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题名翼缘削弱改进型节点的抗连续倒塌分析
- 1
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作者
乔惠云
林誉
韦建刚
罗霞
魏建鹏
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机构
福建理工大学土木工程学院
安徽建筑大学土木工程学院
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出处
《铁道科学与工程学报》
北大核心
2025年第3期1229-1242,共14页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52278158,52408142)
福建省自然科学基金资助项目(2024J01151)
福州科技计划项目(2024-G-012)。
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文摘
为提高梁翼缘削弱截面(RBS)节点在极端荷载下的冗余度,增强钢框架结构的抗连续倒塌能力,提出一种在RBS节点布置加强板的改进方案。先对加强板改进RBS试件进行拟静力试验,系统研究试件的破坏模式、竖向变形及抗力发展规律。试验结果表明,加强板在小变形阶段作用有限,但随着变形增大,加强板逐渐拉直作为替代路径,协助钢梁承受荷载,使试件的变形能力和承载能力分别提高了21.7%和21.8%。进一步引入悬链线贡献系数和弯曲贡献系数对总抗力的影响,加强板与钢梁的协同作用提高悬链线效应,且悬链线贡献系数为基础试件的1.84倍。随后基于验证后的数值模型,研究加强板和翼缘削弱等对节点性能的影响。研究结果表明:翼缘削弱深度和加强板弯曲高度影响试件的破坏模式,根据钢梁的破坏位置分为Mode Ⅰ和Mode Ⅱ2种类型:Mode Ⅰ的裂缝始于翼缘削弱处,Mode Ⅱ的裂缝始于梁柱焊缝附近。削弱深度取规范建议上限值时,破坏模式为Mode Ⅰ,峰值荷载随加强板弯曲高度降低而增加,采用规范建议的下限值时,承载能力随加强板弯曲高度先升高后降低。同时,试件峰值荷载随着削弱深度的增加,呈现先升后降的变化规律。初始开裂发生在翼缘削弱处时,逐渐拉直的加强板能够与剩余截面协同受力,显著提升节点的二次承载能力。
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关键词
连续倒塌
翼缘削弱节点
V型加强板
静力试验
抗力机制
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Keywords
progressive collapse
reduced beam section joint
V-shaped reinforcing plate
static test
load resisting mechanism
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分类号
TU973
[建筑科学—结构工程]
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题名中柱失效下多层框架的连续性倒塌分析与机理研究
被引量：18
- 2
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作者
乔惠云
杨应华
钟炜辉
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机构
西安建筑科技大学土木工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2018年第22期136-143,共8页
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基金
国家自然科学基金面上项目(51678476)
国家自然科学基金青年科学基金项目(51308442)
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文摘
进行抗连续倒塌分析时,常将多层框架结构简化为单层子结构,然后将单层结构的特性用于多层框架的研究,但目前的简化模型不能够完全反映结构整体受力特性,忽略了空腹机制的作用。基于两跨梁模型研究单层框架的抗倒塌机制,提出梁机制和悬链线机制的抗力计算方法,并通过算例验证了所提方法的正确性;为分析空腹机制对多层框架整体受力的影响,建立顶层梁柱模型,引入空腹机制对抗连续倒塌的贡献指标;分析俄亥俄综合大楼拆除四根柱后的抗倒塌机制。结果表明简化模型是合理的,多层框架结构顶层和底层表现出不同的倒塌机制,空腹机制与其它机制共同抵抗不平衡荷载,俄亥俄综合大楼具有较好的抗连续倒塌性能。
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关键词
连续倒塌
多层框架结构
梁机制
悬链线机制
空腹机制
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Keywords
progressive collapse
multi-story frame structure
beam mechanism
catenary mechanism
vierendeel mechanism
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分类号
TU392
[建筑科学—结构工程]
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题名中心支撑钢框架在空腹效应作用下抗连续倒塌分析
被引量：7
- 3
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作者
乔惠云
魏建鹏
田黎敏
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机构
福建工程学院土木工程学院
福建省土木工程新技术与信息化重点实验室
西安建筑科技大学土木工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第24期115-121,157,共8页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金(51608433)
福建省科技厅引导性(重点)项目(2016H0004)
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文摘
关键构件失效后,多层框架各层表现出不同的抗倒塌机制,空腹效应是一种重要的抗连续倒塌机制。采用考虑损伤与应变率的动力非线性分析,模拟已有多层框架拆柱试验,并提出空腹效应理论模型;改进抗震设计常用的中心支撑钢框架,在框架结构顶层布置水平支撑;并将水平支撑体系应用到俄亥俄综合大楼。研究结果表明,空腹效应是竖向构件对各层内力重分配的结果,体现了框架结构的整体受力特点,空腹效应与其它抗倒塌机制共同抵抗不平衡荷载;顶层水平支撑可以显著减小失效点处位移,发挥空腹效应作用,提高结构的抗连续倒塌性能;俄亥俄综合大楼的两根中柱失效后,支撑体系将失效跨的大部分重力传递到相邻结构。
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关键词
连续性倒塌
多层框架结构
中心支撑钢框架
动力效应
空腹效应
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Keywords
progressive collapse
multi-story frame structure
steel concentrically braced frame
dynamic effect
vierendeel action
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分类号
TU392
[建筑科学—结构工程]
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题名平面钢框架在撞击荷载作用下的抗连续倒塌分析
被引量：4
- 4
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作者
乔惠云
郭壮壮
陈誉
张明锋
丘华生
王征
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机构
福建工程学院土木工程学院
福州大学土木工程学院
中煤建设集团有限公司
中国建筑第四工程局有限公司
福建省协兴建设有限公司
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2022年第4期176-184,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(52078138
51778066)
+1 种基金
福建省科技厅自然科学基金项目(2020J01886)
福州市科技计划项目(2020-GX-23)。
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文摘
各种自然灾害和人为因素都可能造成结构连续倒塌,抗连续倒塌研究经常抛开引起倒塌破坏的原因,直接拆除关键柱,研究剩余结构的抗倒塌性能。该研究以平面框架受撞击荷载为例分析具体灾害对框架结构抗倒塌性能的影响,提出一种撞击力简化模型,分析结构体系对撞击力的激励反应,并将撞击拆柱法模拟结果与传统直接拆柱法结果对比,分析两种方法对结构破坏模式与动力性能的影响,然后研究不同质量、速度、能量的撞击块对框架结构撞击后的响应。研究结果表明:撞击拆柱法使节点应力分布复杂,引起相邻节点和构件损伤,使关键柱失效后剩余结构的受力方式和破坏模式发生变化,而传统直接拆柱法低估了剩余结构的动力响应;另外,框架结构的动力特性与撞击能量密切相关,特别受撞击速度影响最大。
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关键词
连续性倒塌
多层框架结构
直接拆柱法
撞击拆柱法
动力效应
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Keywords
progressive collapse
multi-story frame structure
direct column removal method
impact column removal method
impact load
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分类号
TU392
[建筑科学—结构工程]
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题名钢框架结构在坠落块体撞击作用下的动力效应分析
被引量：4
- 5
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作者
乔惠云
罗才松
马永超
陈誉
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机构
华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心
福建省土木工程新技术与信息化重点实验室
福州大学土木工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第5期8-15,共8页
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基金
国家自然科学基金项目(51778066)
引进人才科研启动经费(E0600370)。
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文摘
局部构件失效导致钢框架结构的传力路径发生变化,除了影响正上方结构的受力性能,还可能使下层结构受到局部块体掉落冲击影响。下层结构能够抵抗撞击荷载,是框架结构抵抗连续倒塌的重要研究内容。下层框架梁碰撞的动力特性对研究其抗倒塌能力至关重要,其中最大位移和撞击力变化是关键的动力特性。考虑完全塑性撞击和完全刚性撞击两种极端情况,依据动量守恒和能量守恒,并结合框架梁的变形能函数,确定梁在块体撞击后最大位移的上限值和下限值,采用已有落锤撞击试验验证最大位移理论分析的准确性。研究表明:当坠块速度较小时,碰撞接近于完全刚性撞击;当坠块速度较大时,碰撞接近于完全塑性撞击;当坠块撞击点接近于跨中时,理论模型与有限元模型接近;当坠块撞击点位于约束端时,完全刚性理论计算值比模拟值偏大。
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关键词
连续性倒塌
钢框架结构
动力效应
简化评估方法
撞击荷载
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Keywords
progressive collapse
steel frame structure
dynamic effect
simplified evaluation method
impact load
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分类号
TU392
[建筑科学—结构工程]
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题名俄亥俄州立大学综合大楼抗倒塌动力效应分析
- 6
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作者
乔惠云
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机构
福建建筑科学研究院有限公司
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出处
《中国建筑金属结构》
2021年第10期96-97,共2页
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文摘
本文研究多层钢框架由于中柱破坏引起的动力效应以及剩余结构的传力方式,利用瞬时加载法对底层中柱失效的多层空间钢框架进行抗连续倒塌仿真分析。分析结果表明,中柱失效导致构件受力重新分配,直接影响区域梁中轴力为拉力,剩余失效柱本身受影响较小不再受力,通过拉结效应将荷载传递到相邻跨,提高梁柱节点的拉结力对结构的抗倒塌性能十分有利。
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关键词
瞬时加载法
动力分析
多层钢框架
抗倒塌
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分类号
TU35
[建筑科学—结构工程]
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