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SDFPB在九层Benchmark钢框架中的隔震性能研究
1
作者 庄鹏 刘松郁 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第2期58-67,共10页
为研究SMA-复摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Double Friction Pendulum Bearing,SDFPB)在多、高层建筑结构中的隔震性能和安全性,基于OpenSees建立了SDFPB的有限元模型,分析了SDFPB力学性能影响因素,将其应用于九层Benchmark钢框架结... 为研究SMA-复摩擦摆支座(Shape Memory Alloys Double Friction Pendulum Bearing,SDFPB)在多、高层建筑结构中的隔震性能和安全性,基于OpenSees建立了SDFPB的有限元模型,分析了SDFPB力学性能影响因素,将其应用于九层Benchmark钢框架结构中,对比了隔震结构和非隔震结构的地震响应。研究表明,SDFPB隔震系统可以改善九层Benchmark钢框架动力特性,显著削弱上部结构在地震作用下的楼层加速度、层间位移角和层间剪力,有效控制隔震层位移,在多、高层建筑结构中可发挥良好隔震效果并提升安全性。 展开更多
关键词 隔震 复摩擦摆支座 形状记忆合金 benchmark钢框架 滞回特性 地震响应
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钢框架在火灾和爆炸联合作用下的破坏倒塌机理
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作者 田力 王剑飞 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期622-636,共15页
为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限... 为研究钢框架在火灾爆炸联合作用下的破坏倒塌机理,利用ANSYS/LSDYNA建立了5层2跨的钢框架有限元模型,采用隐式分析方法研究钢框架在火灾单独作用下的温度分布特征和结构响应,随后对综合考虑高温和高应变率效应的钢材本构模型进行有限元验证,在得到可靠结果的基础上,采用显式分析方法对钢框架进行单独爆炸分析和火灾爆炸联合作用分析,得到其在不同火灾燃烧时间不同爆炸条件下的局部破坏特征以及整体响应情况。研究结果表明:在火灾作用下,钢材的弹性模量和屈服强度会发生退化,柱因承受的荷载超过高温下极限承载力而发生破坏,中柱因其承受的荷载最大而率先发生屈曲;发生爆炸时,火灾燃烧时间越长,构件温度越高,钢框架越易发生倒塌;在相同温度下,腹板作为迎爆面比翼缘作为迎爆面对结构的损伤更大;在单室火灾下,边中柱处发生爆炸钢框架抗倒塌能力最弱,中柱处爆炸框架抗倒塌能力最强,角柱处爆炸框架抗倒塌能力介于两者之间;在相邻双室火灾和四室火灾下中柱发生爆炸,火室上方混凝土板会因下部的梁发生剪切破坏而塌落;对角双室火灾下中柱处发生爆炸,钢框架因中柱和边中柱相继失效而倒塌。 展开更多
关键词 火灾 爆炸 框架 有限元分析 连续倒塌
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基于模型温度场更新的钢框架结构抗火混合模拟研究
3
作者 蔡新江 刘超 +1 位作者 施涵远 毛小勇 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第1期68-73,共6页
为提高抗火混合模拟中数值子结构的精度,结合模型更新技术,进行基于温度场更新的抗火混合模拟研究,建立火灾下两层两跨钢框架模型,识别试验子结构中实测的温度参数,更新数值子结构中与试验子结构受火情况相同部分的单元节点温度,以此提... 为提高抗火混合模拟中数值子结构的精度,结合模型更新技术,进行基于温度场更新的抗火混合模拟研究,建立火灾下两层两跨钢框架模型,识别试验子结构中实测的温度参数,更新数值子结构中与试验子结构受火情况相同部分的单元节点温度,以此提高混合模拟中数值子结构的计算精度。结果表明:该方法可以实现根据试验子结构的数据更新模型温度场并且进行结构抗火分析,计算得到的耐火极限、极限应力状态与整体结构模拟较为吻合,耐火极限时间误差为7%,极限状态应力误差为1%。因此,文中所提方法较为可靠,能够为进一步提高结构抗火混合试验方法的适用性提供参考。 展开更多
关键词 框架 结构抗火 混合模拟 模型更新 耐火极限
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新型钢框架-熔断子结构体系的受力机制与塑性分析
4
作者 林晨 彭晓彤 +1 位作者 陈丁雨 王鹏 《济南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期595-601,共7页
为了探索新型耗能结构体系并优化体系的构造,根据可替换耗能梁段和可恢复功能结构的国内外已有研究,设计一种新型钢框架-熔断子结构体系,基于塑性分析理论,建立该体系在极限状态下的典型屈服机制,并提出弹性抗侧刚度和极限承载力简化计... 为了探索新型耗能结构体系并优化体系的构造,根据可替换耗能梁段和可恢复功能结构的国内外已有研究,设计一种新型钢框架-熔断子结构体系,基于塑性分析理论,建立该体系在极限状态下的典型屈服机制,并提出弹性抗侧刚度和极限承载力简化计算公式;采用有限元软件SAP2000对该体系推覆计算,并比较推覆计算结果与简化计算公式结果。结果表明:将耗能梁段集中布置形成耗能子结构,并与钢框架相结合形成带有熔断子结构的钢框架体系,该体系具有良好的抗震性能,能实现理想的耗能和破坏模式;刚度和承载力误差均小于5%,所提出的简化计算公式能较准确地预测该体系的弹性抗侧刚度和极限承载力。 展开更多
关键词 框架 熔断子结构 塑性分析 受力机制 弹性抗侧刚度 极限承载力
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带可更换耗能节点的人字形支撑钢框架抗震性能试验研究
5
作者 马宏伟 李明 +3 位作者 熊伟 黄忠海 许嘉鑫 何文辉 《华南理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期126-138,共13页
为实现结构震后快速修复,基于损伤可控和耗能元件可更换的设计理念,提出了一种带可更换耗能节点的人字形支撑钢框架结构,其中可更换耗能节点由两个双U型金属耗能器、节点板、支撑端板、高强螺栓组成。为研究该结构的抗震性能和震后修复... 为实现结构震后快速修复,基于损伤可控和耗能元件可更换的设计理念,提出了一种带可更换耗能节点的人字形支撑钢框架结构,其中可更换耗能节点由两个双U型金属耗能器、节点板、支撑端板、高强螺栓组成。为研究该结构的抗震性能和震后修复性能,对1/2缩尺的单层单跨的子结构试件进行拟静力试验及修复后的拟静力试验,研究并对比了首次和修复后加载试验中试件的滞回曲线、骨架曲线、应力应变曲线和延性等性能指标。结果表明:首次和修复后加载试验中,试件滞回曲线饱满,具有理想的耗能能力;试件的塑性损伤主要集中在可更换耗能节点处,主体结构基本保持弹性;首次试验加载至0.83%层间位移角后结束加载,结构残余位移角为0.28%,更换耗能节点后的结构与修复前的结构力学性能相似,其滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线吻合较好。建立了带可更换耗能节点的人字形支撑钢框架简化的分析计算模型,基于变形协调关系推导了结构弹性抗侧刚度计算公式,提出了双U型金属耗能器屈服时结构的承载力计算公式,结构弹性抗侧刚度计算结果与试验结果最大相差为3.72%,双U型金属耗能器屈服时结构的水平承载力计算结果与试验结果最大相差为9.41%。 展开更多
关键词 可更换耗能节点 人字形支撑框架 拟静力试验 抗震性能
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耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架抗震性能研究 被引量:1
6
作者 毛新元 杜德润 王霄 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2025年第1期19-24,共6页
为了推进外包钢混凝土梁组合框架结构在装配式建筑中应用的进程,引用一种耗能钢连接装配式节点,提出耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架结构。通过对普通装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架和耗能钢连接装配式方钢管混... 为了推进外包钢混凝土梁组合框架结构在装配式建筑中应用的进程,引用一种耗能钢连接装配式节点,提出耗能钢连接装配式外包钢混凝土梁组合框架结构。通过对普通装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架和耗能钢连接装配式方钢管混凝土柱-外包钢混凝土梁组合框架的有限元模拟,对两榀组合结构的滞回曲线、骨架曲线、抗侧刚度、延性系数、耗能能力进行对比分析。分析结果显示,耗能钢连接装配式组合框架在承载力高于普通装配式组合框架的同时,延性也优于后者,耗能能力相较后者也有一定的提升,表明了将这种耗能钢连接节点应用于装配式外包钢混凝土梁组合框架中的有效性和可行性。 展开更多
关键词 外包混凝土组合梁 耗能连接 装配式 组合框架 有限元分析
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交错桁架钢框架结构抗震可靠性分析
7
作者 刘慧娟 张玄一 +1 位作者 赵衍刚 卢朝辉 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期134-143,共10页
为了评估交错桁架钢框架(steelstaggeredtrussframing,SSTF)结构体系的抗震可靠性,以结构底部总水平地震作用达到极限基底剪力作为承载能力极限状态,建立了SSTF结构极限状态函数.以用钢量相同为基准,建立了普通钢框架和6种不同桁架布置... 为了评估交错桁架钢框架(steelstaggeredtrussframing,SSTF)结构体系的抗震可靠性,以结构底部总水平地震作用达到极限基底剪力作为承载能力极限状态,建立了SSTF结构极限状态函数.以用钢量相同为基准,建立了普通钢框架和6种不同桁架布置形式的SSTF结构分析模型.采用高阶矩法计算了不同地震烈度下普通钢框架和SSTF结构模型的失效概率,绘制了相应的失效概率曲线.结果表明:当地震烈度为6度、7度、8度、9度时,SSTF结构分别开始出现轻微破坏、中等破坏、严重破坏、完全破坏的失效风险;单纯采用竖腹杆不足以提高桁架结构的抗震性能,而增加斜腹杆可以显著降低失效概率;竖腹杆与弦杆之间刚接形式的抗震性能优于铰接形式,刚接形式的失效概率较铰接形式有至少10%比例的降低. 展开更多
关键词 交错桁架框架结构 可靠性分析 承载能力 地震烈度 高阶矩法
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装配屈曲约束支撑的铰接钢框架结构的抗震性能
8
作者 赵利媛 潘林 张利伟 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第4期93-98,135,共7页
地震对建筑结构的影响复杂,不同类型的地震波对建筑结构的抗侧刚度有不同的影响。为提升建筑在不同地震波作用下的抗侧刚度,减少地震引起的平面位移,本文针对装配屈曲约束支撑(BRB)的铰接钢框架结构体系展开抗震性能研究。以某6层建筑(... 地震对建筑结构的影响复杂,不同类型的地震波对建筑结构的抗侧刚度有不同的影响。为提升建筑在不同地震波作用下的抗侧刚度,减少地震引起的平面位移,本文针对装配屈曲约束支撑(BRB)的铰接钢框架结构体系展开抗震性能研究。以某6层建筑(总高为22.5 m)为研究对象,采用外置铰接钢框架与BRB组合加固方案进行结构优化。通过有限元数值模拟,分别建立原型结构与优化结构的三维模型,并对比分析其在3种地震波激励下的动力响应。结果表明:采用新型组合加固体系后,建筑的层间位移角波动幅度减小,楼层水平位移明显降低,最大位移从约32 mm降至26 mm以下。虽然不同频谱特性的地震波对结构刚度退化的影响路径存在差异,但优化后的复合结构体系在3种地震工况下均表现出更优的抗侧刚度特性,研究证实,基于BRB与铰接钢框架的协同工作机制,通过合理设计可实现结构延性与刚度的协调提升,为建筑结构的抗震性能优化提供了新的技术路径。 展开更多
关键词 屈曲约束支撑 建筑铰接框架结构 抗震性能 有限元模拟 层间位移角
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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
9
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 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
10
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 框架 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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新型分层装配式节点钢框架地震易损性分析 被引量:1
11
作者 褚云朋 肖雅馨 +2 位作者 罗萍 钟燕 陈雪琴 《建筑科学与工程学报》 北大核心 2024年第1期103-114,共12页
为提高装配式钢框架的装配效率,结合节点抗震性能要求,提出一种新型全螺栓分层装配式节点。对新型和传统两类节点进行抗震性能试验研究,并把节点参数引入整体框架模型中,采用SAP2000建立两类框架模型并进行增量动力分析。考虑基于层间... 为提高装配式钢框架的装配效率,结合节点抗震性能要求,提出一种新型全螺栓分层装配式节点。对新型和传统两类节点进行抗震性能试验研究,并把节点参数引入整体框架模型中,采用SAP2000建立两类框架模型并进行增量动力分析。考虑基于层间位移角的单参数损伤模型和基于变形与累积耗能的双参数损伤模型,定义结构性能水准限值并划分破坏等级,对结构进行地震易损性分析。结果表明:在单、双参数损伤指标下,新型节点框架的易损性曲线都包络于传统节点钢框架的易损性曲线内,且新型节点框架的抗倒塌储备系数更大,说明采用新型节点能降低结构在各破坏状态下的失效概率,提高框架的抗倒塌能力;在LS1、LS2极限状态下结构基于单参数损伤指标的峰值加速度中位值比基于双参数损伤指标下的峰值加速度中位值小,在LS3、LS4极限状态下则相反,说明累积耗能对结构抗震性能评估影响明显,结合双参数损伤指标能更好地预测结构的损伤程度;新型节点框架在单、双参数损伤模型下的倒塌储备系数均高于传统框架,说明新型框架的抗倒塌储备能力更高,有利于结构抗震。 展开更多
关键词 分层装配式框架 全螺栓连接节点 损伤模型 易损性分析
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外附轻质墙板的弱轴全螺栓装配式钢框架试验研究
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作者 韦俊 樊敏 +3 位作者 王洪臣 郭宏超 李慎 王振山 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1378-1384,共7页
为实现钢框架H型钢柱的弱轴连接,设计了一种悬臂段H型钢梁柱的弱轴顶底L型件连接钢框架,并将保温装饰轻质墙板作为围护结构外挂于钢框架。对1榀单层单跨1∶2缩尺试件进行抗震试验研究,分析结构体系的整体破坏模式、承载力、刚度以及耗... 为实现钢框架H型钢柱的弱轴连接,设计了一种悬臂段H型钢梁柱的弱轴顶底L型件连接钢框架,并将保温装饰轻质墙板作为围护结构外挂于钢框架。对1榀单层单跨1∶2缩尺试件进行抗震试验研究,分析结构体系的整体破坏模式、承载力、刚度以及耗能能力的变化,评价外挂轻质墙板体系的整体性能。结果表明:外挂轻质墙板全螺栓装配式弱轴连接钢框架的破坏模式合理,墙板体系稳定,L型件连接节点实现了梁端塑性铰外移。结构滞回曲线饱满,骨架曲线呈S型,正向屈服位移与极限承载力分别为27.08 mm与351.99 kN,负向为19.78 mm和377.43 kN,满足结构延性与承载力需求;试件塑性刚度退化缓慢,最大阻尼比达0.35,整体耗能性能较好。外挂墙板的干挂形式与钢框架的全螺栓连接方法共同提高了建筑装配化效率。 展开更多
关键词 框架 弱轴连接 轻质墙板 循环加载 抗震性能
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柱脚不同连接形式钢框架-摇摆墙结构抗震性能对比分析
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作者 蔡新江 陈磊 +2 位作者 毛小勇 田石柱 王文晋 《防灾减灾工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期1062-1071,共10页
增设摇摆墙后框架结构地震下柱脚仍会发生一定程度的塑性损伤,将柱脚设置为铰接或提离后有望减轻上述缺陷。以三层、六层和九层钢框架为基准模型,分别建立柱脚固接、铰接及提离三种框架-摇摆墙结构模型并进行动力弹塑性时程分析,对比各... 增设摇摆墙后框架结构地震下柱脚仍会发生一定程度的塑性损伤,将柱脚设置为铰接或提离后有望减轻上述缺陷。以三层、六层和九层钢框架为基准模型,分别建立柱脚固接、铰接及提离三种框架-摇摆墙结构模型并进行动力弹塑性时程分析,对比各结构最大侧向位移、层间位移角、峰值加速度、层间剪力、墙体剪力和弯矩等;进一步建立耗能连梁固接和铰接的对比模型,研究连梁连接方式对结构抗震性能的影响。结果表明:三层模型中柱脚固接时侧向位移、层间位移角、加速度、层间剪力及摇摆墙墙体剪力的控制效果最优,六层、九层模型中分别对应柱脚提离和柱脚铰接效果最好;摇摆墙墙体剪力图和弯矩图分别呈现“C形”和“反C形”,柱脚固接时墙体弯矩均为最小,与层数无关。柱脚固接耗能连梁两端采用固接最优,柱脚铰接和柱脚提离时耗能连梁两端采用铰接形式效果更优。此分析可为框架-摇摆墙结构进一步推广应用提供参考。 展开更多
关键词 框架-摇摆墙 柱脚形式 变形 加速度 内力 连接形式
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半刚接钢框架内填实体RC墙结构的地震易损性能评估
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作者 孙国华 李坤明 +1 位作者 胡月华 黎明 《西安建筑科技大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第1期38-46,共9页
为评估半刚接钢框架内填实体RC墙结构(PSRCW)的地震易损性能及倒塌储备能力,考虑层数和抗震设防烈度影响合理设计了4个PSRCW结构基准算例,采用Latin超立方抽样方法考虑型钢、混凝土、钢筋等材料力学性能及内填RC墙体厚度几何尺寸的随机... 为评估半刚接钢框架内填实体RC墙结构(PSRCW)的地震易损性能及倒塌储备能力,考虑层数和抗震设防烈度影响合理设计了4个PSRCW结构基准算例,采用Latin超立方抽样方法考虑型钢、混凝土、钢筋等材料力学性能及内填RC墙体厚度几何尺寸的随机性,拓展为4组共计160个PSRCW算例.通过合理选取40条汶川地区实测地震记录,与每组40个PSRCW结构样本随机组合,构成了4组40个地震-结构样本对,通过弹塑性时程分析方法确定了PSRCW结构在“弹性极限”“完全运行”“运行”“生命安全”“接近倒塌”“倒塌”性态下的地震易损性曲线,并进行了抗震性能评估,量化了PSRCW结构的倒塌储备能力.分析结果表明:PSRCW结构的倒塌安全储备系数在3.0~4.3之间,具有良好的抗地震倒塌能力. 展开更多
关键词 框架 内填墙 易损性 倒塌安全储备系数
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高层钢框架Benchmark模型地震易损性分析 被引量:1
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作者 李永梅 胡坤坤 孙俊杰 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2022年第6期1-8,共8页
为了定量评估中、高层建筑抗震性能,以美国FEMA标准确定结构性态点,以基本自振周期对应的谱加速度作为地震动强度指标、最大层间位移角作为损伤指标,给出基于IDA的地震易损性分析方法。并以当前国际结构振动控制的公共平台Benchmark第3... 为了定量评估中、高层建筑抗震性能,以美国FEMA标准确定结构性态点,以基本自振周期对应的谱加速度作为地震动强度指标、最大层间位移角作为损伤指标,给出基于IDA的地震易损性分析方法。并以当前国际结构振动控制的公共平台Benchmark第3阶段20层非线性钢框架结构作为分析模型,考虑地震动输入不确定性,建立该结构损伤与谱加速度指标之间的线性拟合函数关系式,获得结构地震易损性函数,绘制出结构地震易损性曲线,对结构进行抗震性能评估,把握其在各级地震作用下所具有的抗震能力储备。与我国抗震规范、通则作对比,得出大震作用下我国规范、通则最大层间位移角限值偏于保守等结论,为中、高层钢框架结构地震灾害的损失评估和风险预测提供参考依据。 展开更多
关键词 高层框架 易损性分析 IDA 抗震性能评估 风险预测
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中心支撑半刚性连接钢框架抗震性能 被引量:1
16
作者 王新武 程菁康 +2 位作者 刘欢欢 孙海粟 李向 《河南科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第4期64-72,M0006,M0007,共11页
为研究单边螺栓与T型钢连接的中心支撑钢框架的抗震性能,对1个1∶2缩尺的单跨单层的钢框架进行拟静力加载试验。采用ABAQUS有限元软件,建立子精细化非线性有限元模型,在验证子有限元模型的可靠性与精度基础上,通过改变支撑的孔径尺寸、... 为研究单边螺栓与T型钢连接的中心支撑钢框架的抗震性能,对1个1∶2缩尺的单跨单层的钢框架进行拟静力加载试验。采用ABAQUS有限元软件,建立子精细化非线性有限元模型,在验证子有限元模型的可靠性与精度基础上,通过改变支撑的孔径尺寸、壁厚以及形状等变量对框架整体抗震性能进行参数化分析。结果表明:有限元模拟结果与试验结果吻合度良好,可用于半刚性连接钢框架在循环荷载下的性能研究。随着支撑孔径和壁厚的增加,框架的滞回曲线更加饱满,刚度、耗能能力和延性皆有明显提升。方形截面支撑的抗震性能对比圆截面更加优异。梁柱节点的半钢性连接方式较刚性连接方式抗震性能更加优异。 展开更多
关键词 T型 中心支撑 框架 有限元分析
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基于数字孪生的装配式钢节点混凝土框架结构建造技术 被引量:4
17
作者 张健新 翟越洋 赵茜娅 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2024年第1期130-138,共9页
与传统现浇框架结构相比,装配式钢节点混凝土框架结构建造速度更快,但框架钢连接节点处存在应力突变,因此,有必要采用基于数字孪生的手段监测该实际工程结构的施工过程,以获得钢节点对结构性能的影响。基于BIM、有限元和传感器等技术搭... 与传统现浇框架结构相比,装配式钢节点混凝土框架结构建造速度更快,但框架钢连接节点处存在应力突变,因此,有必要采用基于数字孪生的手段监测该实际工程结构的施工过程,以获得钢节点对结构性能的影响。基于BIM、有限元和传感器等技术搭建了基于数字孪生的新型装配式钢节点混凝土框架结构的智能建造框架,从物理数据收集、虚拟模型建立、模型信息交互3个方面提出基于数字孪生的建筑结构智能建造实现方法。在新型装配式钢节点混凝土框架实际工程建造阶段,采用传感器技术实现工程中关键点数据的实时监测,并将其与BIM和有限元数据进行比较,进一步调整与修正物理模型中的框架结构受力情况,最终实现装配式钢节点混凝土框架数字孪生模型的建立和应用。研究表明,该数字孪生模型能有效对新型装配式钢节点混凝土框架结构进行实时监测,实现基于传感器网络和时空参数分析的危险点预测,有效减少资源消耗,为该结构的应用提供有效数据信息。 展开更多
关键词 装配式混凝土框架 节点 数字孪生 虚拟传感器 智能建造
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减震建筑钢结构框架优化设计研究 被引量:1
18
作者 谷玲培 李谦 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第10期105-114,120,共11页
为充分利用粘滞阻尼器在钢结构框架中的能量耗散能力来降低建筑钢结构框架随地震振动的响应加速度,提出基于差分进化算法的减震钢结构框架优化设计新方法。该方法分两阶段执行:第一阶段,在不考虑楼层间相对位移约束前提下,对钢结构框架... 为充分利用粘滞阻尼器在钢结构框架中的能量耗散能力来降低建筑钢结构框架随地震振动的响应加速度,提出基于差分进化算法的减震钢结构框架优化设计新方法。该方法分两阶段执行:第一阶段,在不考虑楼层间相对位移约束前提下,对钢结构框架的梁和柱进行优化设计;第二阶段,在第一阶段获得的钢结构框架内安装粘滞阻尼器来控制钢结构框架对地震荷载的响应加速度,在第二阶段,考虑楼层间相对位移约束前提下优化粘滞阻尼器的阻尼系数。通过构架和求解一7层1跨度的减震建筑钢结构框架的优化设计问题,验证所提方法的有效性。验证结果表明,所提方法能将楼层间最大相对位移与楼层高度之比控制在不超过0.25%,且与已有方法相比,通过所提方法优化设计的建筑钢结构框架随地震振动的加速度明显降低。 展开更多
关键词 结构框架 粘滞阻尼器 减震 优化设计 差分进化算法
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多层剪切型支撑钢框架整体稳定性的解析算法研究 被引量:1
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作者 兰树伟 周东华 +1 位作者 陈旭 毛德均 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期64-70,共7页
剪切型支撑钢框架整体稳定计算需考虑钢框架与剪切型支撑之间的相互作用,还需要考虑同层柱间的相互支援以及层与层之间的支援作用,规范计算长度系数法无法考虑这些因素可能会造成不合理设计。提出了一种计算多层剪切型支撑钢框架整体稳... 剪切型支撑钢框架整体稳定计算需考虑钢框架与剪切型支撑之间的相互作用,还需要考虑同层柱间的相互支援以及层与层之间的支援作用,规范计算长度系数法无法考虑这些因素可能会造成不合理设计。提出了一种计算多层剪切型支撑钢框架整体稳定性的解析算法,首先分析了支撑刚度与结构临界承载力之间的关系,推导了层临界支撑刚度计算公式,接着利用弹簧-摇摆柱力学模型推导了任意支撑下框架柱临界刚度比系数计算公式,然后将各楼层的有效抗侧刚度及荷载刚度进行楼层间的组装,将求解剪切型支撑钢框架的临界承载力转化为求解结构的楼层有效抗侧刚度,最后基于轴力权重加权平均的方法推导了可直接求解多层剪切型支撑钢框架临界承载力的计算公式,该公式能够判断结构的薄弱层,可以定量地计算楼层之间相互支援程度,有效地弥补规范尚无法求解弱支撑钢框架柱计算长度系数的不足。 展开更多
关键词 框架 剪切型支撑 层临界支撑刚度 有效抗侧刚度 整体稳定 临界因子 临界力
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全螺栓装配式钢框架外挂轻质墙板有限元分析
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作者 樊敏 郭宏超 +2 位作者 李慎 王振山 王华强 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期474-482,共9页
基于一体化轻质保温装饰墙板全螺栓装配式钢框架的抗震性能试验研究,本文采用商业有限元软件ABAQUS对结构进行了精细化非线性有限元分析。研究了结构的滞回性能、结构能力、应力分布以及失效模式等,提出了在柱脚和龙骨间设置加劲肋的改... 基于一体化轻质保温装饰墙板全螺栓装配式钢框架的抗震性能试验研究,本文采用商业有限元软件ABAQUS对结构进行了精细化非线性有限元分析。研究了结构的滞回性能、结构能力、应力分布以及失效模式等,提出了在柱脚和龙骨间设置加劲肋的改进设计方案,并对诸如顶底L型件水平板和竖向板螺栓数量、加劲肋形式、结构高跨比以及轴压比等关键设计参数进行了拓展分析。结果表明,采用本文有限元建模方法能够精准地模拟试验的滞回性能,极限承载力与试验最大差值为8.86%,模型失效模式及应力分布与试验现象高度吻合;柱脚和龙骨间加劲肋使柱脚内外翼缘协同变形,减小翼缘局部屈曲,避免龙骨连接处焊缝的应力集中,显著提升了结构承载力;通过优化顶底L型件的螺栓数量和加劲肋形式等设计参数,可进一步提升结构能力;实际工程中应合理控制结构高跨比和轴压比,以满足抗震设防要求。 展开更多
关键词 框架 全螺栓装配 轻质墙板 滞回性能 有限元分析
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