚比大于30时,混凝土抛物线边切角与多边形内角呈线性关系。 展开更多
关键词 多边形钢管混凝土 统一强度理论 混凝土约束区 抗压强度
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小口径CFRP-方截面钢管混凝土受弯性能研究
11
作者 戴雨辰 陈铁林 王风 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期279-290,共12页
为研究小口径CFRP-方截面钢管混凝土的受弯性能,使用钢管外径分别为30、32、35 mm的3种试件(分别命名试件A、B和C)开展12组三点弯曲试验,观察试件的破坏形态并获得荷载-位移曲线。通过测得试件应变变化,对试验构件受弯性能进行分析。利... 为研究小口径CFRP-方截面钢管混凝土的受弯性能,使用钢管外径分别为30、32、35 mm的3种试件(分别命名试件A、B和C)开展12组三点弯曲试验,观察试件的破坏形态并获得荷载-位移曲线。通过测得试件应变变化,对试验构件受弯性能进行分析。利用有限元软件ABAQUS对试件进行非线性有限元分析,并对钢管与水泥之间的黏结能力、水泥立方体试块抗压强度以及CFRP布厚度3组参数进行参数敏感性分析。研究结果表明:钢管内填充水泥与外缠CFRP布均可以提高试件的抗弯承载力最大值以及抗弯刚度;当钢管、水泥、CFRP布3种材料结合在一起时,提升效果最为明显,A、B、C这3种试件的抗弯承载力最大值分别提高了81.6%、93.3%和92.6%;钢管内是否填充水泥与试件的最终破坏形态有明显关联。有限元分析与试验所得荷载-位移曲线吻合较好,破坏模式一致。CFRP布厚度对抗弯承载力最大值以及梁的抗弯刚度有明显影响。 展开更多
关键词 隧道工程 cfrp约束钢管混凝土 受弯性能 非线性有限元分析
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钢管混凝土拱温度效应的解析计算方法
12
作者 刘永健 闫新凯 +1 位作者 刘江 白永新 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期283-296,共14页
将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出... 将钢管混凝土拱的轴向温度效应按结构力学求解,横截面内温度效应按弹性力学平面应变问题求解,未考虑材料的泊松效应,且钢管混凝土拱并不完全满足平面应变问题假定。本文对钢管混凝土拱的温度荷载进行符合组合结构特点的合理简化,并提出三维温度应力解析计算方法,与传统方法和实体有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:不考虑横向约束解析法计算的轴向自应力偏小,相对误差在-31.67%~-30.24%之间,由于自应力在总的温度应力中占比较大,这一相对误差不可忽视;按平面应变问题计算钢-混界面法向应力误差在-17.96%~10.83%之间;本文提出考虑横向约束解析法计算精度较高,除应用于钢管混凝土拱温度效应计算外,还可用于评估界面热黏结状况及确定管内补偿收缩混凝土自由膨胀率的可行域;在相关桥规建议使用的材料性能取值和结构尺寸范围内,钢管与核心混凝土热脱黏界限温差在4.37℃~15.39℃之间。 展开更多
关键词 钢管混凝土拱 钢-混界面 三维温度应力 解析法 横向约束 脱黏 误差分析
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铅黏弹性阻尼器增强钢管约束钢筋混凝土柱节点抗震性能研究 被引量：1
13
作者 王秋维 景烜光 +1 位作者 史庆轩 李雪梅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期238-247,共10页
针对钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱节点抗震性能薄弱的现状,提出采用改良的铅黏弹性阻尼器进行增强。基于ABAQUS工作平台对铅黏弹性阻尼器试件建立有限元模型,将数值计算所得滞回和骨架曲线、耗能性能及... 针对钢管约束钢筋混凝土(steel tubed reinforced concrete,STRC)柱节点抗震性能薄弱的现状,提出采用改良的铅黏弹性阻尼器进行增强。基于ABAQUS工作平台对铅黏弹性阻尼器试件建立有限元模型,将数值计算所得滞回和骨架曲线、耗能性能及疲劳性能与试验结果进行对比,两者吻合较好。在此基础上探讨了铅芯直径、铅芯布置形式及复合黏弹性体厚度比值对铅黏弹性阻尼器力学性能的影响。结果表明:相较于扇形铅黏弹性阻尼器,改良后的四边形铅黏弹性阻尼器表现出更好的力学性能;随着铅芯直径的增大,阻尼器的耗能能力指标均得到大幅提高;建议铅芯个数取2个,铅芯面积与复合黏弹性层面积比值取6%~8%,复合黏弹性体厚度比值约为0.67。建立不同布置方案的铅黏弹性阻尼器增强STRC柱节点试件模型,对其破坏形态、滞回特性和箍筋应力进行对比分析,给出合理的布置方案,为实际工程提供参考。 展开更多
关键词 钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱 铅黏弹性阻尼器 数值分析 抗震性能
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侧向冲击荷载作用下CFRP型材-方钢管混凝土柱的动力响应 被引量：1
14
作者 李帼昌 李晓 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期50-56,共7页
为了研究CFRP型材-方钢管混凝土固简柱的抗侧向冲击性能,采用水平撞击装置对3个CFRP型材-方钢管混凝土柱进行侧向冲击试验.根据柱的破坏模式、局部变形、整体变形及冲击力分析柱的动力响应,研究了CFRP型材、边界条件、冲击能量与冲击冲... 为了研究CFRP型材-方钢管混凝土固简柱的抗侧向冲击性能,采用水平撞击装置对3个CFRP型材-方钢管混凝土柱进行侧向冲击试验.根据柱的破坏模式、局部变形、整体变形及冲击力分析柱的动力响应,研究了CFRP型材、边界条件、冲击能量与冲击冲量对试件动力响应的影响规律.结果表明,CFRP型材-方钢管混凝土固简柱呈现弯曲破坏,具有良好的抗冲击性能,且随着支座约束能力的增大,抗侧向冲击性能增大.增加单位冲击冲量可使悬臂试件的峰值位移下降7%,而两端固支试件峰值位移仅变化1%.随着支座约束能力的下降,冲击冲量对试件变形的影响程度增大.在钢管混凝土固简试件中内置CFRP型材可使冲击位置处峰值位移下降9%,且降低程度随着支座约束能力的下降而增加. 展开更多
关键词 钢管混凝土 cfrp 侧向冲击 动力响应
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内置工字型CFRP型材高强圆钢管高强混凝土轴压短柱组合效应分析 被引量：1
15
作者 李帼昌 西志远 李晓 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期1-9,共9页
目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示... 目的 研究内置工字型CFRP型材的高强圆钢管高强混凝土短柱在轴心压力作用下三种材料的组合效应。方法 采用有限元分析软件ABAQUS对其进行数值模拟,通过相关试验验证模型的准确性,并对典型构件的破坏形态、受力全过程曲线进行分析,揭示构件各组成部分之间的相互作用和工作机理,评估CFRP配置率、钢材屈服强度、混凝土抗压强度、约束效应系数对组合效应的影响。结果 在高强圆钢管高强混凝土柱中内置CFRP型材,对构件的延性及安全裕度有显著提高,并改善了高强圆钢管对高强混凝土的约束,提高了构件的组合效应。结论 CFRP配置率控制在5.9%~8.4%,约束效应系数在1.2~1.4,钢材屈服强度不大于770 MPa时,构件中三种材料组合效应最佳。 展开更多
关键词 轴压短柱 高强圆钢管高强混凝土 cfrp型材 约束机理 组合效应
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内置型钢增强钢管约束钢筋混凝土柱节点抗震性能研究 被引量：1
16
作者 王秋维 景烜光 景瑞颖 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期849-858,共10页
采用钢管对传统RC柱进行约束,形成的钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱具有优越的承载能力和耗能性能。但在应用于框架节点设计时,节点区域仍采用普通RC柱节点构造,可能导致节点处没有钢管约束而成为薄弱点,节点处易发生破坏。针对钢管约束钢... 采用钢管对传统RC柱进行约束,形成的钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱具有优越的承载能力和耗能性能。但在应用于框架节点设计时,节点区域仍采用普通RC柱节点构造,可能导致节点处没有钢管约束而成为薄弱点,节点处易发生破坏。针对钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱节点抗震性能薄弱的现状,提出采用内置型钢短柱进行增强。基于ABAQUS工作平台对具有相同构造形式的节点试件建立有限元模型,将数值计算所得破坏形态、滞回曲线和型钢应力与试验结果进行对比,两者吻合较好,在此基础上探讨内置型钢长度和轴压比对节点抗震性能的影响。结果表明:随着内置型钢长度增加,试件的承载力、极限位移和延性均有不同程度的提升,轴压比对试件受力性能影响较小。通过进一步分析试件的破坏机制、型钢抗弯性能和耗能能力,提出满足节点抗震性能需求的内置型钢长度建议取值。 展开更多
关键词 钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱 内置型钢 数值分析 抗震性能 型钢长度
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不同再生混凝土取代率与CFRP布层数高强方钢管再生混凝土柱轴压性能
17
作者 詹界东 梁晨光 +3 位作者 赵继冲 滕振超 李成武 马锦辉 《河南科学》 2024年第9期1298-1306,共9页
通过轴压试验和有限元数值模拟试验研究了在轴向荷载作用下,再生混凝土取代率、CFRP布层数对CFRP约束高强方钢管再生混凝土柱轴压性能的影响.结果表明:试件的峰值承载力和初始刚度会随着CFRP布层数的增加而提高,试件的延性则会随着CFRP... 通过轴压试验和有限元数值模拟试验研究了在轴向荷载作用下,再生混凝土取代率、CFRP布层数对CFRP约束高强方钢管再生混凝土柱轴压性能的影响.结果表明:试件的峰值承载力和初始刚度会随着CFRP布层数的增加而提高,试件的延性则会随着CFRP布层数的增加而下降,且增加CFRP布层数可使试件中部环向变形的发展延后,进而可有效提升其轴压性能;提高再生混凝土取代率会降低试件的峰值承载力、初始刚度及延性,但其破坏形态与无取代试件类似.研究结果可为类似组合柱轴压性能的评价提供参考. 展开更多
关键词 再生混凝土 cfrp布 钢管混凝土柱 轴压性能
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基于数值模拟的蜂窝钢管约束混凝土靶抗侵彻机理
18
作者 宋殿义 蒙朝美 谭清华 《弹道学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期82-90,共9页
多孔蜂窝钢管约束混凝土靶具有良好的抗侵彻性能和拓展性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用FEM/CSCM-SPH/HJC耦合法,模拟了多孔蜂窝钢管约束混凝土靶抗硬芯枪弹侵彻过程,研究了蜂窝钢管约束混凝土靶的抗侵彻机理。结果表明:与单孔正六边... 多孔蜂窝钢管约束混凝土靶具有良好的抗侵彻性能和拓展性能。基于ANSYS/LS-DYNA软件,采用FEM/CSCM-SPH/HJC耦合法,模拟了多孔蜂窝钢管约束混凝土靶抗硬芯枪弹侵彻过程,研究了蜂窝钢管约束混凝土靶的抗侵彻机理。结果表明:与单孔正六边形钢管约束混凝土靶和无约束混凝土靶相对比,蜂窝钢管约束混凝土优异的抗侵彻性能主要体现在隧道侵彻阶段,表现为限制弹丸头部附近混凝土的径向膨胀,增大侵彻阻力;对比单孔正六边形钢管约束混凝土靶,蜂窝钢管约束混凝土靶周边单元为钢管提供了支撑,限制了钢管壁的面外弯曲变形,强化了钢管的约束效应,即形成周边单元的附加约束作用;对比无约束混凝土靶,钢管的存在限制了蜂窝钢管约束混凝土靶被打击单元的径向膨胀,强化了被打击单元混凝土的围压效应,提高了混凝土的强度和变形性能,增大了弹丸的侵彻阻力,从而使其抗侵彻能力提高。因此,蜂窝钢管约束混凝土靶由于蜂窝钢管的侧向约束和周边单元的附加约束双重约束效应而体现出良好的抗侵彻性能。 展开更多
关键词 防护结构 蜂窝钢管约束混凝土 侵彻机理 约束效应 数值模拟
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钢管约束钢筋混凝土柱梁节点研究现状与分析进展
19
作者 王秋维 梁林 《建筑结构》 北大核心 2024年第3期7-14,38,共9页
钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱... 钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱梁节点的构造形式及增强机理,从工作机理、增强效果、易施工性等方面对各种构造形式的节点进行对比,认为复合式节点是解决STRC柱框架节点薄弱问题的最优途径。并进一步分析了不同构造形式STRC柱节点的轴压性能、抗震性能和理论设计方法,结果表明环梁对节点轴压承载力提升显著,钢管约束式节点轴压和抗震性能均表现良好,且设计理论较为成熟。最后,在试验研究和理论分析基础上,剖析了该研究领域亟需解决的问题和研究发展方向。 展开更多
关键词 钢管约束钢筋混凝土 构造形式 增强机理 抗震性能 研究进展
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考虑节点域影响的钢管约束钢筋混凝土柱框架结构抗震性能研究
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作者 赵航 郑宣宣 +2 位作者 张玉洁 李窍 陈黄健 《甘肃科学学报》 2024年第6期30-36,共7页
近年来,钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱结构已成为组合结构研究热点之一。约束钢管在柱端断开能够充分发挥其对混凝土的约束效果,增强柱体承载力及抗震性能。然而,节点区域将变得相对薄弱,传统结构体系性能分析中多以节点为刚性域,不考虑... 近年来,钢管约束钢筋混凝土(STRC)柱结构已成为组合结构研究热点之一。约束钢管在柱端断开能够充分发挥其对混凝土的约束效果,增强柱体承载力及抗震性能。然而,节点区域将变得相对薄弱,传统结构体系性能分析中多以节点为刚性域,不考虑节点本身的变形及受损对结构的影响,这将导致STRC柱结构分析及设计存在一定的安全隐患。本文在STRC框架结构中引入节点单元Joint2D来模拟节点的受荷变形全过程,对比分析了节点单元对抗震性能模拟结果的影响,评价了不同强节点系数结构的地震易损性和抗倒塌性能。结果表明,不考虑节点性能的分析结果过高地估计了结构性能,造成不满足规范限值要求的性能指标被分析为满足要求。《钢管约束混凝土结构技术标准》中一级抗震的强节点系数1.5在罕遇地震时将偏于不安全,为满足结构使用安全及抗倒塌能力,建议取强节点系数为1.7。 展开更多
关键词 钢管约束钢筋混凝土柱框架 节点域单元 抗震性能 易损性
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