基于BIM技术与模拟退火算法的村镇轻钢框架结构智能设计方法 被引量：8

1

作者 周婷 孙克肇 +1 位作者 陈志华 刘红波 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第1期139-151,共13页

传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建... 传统村镇住宅结构设计需要进行大量的人工试算与重复建模,而受制于建设成本,村镇住宅无法像城镇住宅一样通过设计师进行专业的结构设计与验算,其安全性与经济性均难以满足要求。为此,提出一种村镇轻钢框架结构智能设计方法,包括智能建模与智能优化两个环节。基于图层自动识别算法、光学字符识别技术、自适应分块算法提出村镇轻钢框架结构BIM智能建模方法,包括图层识别、轴文本数据提取、墙体轮廓提取等,智能建模结果基本满足实际工程要求。基于提出的两阶段模拟退火算法给出村镇轻钢框架结构的智能优化方法,优化速度较快,优化效果良好。通过实际工程案例对提出的智能设计方法进行验证,结果表明,提出的村镇轻钢框架结构智能设计方法具有可行性,与传统的人工设计方法相比,设计周期可缩短70%以上,材料用量、结构设计指标接近人工设计结果。 展开更多

关键词 村镇住宅 轻钢框架结构 智能设计 BIM技术 模拟退火算法

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装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能 被引量：6

2

作者 曹万林 杨兆源 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期165-179,共15页

为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外... 为研究装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构抗震性能,对1个足尺轻钢框架结构试件和3个足尺轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构试件进行了低周反复荷载下的抗震性能试验及理论分析,试件变量包括:2种装配构造,即内嵌式装配墙板、外贴式装配墙板;2种轻钢骨架轻混凝土墙板,即框架式轻钢骨架轻混凝土墙板、桁架式轻钢骨架轻混凝土墙板。研究了各试件的破坏特征和损伤演化过程,分析了结构滞回特性、承载力、变形能力、刚度退化、耗能性能和应变。结果表明:装配式轻钢框架-轻钢骨架轻混凝土墙板结构共同工作性能良好,其水平承载力相比轻钢框架提高了204.7%~210.4%,抗侧刚度提高了257.3%~512.5%,结构变形及耗能能力有显著提高;内嵌墙板的自攻钉连接构造以及外贴墙板的螺栓连接构造传力性能可靠,结构具备2道抗震防线的受力特征;基于简化塑性分析模型以及拉压杆软化桁架模型,对试件承载力进行了计算,计算结果与试验符合较好。 展开更多

关键词 装配式组合结构 轻钢框架 轻钢骨架轻混凝土墙板 抗震性能 低周反复荷载试验 承载力计算

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不同节点轻钢框架的受力性能试验研究 被引量：9

3

作者 徐凌 朱浮声 李晓龙 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1165-1168,共4页

通过对4种不同形式和构造的轻钢框架梁柱连接节点试验研究,分析了端板厚度、T型钢厚度、柱腹板加劲肋等因素对半刚性节点承载力、转动刚度和极限转动能力的影响.研究表明,轻钢框架半刚性连接是承载力较高、延性性能非常好的连接形式.柱... 通过对4种不同形式和构造的轻钢框架梁柱连接节点试验研究,分析了端板厚度、T型钢厚度、柱腹板加劲肋等因素对半刚性节点承载力、转动刚度和极限转动能力的影响.研究表明,轻钢框架半刚性连接是承载力较高、延性性能非常好的连接形式.柱腹板设加劲肋的端板连接是轻钢框架较好的半刚性节点.T型钢翼缘厚度对节点承载力的提高作用不明显,但腹板抗剪能力对此有影响.对于具有半刚性连接节点的轻钢框架,应该进行非线性分析.半刚性连接节点组合构件在荷载作用下的滑移现象不能忽视,分析和设计中应引起足够重视,并应提出可靠构造措施. 展开更多

关键词 轻钢框架 半刚性节点 承载力 转动刚度 极限转动能力

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低周反复荷载下两跨两层轻钢框架抗震性能试验研究 被引量：12

4

作者 黄炳生 舒赣平 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2006年第6期114-119,共6页

本文通过两跨两层轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了轻钢框架结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态,结果显示轻钢框架具有很好的抗震性能,节点域耗能能力强。论文结论可为多层轻钢框架的抗震设计... 本文通过两跨两层轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了轻钢框架结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态,结果显示轻钢框架具有很好的抗震性能,节点域耗能能力强。论文结论可为多层轻钢框架的抗震设计提供依据。 展开更多

关键词 轻钢框架 抗震性能 低周反复加载试验

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纤维石膏基复合墙板轻钢框架抗震性能分析 被引量：7

5

作者 李晓东 康永康 +1 位作者 宋子阳 吴长 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期1797-1803,共7页

为改进传统农居的抗震性能,本文提出适用于低层农居的纤维石膏基复合墙板轻钢框架结构。采用1∶4的缩尺比例设计了3榀单层单跨的轻钢框架,通过低周往复荷载试验,研究了纤维石膏基复合墙板轻钢框架的抗震性能和墙板的连接方式对轻钢框架... 为改进传统农居的抗震性能,本文提出适用于低层农居的纤维石膏基复合墙板轻钢框架结构。采用1∶4的缩尺比例设计了3榀单层单跨的轻钢框架,通过低周往复荷载试验,研究了纤维石膏基复合墙板轻钢框架的抗震性能和墙板的连接方式对轻钢框架抗震性能的影响。结果表明:纤维石膏基复合墙板具有良好的耐损伤能力和韧性,能够提高轻钢框架的抗侧刚度和耗能能力;柔性连接中,Z型连接件能够使墙板产生随动性,实现摩擦耗能;纤维石膏基复合墙板轻钢框架结构的抗震性能较好,能够应用于低层农居。研究结果对钢框架中抗侧力构件的发展以及墙板和钢框架连接方式的设计提供参考。 展开更多

关键词 纤维石膏基复合墙板 轻钢框架 抗震性能 低周往复荷载试验 连接方式 破坏形态 抗侧刚度 低层农居

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装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构振动台试验 被引量：6

6

作者 曹万林 杨兆源 +1 位作者 董宏英 秦海山 《工程科学与技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期196-208,共13页

为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢... 为发展高效抗震、绿色节能、施工便捷的装配式村镇住宅建筑,提出了一种适于村镇低层住宅的低能耗装配式轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板结构,轻钢框架由方钢管混凝土柱、H型钢梁、双L形带斜向加劲肋梁柱节点及预制混凝土楼板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板由钢丝网砂浆内外叶复合珍珠岩板夹心聚苯板构成,钢丝网架珍珠岩复合墙板单元包裹咬合轻钢框架,墙板单元间采用企口连接。进行了两层轻钢框架–钢丝网架珍珠岩复合墙板足尺结构的振动台试验,激振包括白噪声在内的57个工况,各工况的地震动峰值加速度PGA在0.07g~1.50g,分析结构的破坏过程、刚度退化、位移、应变等动力响应。结果表明:轻钢框架与钢丝网架珍珠岩复合墙板共同工作性能良好,钢丝网架珍珠岩复合墙板对结构刚度有显著的贡献;随地震峰值加速度的增大,结构自振频率降低,阻尼比增大;在8度设防地震作用下结构最大层间位移角为1/361,基本处于弹性状态;8度罕遇地震作用下,结构没有明显的破坏;在极罕遇地震作用下,外墙板损伤明显,轻钢框架损伤较轻;钢丝网架珍珠岩复合墙板与轻钢框架包裹咬合式柔性连接,具有滑移摩擦消能减震的作用。该结构体系在村镇低层住宅建筑中有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 装配式 轻钢框架 钢丝网架珍珠岩复合墙板 结构抗震性能 振动台试验

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外挂微晶发泡板轻钢框架结构振动台试验 被引量：2

7

作者 董宏英 杨林 +2 位作者 曹万林 吕晓明 边瑾靓 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期27-34,共8页

为研究外挂微晶发泡板轻钢框架结构在动力作用下的工作性能,进行了1个2层单跨轻钢框架外挂微晶发泡板足尺模型的振动台试验.试验选取了EL-Centro、Taft、张家口人工波3条地震波,地震加速度考虑8度多遇到9度罕遇.通过分析模型结构的自振... 为研究外挂微晶发泡板轻钢框架结构在动力作用下的工作性能,进行了1个2层单跨轻钢框架外挂微晶发泡板足尺模型的振动台试验.试验选取了EL-Centro、Taft、张家口人工波3条地震波,地震加速度考虑8度多遇到9度罕遇.通过分析模型结构的自振周期、刚度、楼层加速度以及楼层位移,研究了外挂微晶发泡板轻钢框架结构的振动特性,对微晶发泡板的工程应用给出了建议.试验研究表明:在9度罕遇地震下,轻钢框架结构与外挂墙板龙骨基本无破坏,仅墙板表皮有脱落现象,部分墙板发生平面外扭转;采用微晶发泡板与框架间相对错动的装配连接方式,可一定程度上减小结构的层间位移;墙板开设较大门窗洞时,该方向刚度虽有较大退化,但在9度罕遇地震作用下无倒塌危险,能够满足大震不倒的抗震设防要求;相邻墙体之间的预留缝需要添加柔性材料改善相邻墙体间的撞击挤压现象. 展开更多

关键词 轻钢框架 微晶发泡板 挂板方式 足尺模型 振动台试验

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轻钢框架加强型中节点抗震性能研究 被引量：1

8

作者 许峰 姜绍飞 +1 位作者 刘明 贾连光 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2014年第2期256-262,共7页

目的研究利用柱腹板屈曲后强度轻钢框架加强型中节点在地震荷载作用下的抗震性能,为轻钢结构抗震设计提供参考.方法对两组轻钢框架中节点进行低周往复循环载荷下(拟静力)的抗震性能试验研究,采用ABAQUS非线性有限元程序进行仿真,与试验... 目的研究利用柱腹板屈曲后强度轻钢框架加强型中节点在地震荷载作用下的抗震性能,为轻钢结构抗震设计提供参考.方法对两组轻钢框架中节点进行低周往复循环载荷下(拟静力)的抗震性能试验研究,采用ABAQUS非线性有限元程序进行仿真,与试验结果进行对比,以验证有限元模拟的正确性.结果采用增加横向及纵向加劲肋的方式进行加强的中节点具有较强的吸能耗能能力和变形能力.所建立的ABAQYS有限元模拟程序能对此试验过程进行有效的全过程模拟.结论两类不同加强方式的轻钢框架中节点具有良好的抗震性能,有限元模拟分析具有良好的仿真性及有效性. 展开更多

关键词 轻钢框架 抗震性能 滞回曲线 加强型节点

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削弱梁翼缘连接轻钢框架的低周反复荷载试验 被引量：7

9

作者 黄炳生 舒赣平 吕志涛 《工程抗震与加固改造》 2006年第4期41-46,共6页

通过两跨两层削弱梁翼缘连接轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态。结果显示,削弱梁翼缘连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处,... 通过两跨两层削弱梁翼缘连接轻钢框架试件的低周反复加载试验,研究了结构在地震作用下的滞回性能、耗能机制、耗能能力、刚度退化和破坏形态。结果显示,削弱梁翼缘连接轻钢框架具有很好的抗震性能,梁上塑性铰首先出现在翼缘削弱截面处,节点域耗能能力强,本文结论可为多层削弱梁翼缘连接轻钢框架的抗震设计提供依据。 展开更多

关键词 轻钢框架 削弱梁翼缘连接 低周反复加载试验 抗震性能

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轻钢框架节点在反复荷载作用下的有限元模拟分析 被引量：6

10

作者 史永彬 贾连光 +2 位作者 许峰 徐晓霞 刘迎春 《沈阳建筑大学学报（自然科学版）》 EI CAS 2005年第3期211-214,共4页

目的为检验利用柱腹板屈曲后强度的轻钢框架节点板域的抗震性能.方法在试验的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建模,通过施加低周反复荷载,分析框架节点的力学性能.结果框架节点的破坏属于局部屈曲破坏,节点板域无显著加强的节点,破坏发... 目的为检验利用柱腹板屈曲后强度的轻钢框架节点板域的抗震性能.方法在试验的基础上,采用有限元分析软件ANSYS建模,通过施加低周反复荷载,分析框架节点的力学性能.结果框架节点的破坏属于局部屈曲破坏,节点板域无显著加强的节点,破坏发生在节点板域上,显著加强的节点破坏发生在梁端.结论研究表明,有限元计算结果与试验结果吻合较好.剪切变形很大,拉伸变形和弯曲变形很小;显著加强的节点,抗剪切变形的能力很好,拉伸变形和弯曲变形不显著.对节点板域进行加厚并布置对角肋是减小节点剪切变形的一种很有效的节点构造形式.由于周围约束板件能提供强力支撑,这样节点板域屈曲以后并不立即失效. 展开更多

关键词 框架节点 有限元模拟分析 反复荷载作用 有限元分析软件 节点板域 低周反复荷载 节点剪切变形 弯曲变形 拉伸变形 屈曲后强度 ANSYS 抗震性能 轻钢框架 屈曲破坏 力学性能 试验结果 计算结果 构造形式 柱腹板 基础 支撑

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洞口对装配式轻钢框架-内保温复合墙抗震性能的影响 被引量：6

11

作者 王如伟 曹万林 殷飞 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2019年第5期28-38,共11页

本文提出了一种装配式轻钢框架-内保温复合墙结构,为研究不同洞口类型对结构抗震性能的影响,分别设计了带门洞,带窗洞及不带洞口的3个足尺装配式轻钢框架-内保温复合墙试件。通过拟静力试验,观测了装配式轻钢框架-内保温复合墙结构在低... 本文提出了一种装配式轻钢框架-内保温复合墙结构,为研究不同洞口类型对结构抗震性能的影响,分别设计了带门洞,带窗洞及不带洞口的3个足尺装配式轻钢框架-内保温复合墙试件。通过拟静力试验,观测了装配式轻钢框架-内保温复合墙结构在低周反复荷载作用下的裂缝开展情况和损伤演化过程,分析了结构的滞回特性、骨架曲线、承载力、延性、强度及刚度退化、耗能和应变。结果表明:开洞类型显著影响了装配式轻钢框架-内保温复合墙结构的承载能力及变形能力,洞口的设置降低了试件的峰值荷载及位移,门洞的设置对试件峰值荷载及位移的影响更为显著;将1%位移角作为工程抗震设计的弹塑性位移角对装配式轻钢框架-内保温复合墙结构来说同样适用。 展开更多

关键词 洞口 装配式 轻钢框架 夹心复合墙 抗震性能 拟静力试验

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一种用于农村住房的轻型框架结构抗震性能足尺试验

12

作者 倪泽阳 生安香 +2 位作者 王成波 李建赢 李立云 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期1120-1132,共13页

为升级农村住房水平以满足人们日益增长的对舒适、安全、环保、节能的需求,提出并设计了一种轻型框架结构体系住宅,该结构体系以钢框架作为结构主体,外挂ALC墙板作为填充墙体。通过振动台试验检验其抗震性能,获得该轻型框架结构在地震... 为升级农村住房水平以满足人们日益增长的对舒适、安全、环保、节能的需求,提出并设计了一种轻型框架结构体系住宅,该结构体系以钢框架作为结构主体,外挂ALC墙板作为填充墙体。通过振动台试验检验其抗震性能,获得该轻型框架结构在地震作用下梁柱节点和房屋整体的抗震性能和地震响应规律。设计足尺结构模型,输入El Centro、Taft、北京人工波进行振动台试验,通过布设传感器测量结构的地震响应。试验过程中,墙板未脱落,节点连接完好,结构未倒塌;随着输入地震作用强度的增大,结构的加速度放大系数、相对位移随之增大,但结构自振频率逐渐降低;试验过程中主体结构构件保持弹性,6度设防地震作用下结构层间位移角均小于1/250;7度罕遇、8度罕遇地震作用下,结构的层间位移角超过1/250,但通过拉紧拉杆支撑可减小结构变形。试验结果表明,该轻型框架结构体系具有较好的抗震性能,可达到6度抗震设防水准,对于6度以上抗震设防区可通过增大拉杆拉力等措施增强其抗震性能。 展开更多

关键词 轻钢框架 ALC墙板 足尺模型 振动台试验

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RC框架-轻钢增层混合结构的新型外箍式箱型柱节点抗震性能研究 被引量：3

13

作者 潘秀珍 陈仕伟 +1 位作者 李皓 豆桐 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第6期94-104,共11页

文中提出一种用于RC框架-轻钢增层混合结构的新型外箍式节点,旨在增强对上部结构柱脚的约束,并方便施工。对外箍式箱型柱节点和传统露出式刚接节点分别进行了在低周反复荷载作用下的1/2缩尺试验研究和有限元分析,结果表明:新型外箍式箱... 文中提出一种用于RC框架-轻钢增层混合结构的新型外箍式节点,旨在增强对上部结构柱脚的约束,并方便施工。对外箍式箱型柱节点和传统露出式刚接节点分别进行了在低周反复荷载作用下的1/2缩尺试验研究和有限元分析,结果表明:新型外箍式箱型柱节点将塑性铰外移至柱脚底板边缘处,有效保护了节点核心区,提高了极限承载力和刚度;滞回曲线更为饱满,减缓了强度和刚度退化,大幅提升了耗能能力。文中提出的新型外箍式箱型柱节点可以有效保证传力路径的连续性,其各项抗震性能指标明显优于传统露出式刚接节点。 展开更多

关键词 外箍式节点 RC框架-轻钢增层混合结构 滞回曲线 耗能能力 抗震性能

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柱间拉筋在轻框结构抗震中的作用效应分析

14

作者 生安香 王成波 +2 位作者 李立云 冯军和 陈曦 《震灾防御技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期785-797,共13页

以钢框架作为结构主体,外挂ALC墙板作为填充墙体的轻型钢框架结构体系经济安全、施工效率高、环保利废。振动台试验表明,柱间拉筋对轻框结构体系抗震性能有显著影响。为进一步了解柱间拉筋在轻框结构体系抗震能力提升中的作用,从而更好... 以钢框架作为结构主体,外挂ALC墙板作为填充墙体的轻型钢框架结构体系经济安全、施工效率高、环保利废。振动台试验表明,柱间拉筋对轻框结构体系抗震性能有显著影响。为进一步了解柱间拉筋在轻框结构体系抗震能力提升中的作用,从而更好地将其用于新型农村住房建设,依托已开展的振动台试验,基于ANSYS软件平台建立了多种拉筋形式的轻框结构数值模型,系统研究了柱间拉筋布置形式和截面尺寸对轻框结构抗震性能的影响。研究结果表明,数值模拟分析结果与振动台试验结果吻合较好;设置柱间拉筋可改善轻框结构抗震能力,还可减小梁柱节点、ALC墙板应力响应;设置X形拉筋的轻框结构抗震性能表现最好;在一定范围内,柱间X形拉筋截面尺寸越大,轻框结构抗震性能越好,实际工程中需结合实施地区的经济情况进行选择。 展开更多

关键词 轻钢框架 ALC墙板 柱间拉筋 数值模拟 抗震性能

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新型外包加强型节点抗震性能试验研究 被引量：3

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作者 潘秀珍 周兴鑫 +2 位作者 王攀 尹晨皓 田建勃 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2019年第2期89-98,共10页

为了减小钢筋混凝土(RC)框架-轻钢增层混合结构的鞭梢效应,本文提出了一种用于该类结构的新型外包加强型节点,旨在加强对上部结构的约束,减小上下部结构的刚度突变。为了深入研究其抗震性能,与另一种外包锚固式节点进行了低周往复荷载... 为了减小钢筋混凝土(RC)框架-轻钢增层混合结构的鞭梢效应,本文提出了一种用于该类结构的新型外包加强型节点,旨在加强对上部结构的约束,减小上下部结构的刚度突变。为了深入研究其抗震性能,与另一种外包锚固式节点进行了低周往复荷载作用下的对比性试验研究。结果表明:两种节点均表现为梁端塑性铰破坏,并能有效控制裂缝开展;新型外包加强型节点滞回曲线饱满,捏拢速度较慢,并能将塑性铰外移,有效保护了节点核心区,其刚度退化、等效黏滞阻尼系数、耗能能力等各项指标都较外包锚固式节点有不同程度的提升,提高了节点的承载力和刚度,具有更好的抗震性能。本文的研究可以为轻钢增层混合结构的推广应用提供科学依据和技术支持。 展开更多

关键词 钢筋混凝土(RC)框架-轻钢增层混合结构 低周往复荷载试验 滞回曲线 耗能能力 抗震性能

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