JZ
Jiaming Zhang
Author with expertise in Developments and Applications of Concrete-Filled Steel Tubes
Achievements
Cited Author
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
6
(17% Open Access)
Cited by:
11
h-index:
8
/
i10-index:
8
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

State-of-the-art review on steel-concrete composite walls

Chao-Qun Yu et al.May 1, 2024
Steel-concrete composite walls, valued for their capacity to combine the strengths of steel and concrete, have become a prevalent construction choice. During the past few decades, the performance of steel-concrete composite walls has been studied by means of structural tests, theoretical analysis, and numerical simulation. Different types of steel-concrete composite walls have been proposed by researchers to satisfy miscellaneous structural requirements. Meanwhile, new forms were continually being developed to further improve the mechanical performance. This review paper examines research conducted over the past few years on these versatile structural elements. The paper categorizes steel-concrete composite walls according to the arrangement of steel plates and concrete, along with the configurations of steel plates. It delves into the unique characteristics of each type and analyzes their performance under various loading conditions, including axial, cyclic, shear, fire, dynamic, impact, and joint loads. Additionally, existing design recommendations for these walls are summarized. To conclude, the paper offers insights into potential future developments in steel-concrete composite wall technology.
0

Experimental study on axial compressive behavior of concrete-filled corrugated steel tubular columns

Jing‐Zhong Tong et al.May 27, 2024
Concrete-filled corrugated steel tubular (CFCST) column is a novel type of steel-concrete composite column, comprising four corrugated steel plates, four square-section steel bars at the corners, and infilled concrete. The transversely placed corrugated steel plates can effectively prevent their premature local buckling, release the axial load, and provide lateral confinement effects on the infilled concrete. This paper investigated the axial compressive behavior of CFCST columns through experimental, numerical, and theoretical approaches. Experiments were conducted on 20 specimens, focusing on their axial load-resistant behavior. The specimens demonstrated excellent axial bearing capacity, ductility, and residual bearing capacity. Besides, the mechanical behavior of corrugated steel plates throughout the loading process was analyzed through the development of the horizontal and vertical strains. Furthermore, a finite element (FE) model was developed to simulate the axial compressive behavior of CFCST columns, which was validated against the experimental data. The FE model was used to analyze the compressive behavior of each part in CFCST columns, revealing that the infilled concrete and steel bars primarily bear the axial load, while the corrugated steel plates mainly provide lateral supports to the infilled concrete. Finally, a simplified method for calculating the critical width of corrugated steel plates and a formula for the axial bearing capacity of CFCST columns were proposed. It was indicated that the limiting width-to-thickness ratio of the corrugated steel plates was larger than that of the steel elements in conventional CFST columns. These formulas were demonstrated to be accurate enough and suitable for the engineering designs.
0

Studies on the microstructure and mechanical properties of AlCu4MgSi aluminum alloy repaired via electron beam directed energy deposition

Shuai Xue et al.Aug 12, 2024
Additive manufacturing (AM) technologies have been used to repair aluminum (Al) alloy components in many engineering structures. However, the use of AM technologies to repair Al-Cu alloys is still very limited, and the repair via electron beam directed energy deposition (EB-DED) has not been reported so far. In this work, the EB-DED repair was performed on AlCu4MgSi-O Al alloy substrate with the specially developed Al-Cu-Si wire (380D). The results show that wall structures with high metallurgical quality were successfully prepared. The deposit exhibits alternating fine grain zones and coarse grain zones. In the bottom layers of deposit, columnar grains growing along building direction dominate, while the middle and top layers mainly consist of equiaxed grains. In the AlCu4MgSi-O substrate, the heat-affected zone (HAZ) close to the fusion line undergoes recrystallization and completely transforms into fine equiaxed grains, while abnormal grain growth occurs and coarse grains are formed in the HAZ slightly away from the fusion line. From substrate to deposit, the intensity of texture gradually decreases. After EB-DED repair, the microhardnesses and strengths of the bottom layers and HAZ are significantly improved. The strengthening of HAZ is entirely attributed to precipitation strengthening, while the bottom layers are affected by both precipitation strengthening and dispersion strengthening. Tensile tests indicate that the repaired structure samples fracture from the interface between HAZ and base metal zone of the AlCu4MgSi-O substrate. EB-DED is demonstrated to be a promising technology to repair AlCu4MgSi alloy components, and this work can serve as a useful reference for the high-quality repair of Al-Cu alloy structural parts.
0

Effect of microchannel cross-section geometry on the flow resistance with stainless steel flat-plate solar collectors

Qingfeng Cai et al.Jun 11, 2024
The stainless steel flat plate solar collector is a new type of collector that has a longer lifespan in high-temperature and high-humidity environments. When using stainless steel as the base material of the collector, the microchannel structure is typically employed to increase the heat transfer area and compensate for the lack of heat transfer coefficient of stainless steel. However, the shape of the channel section in microchannel structures affects the flow resistance of the heat transfer medium. This article presented the equation for the optimal feature size of the channel, obtained through fluid theory analysis of the stainless steel flat plate collector. The study analyzed the impact of different section parameters on the flow distribution and pressure drop characteristics of the medium in the channel through numerical simulation. The results showed that for a certain inlet flow rate, the cross-sectional geometry of the microchannel heat-absorbing plate determined the parameters such as the type of core cross-section, the degree of wall urgency, and the geometrical length of the microchannel, which in turn affected the distribution of the fluid in the flow channel and the energy loss. The optimal thermal performance of the stainless steel collector was observed when the width of the micro-channel was 8.7 mm and the corrugation height of the tube group was 3.00 mm.