聂鑫
- 作品数：53 被引量：725H指数：13
- 供职机构：清华大学土木水利学院土木工程系更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划长江学者和创新团队发展计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程理学一般工业技术更多>>
- 高性能双钢板混凝土结构研究与应用被引量：11
- 2022年
- 钢板混凝土结构是继钢-混凝土组合梁和钢管混凝土柱之后又一项重要的组合结构形式,其主要适用于墙、板、壳等构件,具有灵活的构造形式、良好的综合性能优势及广泛的应用价值。简述了近年来双钢板混凝土组合结构的主要研究进展与工程应用情况,重点关注其在建筑剪力墙结构、沉管隧道、大跨桥梁桥塔和防护结构中的应用,分别介绍了多种钢板混凝土剪力墙结构、隔舱式钢板混凝土沉管隧道结构、钢板混凝土桥塔结构、钢板混凝土组合防冰墙结构的特点与优势、理论和试验研究成果及其在典型工程中的应用情况。相关研究和应用较为充分地论证和展示了双钢板混凝土结构在受力性能、使用功能和施工建造等方面的优势,揭示了多种类型钢板混凝土结构的面内外受力机理和破坏模式,并建立了钢板与混凝土界面连接、构件承载力和刚度等的设计方法。并对钢板混凝土结构在核电工程模块化建造、隧道工程衬砌、海洋平台等其他领域的应用前景及其在理论和实践方面仍需深入研究的问题进行了展望。
- 樊健生丁然聂鑫郭兰慧严加宝
- 关键词：剪力墙沉管隧道
- 波形钢腹板组合梁无黏结预应力筋应力增量研究被引量：5
- 2014年
- 预应力波形钢腹板组合梁翼板内的无黏结预应力筋应力变化与梁上荷载之间存在显著的相关关系,因而无黏结预应力筋的应力增量可以通过截面配筋指标等相关参数建立回归公式。参数分析表明:对于受弯破坏的预应力波形钢腹板组合梁,影响翼板内无黏结预应力筋应力增量的主要参数为受拉翼板的钢筋屈服强度及配筋率、钢翼缘板屈服强度及面积、翼板混凝土强度以及混凝土翼板厚度与梁截面高度之比,而波形钢腹板的厚度及其屈服强度、预应力筋的初应力及预应力筋配筋面积、梁跨高比等参数影响很小。通过大量计算分析,建立了翼板内无黏结预应力筋应力增量与受拉翼板的钢筋屈服强度及钢翼缘板屈服强度的关系,并提出了预应力波形钢腹板组合梁屈服时预应力筋应力增量计算方法,计算结果精度较好。
- 刘晓刚聂鑫樊健生
- 关键词：预应力有限元分析应力增量
- 基于混合消能减震技术的组合结构独柱高架站台抗震性能研究被引量：8
- 2019年
- 结合高性能组合结构形式以及混合消能减震体系的双重技术优势,研发了适用于独柱长悬臂式高架站台结构的抗震体系。采用有限元分析软件MSC. MARC分别对该体系进行了强震作用下的静力弹塑性分析和动力弹塑性时程分析。分析结果表明基于MSC. MARC二次开发的纤维模型和采用宏观本构的一维非线性弹簧模型能高效准确地模拟站台结构的非线性动力特征以及损伤破坏规律。混合消能减震技术可显著提高结构的刚度和承载力,在降低主体构件耗能的同时增强结构的整体耗能能力。在体系层面,混合消能减震技术可明显改善结构刚度分布不均匀带来的不利影响,有效地降低结构的整体变形和层间位移角;在构件层面,消能减震体系能减少或避免主体构件的出铰,有效地降低主要承重构件的截面应力水平,降低悬臂梁所承受的扭矩。值得注意的是,在混合消能减震体系中,由于结构的各个薄弱环节均得到了加强,未受到消能减震构件保护的其他结构构件的地震响应可能会被放大。
- 许立言聂鑫庄亮东陶慕轩
- 关键词：组合结构有限元分析抗震性能
- 混凝土宏观本构模型研究进展被引量：15
- 2022年
- 近年来,随着结构工程的快速发展,对结构在罕遇地震和风载作用下的精准数值模拟与性能化设计提出了更高需求。结构工程中的混凝土属于准脆性材料,试验表明混凝土具有显著的受压软化、受拉软化、剪切软化和捏拢效应等特性。针对上述特性,概述了结构工程数值模拟中常用的6种混凝土数值模型,包括非线性弹性模型、脆性裂缝模型、弹塑性裂缝模型、损伤模型、微平面模型和基于解耦假定的全量型本构模型,并基于文献调研评价了已有模型的不足。多面塑性模型对于混凝土构件单调加载取得了较好的预测精度;塑性损伤模型较难模拟裂面剪切行为;基于解耦假定的全量型模型可近似考虑混凝土的受压软化、受拉软化、捏拢效应、主拉应变导致的强度折减效应和剪切软化等问题。此外,概述了宏观本构模型有待进一步研究的问题。可为结构工程中混凝土本构模型的选用和参数标定提供相关依据。
- 刘诚刘诚聂鑫樊健生樊健生
- 关键词：弹塑性模型微平面模型
- 大体积混凝土底板微振动控制能力的测试与分析被引量：1
- 2024年
- 为测试北京光源这一精密科学设施中大体积混凝土底板的微振动控制能力,通过在建设现场进行短期测试和24 h长期监测的方式对底板微振动水平和微振动控制能力进行了评估。结果表明:在2次短期测试过程中,底板表面微振动位移有效值主要分布在10~50 nm之间,而在24 h监测过程中,底板表面微振动位移有效值主要在分布20 nm以下;大体积混凝土底板对10 Hz以上垂直于地面方向的微振动及5 Hz以上水平向的微振动体现出较好的控制作用;大体积混凝土底板最大能够将垂直地面方向微振动水平降低24%,水平向微振动水平降低34%,底板对水平向微振动控制能力略优于对竖向微振动的控制能力。建立了二维简化有限元模型,讨论了改变混凝土层密度、刚度及厚度对底板微振动控制能力的影响,模拟结果表明在现有激励条件下,增大底板配筋层厚度或素混凝土层密度对底板竖向微振动控制能力无明显影响,但对水平向微振动控制能力产生不利影响。
- 荣慕宁顾雅彬郑明聂鑫樊健生刘宇飞
- 关键词：现场测试大体积混凝土底板
- 钢-混凝土组合结构桥梁研究新进展被引量：264
- 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
- 开槽型混凝土叠合板受力性能有限元分析与承载力计算被引量：3
- 2024年
- 开槽型混凝土叠合板采用板端开槽放置附加钢筋的形式取代胡子筋,可以提高施工效率,在工程中已得到广泛应用。为进一步研究开槽型叠合板的受力性能和关键设计参数,采用有限元软件ABAQUS进行建模分析。针对槽口附加钢筋滑移模拟和新旧混凝土界面模拟方法开展研究,并与试验结果对比,验证了有限元建模的合理性。进一步通过该有限元模型开展参数分析。结果表明,附加钢筋直径过大或过小于预制板纵筋直径都会损伤受力性能,槽口保护层厚度由40 mm减小至20 mm时,叠合板承载力提高18.3%,槽口长度由100 mm增加至300 mm时,叠合板的承载力提高176%。同时,对开槽型叠合板承载力的设计公式进行了理论推导,并与有限元分析结果对比,误差基本小于10%,两者吻合较好。
- 聂鑫周心怡庄亮东
- 关键词：叠合板有限元分析受弯承载力
- 开槽密拼混凝土叠合板受力性能试验研究被引量：10
- 2023年
- 开槽密拼混凝土叠合板的预制板无外伸钢筋,通过开槽密拼构造连接,在槽口内放置附加钢筋再后浇混凝土可形成板间的有效传力;该构造形式能够有效解决装配式混凝土结构中预制构件外伸钢筋冲突的难题。为了研究开槽密拼混凝土叠合板的受力性能,共设计3个叠合板试件,研究开槽密拼混凝土叠合板的破坏模式、荷载-位移发展规律、承载力、刚度以及变形能力。结果表明:在正常使用状态下,相比于无拼缝混凝土叠合板,开槽密拼混凝土叠合板的刚度、屈服荷载和荷载-位移发展规律与其基本一致;在极限状态下,由于拼缝处叠合面的分离,导致开槽密拼混凝土叠合板的极限荷载以及变形能力有所下降,但仍满足设计需求;此外,增强附加钢筋的端部锚固可以进一步提升开槽密拼混凝土叠合板的承载力。给出了开槽密拼混凝土叠合板的受弯承载力与抗弯刚度计算方法,并结合典型工程案例对该结构的实用性展开分析,结果表明,开槽密拼混凝土叠合板不仅可以满足受力性能的设计需求,还能有效提升构件拼装速度,减少现场人工作业量,缩短施工周期,降低建造成本。
- 杨悦姜雪蔚聂鑫王凇晗吴斌
- 关键词：装配式结构叠合板静力试验受力性能
- 无黏结预应力波形钢腹板组合梁非线性有限元分析
- 基于通用有限元软件MSC.Marc,建立了用于模拟预应力波形钢腹板组合梁非线性全过程受力行为的梁-壳精细有限元模型,介绍了抗剪连接件和无粘黏预应力等关键建模技术,并与5根无黏结预应力波形钢腹板组合梁的试验研究成果进行了对...
- 刘晓刚聂鑫樊健生
- 关键词：剪应力非线性有限元分析
- 组合式消能减震墩柱试验与设计方法研究被引量：6
- 2017年
- 对采用Q345GJ钢的可更换剪切型消能连梁展开循环加载试验研究。结果表明这种连梁具有稳定的滞回耗能特性和较好的变形能力,同级荷载下多次滞回加载基本不产生循环强化;极限超强系数大致在1.35~1.5之间,符合预期设计要求。基于这种消能连梁,提出并设计一种由消能件和钢管混凝土组成的组合式消能减震墩柱,并对其开展了试验研究。试验结果表明,本文所采用的设计方法可以保证墩柱实现预期的破坏模式,即连梁剪切变形与柱脚集中塑性铰;墩柱具有很强的耗能能力、延性和变形能力;柱脚屈服时墩顶位移角约为1/80,可以保证中等地震荷载作用下柱脚处于弹性状态。
- 刘晓刚李连友聂鑫樊健生
- 关键词：钢连梁消能减震组合结构
