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低屈服点钢沙漏形钢棒阻尼器力学性能研究
1
作者 连鸣 周玉浩 +1 位作者 苏明周 李伟 《工程力学》 北大核心 2026年第3期180-195,共16页
由LYP225低屈服点钢材制成的沙漏型钢棒阻尼器(LYP225-HBD)可用作结构中的耗能元件,以有效增强结构的地震耗能能力,最大限度地减少主要结构构件的地震损伤。对两个LYP225-HBD试件进行了低周往复加载试验。LYP225-HBD表现出稳定、饱满的... 由LYP225低屈服点钢材制成的沙漏型钢棒阻尼器(LYP225-HBD)可用作结构中的耗能元件,以有效增强结构的地震耗能能力,最大限度地减少主要结构构件的地震损伤。对两个LYP225-HBD试件进行了低周往复加载试验。LYP225-HBD表现出稳定、饱满的滞回曲线和出色的耗能能力;在滞回和疲劳加载过程中,阻尼器的破坏主要表现为耗能段裂纹发展引起的断裂;经过11倍屈服位移循环加载30圈后,仍能正常工作;在疲劳加载过程中,各项疲劳性能指标均满足相关规范要求;建立的初始刚度及屈服承载力计算公式与试验结果吻合较好,为LYP225-HBD的初步设计和参数优化提供了支持。利用ABAQUS建立了有限元分析模型,并通过试验验证了模型的准确性,对15个LYP225-HBD模型进行了参数分析。结果表明:LYP225-HBD的形状显著影响其承载能力、耗能能力和失效模式;随着耗能段内外径之比的增加,耗能段塑性发展区域减小,耗能能力降低,超强系数增大,建议内外径之比取0.45~0.55;随着耗能段长径比的增加,LYP225-HBD的承载力、刚度退化系数和耗能能力逐渐降低,建议长径比不超过4.75。该文的研究结果可为LYP225-HBD在建筑结构中的实际应用提供了参考。 展开更多
关键词 低屈服点钢 沙漏型钢棒阻尼器 滞回性能 疲劳性能 数值分析
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底层柱中可抬升自复位摇摆框架抗震性能研究
2
作者 戴柏豪 郭艳 +2 位作者 连鸣 苏明周 周玉浩 《振动与冲击》 北大核心 2026年第4期232-244,共13页
摇摆体系在实现震后复位功能时易受二阶效应引发的倾覆失稳制约,现有柱脚抬升式自复位结构难以平衡位移需求与抗倾覆稳定性之间的矛盾。针对这一问题,该研究提出底层柱中可抬升自复位摇摆框架(column mid-height uplift rocking frame,C... 摇摆体系在实现震后复位功能时易受二阶效应引发的倾覆失稳制约,现有柱脚抬升式自复位结构难以平衡位移需求与抗倾覆稳定性之间的矛盾。针对这一问题,该研究提出底层柱中可抬升自复位摇摆框架(column mid-height uplift rocking frame,CMURF),通过将抬升节点优化至底层柱中形成双曲率变形机制,有效协调位移需求与抗倾覆稳定性。基于一次1/2缩尺试件的拟静力试验与13组足尺数值模型(参数涵盖摇摆框架高度与跨度、预拉力、阻尼器布置),揭示了CMURF体系的抗震性能与调控机理:试件滞回曲线呈现典型双旗型特征,表现出良好的承载力、自复位能力与损伤可控性,竖向剪切位移主导耗能系统发挥耗能性能;摇摆框架几何参数通过改变结构力臂显著影响CMURF的抗侧性能,增加高度会降低结构的承载力、刚度与耗能效率,增加跨度则具有反向效果;钢绞线初始预拉力主要调控自复位能力,对承载力与刚度的增益效果有限,并可在较低预拉力水平下降低耗能效率;优化LYP225锥形钢棒阻尼器(low yield point steel web hourglass pin damper,LYP-WHP)布置方式可提升耗能效率;为实现CMURF复位能力与耗能效率的协同优化,并使关键构件保持弹性,建议自复位系数取1.52~2.25,高跨比取1.80~3.63。 展开更多
关键词 柱中抬升节点 自复位 摇摆框架 抗震性能 参数分析
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带拼接板螺栓连接耗能梁段的可恢复功能钢框筒结构抗震性能研究 被引量：1
3
作者 连鸣 戴子琳 程倩倩 《工程力学》 北大核心 2025年第1期83-102,共20页
为了提升传统钢框筒结构的延性和耗能能力,提出采用拼接板螺栓连接的可恢复功能剪切耗能型钢框筒结构(FTS-SRSL),该结构结合了可更换剪切型耗能梁段和钢框筒结构具有良好的抗震性能。该文对一个2/3缩尺的单层单跨FTS-SRSL子结构试件进... 为了提升传统钢框筒结构的延性和耗能能力,提出采用拼接板螺栓连接的可恢复功能剪切耗能型钢框筒结构(FTS-SRSL),该结构结合了可更换剪切型耗能梁段和钢框筒结构具有良好的抗震性能。该文对一个2/3缩尺的单层单跨FTS-SRSL子结构试件进行了往复加载试验,试验结果表明,FTS-SRSL子结构试件具有良好的抗震性能,结构损伤集中于耗能梁段,且耗能梁段可实现更换。在试验的基础上,以耗能梁段长度比、耗能梁段腹板加劲肋间距、螺栓直径、翼缘拼接板和腹板拼接板厚度为参数,利用ABAQUS建立了15个足尺的单层单跨FTS-SRSL有限元模型,探究各模型的抗震性能,包括承载力、刚度、耗能以及塑性变形能力。有限元分析结果表明:改变拼接板螺栓连接的剪切型耗能梁段长度比会显著影响结构的承载力、刚度及耗能,建议FTS-SRSL中的拼接板螺栓连接剪切型耗能梁段长度比取0.73~1.09;改变耗能梁段腹板加劲肋间距对结构的承载力、刚度和耗能影响较小,基于该文的分析结果,建议FTS-SRSL中的拼接板螺栓连接剪切型耗能梁段腹板加劲肋间距取e/4~e/3(e为耗能梁段长度),且间距应满足我国抗规的规定;改变翼缘拼接板和腹板拼接板厚度对结构的承载力、刚度及耗能基本无影响;改变螺栓直径对结构承载力、刚度及耗能影响较小。 展开更多
关键词 可更换耗能梁段 拼接板螺栓连接 钢框筒结构 抗震性能 参数分析
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7×7构型NiTi形状记忆合金绞线超弹性试验研究
4
作者 周玉浩 连鸣 +1 位作者 苏明周 王颜凯 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期213-227,共15页
重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚... 重点探讨了单丝直径为1.0 mm的7×7构型超弹性形状记忆合金(SMA)绞线的力学性能,主要关注其回复能力和耗能能力.分析了热处理方案、应变幅值、循环加载、预训练和加载速率对SMA绞线的残余应变、能量耗散、等效黏滞阻尼比、强度和刚度的影响.此外,通过单调拉伸试验比较了SMA绞线与SMA丝材的抗拉强度和极限应变.结果表明,经过400℃下退火10 min后,SMA绞线具有出色的超弹性性能,应变回复率达到91.7%.在恒定应变幅值加卸载训练下,SMA绞线的力学性能逐渐趋于稳定,应在工程应用中予以考虑;通过预训练的方式可以显著提高SMA绞线的回复能力,未经热处理和退火10 min的试件在预训练后残余应变分别降低了47%和41%;当加载速率大于5×10^(-4)s^(-1)后,SMA绞线的滞回环形态对加载速率的变化不敏感;与SMA丝材相比,SMA绞线具有更好的延性和鲁棒性,适用于在大变形情况下提供足够的恢复力;试验结果为SMA绞线的工程应用提供了试验数据支持. 展开更多
关键词 形状记忆合金绞线 超弹性 热处理方案 预训练 力学性能
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高强钢组合K型偏心支撑框架耗能梁段长度研究 被引量：11
5
作者 连鸣 苏明周 郭艳 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第2期217-223,共7页
建立了多个耗能梁段长度不同的高强钢组合K型偏心支撑框架有限元模型,对其滞回性能进行了非线性数值分析,研究了耗能梁段长度对高强钢组合K型偏心支撑框架承载力、强度退化、刚度退化、延性和耗能能力的影响规律.结果表明:耗能梁段长度... 建立了多个耗能梁段长度不同的高强钢组合K型偏心支撑框架有限元模型,对其滞回性能进行了非线性数值分析,研究了耗能梁段长度对高强钢组合K型偏心支撑框架承载力、强度退化、刚度退化、延性和耗能能力的影响规律.结果表明:耗能梁段长度不同,相应的高强钢组合K型偏心支撑框架抗震性能差异较大.最后,结合承载力、强度、刚度、延性及耗能能力,给出了高强钢组合K型偏心支撑框架相关设计建议,为工程设计提供参考. 展开更多
关键词 高强钢 偏心支撑 耗能梁段 有限元 滞回性能 finite element (FE)
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Y形高强钢组合偏心支撑框架结构抗震性能简化分析方法研究 被引量：4
6
作者 连鸣 苏明周 郭艳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期214-224,266,共12页
通过对1∶2缩尺三层Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)模型试件的振动台试验,考察了结构的抗震性能。基于结构的恢复力模型与等代拉杆简化模型,采用SAP2000程序中的多线段塑性Kinematic连接单元代替拉杆,进行Y-HSS-EBF结构的地... 通过对1∶2缩尺三层Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)模型试件的振动台试验,考察了结构的抗震性能。基于结构的恢复力模型与等代拉杆简化模型,采用SAP2000程序中的多线段塑性Kinematic连接单元代替拉杆,进行Y-HSS-EBF结构的地震反应简化分析,并将简化分析计算结果与试验结果、有限元计算结果进行了对比。研究结果表明:Y-HSS-EBF结构具有良好的抗震性能;由简化计算方法得到的Y-HSS-EBF结构滞回曲线与试验结果基本一致,简化分析模型能较好地模拟结构的非线性性能;振动台模型的简化计算结果具有一定的精度,简化分析模型能够较好的用于Y-HSS-EBF结构的弹性与弹塑性地震反应分析。在初步设计时,可采用简化分析模型对结构地震作用进行计算。 展开更多
关键词 偏心支撑 高强钢 恢复力模型 地震反应 简化分析
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Y形高强钢组合偏心支撑框架结构在近场地震下的弹塑性侧向力分布研究 被引量：3
7
作者 连鸣 苏明周 郭艳 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2017年第1期165-173,共9页
为研究近场地震作用下Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)的弹塑性侧向力分布,本文精细设计了4个不同层数的Y-HSS-EBF结构,通过弹塑性时程分析且考虑了结构层数、近场地震及其速度脉冲效应对结构的影响,获得了Y-HSS-EBF结构在罕... 为研究近场地震作用下Y形高强钢组合偏心支撑框架结构(Y-HSS-EBF)的弹塑性侧向力分布,本文精细设计了4个不同层数的Y-HSS-EBF结构,通过弹塑性时程分析且考虑了结构层数、近场地震及其速度脉冲效应对结构的影响,获得了Y-HSS-EBF结构在罕遇水准近场地震下的侧向力分布,基于底部剪力法得到了Y-HSS-EBF结构弹塑性侧向力分布模式,并与已有侧向力分布模式进行了对比。结果表明:近场地震波的速度脉冲效应对Y-HSS-EBF结构的侧向力分布影响较大,应考虑其对结构侧向力分布的影响;本文建议的侧向力分布模式在精度上与时程分析结果平均值最为接近,能够为Y-HSS-EBF结构基于性能的塑性设计方法提供一定参考。 展开更多
关键词 高强钢 偏心支撑 弹塑性 侧向力分布 近场地震
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Y形高强钢组合偏心支撑框架结构恢复力模型研究 被引量：6
8
作者 连鸣 苏明周 王喆 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2015年第5期684-688,716,共6页
基于剪切屈服型Y形高强钢组合偏心支撑框架低周往复加载试验的试验结果,通过理论分析,得到了以屈服点和极限点为特征点并且考虑刚度退化的双折线恢复力模型,并给出了各特征点参数和各阶段刚度的计算公式.分析结果表明:由该恢复力模型计... 基于剪切屈服型Y形高强钢组合偏心支撑框架低周往复加载试验的试验结果,通过理论分析,得到了以屈服点和极限点为特征点并且考虑刚度退化的双折线恢复力模型,并给出了各特征点参数和各阶段刚度的计算公式.分析结果表明:由该恢复力模型计算所得曲线与试验曲线较为接近,可为剪切屈服型Y形高强钢组合偏心支撑框架结构抗震性能评估和动力弹塑性分析提供参考. 展开更多
关键词 偏心支撑 高强钢 恢复力模型 刚度退化 双折线模型
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Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性能 被引量：4
9
作者 连鸣 苏明周 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2016年第4期86-95,共10页
在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力... 在Y形偏心支撑高强钢框架结构抗震性振动台试验的基础上,建立了试验试件的有限元模型,并验证了分析的正确性。设计了一个9层的Y形偏心支撑高强钢框架结构,以耗能梁段长度、耗能梁段腹板高厚比、高跨比为参数,对9层结构进行了非线性动力时程分析,研究了以上参数对结构抗震性能的影响。研究结果表明,改变耗能梁段长度、高跨比对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱弯矩、耗能能力均有不同程度的影响,对框架柱轴力、基底剪力无显著影响;改变耗能梁段腹板高厚比对结构耗能能力有影响,对结构层间侧移、耗能梁段性能、框架柱受力、基底剪力无显著影响,并给出了相关设计建议。 展开更多
关键词 高强钢 偏心支撑框架 有限元 时程分析 抗震性能
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LYP225低屈服点钢哑铃形钢棒阻尼器剪切性能试验研究 被引量：2
10
作者 连鸣 周玉浩 +1 位作者 苏明周 李伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第15期209-217,234,共10页
该文结合带平直段的双圆锥阻尼器和低屈服点钢材的特性,设计了LYP225低屈服点钢哑铃形钢棒阻尼器(LY225-WDP),该阻尼器具有屈服位移小、延性高、耗能能力稳定的特点。利用低屈服点钢LYP225设计了7个不同构造参数的LY225-WDP试件,并对其... 该文结合带平直段的双圆锥阻尼器和低屈服点钢材的特性,设计了LYP225低屈服点钢哑铃形钢棒阻尼器(LY225-WDP),该阻尼器具有屈服位移小、延性高、耗能能力稳定的特点。利用低屈服点钢LYP225设计了7个不同构造参数的LY225-WDP试件,并对其进行低周往复循环荷载试验,研究阻尼器在循环剪切变形下的滞回与耗能能力,以及不同设计参数对阻尼器力学性能的影响。结果表明:在循环剪切变形下,LY225-WDP的变形特点主要表现为弯曲变形,破坏模式属于低周疲劳破坏;阻尼器的滞回曲线饱满,稳定性良好,在整个加载过程中,表现出明显的强化现象,延性系数在8.50~10.04,超强系数在2.09~2.79;阻尼器的弹性刚度及承载力在耗能段内径及长度一定时与内缩率呈正相关,在耗能段外径及长度一定时与内缩率呈负相关;阻尼器的耗能能力随着平直段长度的增加而明显提升;对LY225-WDP建立了弹性刚度及屈服承载力计算公式,试验数据验证了公式的准确性,可为LY225-WDP的设计提供参考。 展开更多
关键词 低屈服点钢 钢棒耗能元件 循环荷载 试验研究 滞回性能
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带耗能梁段的高强钢框筒结构抗震性能试验研究与数值分析 被引量：2
11
作者 连鸣 周玉浩 韩文凯 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第3期24-36,共13页
为了研究带可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-FTS-RSL)的抗震性能,设计了2∶3缩尺子结构试验试件,对其进行低周往复加载,研究其破坏模式、滞回性能及耗能梁段的可更换能力。基于OpenSees建立了HSS-FTS-RSL结构的简化数值分析模... 为了研究带可更换剪切型耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-FTS-RSL)的抗震性能,设计了2∶3缩尺子结构试验试件,对其进行低周往复加载,研究其破坏模式、滞回性能及耗能梁段的可更换能力。基于OpenSees建立了HSS-FTS-RSL结构的简化数值分析模型,数值分析结果与试验结果吻合良好。建立了3种不同耗能梁段布置方式的HSS-FTS-RSL整体结构简化数值模型,对其进行非线性时程分析。结果表明:HSS-FTS-RSL子结构试件具有良好的抗震性能,在循环荷载下表现为耗能梁段的破坏;更换耗能梁段不会影响结构的抗震性能;结构在地震作用下的变形满足规范限制要求;在构件截面尺寸相同,即相同用钢量的前提下,采用高强钢可以有效降低构件的应力水平;耗能梁段最大可更换残余层间侧移角为0.41%,且在大震后整体结构残余层间侧移角为0.028%~0.148%,可以实现耗能梁段的更换;基于不同耗能梁段布置方式的HSS-FTS-RSL分析结果,建议HSS-FTS-RSL结构耗能梁段采用三跨间隔布置。 展开更多
关键词 钢框筒 剪切型耗能梁段 试验研究 抗震性能 简化模型
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LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器剪切力学性能研究
12
作者 连鸣 戴柏豪 李伟 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第10期268-278,共11页
为了研究LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器(low yield point-web hourglass pin, LYP-WHP)在剪切荷载作用下的滞回性能与疲劳性能,对两个LYP-WHP试件分别进行了滞回加载与疲劳加载试验。基于试验结果,采用混合强化本构模型,通过ABAQUS软... 为了研究LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器(low yield point-web hourglass pin, LYP-WHP)在剪切荷载作用下的滞回性能与疲劳性能,对两个LYP-WHP试件分别进行了滞回加载与疲劳加载试验。基于试验结果,采用混合强化本构模型,通过ABAQUS软件建立了12个LYP-WHP的足尺精细化数值模型,分别以阻尼器的内径、外径和耗能段长度为参数,研究以上参数对LYP-WHP在剪切荷载作用下LYP-WHP滞回性能的影响规律,推导了LYP-WHP的弹性刚度计算公式,并给出了初步确定LYP-WHP屈服力与屈服位移的方法,基于试验与数值分析结果,得到了LYP-WHP屈服后的刚度折减系数建议值。研究结果表明:在剪切位移下,LYP-WHP具有良好的滞回性能与疲劳性能;增大外径和内径可明显提高LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力,增大耗能段长度则会降低LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力;增大内径、外径使材料的利用率先增大后减小,增大耗能段长度则基本无影响;推导的LYP-WHP弹性刚度计算式可以较为准确地计算LYP-WHP的弹性刚度;基于该研究的分析结果,建议LYP-WHP的内径与外径比值取0.375~0.625,屈服后的刚度折减系数取0.11,得到了理论骨架曲线的计算式。 展开更多
关键词 低屈服点钢(LYP) 锥形钢棒阻尼器(WHP) 参数分析 滞回性能 疲劳性能
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LYP160低屈服点钢双沙漏型阻尼器力学性能试验研究与参数分析
13
作者 连鸣 王江 +1 位作者 周玉浩 李伟 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2024年第6期59-71,共13页
近年来金属棒体阻尼器因其优越的耗能能力而被广泛运用于结构减震,为进一步提升金属棒体阻尼器的力学性能,文中提出一种由LYP160低屈服点钢制作,带有等截面平直段的双沙漏型阻尼器(LYP160-double hourglass shaped steel damper,LYP-DHS... 近年来金属棒体阻尼器因其优越的耗能能力而被广泛运用于结构减震,为进一步提升金属棒体阻尼器的力学性能,文中提出一种由LYP160低屈服点钢制作,带有等截面平直段的双沙漏型阻尼器(LYP160-double hourglass shaped steel damper,LYP-DHSD),为研究LYP-DHSD在剪切位移下的力学性能,设计了2个LYP-DHSD试件,通过低周往复加载试验研究了试件的滞回特性和疲劳性能,建立了LYP-DHSD的精细化有限元模型,并以沙漏耗能段外径、内径和等截面平直段长度为参数进行了滞回性能参数分析,以进一步研究LYP-DHSD在循环剪切位移下的受力模式。研究结果表明:在循环剪切位移下,LYP-DHSD能够实现多截面屈服,具有良好的承载力、变形能力和稳定的耗能能力,疲劳性能满足规范要求;改变内径会显著影响结构的承载力、刚度及耗能,增大等截面平直段则会降低LYP-DHSD的承载力、刚度和耗能能力;增大内径、外径使材料的利用率先增大后减小,改变等截面平直段长度可以实现对LYP-DHSD塑性分布区域的调整;基于文中的分析结果,建议LYP-DHSD的内径与外径比值取0.375~0.625,内径与等截面平直段长度比值取1~2。 展开更多
关键词 低屈服点钢 双沙漏型阻尼器 试验研究 参数分析 滞回性能 疲劳性能
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基于性能的含可更换耗能梁段高强钢框筒结构抗震性能研究
14
作者 连鸣 周玉浩 李浩翔 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 北大核心 2024年第1期65-73,共9页
含可更换耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-SFT-RSL)结合了耗能梁段耗能强、钢框筒抗侧刚度大、高强钢承载力高等优点,是一种抗震性能优良的结构体系.传统设计方法需要进行复杂的迭代和计算才能使结构达到预期性能目标,且无法较为准确地控... 含可更换耗能梁段的高强钢框筒结构(HSS-SFT-RSL)结合了耗能梁段耗能强、钢框筒抗侧刚度大、高强钢承载力高等优点,是一种抗震性能优良的结构体系.传统设计方法需要进行复杂的迭代和计算才能使结构达到预期性能目标,且无法较为准确地控制结构的塑性发展顺序和破坏模式,本文采用课题组提出的基于性能的塑性设计方法(PBPD)各设计一个30层HSS-SFT-RSL算例和含可更换剪切型耗能梁段的普通钢框筒结构(CS-SFT-RSL)算例,通过静力和动力弹塑性分析对比两算例的抗震性能.结果表明:采用PBPD法设计的两算例具有相似的顶点侧移角和破坏模式,HSS-SFT-RSL算例抗侧刚度略低,但极限承载力更高;在罕遇水准地震下,两算例各层耗能梁段均能参与耗能,层间侧移角沿结构高度分布均匀,避免了薄弱层,残余层间变形较小,有利于耗能梁段更换和结构震后功能的快速恢复. 展开更多
关键词 钢框筒 耗能梁段 高强钢 破坏模式 基于性能的抗震设计 层间侧移
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高强钢组合K形偏心支撑框架结构振动台试验研究 被引量：21
15
作者 田小红 苏明周 +2 位作者 连鸣 李慎 王凤 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期56-63,共8页
为研究高强钢组合K形偏心支撑框架的抗震性能,推动高强钢在我国建筑领域的应用,对一个单跨两榀三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架进行缩尺比例为1/2的振动台试验,得到不同工况下的自振频率、阻尼比、加速度反应、位移反应及耗能梁段的应... 为研究高强钢组合K形偏心支撑框架的抗震性能,推动高强钢在我国建筑领域的应用,对一个单跨两榀三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架进行缩尺比例为1/2的振动台试验,得到不同工况下的自振频率、阻尼比、加速度反应、位移反应及耗能梁段的应变。研究表明:随地震波峰值加速度的增大,结构的自振频率降低,阻尼比增大,加速度反应增大,动力放大系数减小。按照动力相似关系推导出原型结构的地震反应,多遇地震作用下结构最大层间位移角为1/1667,罕遇地震作用下结构最大层间位移角为1/237,均满足抗震规范变形验算的规定。综上,高强钢组合K形偏心支撑框架具有良好的抗震性能,满足"三水准"抗震设防准则。 展开更多
关键词 高强钢 偏心支撑 振动台试验 抗震性能
原文传递
多层高强钢组合K形偏心支撑钢框架抗震性能研究 被引量：21
16
作者 李慎 苏明周 +2 位作者 连鸣 郑晓伟 石鲁 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第10期38-47,共10页
高强钢组合偏心支撑是指耗能连梁采用普通钢材(Q345),而框架梁、柱等非耗能构件采用高强度钢材(Q460)的偏心支撑结构,这种结构体系不仅有效降低了构件截面,而且有助于高强度钢材的应用推广。为了研究其抗震性能,对1∶2缩尺比例的三层高... 高强钢组合偏心支撑是指耗能连梁采用普通钢材(Q345),而框架梁、柱等非耗能构件采用高强度钢材(Q460)的偏心支撑结构,这种结构体系不仅有效降低了构件截面,而且有助于高强度钢材的应用推广。为了研究其抗震性能,对1∶2缩尺比例的三层高强钢组合K形偏心支撑钢框架整体试件进行了低周往复加载试验,耗能连梁均为剪切屈服型。试验结果表明:高强钢组合K形偏心支撑结构具有较高的承载能力、良好的位移延性和耗能能力,二层耗能连梁的腹板受剪撕裂是试件破坏的标志,导致整体结构的承载力下降。试件最终破坏时,非耗能构件基本处于弹性受力状态,耗能连梁的弹塑性变形消散了大部分地震能量。另外,高强钢组合K形偏心支撑结构的延性指标受耗能连梁长度(e)与框架梁长度(L)比值影响,也与耗能连梁的转动能力有关,e/L越大,耗能连梁越接近于弯曲破坏,延性性能越好。 展开更多
关键词 K形偏心支撑钢框架 高强钢 耗能连梁 抗震性能 延性
原文传递
高强钢组合K形偏心支撑钢框架抗震性能分析 被引量：13
17
作者 田小红 苏明周 +2 位作者 连鸣 李慎 王凤 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期182-191,共10页
为了合理评估高强钢组合K形偏心支撑框架(K-HSS-EBFs)的抗震性能,首先建立了振动台试验试件的有限元模型,验证了有限元分析方法的适用性。设计了一个10层K-HSS-EBF结构,选取10条地震记录对其进行增量动力分析(IDA)。探讨了在强震作用下... 为了合理评估高强钢组合K形偏心支撑框架(K-HSS-EBFs)的抗震性能,首先建立了振动台试验试件的有限元模型,验证了有限元分析方法的适用性。设计了一个10层K-HSS-EBF结构,选取10条地震记录对其进行增量动力分析(IDA)。探讨了在强震作用下结构的薄弱部位、耗能梁塑性区的形成和发展、基底剪力和最大层间位移的关系,得到了结构概率分位值为10%、50%和90%的IDA曲线以及位移延性系数,结合定义的性能参数评估了结构的抗震性能。研究表明:随着地震动峰值加速度的增加,各层耗能梁先后进入塑性,并逐渐发展,吸收地震能量;K-HSS-EBFs的易损曲线能很好地反映其抗震性能;按《建筑抗震设计规范》设计的高强钢组合K形偏心支撑框架偏保守,能承受远大于设防烈度的地震作用,造成结构设计的浪费。 展开更多
关键词 高强钢 偏心支撑 增量动力分析 抗震性能 层间侧移角
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多层高强钢组合Y形偏心支撑钢框架抗震性能试验研究 被引量：13
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作者 王凤 苏明周 +4 位作者 李慎 连鸣 郑晓伟 田小红 洪敏 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第3期64-71,97,共9页
为研究高强钢组合Y形偏心支撑钢框架结构的抗震性能,进行了一个1∶2缩尺模型的三层结构试件的低周往复加载试验,从结构的承载能力、刚度退化、位移延性、耗能能力及破坏模式等方面评价了结构的抗震性能,试验采用三质点倒三角形比例加载... 为研究高强钢组合Y形偏心支撑钢框架结构的抗震性能,进行了一个1∶2缩尺模型的三层结构试件的低周往复加载试验,从结构的承载能力、刚度退化、位移延性、耗能能力及破坏模式等方面评价了结构的抗震性能,试验采用三质点倒三角形比例加载。研究结果表明:高强钢组合Y形偏心支撑结构具有较高的承载能力、较好的位移延性和耗能能力,屈服强度较低的耗能连梁的弹塑性变形耗散了大部分地震能量,而高强钢非耗能构件基本处于弹性受力状态,保证了极限状态下结构的完整性。框架梁与耗能连梁连接节点处受力复杂、应力集中严重,加之楼板对框架梁的约束,该节点处变形较大,使得试件最终在此位置破坏。 展开更多
关键词 Y形偏心支撑钢框架 高强钢 低周往复荷载试验 抗震性能
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带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构抗震性能试验研究 被引量：24
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作者 张浩 连鸣 +1 位作者 苏明周 程倩倩 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第7期28-42,共15页
为研究带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构(SFTS-RSLs)抗震性能和震后可更换能力,以耗能梁段长度和楼板组合效应为研究变量,设计3个2/3缩尺的单层单跨SFTS-RSLs子结构平面试件。框筒柱和裙梁采用Q460高强钢,耗能梁段采用低... 为研究带可更换低屈服点耗能梁段-端板连接的钢框筒结构(SFTS-RSLs)抗震性能和震后可更换能力,以耗能梁段长度和楼板组合效应为研究变量,设计3个2/3缩尺的单层单跨SFTS-RSLs子结构平面试件。框筒柱和裙梁采用Q460高强钢,耗能梁段采用低屈服点钢LYP225。通过水平低周往复加载试验对结构的破坏模式、刚度、承载力、耗能能力、延性、可更换能力以及耗能梁段塑性转角与超强系数进行研究。试验结果表明:试件滞回曲线饱满,延性高,具有稳定、良好的耗能能力和塑性变形能力;耗能梁段的破坏模式主要为翼缘严重屈曲且翼缘-端板焊缝撕裂或腹板撕裂;耗能梁段超强系数均值约为1.95,极限塑性转角超过0.18rad,远大于AISC 341-16规定的塑性转角限值0.08rad;楼板组合效应对结构承载力、耗能能力、延性、可更换能力、耗能梁段塑性转角和超强系数影响不大,对结构的弹性刚度影响显著;减小耗能梁段长度能够提高结构承载力、抗侧刚度、耗能梁段塑性转角和超强系数,但会降低结构的耗能能力和延性;加载过程中,结构的塑性变形与损伤集中在耗能梁段,框筒柱和裙梁处于弹性状态,有利于结构震后修复与正常使用功能的快速恢复。 展开更多
关键词 钢框筒 高强钢 剪切型耗能梁段 低屈服点钢 低周往复试验 抗震性能
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K形偏心支撑钢框架的弹性抗侧刚度与极限承载力 被引量：9
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作者 苏明周 李慎 +1 位作者 连鸣 李蕾 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2014年第6期791-799,共9页
为了明确K形偏心支撑的传力路径和内力分配,便于计算层间侧移和耗能连梁转角,依据结构力学基本假定,给出了K形偏心支撑框架各构件在侧向力作用下的内力表达式,进而推导出K形偏心支撑弹性抗侧刚度的近似计算公式,通过试验数据和ANSYS有... 为了明确K形偏心支撑的传力路径和内力分配,便于计算层间侧移和耗能连梁转角,依据结构力学基本假定,给出了K形偏心支撑框架各构件在侧向力作用下的内力表达式,进而推导出K形偏心支撑弹性抗侧刚度的近似计算公式,通过试验数据和ANSYS有限元分析,验证了公式的精确性,并提出了K形偏心支撑构件的简便设计方法;基于虚功原理和小变形假定,当已知外力分布时,依据偏心支撑达到极限状态时的典型屈服机制,推导出K形偏心支撑极限承载力公式,利用SAP2000对10层算例进行推覆分析,验证了极限承载力公式,为工程设计提供参考依据. 展开更多
关键词 弹性抗侧刚度 K形偏心支撑 耗能连梁 极限承载力 屈服机制
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