钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区力学性能研究

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作者 韩强 王佳畅 +1 位作者 张轩 张强 《地震工程与工程振动》 北大核心 2025年第2期64-73,共10页

为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节... 为研究钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点核心区的力学性能,文中基于某相关节点的循环加载试验,采用ABAQUS有限元分析软件建立了精细化三维模型并对其有效性进行了验证,后续通过构造措施在试验试件基础上设计了多组“强构件、弱节点”式节点模型,对比分析了桁架梁倾斜角、结构柱轴压比、钢管柱宽厚比对节点域性能的影响。结果表明:钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点发生核心区破坏时,破坏部位主要为下弦杆范围内的节点域及桁架梁端部。桁架梁倾斜角对节点域力学性能及破坏状态影响较小。结构柱轴压比较大时,节点域抗剪承载力及延性系数下降明显,建议结构柱轴压比不宜大于0.3。钢管柱宽厚比为敏感参数,随着钢管柱宽厚比的减小,节点域的抗剪承载力、初始刚度及延性系数均有显著变化。 展开更多

关键词 钢管混凝土柱-钢桁架梁复杂节点 有限元分析 抗剪承载力 初始刚度 结构柱轴压比 钢管柱宽厚比

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隔震层上支墩与上层柱外侧偏心对齐影响分析

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作者 赵福令 郭立行 +2 位作者 刘汶津 张雪忠 蒋天立 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2024年第6期17-23,51,共8页

根据最新建设工程抗震管理条例,位于高烈度区的学校类建筑均需进行减隔震设计。隔震设计中,为了方便隔震垫的安装,隔震层上下支墩截面每边要比隔震垫边缘大100mm,因此隔震层上下支墩截面通常大于上层柱截面。为了避免竖向荷载偏心作用... 根据最新建设工程抗震管理条例,位于高烈度区的学校类建筑均需进行减隔震设计。隔震设计中,为了方便隔震垫的安装,隔震层上下支墩截面每边要比隔震垫边缘大100mm,因此隔震层上下支墩截面通常大于上层柱截面。为了避免竖向荷载偏心作用下的附加弯矩对隔震支座产生不利影响,设计时通常采用隔震层上支墩与上层柱保持中心对齐的做法。但是边柱、角柱中心对齐之后将会使得上支墩突出建筑外轮廓,对建筑立面及雨落管的布置均会产生不利的影响。本文结合具体工程案例,分析上支墩与上层柱外侧偏心对齐对隔震支座受力的影响。分析结果表明,上支墩与上层柱偏心导致的附加弯矩对上支墩及隔震支座的影响较小,附加弯矩主要由与之相连的隔震层梁及上层柱承担,并根据隔震层梁及上层柱线刚度比进行分配。通过分析可知,对于常规柱跨及常规荷载作用下,为了保证建筑效果,多层建筑边柱、角柱位置可以将上支墩与上层柱外侧偏心对齐。 展开更多

关键词 高烈度区 隔震 上支墩 中心对齐 外侧偏心对齐 附加弯矩 梁柱线刚度比

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多层多跨钢筋混凝土平面框架拟静力倒塌试验研究 被引量：8

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作者 刘伯权 苏佶智 +2 位作者 马煜东 奚凯麟 邢国华 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第8期24-39,共16页

建筑结构的破坏具有离散性和系统性的特点,该特性决定结构抗地震倒塌的研究需多参数、多层次考虑问题。文章结合结构地震倒塌破坏模式的研究,完成了三榀钢筋混凝土平面框架的低周反复荷载试验,通过对模型框架破坏过程、破坏形态、滞回... 建筑结构的破坏具有离散性和系统性的特点,该特性决定结构抗地震倒塌的研究需多参数、多层次考虑问题。文章结合结构地震倒塌破坏模式的研究,完成了三榀钢筋混凝土平面框架的低周反复荷载试验,通过对模型框架破坏过程、破坏形态、滞回耗能及刚度退化的分析,探讨轴压比和梁柱线刚度比对RC框架结构抗震性能的影响,以期为后续结构地震倒塌破坏机理的研究提供参考。分析结果表明:降低结构的竖向荷载和梁柱线刚度比,有利于梁端塑性铰的充分发育,从而更易实现理想的"梁铰"破坏机制;试验框架的最终破坏是由底层柱下端塑性铰充分发育后、混凝土突然压溃所致,底层构件的耗能能力得到充分发挥,而中间层构件和顶层构件所耗散的能量较少;KJ-2的峰值荷载及极限荷载比KJ-1的峰值荷载及极限荷载分别大约9.9%和8.7%、等效黏滞阻尼系数比KJ-1大约16.5%,但位移延性系数比KJ-1小约57.1%,说明增大结构的竖向荷载可以提高其承载能力及耗能能力,但会降低延性及变形能力,同时,一定程度地增大竖向荷载,有利于强化结构的初始抗侧刚度,延缓刚度退化趋势,但在层间位移角较大情况下P-Δ效应的影响凸显;结构梁柱线刚度比的增大可以提高其耗能能力,但会降低结构的承载能力、延性及初始抗侧刚度;对于轴压比及梁柱线刚度比较小的"梁铰"结构,临近倒塌时的层间位移角可达1/25,此时结构仍具有一定的竖向承载能力。 展开更多

关键词 钢筋混凝土框架结构 拟静力试验 轴压比 梁柱线刚度比

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矿井井塔剪力滞后效应影响因素分析 被引量：2

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作者 曹启坤 关健 +1 位作者 刘书贤 麻凤海 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第3期716-722,共7页

为了探讨不同因素对矿井井塔剪力滞后效应的实际作用与影响,利用大型有限元分析软件,结合井塔的实际框筒结构进行建模分析。结果显示:角柱截面的变化对剪力滞后效应的影响很小,当角柱截面面积与其他柱的截面面积比在1.185～1.850范围内... 为了探讨不同因素对矿井井塔剪力滞后效应的实际作用与影响,利用大型有限元分析软件,结合井塔的实际框筒结构进行建模分析。结果显示:角柱截面的变化对剪力滞后效应的影响很小,当角柱截面面积与其他柱的截面面积比在1.185～1.850范围内变化时对剪力滞后系数的影响可以忽略不计;梁柱刚度比的减小使得剪力滞后效应变得严重;结构长宽比L/B越大,剪力滞后效应越显著,在设计框筒结构的长宽比时,应尽量选择将结构布置成为长宽比L/B等于1.0或接近于1.0的设计方案,以减小剪力滞后现象对结构产生的影响,增强结构的整体性;随着结构开洞率的减小,剪力滞后效应的影响减少,且结构底部剪力滞后效应效果较为明显,随着结构高度的增加而呈逐渐下降的趋势,在结构设计时应尽量避免结构开洞过多。 展开更多

关键词 井塔 剪力滞后效应 角柱刚度 梁柱刚度比 结构长宽比 开洞率

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环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点的抗震性能 被引量：5

5

作者 戴岩 聂少锋 周天华 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期110-122,共13页

设计了一种环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点,并建立了该试件的全尺寸三维有限元分析模型,计算得到了此类节点试件的滞回曲线、骨架曲线及破坏模式,经与试验结果进行对比,两者吻合良好.在此基础上,对试件进行有限元变参数分析,... 设计了一种环梁式圆钢管约束H型钢混凝土柱-钢梁节点,并建立了该试件的全尺寸三维有限元分析模型,计算得到了此类节点试件的滞回曲线、骨架曲线及破坏模式,经与试验结果进行对比,两者吻合良好.在此基础上,对试件进行有限元变参数分析,考察了轴压比、混凝土强度、梁柱线刚度等对试件抗震受力性能的影响,同时提出了一种改进型梁端削弱翼缘的节点形式.结果表明:随轴压比增大,试件的耗能及延性性能明显下降;混凝土强度的变化对试件滞回性能影响不大;当保持柱截面不变,仅变换钢梁尺寸时,节点的承载力、延性及抗震耗能性能均随梁-柱线刚度比的增大而显著增大;而当保持钢梁截面不变,仅改变柱内型钢含钢率时,节点抗震受力性能随梁-柱线刚度比的变化并不明显;改进的梁端翼缘削弱形式的试件可在不明显降低其承载力及耗能性能的情况下,将塑性铰外移至距节点区较远的地方,从而更好地保护节点区.上述研究结论可为此类新型节点的应用提供理论基础. 展开更多

关键词 环梁 抗震性能 圆钢管约束H型钢混凝土柱 轴压比 线刚度比 变参数

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K形偏心支撑钢框架耗能单元抗震性能数值分析 被引量：3

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作者 张光伟 孟宏睿 林友军 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2018年第6期51-57,共7页

为研究K形偏心支撑钢框架耗能单元的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS建立模型并进行非线性数值分析,研究了梁柱线刚度比、耗能段长度和轴压比变化对其抗震性能的影响。研究表明:K形偏心支撑钢框架耗能单元具有良好的滞回能力,梁柱线刚度... 为研究K形偏心支撑钢框架耗能单元的抗震性能,利用有限元软件ABAQUS建立模型并进行非线性数值分析,研究了梁柱线刚度比、耗能段长度和轴压比变化对其抗震性能的影响。研究表明:K形偏心支撑钢框架耗能单元具有良好的滞回能力,梁柱线刚度比越大,其承载力越高、刚度越大,但耗能能力和延性越差;耗能段长度越大,其承载力越低、刚度越小;轴压比越大,其承载力越低、耗能能力越差,轴压比大于0.6时,轴压比增大其刚度和延性呈减弱趋势。 展开更多

关键词 K形偏心支撑 梁柱线刚度比 耗能段长度 轴压比

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矿井井塔的梁柱刚度比对剪力滞后效应的影响 被引量：1

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作者 曹启坤 吴美璇 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2012年第S1期46-48,71,共4页

利用大型有限元分析软件ANSYS,结合井塔的实际框筒结构工程进行建模分析,通过矿井井塔在水平荷载作用下的具体性能表现,得出梁柱刚度比对剪力滞后效应有较大的影响。再对梁柱刚度比对剪力滞后效应的现象进行分析,将计算结果与仿真分析... 利用大型有限元分析软件ANSYS,结合井塔的实际框筒结构工程进行建模分析,通过矿井井塔在水平荷载作用下的具体性能表现,得出梁柱刚度比对剪力滞后效应有较大的影响。再对梁柱刚度比对剪力滞后效应的现象进行分析,将计算结果与仿真分析的结果进行比较,提出改进方法。 展开更多

关键词 井塔 水平荷载 梁柱刚度比 剪力滞后效应

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梁柱线刚度比对刚架弹性屈曲荷载的影响 被引量：1

8

作者 田树刚 张爱军 田兴运 《中国农村水利水电》 北大核心 2012年第6期139-141,145,共4页

通过分析不同支座约束形式的有侧移刚架和无侧移刚架弹性屈曲荷载的理论公式,得出刚架弹性屈曲荷载Pcr的值最终反映到梁柱线刚度比K1这一参数上。对刚架临界屈曲荷载理论公式进行简化后,以计算长度系数μ为纽带,找到刚架弹性屈曲荷载Pc... 通过分析不同支座约束形式的有侧移刚架和无侧移刚架弹性屈曲荷载的理论公式,得出刚架弹性屈曲荷载Pcr的值最终反映到梁柱线刚度比K1这一参数上。对刚架临界屈曲荷载理论公式进行简化后,以计算长度系数μ为纽带,找到刚架弹性屈曲荷载Pcr与梁柱线刚度比K1之间的关系。针对不同支座约束形式以及有无侧移情况的刚架分别绘制了其Pcr～K1关系曲线,并且列出了使刚架Pcr上升较快的K1的取值区间。最终得出随着K1的增大,刚架的Pcr有提高的趋势之结论,且在K1较小时,Pcr提高幅度较大,随着K1的增加,Pcr提高幅度逐渐减小,最终趋于平缓。在相同K1水平下,无侧移刚架的弹性屈曲荷载Pcr要远大于有侧移的情况。 展开更多

关键词 弹性屈曲荷载 梁柱线刚度比 刚架 结构稳定理论 计算长度系数

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钢-混凝土组合框架强柱弱梁设计方法研究

9

作者 刘阳冰 陈芳 刘晶波 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期20-25,共6页

针对"5.12"汶川大地震中大多数钢筋混凝土框架结构出现了大量的柱铰破坏机制而不是梁铰破坏机制的问题,2010版抗震规范提高了框架结构强柱弱梁的柱端弯矩增大系数。对于常见的由钢管混凝土柱和钢-混凝土组合梁组成的组合框架... 针对"5.12"汶川大地震中大多数钢筋混凝土框架结构出现了大量的柱铰破坏机制而不是梁铰破坏机制的问题,2010版抗震规范提高了框架结构强柱弱梁的柱端弯矩增大系数。对于常见的由钢管混凝土柱和钢-混凝土组合梁组成的组合框架结构,规范中没有给出相应的方法来实现强柱弱梁。根据组合框架的受力特点,采用Pushover分析方法,对组合梁-方钢管混凝土柱框架结构的破坏模式进行研究,讨论了柱和梁极限弯矩比与梁柱线刚度比对结构屈服机制的影响;结果表明,采用RC框架弹性内力调整的方法,不足以真正实现强柱弱梁的屈服机制。并初步建议了实现组合梁-钢管混凝土框架结构强柱弱梁的设计公式,为组合框架结构的设计提供参考。 展开更多

关键词 组合框架 强柱弱梁 极限弯矩比 线刚度比

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RC框架结构梁端楼板设缝后的设计方法及构造措施研究

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作者 肖疆 尹保江 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2017年第1期50-54,共5页

框架结构梁端楼板设缝可以减少现浇板对梁端刚度和承载力的影响,因此该方法有利于实现"强柱弱梁"机制。本文在研究梁端楼板设缝后梁柱的合理线刚度比基础上,通过构造设计,并建立有限元模型进行模拟分析,据此提出RC框架结构梁... 框架结构梁端楼板设缝可以减少现浇板对梁端刚度和承载力的影响,因此该方法有利于实现"强柱弱梁"机制。本文在研究梁端楼板设缝后梁柱的合理线刚度比基础上,通过构造设计,并建立有限元模型进行模拟分析,据此提出RC框架结构梁端楼板设缝的合理建议。 展开更多

关键词 RC框架结构 强柱弱梁 梁端楼板设缝 梁柱线刚度比 构造措施 有限元分析

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梁板(柱)刚度比对地铁车站结构内力的影响研究 被引量：5

11

作者 黎钜宏 吴明辉 +1 位作者 李俊尧 陶熹 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期74-78,102,共6页

针对目前地铁车站结构设计中,结构截面刚度变化对车站结构内力的影响规律还有待进一步讨论分析的现状,以某地铁车站为例,利用ANSYS 13.0建立车站结构空间有限元模型。通过调整结构梁板刚度比和梁柱刚度比来探讨地铁车站结构内力的分布... 针对目前地铁车站结构设计中,结构截面刚度变化对车站结构内力的影响规律还有待进一步讨论分析的现状,以某地铁车站为例,利用ANSYS 13.0建立车站结构空间有限元模型。通过调整结构梁板刚度比和梁柱刚度比来探讨地铁车站结构内力的分布规律。由此得出结论:随着梁板刚度比的增大,各层板横向最大弯矩均减少,侧墙横向最大正弯矩增大,各层板纵梁最大弯矩均增大,柱子最大轴力减少;随着梁柱刚度比的增大,各层板纵梁最大弯矩和最大剪力以及柱子最大轴力均出现先增大后或减少或不变的现象,但以增大为主。 展开更多

关键词 铁道工程 结构工程 空间分析 结构内力 梁板刚度比 梁柱刚度比 变化规律

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传统界面处理的子结构拟动力试验误差分析 被引量：11

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作者 陈再现 韩光 +1 位作者 王焕定 吴斌 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2014年第S1期657-662,共6页

通常认为对于梁柱线刚度比非常大的结构,采用传统的界面处理方法(不考虑界面信息传递或仅考虑界面倾覆力矩)误差会非常小。本文对梁柱线刚度比为33.2的钢框架结构(剪切结构),进行基于Open SEES的传统界面处理子结构拟动力试验的模拟,以... 通常认为对于梁柱线刚度比非常大的结构,采用传统的界面处理方法(不考虑界面信息传递或仅考虑界面倾覆力矩)误差会非常小。本文对梁柱线刚度比为33.2的钢框架结构(剪切结构),进行基于Open SEES的传统界面处理子结构拟动力试验的模拟,以时程分析的结果作为精确值来对比分析,发现即使梁柱线刚度比很大剪切模型的时候仍然存在较大的误差。我们必须要考虑界面信息的传递,来减小误差提高试验的精度。 展开更多

关键词 梁柱线刚度比 界面处理 OPEN SEES 时程分析 剪切模型

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预应力框架弯矩调幅设计应注意的几个问题 被引量：1

13

作者 许军 黄音 +1 位作者 陈明政 王正霖 《重庆建筑大学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期51-54,共4页

预应力框架弯矩调幅规律与连续梁相比有着自己的特点,通过对柱梁线刚度比、外荷载形式、次弯矩和柱铰可行性几个方面进行分析,希望可以对预应力框架弯矩调幅设计提供一点参考和帮助。

关键词 预应力框架 弯矩调幅 柱梁线刚度比 荷载形式 次弯矩 柱铰

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波形钢腹板箱梁的腹板受力性能及桥面板横向内力分析 被引量：4

14

作者 赵品 荣学亮 +2 位作者 叶见曙 陈伟 王国安 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2021年第3期367-372,共6页

通过对一片波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,对沿桥面板横向不同位置荷载作用下的腹板竖向变形、纵向变形及桥面板横向应变进行了观测.分析了该组合梁的腹板受力性能及腹板支撑下的桥面板横向受力特征,得到了边腹板和中腹板的... 通过对一片波形钢腹板单箱双室试验梁的弹性阶段试验,对沿桥面板横向不同位置荷载作用下的腹板竖向变形、纵向变形及桥面板横向应变进行了观测.分析了该组合梁的腹板受力性能及腹板支撑下的桥面板横向受力特征,得到了边腹板和中腹板的变形特征及腹板与顶板线刚度比对桥面板横向受力的影响.结果表明:不同横向位置荷载作用下,波形钢腹板单箱双室箱梁的中腹板与边腹板在变形及对桥面板的支撑上存在一定差异,即中腹板的纵向应变、竖向应变在荷载作用下的变化趋势不同于边腹板;波形钢腹板箱梁的桥面板横向应力随着腹板与顶板线刚度比的变化基本呈线性变化. 展开更多

关键词 组合梁 波形钢腹板 桥面板 横向内力 线刚度比

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考虑楼板组合作用的钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能 被引量：2

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作者 徐晋东 田江平 +3 位作者 廖恒 董飞飞 李鲲 杜国锋 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第26期10864-10870,共7页

为研究在楼板组合作用下钢管混凝土节点的抗震性能,按照1∶2比例制作了两个不同梁柱线刚度比的带楼板钢管混凝土柱钢梁节点试件。试验利用MTS(mechanical testing&simulation)液压加载系统对节点梁端施加循环往复荷载进行拟静力试验... 为研究在楼板组合作用下钢管混凝土节点的抗震性能,按照1∶2比例制作了两个不同梁柱线刚度比的带楼板钢管混凝土柱钢梁节点试件。试验利用MTS(mechanical testing&simulation)液压加载系统对节点梁端施加循环往复荷载进行拟静力试验,并利用ABAQUS软件建立有限元模型进行数值模拟分析。通过试验与有限元模拟,得到了节点的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、强度退化和刚度退化等性能参数。结果表明:两个节点试件在楼板组合作用下,滞回曲线饱满,节点表现出良好的抗震性能;在轴压比不变的情况下,随着梁柱线刚度比的增加,节点的延性、强度和刚度均有所提高;有限元模拟结果与试验结果吻合较好,验证了有限元模型的准确性,为参数分析提供了依据。 展开更多

关键词 带楼板钢管混凝土柱-钢梁节点 梁柱线刚度比 抗震性能 有限元模型

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钢筋混凝土井塔剪力滞后效应研究 被引量：2

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作者 张振宇 肖长江 《煤炭工程》 北大核心 2021年第7期26-30,共5页

为了研究钢筋混凝土井塔的剪力滞后效应,将框筒结构等效为实体筒,利用能量变分原理推导出结构在侧向力作用下的剪力滞后效应微分方程,并结合边界条件对其进行求解。随后采用Midas Gen有限元软件建立钢筋混凝土井塔模型,分析了梁柱刚度... 为了研究钢筋混凝土井塔的剪力滞后效应,将框筒结构等效为实体筒,利用能量变分原理推导出结构在侧向力作用下的剪力滞后效应微分方程,并结合边界条件对其进行求解。随后采用Midas Gen有限元软件建立钢筋混凝土井塔模型,分析了梁柱刚度比、角柱刚度、井塔高度以及高宽比等主要因素对井塔剪力滞后效应的影响。结果表明:井塔剪力滞后效应影响最大的部位在底层;在保持井塔结构整体刚度的条件下,适当增加梁的剪切刚度、减小角柱刚度以及控制井塔的高宽比,对改善井塔的剪力滞后效应是有利的。 展开更多

关键词 钢筋混凝土井塔 剪力滞后效应 梁柱刚度比 角柱刚度 参数化分析

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考虑周围子结构对中间柱型黏滞阻尼器减震效率影响研究

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作者 李祖玮 潘文 兰香 《工程抗震与加固改造》 北大核心 2023年第1期54-61,共8页

为研究周围子结构对中间柱型黏滞阻尼器效率的影响规律,将阻尼器位移分解为5个组成部分,即结构层剪切变形、柱轴向变形、梁柱节点转动、悬臂墙自身变形及阻尼力反作用下局部梁段变形引起的位移。根据阻尼器的位移分解,从理论上分析了柱... 为研究周围子结构对中间柱型黏滞阻尼器效率的影响规律,将阻尼器位移分解为5个组成部分,即结构层剪切变形、柱轴向变形、梁柱节点转动、悬臂墙自身变形及阻尼力反作用下局部梁段变形引起的位移。根据阻尼器的位移分解,从理论上分析了柱跨内位置λ和周围子结构梁柱线刚度比ρ对黏滞阻尼器减震效率的影响,并以附加阻尼比ζ作为减震效率的评价指标,通过大量数值模拟探究出λ、ρ及阻尼系数c对ζ的影响规律,提出中间柱型黏滞阻尼减震结构效率优化步骤。结果表明:柱宜尽量靠近跨中,跨中时效率是跨边的2倍左右;周围子结构梁柱线刚度比和阻尼系数在适度范围内增加,亦可使阻尼器耗能效率提高。 展开更多

关键词 子结构 柱跨内位置 子结构梁柱线刚度比 阻尼系数 附加阻尼比

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