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可更换梁段翼缘开孔型节点抗震性能
1
作者
熊晓莉
李飞平
+1 位作者
张宇
海闯
《河南科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期68-79,M0006,共13页
为实现地震作用下塑性铰的外移和震后结构的快速修复,提出一种可更换梁段翼缘开孔型节点。在低周反复荷载下对可更换梁段翼缘开孔型节点进行试验,研究该节点的抗震性能,得到该节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效黏滞阻尼系数曲...
为实现地震作用下塑性铰的外移和震后结构的快速修复,提出一种可更换梁段翼缘开孔型节点。在低周反复荷载下对可更换梁段翼缘开孔型节点进行试验,研究该节点的抗震性能,得到该节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效黏滞阻尼系数曲线和刚度退化曲线,并借助有限元软件对该节点进行不同梁柱截面尺寸的开孔直径变参数分析。结果表明:该节点可使梁端塑性铰外移至翼缘开孔削弱处,且具有良好的承载力、延性和震后快速修复能力。随着开孔直径的增加,该节点的延性、耗能能力和刚度逐渐降低,但仍都能满足抗震性能指标要求,建议开孔削弱程度为0.20~0.35。改变梁柱截面尺寸后发现,只要保证开孔削弱程度在0.20~0.35之间,不同梁柱截面尺寸的可更换梁段翼缘开孔型节点仍然能够满足抗震性能指标要求且极限承载力下降幅度不超过10%。
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关键词
可更换梁段
翼缘开孔
梁柱节点
抗震性能
试验研究
有限元分析
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职称材料
带可更换梁段的翼缘削弱型节点滞回性能研究
被引量:
5
2
作者
郑宏
尚永芳
+1 位作者
苏耀烜
戴永超
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第6期74-86,共13页
针对钢框架翼缘削弱型节点震后结构修复非常困难的问题,基于震后可更换的抗震设计理念,提出一种带可更换梁段的翼缘削弱型新型节点RFJ。通过ABAQUS建模对比普通端板连接节点CPJ和RFJ在单调和循环荷载作用下的力学性能,并对RFJ节点进行...
针对钢框架翼缘削弱型节点震后结构修复非常困难的问题,基于震后可更换的抗震设计理念,提出一种带可更换梁段的翼缘削弱型新型节点RFJ。通过ABAQUS建模对比普通端板连接节点CPJ和RFJ在单调和循环荷载作用下的力学性能,并对RFJ节点进行变参分析。结果表明:RFJ的滞回性能优于CPJ,大震后可以轻松更换;随着梁翼缘削弱长度b的增加,节点的承载性能逐渐下降,延性系数先增大后减小,耗能能力虽有提升但强度、刚度退化效果并不理想,建议梁翼缘削弱段长度b=(0.7~0.9)h_(b)(h_(b)为钢梁截面高度);当可更换梁段长度l过大时,造成节点的初始刚度及延性降低,对节点耗能能力产生不利影响,l过小时会使得节点焊缝处应力值过大,影响塑性铰外移的效果,综合考虑建议可更换梁段长度l=(1.6~1.85)h_(b)。
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关键词
梁柱节点
可更换梁段
滞回性能
初始转动刚度
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职称材料
装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点滞回性能
被引量:
4
3
作者
郑宏
苏耀烜
+2 位作者
尚永芳
刘智超
江力强
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第1期25-35,共11页
为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接...
为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接端板板厚对该新型节点滞回性能的影响。结果表明:梁腹板开孔半径对节点滞回性能的影响较为显著,开孔过大或者过小都会对节点的滞回性能造成不利影响,建议梁腹板开孔半径r=(0.225~0.25)h(h为梁截面高度);腹板开孔圆心至梁端端板距离l过小时,不利于保护端板焊缝,距离过大时节点破坏形式接近传统端板节点,无法实现塑性铰外移的目的,建议腹板开孔时l=(0.7~0.8)h;连接端板板厚与梁端端板板厚取值一致或适当减小,但不宜小于连接螺栓直径。
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关键词
可更换梁段
梁柱端板连接
腹板开孔
塑性铰
滞回性能
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职称材料
变截面可更换耗能梁段抗震性能试验研究
4
作者
李慎
丁琪
+1 位作者
杜宁军
李晓蕾
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024年第6期214-226,共13页
提出了一种新型变截面可更换耗能梁段,通过扩大截面并与非耗能构件采用全螺栓等强连接,不仅使耗能区域的塑性变形更易集中,而且螺栓拼接更易于保证弹性设计。为了研究变截面可更换耗能梁段的抗震性能,试验设计了3种不同形式的变截面可...
提出了一种新型变截面可更换耗能梁段,通过扩大截面并与非耗能构件采用全螺栓等强连接,不仅使耗能区域的塑性变形更易集中,而且螺栓拼接更易于保证弹性设计。为了研究变截面可更换耗能梁段的抗震性能,试验设计了3种不同形式的变截面可更换耗能梁段,分别为低屈服点LYP160钢耗能区域无削弱试件LYP-VRL,Q235钢耗能区域开洞试件C-VRL,Q235钢耗能区域开长圆孔试件LC-VRL,采用拟静力试验方法考察耗能梁段的抗震性能。研究结果表明:塑性变形基本集中在耗能区域内,耗能区域内孔洞周边的鼓曲、撕裂成为主要的破坏特征。低屈服点钢试件超强系数超过3.0,其滞回曲线饱满,耗能性能优越,塑性转角达0.18 rad。长圆孔试件具有较大的超强系数和塑性变形能力,但是由于截面削弱,其耗能能力较差;开圆洞试件的初始弹性刚度与低屈服点钢试件接近,均比开长圆洞试件高约84%。研究结果将为变截面可更换耗能梁段的应用提供参考依据。
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关键词
变截面
可更换
耗能
梁段
耗能区域
抗震性能
超强系数
塑性变形
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职称材料
带双槽钢腹板螺栓连接可更换耗能梁段的钢框筒子结构抗震性能研究
5
作者
王易安
连鸣
周玉浩
《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2024年第2期201-211,共11页
由于现有的钢框筒结构(SFTS)存在延性和耗能差的问题而导致该结构抗震性能不足,并且该结构还存在震后修复困难的问题,提出了带可更换耗能梁段的钢框筒结构(SFTS-SL),耗能梁段采用双槽钢腹板螺栓连接的形式.在SFTS-SL中,双槽钢截面可更...
由于现有的钢框筒结构(SFTS)存在延性和耗能差的问题而导致该结构抗震性能不足,并且该结构还存在震后修复困难的问题,提出了带可更换耗能梁段的钢框筒结构(SFTS-SL),耗能梁段采用双槽钢腹板螺栓连接的形式.在SFTS-SL中,双槽钢截面可更换耗能梁段布置于裙梁的跨中,在地震作用下以通过耗能梁段的剪切变形耗散地震能量.本文设计了SFTS和SFTS-SL结构算例,并从中选取了三个子结构建立了有限元模型,通过非线性数值分析研究其抗震性能.结果显示,与SFTS相比,SFTS-SL在弹性抗侧刚度方面表现相似,但具有更好的延性和耗能能力;SFTS-SL极限承载力略低于SFTS;SFTS-SL能够将塑性变形集中于可更换的耗能梁段,而其余构件基本处于弹性状态,有利于震后结构功能的快速恢复.
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关键词
钢框筒
可更换
耗能
梁段
子结构
抗震性能
数值分析
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职称材料
带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑有限元参数分析
6
作者
李慎
吴喜梅
+1 位作者
李晓蕾
田建勃
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期836-846,共11页
提出了一种新型变截面可更换耗能梁,控制塑性变形集中在耗能区域中,通过扩大截面与框架梁采取翼缘和腹板螺栓拼接连接,易于实现螺栓弹性设计,减小螺栓滑移,完成耗能梁端在地震作用后的更换。利用变截面可更换耗能梁段中部区域耗能集中...
提出了一种新型变截面可更换耗能梁,控制塑性变形集中在耗能区域中,通过扩大截面与框架梁采取翼缘和腹板螺栓拼接连接,易于实现螺栓弹性设计,减小螺栓滑移,完成耗能梁端在地震作用后的更换。利用变截面可更换耗能梁段中部区域耗能集中与塑性变形优越的特性,结合高强钢的较大弹性变形,在偏心支撑钢框架中设置变截面可更换耗能梁段,形成带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑结构体系,通过有限元软件模拟验证了已有端板连接可更换耗能梁段试验,对比破坏模式、承载能力与耗能特性,以此为基础,建立了带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑结构有限元模型,通过循环加载研究了结构的承载能力、刚度、受力特点、塑性转角和塑性分布等受力机理。考虑了中间耗能区域长度(e)、钢材牌号组合和变截面可更换耗能梁段长度(e′)三个参数变化对结构抗震性能的影响规律。
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关键词
可更换
耗能
梁段
高强钢框架
偏心支撑
参数分析
抗震性能
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职称材料
题名
可更换梁段翼缘开孔型节点抗震性能
1
作者
熊晓莉
李飞平
张宇
海闯
机构
河南工业大学土木工程学院
出处
《河南科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第1期68-79,M0006,共13页
基金
国家自然科学基金项目(51308194)
河南省科技攻关项目(212102310562)。
文摘
为实现地震作用下塑性铰的外移和震后结构的快速修复,提出一种可更换梁段翼缘开孔型节点。在低周反复荷载下对可更换梁段翼缘开孔型节点进行试验,研究该节点的抗震性能,得到该节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、等效黏滞阻尼系数曲线和刚度退化曲线,并借助有限元软件对该节点进行不同梁柱截面尺寸的开孔直径变参数分析。结果表明:该节点可使梁端塑性铰外移至翼缘开孔削弱处,且具有良好的承载力、延性和震后快速修复能力。随着开孔直径的增加,该节点的延性、耗能能力和刚度逐渐降低,但仍都能满足抗震性能指标要求,建议开孔削弱程度为0.20~0.35。改变梁柱截面尺寸后发现,只要保证开孔削弱程度在0.20~0.35之间,不同梁柱截面尺寸的可更换梁段翼缘开孔型节点仍然能够满足抗震性能指标要求且极限承载力下降幅度不超过10%。
关键词
可更换梁段
翼缘开孔
梁柱节点
抗震性能
试验研究
有限元分析
Keywords
replaceable beam segment
perforated-flange
beam-column joint
seismic performance
experimental investigation
finite element analysis
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
带可更换梁段的翼缘削弱型节点滞回性能研究
被引量:
5
2
作者
郑宏
尚永芳
苏耀烜
戴永超
机构
长安大学建筑工程学院
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第6期74-86,共13页
基金
国家自然科学基金项目(51278061)
中央高校基本科研业务费专项资金项目(310828175002)。
文摘
针对钢框架翼缘削弱型节点震后结构修复非常困难的问题,基于震后可更换的抗震设计理念,提出一种带可更换梁段的翼缘削弱型新型节点RFJ。通过ABAQUS建模对比普通端板连接节点CPJ和RFJ在单调和循环荷载作用下的力学性能,并对RFJ节点进行变参分析。结果表明:RFJ的滞回性能优于CPJ,大震后可以轻松更换;随着梁翼缘削弱长度b的增加,节点的承载性能逐渐下降,延性系数先增大后减小,耗能能力虽有提升但强度、刚度退化效果并不理想,建议梁翼缘削弱段长度b=(0.7~0.9)h_(b)(h_(b)为钢梁截面高度);当可更换梁段长度l过大时,造成节点的初始刚度及延性降低,对节点耗能能力产生不利影响,l过小时会使得节点焊缝处应力值过大,影响塑性铰外移的效果,综合考虑建议可更换梁段长度l=(1.6~1.85)h_(b)。
关键词
梁柱节点
可更换梁段
滞回性能
初始转动刚度
Keywords
beam column joint
replaceable beam section
hysteretic behavior
initial rotational stiffness
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点滞回性能
被引量:
4
3
作者
郑宏
苏耀烜
尚永芳
刘智超
江力强
机构
长安大学建筑工程学院
莆田学院东南沿海工程结构防灾减灾福建省高校工程研究中心
出处
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022年第1期25-35,共11页
基金
东南沿海工程结构防灾减灾福建省高校工程研究中心开放课题(2019003)。
文摘
为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接端板板厚对该新型节点滞回性能的影响。结果表明:梁腹板开孔半径对节点滞回性能的影响较为显著,开孔过大或者过小都会对节点的滞回性能造成不利影响,建议梁腹板开孔半径r=(0.225~0.25)h(h为梁截面高度);腹板开孔圆心至梁端端板距离l过小时,不利于保护端板焊缝,距离过大时节点破坏形式接近传统端板节点,无法实现塑性铰外移的目的,建议腹板开孔时l=(0.7~0.8)h;连接端板板厚与梁端端板板厚取值一致或适当减小,但不宜小于连接螺栓直径。
关键词
可更换梁段
梁柱端板连接
腹板开孔
塑性铰
滞回性能
Keywords
replaceable beam
beam-to-column end-plate connection
web opening
plastic hinge
hysteretic behavior
分类号
TU311 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
变截面可更换耗能梁段抗震性能试验研究
4
作者
李慎
丁琪
杜宁军
李晓蕾
机构
西安理工大学土木建筑工程学院
出处
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024年第6期214-226,共13页
基金
国家自然科学基金青年基金项目(52108175)。
文摘
提出了一种新型变截面可更换耗能梁段,通过扩大截面并与非耗能构件采用全螺栓等强连接,不仅使耗能区域的塑性变形更易集中,而且螺栓拼接更易于保证弹性设计。为了研究变截面可更换耗能梁段的抗震性能,试验设计了3种不同形式的变截面可更换耗能梁段,分别为低屈服点LYP160钢耗能区域无削弱试件LYP-VRL,Q235钢耗能区域开洞试件C-VRL,Q235钢耗能区域开长圆孔试件LC-VRL,采用拟静力试验方法考察耗能梁段的抗震性能。研究结果表明:塑性变形基本集中在耗能区域内,耗能区域内孔洞周边的鼓曲、撕裂成为主要的破坏特征。低屈服点钢试件超强系数超过3.0,其滞回曲线饱满,耗能性能优越,塑性转角达0.18 rad。长圆孔试件具有较大的超强系数和塑性变形能力,但是由于截面削弱,其耗能能力较差;开圆洞试件的初始弹性刚度与低屈服点钢试件接近,均比开长圆洞试件高约84%。研究结果将为变截面可更换耗能梁段的应用提供参考依据。
关键词
变截面
可更换
耗能
梁段
耗能区域
抗震性能
超强系数
塑性变形
Keywords
variable cross-section replaceable link
energy-dissipating region
seismic performance
overstrength coefficient
plastic deformation
分类号
TU4 [建筑科学—土工工程]
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职称材料
题名
带双槽钢腹板螺栓连接可更换耗能梁段的钢框筒子结构抗震性能研究
5
作者
王易安
连鸣
周玉浩
机构
陕西建工集团股份有限公司
西安建筑科技大学土木工程学院
西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室
出处
《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2024年第2期201-211,共11页
基金
陕西省自然科学基础研究计划项目(2018JQ5074)。
文摘
由于现有的钢框筒结构(SFTS)存在延性和耗能差的问题而导致该结构抗震性能不足,并且该结构还存在震后修复困难的问题,提出了带可更换耗能梁段的钢框筒结构(SFTS-SL),耗能梁段采用双槽钢腹板螺栓连接的形式.在SFTS-SL中,双槽钢截面可更换耗能梁段布置于裙梁的跨中,在地震作用下以通过耗能梁段的剪切变形耗散地震能量.本文设计了SFTS和SFTS-SL结构算例,并从中选取了三个子结构建立了有限元模型,通过非线性数值分析研究其抗震性能.结果显示,与SFTS相比,SFTS-SL在弹性抗侧刚度方面表现相似,但具有更好的延性和耗能能力;SFTS-SL极限承载力略低于SFTS;SFTS-SL能够将塑性变形集中于可更换的耗能梁段,而其余构件基本处于弹性状态,有利于震后结构功能的快速恢复.
关键词
钢框筒
可更换
耗能
梁段
子结构
抗震性能
数值分析
Keywords
steel framed tube structure
replaceable shear link
sub-structures
seismic performance
numerical simulation
分类号
TU391 [建筑科学—结构工程]
TU398 [建筑科学—结构工程]
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职称材料
题名
带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑有限元参数分析
6
作者
李慎
吴喜梅
李晓蕾
田建勃
机构
西安理工大学土木建筑工程学院
出处
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期836-846,共11页
基金
陕西省自然科学基础研究计划(面上项目)(2021JM-330,2022JM-220)。
文摘
提出了一种新型变截面可更换耗能梁,控制塑性变形集中在耗能区域中,通过扩大截面与框架梁采取翼缘和腹板螺栓拼接连接,易于实现螺栓弹性设计,减小螺栓滑移,完成耗能梁端在地震作用后的更换。利用变截面可更换耗能梁段中部区域耗能集中与塑性变形优越的特性,结合高强钢的较大弹性变形,在偏心支撑钢框架中设置变截面可更换耗能梁段,形成带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑结构体系,通过有限元软件模拟验证了已有端板连接可更换耗能梁段试验,对比破坏模式、承载能力与耗能特性,以此为基础,建立了带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑结构有限元模型,通过循环加载研究了结构的承载能力、刚度、受力特点、塑性转角和塑性分布等受力机理。考虑了中间耗能区域长度(e)、钢材牌号组合和变截面可更换耗能梁段长度(e′)三个参数变化对结构抗震性能的影响规律。
关键词
可更换
耗能
梁段
高强钢框架
偏心支撑
参数分析
抗震性能
Keywords
replaceable link
eccentrically brace frame high strength steel
parameter analysis
seismic performance
分类号
TU317 [建筑科学—结构工程]
O242.21 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可更换梁段翼缘开孔型节点抗震性能
熊晓莉
李飞平
张宇
海闯
《河南科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
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职称材料
2
带可更换梁段的翼缘削弱型节点滞回性能研究
郑宏
尚永芳
苏耀烜
戴永超
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022
5
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职称材料
3
装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点滞回性能
郑宏
苏耀烜
尚永芳
刘智超
江力强
《建筑科学与工程学报》
CAS
北大核心
2022
4
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职称材料
4
变截面可更换耗能梁段抗震性能试验研究
李慎
丁琪
杜宁军
李晓蕾
《地震工程与工程振动》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
5
带双槽钢腹板螺栓连接可更换耗能梁段的钢框筒子结构抗震性能研究
王易安
连鸣
周玉浩
《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》
北大核心
2024
0
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职称材料
6
带变截面可更换耗能梁段的高强钢框架-偏心支撑有限元参数分析
李慎
吴喜梅
李晓蕾
田建勃
《计算力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2023
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