亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        碳纖維增強復合材料增強鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能分析*

        2022-04-26 07:09:42菅鳳俠
        合成材料老化與應用 2022年2期
        關鍵詞:肋板鋪層轉角

        王 璐,菅鳳俠

        (西安工商學院,陜西西安 710119)

        經(jīng)濟發(fā)展水平的不斷提升促使人們對建筑形式、空間、質量等多方面的要求逐漸增多,在21世紀,我國總建筑量創(chuàng)歷史新高[1-3]。回顧2008年的汶川地震可知,建筑倒塌在造成巨大經(jīng)濟損失的同時,還會危及人們的生命。碳纖維增強復合材料(Carbon Fiber Reinforced Polymer,CFRP)作為一種高強材料[4],能夠使各類材料的優(yōu)勢得以充分發(fā)揮。CFRP的強度為普通鋼材的10倍,密度僅占其20%,具有非常穩(wěn)定的化學性質,且不會出現(xiàn)疲勞,因此使用CFRP增強鋼框架肋板,通過CFRP理想的抗拉強度與延性對鋼框架肋板結構的變形進行有效控制,從而提高其承載力、抗腐蝕性能。本文通過建立有限元模型分析鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能,驗證了碳纖維增強復合材料的增強效果。

        1 材料與方法

        1.1 實驗材料

        選擇Q345鋼材料制作鋼框架肋板試件,鋼梁規(guī)格為 ,截面規(guī)格為 。使試件頂端承受0.5倍軸壓力,試件頂端與底端均采用固接形式,頂端約束中心線與底端約束中心線之間的距離為1500mm。該試件使用循環(huán)加載,加載點到鋼框架翼緣表面的距離為1600mm。利用厚度為6mm的鋼板進行節(jié)點域補強,運用載荷及位移分別對試件屈服前和屈服后的加載進行控制[5-6]。碳纖維增強復合材料包含質量輕、疲勞性能以及減震性能好等優(yōu)勢,因此將其用于增強鋼框架肋板,通過分析節(jié)點滯回性能,驗證鋼框架肋板增強效果。根據(jù)鋼框架肋板軸線方向,在具有較大應力的翼緣表面粘貼CFRP[7-8]。

        1.2 有限元模型建立

        1.2.1 設置約束與邊界條件

        假設碳纖維增強復合材料的材層之間,以及和鋼框架肋板之間能很好地粘結,可通過Tie約束完成[9];為達到內(nèi)層單元變化,外層單元可隨之協(xié)調變形的特征,應選擇鋼框架肋板作為主要表面,CFRP內(nèi)表面作為從屬表面。設定固定鉸接約束于弦桿兩側,使豎向位移加載作用于弦桿自由端,在模擬過程中對弦桿進行限制,另外五個自由度僅形成軸向位移[10-12],即設置邊界條件的方法。

        1.2.2 節(jié)點連接

        運用剛性形式連接梁柱節(jié)點以及焊接形式連接鋼梁與支撐節(jié)點。鋼框架肋板的節(jié)點連接方式有兩種:一種為A-1型,即通過梁段與梁柱直接連接;另外一種是A-2型,通過加肋板方法對梁柱節(jié)點進行增強。

        1.2.3 模型建立

        為有效分析碳纖維增強復合材料增強鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能,從幾何非線性角度出發(fā),將Mises屈服原則作為基礎,使用三維實體單元建立有限元模型[13]。

        1.3 剛度退化特性

        運用割線剛度描述鋼框架肋板的剛度以驗證CFRP增強前后的節(jié)點剛度退化狀況。將循環(huán)荷載作用于節(jié)點時,每次循環(huán)均會產(chǎn)生正向與負向的豎直反力,連接兩個力,所得直線的斜率為割線剛度[14-15],其計算過程用公式(1)描述:

        式(1)內(nèi),對于第i個位移水平,割線剛度用Kei描述;正向豎直反力用+Pi描述;負向豎直反力用-Pi描述;正向位移用+ui描述;負向位移用-ui描述。

        2 結果分析

        2.1 循環(huán)加載方式下梁段的載荷-轉角滯回曲線

        通過ANSYS軟件對循環(huán)加載方式下鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能進行計算,A-1型與A-2型梁段的載荷-轉角滯回曲線用圖1描述。

        圖1 A-1型與A-2型梁段的載荷-轉角滯回曲線Fig.1 Load angle hysteretic curves of A-1 and A-2 beam sections

        由圖1可得,A-1型與A-2型梁段的載荷-轉角滯回曲線均呈矩形分布,但相對于A-2型,A-1型的滯回曲線稍有捏攏,A-2型則飽滿均勻,變化穩(wěn)定,不存在捏攏現(xiàn)象;當處于極限狀態(tài)時,A-1型梁段的轉角比A-2型梁段的轉角小。由此可知,使用A-2型鋼框架肋板節(jié)點連接方式,能使鋼柱對鋼梁的局部變形限制減弱,增大梁段轉動,提高鋼框架肋板延性及耗能效果。

        2.2 循環(huán)加載方式下的水平力-側移滯回曲線

        A-1型與A-2型的水平力-側移滯回曲線以及骨架曲線,用圖2描述。分析圖2可得,A-1型與A-2型的水平力-側移滯回曲線均呈橢圓形分布,且飽滿穩(wěn)定,不存在捏攏現(xiàn)象;兩者的水平力都隨著側移增加而升高,當側移小于-10mm和大于10mm時,兩者的水平力上升速率緩慢,當側移在-10mm至10mm之間時,兩者的水平力呈快速上升趨勢;A-2型的水平力始終高于A-1型的水平力。對比這些數(shù)據(jù)可以表明,使用A-2型鋼框架肋板節(jié)點連接方式,能獲得更好的鋼框架肋板承載能力。

        2.3 CFRP增強鋼框架肋板前后的剛度退化曲線

        每個階段的剛度用K表示,初始剛度用k0表示,屈服位移用Δy表示;水平位移用Δ表示。CFRP增強鋼框架肋板前后的剛度退化曲線如圖3所示。由圖3可得,CFRP增強前后的剛度在鋼框架屈服前基本不發(fā)生改變,且數(shù)值相同;當梁段產(chǎn)生屈服后,CFRP增強前后的剛度均產(chǎn)生退化現(xiàn)象,在循環(huán)次數(shù)不斷增加的情況下,剛度退化速率逐漸衰弱;CFRP增強后的剛度始終高于CFRP增強前的剛度;相對于CFRP增強前的剛度曲線,增強后的剛度曲線較為平緩。經(jīng)驗證表明,使用CFRP增強鋼框架肋板可獲得較優(yōu)異的變形性能及抗側移性能。

        圖3 CFRP增強鋼框架肋板前后的剛度退化曲線Fig.3 Stiffness degradation curve of CFRP reinforced steel frame before and after rib plate

        2.4 CFRP鋪層方式對鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能測試

        使用CFRP增強鋼框架肋板時,設置4種不同鋪層角度的CFRP鋪層方式,鋪層層數(shù)均為2,鋪層長度為3倍的弦桿直徑,鋪層方式有五種,方式0即不使用CFRP,方式1的CFRP方向和軸線夾角為0/0,方式2的CFRP方向和軸線夾角為0/90,方式3的CFRP方向和軸線夾角為90/90,方式4的CFRP方向和軸線夾角為45/135。不同鋪層方式下,鋼框架肋板的節(jié)點滯回曲線用圖4描述。

        圖4 不同鋪層方式下的鋼框架肋板的節(jié)點滯回曲線Fig.4 Hysteretic curves of steel frame rib joints with different ply patterns

        分析圖4可得,碳纖維增強復合材料鋪層方式對鋼框架肋板的節(jié)點滯回性能影響較大,鋪層方式1與鋪層方式2的滯回環(huán)面積較大,鋪層方式4的滯回環(huán)面積最小。因此可以說明,使用CFRP增強鋼框架肋板時,選擇鋪層方式1或鋪層方式2能極大地提升鋼框架肋板整體性能,CFRP增強效果最佳。

        3 結論

        (1)使用A-2型鋼框架肋板節(jié)點連接方式,能使鋼柱對鋼梁的局部變形限制減弱,增大梁段轉動,提高鋼框架肋板延性及耗能效果,并且能獲得更好的鋼框架肋板承載能力。

        (2)使用CFRP增強鋼框架肋板可獲得較優(yōu)異的變形性能及抗側移性能。

        (3)當CFRP鋪層角度呈0/90度或90/90度時,能極大地提升鋼框架肋板整體性能,CFRP效果最佳。

        猜你喜歡
        肋板鋪層轉角
        玩轉角的平分線
        肋板結構參數(shù)對結構剛度的影響研究*
        衛(wèi)星天線復合材料框架的鋪層優(yōu)化設計
        三次“轉角”遇到愛
        解放軍健康(2017年5期)2017-08-01 06:27:42
        復合材料軸結構力學性能預測及鋪層方案設計
        永春堂贏在轉角
        基于砂箱模型試驗的肋板式擋墻穩(wěn)定性及合理布置方式分析
        肋板拉入法工藝研究
        CPD鋪層自動創(chuàng)建技術
        FIBERSIM軟件在工字梁鋪層設計上的應用
        教練機(2015年2期)2015-04-03 06:51:48
        亚洲字幕中文综合久久| 任你躁欧美一级在线精品免费 | 欧洲日韩视频二区在线| 精品人妻一区二区三区蜜臀在线| 亚洲熟女乱一区二区三区| 国产精品亚洲色婷婷99久久精品| 亚洲av成人无码网站…| 黄色毛片视频免费| 久久久精品国产亚洲麻色欲| 亚洲av极品尤物不卡在线观看| 久久久久人妻精品一区二区三区 | 国产精品国产三级野外国产| 国产精品三级av及在线观看| 中文字幕精品无码一区二区| 国产精品伦人视频免费看| 情头一男一女高冷男女| 九九综合va免费看| 久久夜色精品国产噜噜麻豆| 色老头久久综合网老妇女| 狼人av在线免费观看| 风骚人妻一区二区三区| 老师露出两个奶球让我吃奶头| 日韩精品无码久久久久久 | 黑人免费一区二区三区| 国产av在线观看一区二区三区| 国产精品美女久久久久av超清| 久久国产36精品色熟妇| 久久无码中文字幕东京热| 在线人妻va中文字幕| 亚洲国产欧美在线观看| 国产精品内射后入合集| 色窝综合网| 中文字幕亚洲精品在线免费| 国产精品兄妹在线观看麻豆| 亚洲精品成人片在线观看| 水蜜桃一二二视频在线观看免费| 久草视频在线视频手机在线观看| 日韩中文字幕有码午夜美女| 麻麻张开腿让我爽了一夜| 激情 一区二区| 日本视频在线观看一区二区|