国家自然科学基金(90815004)
- 作品数：19 被引量：384H指数：10
- 相关作者：王元清石永久王萌熊俊施刚更多>>
- 相关机构：清华大学北京市建筑设计研究院有限公司东南大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：建筑科学更多>>
- 钢框架不同构造形式焊接节点抗震性能分析被引量：25
- 2012年
- 研究节点的构造形式对于改善钢框架结构的延性、防止发生脆性破坏、提高结构的抗震能力有着重要的意义,为了系统全面地对比不同构造形式对于钢框架焊接节点抗震性能的影响以及构造形式对于节点在地震作用下的反应和破坏形态的改变作用,采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,结合国内外已有的钢框架焊接节点拟静力试验,验证了建立的有限元模型对模拟局部屈曲的准确性和适用性。通过建立九种不同构造形式的节点模型,与标准节点在承载力、刚度、滞回性能、退化特性、断裂倾向指数、破坏形态以及塑性铰位置等进行对比分析,深入探讨不同构造形式节点的受力性能,为工程应用提供重要依据。分析结果表明:剪切域强弱对于节点的破坏模式有较大影响;同时考虑抗震效果、建筑要求以及经济指标,削弱型节点并没有过多的削弱节点承载能力以及刚度,并且滞回性能稳定,"狗骨头"型节点存在侧向稳定性问题,而腹板开洞型节点无论是在滞回性能还是破坏形态方面都具有较好的表现。
- 石永久王萌王元清
- 关键词：局部屈曲
- 基于多尺度模型的钢框架抗震性能分析被引量：62
- 2011年
- 为了在保证一定计算效率的条件下,尽可能的提高钢框架抗震性能有限元分析的精度,该文采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,深入探讨了利用多尺度模型的方法解决钢框架抗震计算问题。建立钢框架梁柱节点的板壳、杆系以及多尺度模型,并与国内外典型节点试验进行对比分析,验证有限元微观模型与宏观模型界面连接方法的可行性,有效实现不同尺度模型间的变形协调;进行在典型地震波下不同高度钢框架的弹塑性时程计算,并比较几种模型的地震响应以及计算效率。结果表明:多尺度有限元模型在保证一定计算效率的同时可更为逼真的模拟复杂受力构件的边界状况及其在整体结构响应中的性能;随着框架层数以及地震波持续时间的增加,其优势越来越明显,证明利用多尺度模型方法是在精度和计算代价之间的一个均衡解决途径,为今后的工程抗震分析提供有力的工具。
- 石永久王萌王元清
- 关键词：钢框架抗震性能有限元分析弹塑性时程分析
- 高强度螺栓连接抗剪性能研究被引量：52
- 2011年
- 为解决试验和实体模型有限元方法在研究高强度螺栓连接抗剪性能上的局限性,寻找一种简单准确的高强度螺栓连接抗剪性能的简化模型十分必要。采用通用有限元软件ABAQUS建立高强度螺栓连接的非线性有限元模型,对单元选取、螺栓受力行为、材料本构以及接触模型等方面进行详细说明;结合典型高强度螺栓抗剪试验,验证了所建立有限元模型的准确性和适用性,对高强度螺栓连接抗剪性能进行深入探讨。通过参数分析,确定了高强度螺栓连接抗剪简化模型的3个特征点,提出了此类螺栓抗剪简化模型以及循环荷载作用下的滞回模型。实例计算分析表明:建议的抗剪简化模型以及循环荷载作用下滞回模型能准确地模拟此种连接的受力性能,其构造形式简单,计算准确,为工程分析提供依据。
- 王萌石永久王元清
- 关键词：高强度螺栓连接有限元分析抗剪性能滞回模型特征点
- 钢框架改进型梁柱节点滞回性能有限元分析被引量：17
- 2010年
- 目的研究梁端局部削弱对节点延性的改善.方法结合改进型梁柱节点试验,采用高效准确的有限元模型对节点受力性能进行模拟,并对单元选取,螺栓受力行为、材料本构等方面进行详细研究.结果节点弹性刚度、承载力以及滞回性能有限元分析结果与试验吻合良好;标准型节点、狗骨头型节点、焊接孔扩大I型节点、焊接孔扩大II型节点4种类型节点有限元计算延性以及耗能能力均较好.工程中为保证节点延性,应保证焊接质量,减少焊接缺陷.结论不同的节点构造型式对节点的受力性能影响较大,其中焊接孔扩大II型节点改变了节点的破坏模式,改善了节点的延性,并且节点的承载力也没有明显的降低.
- 石永久王萌王元清陈宏
- 关键词：滞回曲线
- 钢框架梁柱栓焊连接组合节点抗弯承载力分析被引量：9
- 2010年
- 为了得到钢框架组合节点抗弯承载力的计算方法,采用"组件法",借鉴已有对各组件承载力的研究结果,计算抗弯承载力时考虑了包括钢梁柱屈曲、混凝土局部受压、腹板抗剪、栓钉剪切等因素对节点承载力的影响。根据足尺试验中组合截面应变分布特征,用两种方法推导出栓焊连接组合节点正负弯矩承载力公式。与现有试验数据的比较说明,公式可以较准确且偏保守地计算节点抗弯承载力,方便于设计应用。
- 石永久奥晓磊王元清施刚
- 关键词：梁柱组合节点抗弯承载力组件法
- 钢框架端板连接半刚性节点受力性能分析被引量：67
- 2011年
- 为研究不同构造对钢框架端板连接半刚性节点受力性能的影响,采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,对单元选取,螺栓受力行为、材料本构以及接触模型等方面进行详细说明;结合国内外已有的钢框架端板连接半刚性节点拟静力试验,对比分析有限元分析和试验结果,深入探讨了钢框架端板连接半刚性节点的受力性能。试验和有限元分析结果均表明:有限元方法可以有效预测各种构造类型钢框架梁柱端板连接节点的承载能力、滞回性能、极限变形状态以及破坏模式等;平齐式端板连接的特性更接近于铰接节点,承载力和刚度降低近50%,并且滞回曲线出现严重劣化;而外伸端板采用加劲肋后,能够起到很好的耗能元件的作用,可以使得节点获得良好受力性能。研究成果为钢框架端板连接半刚性节点设计与施工提供参考。
- 石永久王萌王元清施刚
- 关键词：滞回曲线
- 钢结构跃层加层的地震反应分析被引量：4
- 2009年
- 根据现行的《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001),结合2个工程实例,通过建立空间三维有限元模型分析了钢结构跃层加层结构的动力特性,并分别用振型分解反应谱法和时程分析法对分离式和整体式外套框架跃层加层结构进行了地震反应分析,比较了2种结构的地震响应和抗震性能。结果表明:整体式跃层加层结构所受地震力较大,层间剪力峰值持续时间较长,衰减较慢。所得结论可为具有类似加层结构的抗震设计提供参考。
- 宋锋王元清石永久
- 关键词：地震反应反应谱法时程分析法
- 中高强度钢材钢框架梁柱组合节点抗震性能试验研究被引量：12
- 2009年
- 为了研究中高强度钢材的采用对钢框架梁柱组合节点抗震性能的影响,通过4个足尺钢框架梁柱组合节点试件在往复荷载作用下的破坏试验,获得了节点承载性能、滞回性能和破坏模式。试验从钢材强度、混凝土楼板配筋率、加载方式等影响因素出发,用承载力、极限转角、环线刚度、延性与耗能能力等指标评价节点的抗震性能。由试验结果可以看出:节点主要破坏模式为钢梁下翼缘局部屈曲和混凝土压溃;采用中高强度钢材可以有效地提高节点承载力,同时在一定程度上改善抗震性能和延性;楼板配筋率对中高强度钢材节点承载性能和延性耗能影响不大;正对称受力节点具有更好的极限承载力和环线刚度。
- 石永久奥晓磊王元清施刚
- 关键词：梁柱组合节点抗震性能混凝土楼板
- 含偏心支撑高层钢结构的抗震性能分析被引量：2
- 2009年
- 以某高层框架-偏心支撑钢结构住宅为工程背景,采用有限元软件SAP2000建模,计算了罕遇地震下结构刚度、内力分布、振动模态及荷载-位移曲线等,并采用多条地震波分别对中心支撑和偏心支撑结构体系进行弹性时程及弹塑性时程的对比分析,比较了两种结构体系的动力特性及抗震性能.分析表明:高层框架-偏心支撑钢结构体系抗侧刚度能够满足结构抗侧移要求;反复地震作用下,偏心支撑结构体系耗能作用明显,结构动力响应小于中心支撑体系;罕遇地震作用下,偏心支撑结构进入塑性阶段后刚度衰减较小,仍能保持较高侧向刚度和承载力,表现出明显优于中心支撑体系的延性特征,抗震性能优于中心支撑体系.
- 熊俊王元清石永久王斌斌
- 关键词：偏心支撑结构高层建筑抗震性能
- 多层钢框架偏心支撑的抗震性能试验研究被引量：46
- 2010年
- 偏心支撑钢框架结构是一种比较理想的多层钢结构抗侧力体系,刚度大,受力性能合理。为了研究偏心支撑钢框架在地震作用下的滞回性能,为多层钢框架偏心支撑结构体系设计提供试验依据,选用耗能梁长度为可变参数,完成了2个不同构造形式的弯曲型耗能梁-偏心支撑框架在水平低周循环荷载下的破坏试验,分析了框架的承载能力及变形特征,研究了框架的破坏模式。研究表明,偏心支撑框架在弹性阶段内具有良好的变形能力,屈服荷载和框架刚度随弯曲型耗能梁长度增加呈下降趋势;偏心支撑框架能够控制框架破坏模式,地震作用下框架在耗能梁段屈服后屈曲破坏,破坏发生在耗能梁端部翼缘和支撑与柱脚连接的节点板位置,降低了梁柱节点受力。
- 石永久熊俊王元清刘歌青
- 关键词：偏心支撑框架拟静力试验有限元分析抗震性能
