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科研速览│麻豆av 魏洋教授课题组在《Engineering Structures》上发表研究成果

发布时间:2025-12-10访问次数:10

 

  近日,麻豆av 魏洋教授课题组在土木工程领域国际著名期刊《Engineering Structures》(中科院1区)(中科院分区:1区Top;影响因子:6.4)上发表了重要研究成果(Seismic performance of steel tubes restrained laminated bamboo columns with different cross-sections)。麻豆av 为第一完成单位,魏洋教授为通讯作者,博士生张子诚为第一作者。成果获得了国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目等资助。

  钢管约束竹组合柱(BSTs)兼具钢管优良的延展性与竹材轻质高强的力学优势,在地震作用下具有良好的变形协调能力和耗能潜力。抗震设计要求结构体系具备足够的延性和能量耗散能力,以有效抵御循环荷载引起的损伤累积与强度退化。BSTs通过将钢管的塑性变形能力与竹材的高比强度相结合,使构件在受力过程中表现出较强的变形适应性和渐进破坏特征。

  课题组已开展了一系列钢管约束竹组合柱的基础力学性能研究,本研究设计了8根截面形式不同(圆形与方形)的钢管约束竹柱及2根竹集成材柱对比试件,开展恒定轴压作用下的低周往复拟静力试验。重点考察轴压比与钢管壁厚对组合柱破坏形态、滞回曲线、骨架曲线演化、刚度退化特征、延性发展规律及能量耗散能力等抗震关键指标的影响,并比较不同截面形式下BSTs的滞回响应差异及其内在机制。

  研究结果表明,BSTs破坏形态主要表现为竹材撕裂与钢管屈曲。增大钢管壁厚可有效抑制竹柱开裂与局部屈曲,显著延缓刚度衰减。试件极限承载力随轴压比增加而提高,但会加速损伤演化,使延性降低约10%,并显著削弱能量耗散与滞回性能。基于Takeda三折线恢复力模型构建了BSTs在横向循环荷载作用下的P–Δ恢复力模型。

  BSTs在循环荷载条件下展现出卓越的抗震建筑潜力。该研究将为钢管约束层压竹柱的抗震分析与性能化设计提供理论依据与计算模型支撑。

图1 加载装置侧面示意图

 

图2 钢管约束竹组合柱(BSTs)破坏形态

图3 滞回骨架曲线的定量化分析

图4 典型试件应力-应变曲线

(a) 方形BST柱                          (b) 圆形BST柱

图5 试件位移延性对比

(a) 方形BST柱                          (b) 圆形BST柱

图6 卸载刚度回归模型

 

图7 BSTs的P-Δ恢复力模型

图8 BSTs的滞回骨架曲线模型预测

 

图9 BSTs滞回曲线模型预测

供稿:张子诚;供图:张子诚;初审:柳任飞;终审:魏洋;编辑:许历隆