带双U型阻尼器摩擦摆支座力学性能研究

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作者 郭德鑫 张纪刚 +3 位作者 宋罕宇 马哲昊 赵国良 古驰 《青岛理工大学学报》 2025年第1期16-25,共10页

为解决摩擦摆支座耗能能力低、抗拔性能差等问题,基于减隔震原理将阻尼器的屈曲特性与摩擦摆支座的力学特性相结合,提出了一种新型摩擦摆支座。该新型支座由复摩擦摆支座与两侧内外套设的双U型阻尼器组成,双U型阻尼器可提供抗剪刚度且... 为解决摩擦摆支座耗能能力低、抗拔性能差等问题,基于减隔震原理将阻尼器的屈曲特性与摩擦摆支座的力学特性相结合,提出了一种新型摩擦摆支座。该新型支座由复摩擦摆支座与两侧内外套设的双U型阻尼器组成,双U型阻尼器可提供抗剪刚度且具有耗能能力。首先介绍了新型支座的原理,随后建立有限元模型,研究了不同双U型阻尼器参数下新型支座的滞回曲线、有效刚度和耗能面积等力学特性。结果表明:通过控制阻尼器的平直段长度可以使新型支座实现分阶段耗能的目标;双U型阻尼器与复摩擦摆支座为并联关系,新型支座具有良好的耗能能力;双U型阻尼器的平直段长度、宽度和厚度对新型支座的滞回性能均有影响,内阻尼器较外阻尼器厚度变化对新型支座的滞回性能影响大。 展开更多

关键词 新型摩擦摆支座 双U型阻尼器 有限元模型 滞回性能 分阶段耗能

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基于OpenSEES和ABAQUS有限元模型的剪力墙拟静力试验研究

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作者 崔纳仑 张纪刚 +4 位作者 陈德刚 孙晓莉 马哲昊 许卫晓 王向英 《青岛理工大学学报》 CAS 2024年第2期84-93,共10页

为保证模拟精度并提高钢筋混凝土剪力墙有限元模型计算效率,分别采用ABAQUS软件和OpenSEES软件建立精细化和简化有限元模型,对1个足尺钢筋混凝土剪力墙试件拟静力试验进行数值模拟分析,从试验现象、破坏模式、裂缝发展趋势、应变、滞回... 为保证模拟精度并提高钢筋混凝土剪力墙有限元模型计算效率,分别采用ABAQUS软件和OpenSEES软件建立精细化和简化有限元模型,对1个足尺钢筋混凝土剪力墙试件拟静力试验进行数值模拟分析,从试验现象、破坏模式、裂缝发展趋势、应变、滞回曲线等方面进行对比验证。结果表明:在保证模拟精确度的前提下,ABAQUS精细化模型在裂缝发展、墙体损伤等方面与试验现象吻合较好,但模型计算时间较长;OpenSEES简化模型在滞回曲线方面模拟结果与试验结果吻合更好,误差在5%以内,并显著提高了计算效率。 展开更多

关键词 剪力墙 拟静力试验 ABAQUS OPENSEES

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基于防屈曲支撑的导管架大型风机冰激振动响应分析

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作者 宋丹 张纪刚 +3 位作者 马哲昊 张鹏飞 赵国良 宋罕宇 《青岛理工大学学报》 CAS 2024年第1期1-9,共9页

位于寒区的导管架大型风机在服役期间易遭受冰荷载的作用,冰激振动响应显著。为保证风机安全运行,要求其必须具备一定的抗冰性能。而导管架支撑构件一般是细长比较大的薄壁空心圆筒结构,在极端冰荷载作用下易发生屈曲破坏,从而导致主体... 位于寒区的导管架大型风机在服役期间易遭受冰荷载的作用,冰激振动响应显著。为保证风机安全运行,要求其必须具备一定的抗冰性能。而导管架支撑构件一般是细长比较大的薄壁空心圆筒结构,在极端冰荷载作用下易发生屈曲破坏,从而导致主体结构遭受更大的冰激振动。为解决这一问题,提出基于防屈曲支撑(BRB)的导管架风机结构。以渤海某四桩导管架大型风机为例,利用ANSYS有限元软件建立结构的简化模型,对其进行屈曲分析,将易发生屈曲的杆件换成防屈曲支撑,分别对替换前后的风机在3条挤压冰荷载作用下的振动响应进行对比分析。结果表明:BRB风机结构在不同挤压冰荷载作用下,均可以减小关键位置的峰值位移、峰值加速度,尤其在Push2冰荷载作用下结构振动响应甚至可减小26%以上。该研究成果可为其他同类型海上风机结构设计与研究工作提供参考。 展开更多

关键词 海上导管架风机 防屈曲支撑 ANSYS 屈曲分析 动力响应 抗冰减振

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POZD加固钢筋混凝土梁板抗弯性能试验研究

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作者 周程皓 赵阳 +2 位作者 张纪刚 马哲昊 张立成 《北方交通》 2024年第10期70-74,共5页

为研究一种新型改性聚脲聚合物材料——聚异氰氨酸酯噁唑烷酮(简称POZD)加固足尺梁、板的受弯性能,设计了3根钢筋混凝土梁与3块钢筋混凝土板进行抗弯试验,其中1根未加固梁与1块未加固板分别作为对比件。试验结果表明:采用POZD材料加固... 为研究一种新型改性聚脲聚合物材料——聚异氰氨酸酯噁唑烷酮(简称POZD)加固足尺梁、板的受弯性能,设计了3根钢筋混凝土梁与3块钢筋混凝土板进行抗弯试验,其中1根未加固梁与1块未加固板分别作为对比件。试验结果表明:采用POZD材料加固有效提升了试验构件的抗弯承载力、抗弯刚度、抗裂性能和延性。 展开更多

关键词 POZD 加固 静力试验 抗弯承载力 钢筋混凝土构件

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装配式人工消能塑性铰节点低周往复试验数值模拟研究 被引量：12

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作者 马哲昊 张纪刚 +1 位作者 梁海志 李芦钰 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S02期162-168,共7页

为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,并针对梁、柱构件震后损伤严重等问题,提出一种人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,简称ADPH)装配式混凝土框架节点,人工消能塑性铰即梁、柱构件在梁端采用机械铰及附... 为提高装配式钢筋混凝土(RC)框架结构的抗震性能,并针对梁、柱构件震后损伤严重等问题,提出一种人工消能塑性铰(artificial dissipative plastic hinge,简称ADPH)装配式混凝土框架节点,人工消能塑性铰即梁、柱构件在梁端采用机械铰及附加消能钢板连接的节点构造。使用ABAQUS软件对2组ADPH节点及1组RC节点在低周往复荷载下的试验进行数值模拟分析,分析结果表明:数值模拟得到的塑性应变、损伤位置、破坏模式、滞回曲线等结果与节点试验结果吻合较好,表明ADPH节点的有限元模拟方法是可行的,结果具有一定可靠性;引入ADPH节点的关键参数——屈服弯矩降低系数γ,通过10组不同附加钢板的ADPH节点的滞回往复试验模拟,对参数γ的取值进行分析研究,结果表γ近似取在0.75~0.85时,可使得ADPH节点有效控制塑性损伤发生在附加钢板上,并发挥附加钢板的耗能能力。 展开更多

关键词 人工塑性铰 装配式RC节点 参数分析 ABAQUS

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基于人工消能塑性铰的装配式RC框架-摇摆墙结构地震易损性分析 被引量：2

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作者 马哲昊 张纪刚 +2 位作者 李芦钰 陈德刚 赵国良 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第S01期65-74,共10页

为实现装配式RC框架结构损伤可控并提高其耗能能力,提出一种基于人工消能塑性铰的装配式RC框架-摇摆墙(ADPH-RWF)结构,旨在通过摇摆墙提高结构竖向连续刚度,控制框架变形模式,充分发挥梁端人工消能塑性铰的耗能能力。采用OpenSEES软件... 为实现装配式RC框架结构损伤可控并提高其耗能能力,提出一种基于人工消能塑性铰的装配式RC框架-摇摆墙(ADPH-RWF)结构,旨在通过摇摆墙提高结构竖向连续刚度,控制框架变形模式,充分发挥梁端人工消能塑性铰的耗能能力。采用OpenSEES软件建立了3个6层整楼有限元模型,进行了静力弹塑性分析及增量动力分析,基于分析结果研究该结构的地震易损性和抗倒塌性能。结果表明:相较RC框架,ADPH-RWF结构承载能力显著提高,层间变形更为均匀;当地震强度较小时,ADPH和ADPH-RWF结构与现浇RC框架易损性相近,而当地震强度较大时,ADPH结构和ADPH-RWF结构的易损性及抗倒塌能力显著强于RC框架。 展开更多

关键词 人工消能塑性铰 框架-摇摆墙 抗震性能 地震易损性 IDA分析

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人工消能塑性铰装配式钢筋混凝土框架结构抗震性能 被引量：6

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作者 马哲昊 张纪刚 梁海志 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期535-540,共6页

针对装配式钢筋混凝土框架结构抗震性能不足的问题,本文提出了一种新型节点构造措施。人工消能塑性铰,即梁、柱构件在梁端采用机械铰及附加消能钢板连接的构造,通过附加消能钢板弯曲耗能,提高结构的抗震性能。本文以一个3层人工消能塑... 针对装配式钢筋混凝土框架结构抗震性能不足的问题,本文提出了一种新型节点构造措施。人工消能塑性铰,即梁、柱构件在梁端采用机械铰及附加消能钢板连接的构造,通过附加消能钢板弯曲耗能,提高结构的抗震性能。本文以一个3层人工消能塑性铰结构为例,使用ABAQUS软件建立有限元模型,选用4条地震波对模型进行非线性动力时程分析,模拟结构在中震、大震下的响应。分析结果表明:采用人工消能塑性铰的框架结构在中、大震作用下,可使损伤主要集中在人工消能塑性铰部分,整体结构的层间位移角减小,屈服机制为完全梁铰模式或部分梁柱铰整体型,使基于人工消能塑性铰的框架结构具有良好的抗震性能。 展开更多

关键词 人工塑性铰 钢筋混凝土框架 消能钢板 完全梁铰破坏 损伤控制 非线性 时程分析 层间位移角

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基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构抗震性能研究 被引量：1

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作者 张纪刚 付为 +1 位作者 马哲昊 刘菲菲 《青岛理工大学学报》 CAS 2018年第3期1-8,共8页

介绍了基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构及其抗震性能的研究分析.框架-摇摆墙结构能改善结构的变形机制,提高结构抗震性能,缺点是削弱了结构刚度,使各层位移加大.而履带式阻尼器构造简单、安装方便、价格低廉,且能在2个方向上帮... 介绍了基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构及其抗震性能的研究分析.框架-摇摆墙结构能改善结构的变形机制,提高结构抗震性能,缺点是削弱了结构刚度,使各层位移加大.而履带式阻尼器构造简单、安装方便、价格低廉,且能在2个方向上帮助结构耗能,帮助结构提升抗震性能.通过对框架剪力墙结构、框架-摇摆墙结构及基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙耗能结构进行静力非线性推覆分析及动力非线性时程分析,对比研究3种结构的抗震性能.结果表明:框架-摇摆墙结构较框架剪力墙结构层间变形趋于一致,结构损伤趋于均匀,属整体破坏机制,相比框架剪力墙结构更加符合规范要求的"强柱弱梁""强剪弱弯"的设计原则;而履带式阻尼器可有效降低框架-摇摆墙结构的层位移及层间位移角,基于履带式阻尼器的框架-摇摆墙结构在承受地震荷载时层位移小,层间位移变化均匀,抗震性能更加优越. 展开更多

关键词 框架-摇摆墙耗能结构 履带式阻尼器 静力非线性推覆分析 动力非线性时程分析

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基于SAP2000的框剪-摇摆墙结构抗震性能研究 被引量：3

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作者 张纪刚 郑永征 +1 位作者 马哲昊 石岩 《青岛理工大学学报》 CAS 2018年第5期1-7,共7页

建立一个按照规范设计的10层框架-剪力墙结构作为研究模型,通过替换模型中纵向的剪力墙为摇摆墙从而改造得到框架-摇摆墙结构模型.采用SAP2000有限元分析软件对上述两种模型进行Push over分析和非线性动力时程分析,以此对比分析两者的... 建立一个按照规范设计的10层框架-剪力墙结构作为研究模型,通过替换模型中纵向的剪力墙为摇摆墙从而改造得到框架-摇摆墙结构模型.采用SAP2000有限元分析软件对上述两种模型进行Push over分析和非线性动力时程分析,以此对比分析两者的抗震性能.分析结果表明:框架-摇摆墙结构较框架-剪力墙结构抗震性能优越,层间变形基本一致,结构损伤趋于均匀,显著改善了框架-剪力墙结构损伤过于集中的破坏方式,更容易达到"强柱弱梁"和"强剪弱弯"的设计准则,提高了结构的抗震性能,为新建框架-剪力墙结构改造成高抗震性能框架-摇摆墙结构体系提供参考,为后续提出其设计方法奠定基础. 展开更多

关键词 抗震性能 PUSH over分析 非线性动力时程分析 框架-剪力墙 框架-摇摆墙

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装配式混凝土框架消能钢骨铰接节点抗震性能数值分析 被引量：2

10

作者 张纪刚 马哲昊 梁海志 《建筑技术》 2018年第S1期188-190,共3页

针对装配式混凝土结构体系,基于干式连接方式,提出了一种震后可更换的新型消能减震梁端铰接节点。首先,在混凝土梁、柱节点构件内预埋钢骨,然后由铰接接头连接梁、柱钢骨端形成梁端铰接节点,最后利用高强螺栓将消能钢板连接于铰接点两... 针对装配式混凝土结构体系,基于干式连接方式,提出了一种震后可更换的新型消能减震梁端铰接节点。首先,在混凝土梁、柱节点构件内预埋钢骨,然后由铰接接头连接梁、柱钢骨端形成梁端铰接节点,最后利用高强螺栓将消能钢板连接于铰接点两侧完成干式装配。采用ABAQUS有限元软件建立若干节点的数值模型,研究消能钢板厚度、刚度与梁柱构件抗弯刚度比值对节点承载力、耗能能力的影响。数值结果表明:消能钢板刚度比处于0.273~0.366范围时,损伤主要集中在消能钢板上,节点极限承载力提升明显,且极限位移较大;在往复荷载作用下,刚度比在0.338~0.401范围内,可保证消能钢板在主体结构未进入塑性的情况下充分耗能,刚度比为0.366时累积耗能总量最大。 展开更多

关键词 钢骨混凝土 铰接节点 消能钢板 节点耗能 截面抗弯刚度比

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基于ANSYS/LS-DYNA的人防墙抗冲击性能研究 被引量：1

11

作者 张梦琳 张纪刚 +1 位作者 马哲昊 赵阳 《青岛理工大学学报》 CAS 2023年第2期67-76,共10页

为了研究人防墙在冲击荷载作用下的动态响应,首先,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对已有试验进行模拟,试验数据与模拟结果吻合较好,验证了有限元模型的合理性。其次,利用流固耦合算法建立某防空地下室人防墙的足尺模型,分析不同冲击能量... 为了研究人防墙在冲击荷载作用下的动态响应,首先,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对已有试验进行模拟,试验数据与模拟结果吻合较好,验证了有限元模型的合理性。其次,利用流固耦合算法建立某防空地下室人防墙的足尺模型,分析不同冲击能量、边界条件、轴压比和抗弯承载力对人防墙抗冲击性能的影响。结果表明:冲击能量越大,人防墙的破坏形态越严重;边界约束条件增强,人防墙抗冲击性能提高;随着轴压比增大,人防墙刚度增大,墙中最大位移减小;增加墙厚最有利于提高人防墙的抗弯承载力,从而提高人防墙的抗冲击性能。最后,对有限元模拟结果进行拟合,提出了人防墙在不同边界条件下非弹性变形的最大位移经验公式,为相关人防工程提供设计依据。 展开更多

关键词 人防墙 冲击荷载 动态响应 有限元模拟 最大位移经验公式

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