国家自然科学基金(51178246)
- 作品数：17 被引量：468H指数：13
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- 外包多腔钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究被引量：33
- 2013年
- 以某超高层建筑核心筒剪力墙为原型,对外包多腔钢板-高强混凝土组合剪力墙进行试验研究。共进行8个1∶7模型和3个1∶12模型的拟静力试验,变化参数有含钢率、混凝土强度等级、暗柱与墙身钢板比例和剪跨比。试验研究发现:该种形式的组合剪力墙在较高轴压力水平下仍具有较好的变形能力,所有试件的极限位移角平均值为1/64。除采用3mm钢板的试件外,大部分试件的外包钢板均未发生明显的局部屈曲。由于墙底锚固措施的原因,有6个试件在墙体钢板与底板对接焊缝处发生了水平开裂,降低了试件的实际变形能力。提出的承载力计算方法能够较好地预测该种形式组合剪力墙的承载能力,且计算值偏于保守。对该种形式组合剪力墙的墙体锚固措施和连接构造进行了讨论,并提出设计建议。
- 李盛勇聂建国刘付钧胡红松樊健生邵大成喻德明
- 关键词：拟静力试验抗震性能承载力分析锚固措施连接构造
- 双钢板-混凝土组合剪力墙变形能力分析被引量：34
- 2013年
- 基于纤维法和精细材料本构模型,编制了双钢板-混凝土组合剪力墙的截面分析程序,并通过已有试验验证了分析结果的准确性。通过对6 379个不同参数的双钢板-混凝土组合剪力墙的计算分析,得到了影响剪力墙截面变形能力的主要因素有考虑钢板作用的轴压比、混凝土强度、墙身的材料配比和暗柱混凝土的约束效应。研究结果表明:回归分析得到的双钢板-混凝土组合剪力墙截面极限曲率的计算公式满足精度要求并偏于安全;在此基础上,提出了双钢板-混凝土组合剪力墙基于位移的设计方法。同时,根据国内规范的设计方法,给出了双钢板-混凝土组合剪力墙的轴压比限值:对于C50以下的混凝土,双钢板-混凝土组合剪力墙的设计轴压比的限值为0.45;对于C50以上的混凝土,设计轴压比的限值可建议按n2d,lim=-0.004fcu+0.625计算。
- 胡红松聂建国
- 关键词：轴压比极限曲率
- 钢板-混凝土组合剪力墙正常使用阶段有效刚度被引量：13
- 2014年
- 钢板-混凝土组合剪力墙是一种新型的剪力墙构件,它具有承载力高、抗裂性能好、耗能能力强、延性好、并且施工快速高效等优点,应用前景广阔。刚度是表征组合剪力墙变形能力的核心指标,剪力墙刚度包括弯曲刚度和剪切刚度,现有的正常使用阶段有效刚度的计算主要采用抗剪折减系数进行计算。文中弯曲变形基于纤维单元模型,经过大量数值计算拟合得到简化计算公式,并通过试验数据的验证。剪切变形计算基于桁架模型理论建立平面组合桁架模型(plane combination truss model),该模型假设混凝土处于斜压杆受力状态,并考虑组合剪力墙中钢板平面应力状态,且满足各项平衡条件,适用于同类型钢板-混凝土组合剪力墙抗剪刚度计算。通过一组组合剪力墙试验,将模型计算结果与试验结果进行充分对比,证明文中提出的平面组合桁架模型(PCTM)和弯曲变形简化公式具有良好的精度,对组合剪力墙变形计算的研究和应用有借鉴意义。
- 马晓伟聂建国陶慕轩
- 关键词：剪切变形
- 外包钢板-混凝土组合连梁试验研究(Ⅰ):抗震性能被引量：19
- 2014年
- 对6根外包钢板-混凝土组合连梁试件进行了拟静力加载试验,试件变化参数有连梁跨高比、钢板厚度和弯剪比。连梁钢板的破坏包括连梁端部钢板的开裂和钢板的局部屈曲。试件承载力的下降主要由梁端钢板的开裂和裂口扩展引起。所有试件的连梁钢板开裂后,裂口迅速扩展,在钢板开裂或开裂后的下一级位移循环时荷载达到峰值。连梁钢板的局部屈曲分为连梁端部钢板的受压局部屈曲和钢腹板的剪切局部屈曲。局部屈曲的发生和形态主要受钢板厚度、连梁的跨高比和钢板开裂的影响。所有试件的内填混凝土均未发生明显的受压破坏。混凝土的开裂程度与裂缝分布与外部钢板的变形程度相一致。采用连梁钢腹板无对接焊缝构造试件的变形能力明显优于连梁钢腹板有对接焊缝构造试件的变形能力。所有试件的滞回曲线饱满,具有稳定的耗能能力。
- 聂建国胡红松
- 关键词：钢管混凝土拟静力试验滞回性能耗能能力
- 外包钢板-混凝土组合连梁试验研究(Ⅱ):应力与内力分析被引量：7
- 2014年
- 根据6根外包钢板-混凝土组合连梁试件的应变量测数据,计算得到了不同荷载水平下的钢板应力,并通过应力积分和截面内力平衡方程,得到了外包钢板和内填混凝土承担的各内力分量。结果表明:连梁钢腹板的屈服均先于或几乎与钢翼缘同时屈服。试件钢板开始屈服时的连梁剪力与峰值剪力的比值在0.61~0.76之间。达到峰值剪力时,除试件CFSCB-5外的其他试件的钢板都发生了明显的强化;钢腹板75%以上的区域的轴向正应力为拉应力,且靠近受压翼缘处的剪应力大于靠近受拉翼缘处的剪应力。连梁的外包钢板承担的剪力和弯矩比例在加载过程中会发生变化。在接近峰值剪力时,各试件的外包钢板承担的剪力比例在31%~60%之间,承担的弯矩比例在57%~87%之间;混凝土的剪力-轴压比与相应的连梁对角线与梁轴线的夹角的正切值接近。
- 胡红松聂建国
- 关键词：钢管混凝土内力
- 外包钢板-混凝土组合连梁非线性有限元分析:传力与变形机理研究被引量：6
- 2014年
- 在外包钢板-混凝土组合连梁试验研究的基础上,对组合连梁试件和不同参数取值的补充模型进行了非线性有限元分析。有限元分析得到的滞回曲线与试验曲线吻合良好,能较好地模拟组合连梁的受力行为。通过应力分析,发现内填混凝土的工作机制类似于斜压杆,其压力沿着连梁对角线方向从一端的受压侧传递到另一端的受压侧。外包钢板承担的剪力比例和弯矩比例的范围分别为0.36~0.76和0.57~0.82;混凝土的剪力与轴压力之比和连梁的高跨比近似相等。连梁的侧向位移由节点区变形引起的梁端转角、连梁的弯曲变形与剪切变形产生;在常用的跨高比范围内,剪切变形产生的侧向位移在总位移中占有较大比例,且受跨高比的影响很大。
- 胡红松聂建国
- 关键词：钢管混凝土有限元分析斜压杆剪切变形
- 我国结构工程的未来——高性能结构工程
- 发展以高安全性能、高使用性能、高施工性能、高环保性能、高维护性能、高耐久性能等为特征的高性能结构工程是我国未来结构工程发展的核心战略,也是实现我国结构工程可持续发展的必由之路。文中分析我国结构工程面临的严峻挑战,提出以高...
- 聂建国
- 关键词：高性能土木工程可持续发展
- 文献传递
- 外包钢板-混凝土组合连梁刚度分析
- 2014年
- 联肢剪力墙弹性阶段的内力分布、抗侧刚度等工作性能主要受墙肢与连梁刚度的影响。为了准确分析外包钢板-混凝土联肢组合剪力墙的受力性能,对外包钢板-混凝土组合连梁的刚度进行了分析。基于钢板与混凝土无相对变形和忽略混凝土抗拉强度的基本假定,建立了组合连梁钢与混凝土无滑移的截面内力与变形之间的关系,并推导了截面刚度的计算公式。对于常用工程设计参数范围内的组合连梁,考虑滑移后得到的抗侧刚度相比无滑移情况减小了10%~24%。通过对无滑移组合连梁刚度公式中的混凝土部分贡献的折减(折减系数为0.5),得到了无特殊界面构造的外包钢板-混凝土组合连梁的刚度计算公式。通过与有限元分析和试验结果的对比,验证了公式的准确性。
- 胡红松聂建国
- 关键词：钢管混凝土连梁刚度剪切变形
- 双钢板-混凝土组合剪力墙压弯承载力数值模型及简化计算公式被引量：35
- 2013年
- 基于双钢板-混凝土组合剪力墙构件材料的单轴本构关系,研发了分析组合剪力墙压弯性能的弹塑性数值模型,对构件的弯矩-曲率曲线以及压弯相关关系曲线进行分析,并对压弯承载力进行计算,该模型计算结果与有限元分析结果、试验结果吻合良好。基于该模型对组合剪力墙中部墙体承担弯矩比例进行统计,结果表明,组合剪力墙中部墙体在受弯过程中承担比例较大,设计中不可忽略。对组合剪力墙压弯承载力进行数值计算和参数分析,研究了极限状态下影响压弯承载力关键因素,并基于关键参数提出计算该类组合剪力墙极限状态压弯承载力的简化计算公式,将该简化公式计算结果与数值结果进行对比,并与文献中组合剪力墙试验进行对比验证,计算精度较高,该公式可用于双钢板-组合剪力墙压弯承载力设计。
- 马晓伟聂建国陶慕轩卜凡民
- 关键词：压弯承载力
- 低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙抗震性能试验研究被引量：152
- 2011年
- 为研究低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙的抗震性能,完成了2片低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙和1片低剪跨比钢筋混凝土剪力墙试验,研究了高轴压比剪力墙在低周往复荷载作用下的变形能力、破坏模式,得到了试件滞回曲线、骨架曲线、承载力、位移延性系数、刚度退化、承载力退化和耗能能力等,分析了不同形式连接件对抗震性能的影响。试验结果表明:与钢筋混凝土剪力墙相比,低剪跨比双钢板-混凝土组合剪力墙受剪承载力显著提高,具有良好的延性和耗能能力,抗震性能良好。
- 聂建国卜凡民樊健生
- 关键词：拟静力试验抗震性能
