清华大学自主科研计划(20101081766)
- 作品数：19 被引量：777H指数：13
- 相关作者：聂建国樊健生陶慕轩王元清石永久更多>>
- 相关机构：清华大学北京工业大学北京交通大学更多>>
- 发文基金：清华大学自主科研计划国家自然科学基金北京市科技计划项目更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程更多>>
- 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
- 波形钢腹板的弹性剪切屈曲强度被引量：22
- 2013年
- 波形钢腹板的剪切屈曲模式主要包括局部剪切屈曲模式、整体剪切屈曲模式和合成剪切屈曲模式。弹性局部剪切屈曲强度和弹性整体剪切屈曲强度虽然已经有明确的计算公式,但与实际数值结果相比尚存一定偏差,而对于实际桥梁中可能发生的合成剪切屈曲模式则无准确的计算方法。该文首先建立了计算波形钢腹板弹性剪切屈曲强度的有限元模型,用以研究波形钢腹板的剪切屈曲行为。随后讨论了影响弹性剪切屈曲强度的关键因素,同时对已有建议公式的准确性和合理性进行了评价和验证。最后通过大量数值分析,建议了可以综合考虑三种剪切屈曲模式的波形钢腹板弹性剪切屈曲强度计算公式,公式精度较高,可供工程设计参考,同时为进一步研究波形钢腹板的抗剪强度奠定理论基础。
- 朱力蔡建军聂建国
- 关键词：波形钢腹板
- 基于ABAQUS的钢-混凝土组合结构纤维梁模型的开发及应用被引量：29
- 2012年
- 在大量已有研究成果的基础上,基于大型通用有限元软件ABAQUS提供的用户子程序UMAT开发了一组适用于组合结构构件的单轴材料滞回本构模型,并编制了可用于组合截面纤维自动离散的前处理程序,由此集成了钢-混凝土组合结构纤维梁模型,可用于完全剪力连接的组合框架体系在竖向荷载及水平往复荷载作用下的整体弹塑性分析。与国内外大量试验的对比结果表明,该文开发的钢-混凝土组合结构纤维梁模型具有较高的精度和较为广泛的适用性。纤维梁模型虽然不能考虑钢梁与混凝土板之间的滑移效应,但与试验结果的对比表明是否考虑滑移效应对结构体系整体计算结果的影响不大,但建模工作量大大减少,计算效率显著提高,在分析组合框架体系在地震往复荷载作用下的受力性能时具有较大的优势。
- 聂建国王宇航
- 关键词：钢-混凝土组合结构ABAQUS
- 非加劲钢板剪力墙抗剪承载力参数分析被引量：2
- 2012年
- 目的研究非加劲钢板剪力墙在侧向荷载作用下墙板的抗剪承载力,对钢板剪力墙边缘柱面内、面外刚度进行分析,为编制其设计方法提供理论依据.方法利用通用有限元软件ANSYS建立有限元模型,以参数分析方式研究了柱面内、面外刚度,高厚比λ以及跨高比L/h三个主要因素对墙板承载力的影响,并进行对比分析.结果建议非加劲钢板剪力墙与墙板相连边缘柱面内刚度ωh≤2.5、面外刚度/面内刚度≥0.2;在此基础上进行高厚比、跨高比因素影响下的参数分析,将有限元结果与现有中国规范计算结果进行对比,结果表明非加劲薄钢板剪力墙仍有较大潜力可以利用.结论笔者建议边缘柱面内、面外刚度形式简单合理,可用于设计时边缘柱的构造需求;现有规范设计方法大大低估了非加劲薄钢板剪力墙的承载力存在不足.
- 石永久徐建戴国欣王元清杨蔚彪
- 关键词：屈曲后强度有限元分析设计方法
- 空间钢-混凝土组合节点抗震性能试验研究进展被引量：12
- 2011年
- 节点是影响钢-混凝土组合结构体系受力性能的关键部件。现有的框架梁-柱节点试验研究多侧重于平面节点,而结构和构件在实际地震作用下都处于空间受力状态。节点在双向荷载作用下,可能表现出很强的空间耦合作用,其受力规律和破坏模式与平面节点均有所不同。分析了影响钢-混凝土组合节点受力性能的关键因素和基本规律,并重点对国内外有关空间梁-柱节点的试验装置、加载模式和主要研究成果进行介绍。分析表明:节点在双向荷载作用下的抗震性能通常要弱于平面加载节点,但目前关于空间组合节点的分析模型和计算方法尚不完善。最后,提出应针对不同组合节点的构造特点,进一步研究其受力机理并发展适用的设计方法,并加强空间节点试验方法的研究。
- 樊健生周慧聂建国
- 关键词：组合结构抗震性能双向加载
- 钢框架焊接节点局部屈曲累积损伤分析被引量：1
- 2012年
- 为解决试验和三维有限元方法在模拟结构地震作用下的局限性,在构件阶段寻找损伤退化的影响因素以及退化特征对改进杆系模型计算的准确性显得尤为重要.采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,结合国内外已有的钢框架焊接节点拟静力试验,验证了建立的有限元模型对模拟局部屈曲的准确性和适用性.通过算例参数分析,对钢框架梁柱节点局部屈曲累积损伤现象进行深入探讨,得到节点局部屈曲累积损伤退化分布曲线形式并分析影响因素,进而得到节点强度退化的规律,为提出考虑损伤退化的杆系模型提供有力的工具.参数分析结果表明:剪切域强弱以及板件宽厚比对于节点的破坏模式有较大影响.通过局部加强,改变节点的破坏模式,可以有效提高结构的延性和耗能能力,防止结构由于焊缝开裂导致提前破坏,在大震作用下退化程度快进而严重影响结构的整体受力性能.
- 王萌石永久王元清
- 关键词：局部屈曲滞回曲线
- 复合钢管高强混凝土短柱轴心受压性能试验与分析被引量：45
- 2011年
- 为研究外方内圆复合钢管高强混凝土短柱轴心受压性能,完成了三组共23个试件的轴压试验和典型试件的非线性有限元分析。试验结果表明:各试件的破坏形态基本相同,为方钢管向外鼓曲,方钢管与圆钢管之间的混凝土酥松、局部压碎;试验结束时,试件纵向应变达到0.09～0.11,尚能承担约70%的峰值竖向力;按文献[8]有关公式计算得到的试件压缩刚度平均值为实测值的83.6%;采用圆钢管对其管内混凝土提供约束,方钢管对混凝土不提供约束、但提供轴压承载力的计算假定,试件轴心受压承载力计算值与试验值吻合良好;非线性有限元计算得到的竖向力-纵向应变曲线及破坏过程与试验结果符合较好。
- 钱稼茹张扬纪晓东曹万林
- 关键词：轴心受压试验非线性有限元分析轴压承载力
- 考虑累积损伤退化的钢材等效本构模型研究被引量：18
- 2013年
- 在结构抗震分析中,钢材在循环荷载作用下的一维本构关系是利用杆系模型进行结构弹塑性地震响应分析的基础。为了更准确地模拟结构在强震作用下的反应,提出能够考虑累积损伤、刚度和强度退化的钢材等效本构模型,包括骨架曲线、滞回准则以及退化特征,利用损伤控制因子数学模型对钢构件、节点及结构的损伤退化全程进行描述。根据提出的等效本构模型并利用有限元软件ABAQUS提供的用户材料子程序UMAT,采用Fortran语言开发能够进行钢框架强震作用分析的损伤退化过程计算程序。采用等效本构模型对典型试验进行模拟分析,其结果与试验结果吻合良好,充分证明钢材等效本构模型用于钢构件在强震作用下弹塑性分析的准确性及可行性。
- 王萌石永久王元清
- 关键词：钢材
- 强震作用下钢材等效本构模型应用研究被引量：2
- 2013年
- 为研究考虑损伤退化的钢材等效本构模型在整体框架中的应用及其用于强震作用下钢框架结构弹塑性时程分析的可行性,选取已有典型钢框架静力及动力试验,对其分别采用等效本构模型和传统的两折线模型进行计算,并与试验结果进行对比分析,验证等效本构模型的可靠性和对计算精度的提高作用。在此基础上,将等效本构模型应用于10层钢框架结构抗震性能分析中,采用增量动力分析法,研究损伤累积退化对多高层钢框架结构强震作用下动力响应的影响,并与不考虑损伤退化的模型计算结果进行对比分析。分析结果表明:累积损伤退化的发生会加剧结构的动力响应,若不考虑此影响,会低估结构变形,导致结构存在一定的安全隐患。采用等效本构模型的增量动力分析能够较为合理地反映结构在强震作用下的承载性能退化现象,但不同地震波作用下的计算结果差异较大。
- 王萌石永久王元清
- 关键词：钢框架结构弹塑性时程分析增量动力分析动力响应
- 钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展被引量：232
- 2012年
- 钢-混凝土组合结构桥梁近年来在我国得到了迅速的发展。在传统桥梁结构形式的基础上,发展多种新型组合结构桥梁形式,拓宽组合结构桥梁的应用领域。介绍近年来在钢-混凝土组合结构桥梁方面的最新研究进展,内容包括波形钢腹板组合梁桥、槽型钢-混凝土组合梁桥、钢-混凝土组合刚构桥、双重组合作用连续组合梁桥和大跨斜拉桥组合桥面系。通过对传统结构形式的改进和发展,可充分发挥组合结构桥梁的综合优势,研究结果表明,钢-混凝土组合结构桥梁具有广阔的推广应用前景。
- 聂建国陶慕轩吴丽丽聂鑫李法雄雷飞龙
- 关键词：钢-混凝土组合结构桥梁波形钢腹板
