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地震作用下掉层钢框架结构抗倒塌能力分析

建筑结构 2024年第3期54卷 118-125页

作者：刘杰伍云天姜学忠李永昌重庆大学土木工程学院重庆400045

采用PERFORM-3D程序对掉层钢框架结构进行了抗震倒塌能力研究。考虑不同的掉层情况和结构措施,设计了2个普通钢框架结构模型和4个掉层钢框架结构模型(其中2个模型带拉梁加强),利用增量动力分析方法对上述钢框架模型进行了易损性分析和... 详细信息

采用PERFORM-3D程序对掉层钢框架结构进行了抗震倒塌能力研究。考虑不同的掉层情况和结构措施,设计了2个普通钢框架结构模型和4个掉层钢框架结构模型(其中2个模型带拉梁加强),利用增量动力分析方法对上述钢框架模型进行了易损性分析和抗震倒塌能力评估。结果表明,掉层钢框架结构的抗震倒塌能力与掉层数关系不大;采用拉梁加强的掉层钢框架,上接地侧的抗震倒塌能力和抗震倒塌安全储备性能有所提高,但掉层侧的抗震倒塌能力和抗地震倒塌安全储备降低;增加拉梁的数量对该类结构影响不大,但会改变其破坏模式;上接地侧倒塌模式下,上接地一层是上接地侧最薄弱的楼层;掉层侧倒塌模式下,上接地二层是掉层侧最薄弱的楼层。

关键词：掉层钢框架结构拉梁抗震倒塌能力易损性分析增量动力分析

钢板混凝土联肢组合剪力墙结构抗震设计方法及试验研究

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建筑结构学报 2017年第S1期38卷 58-65页

作者：伍云天周庆苏义庭王斌重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有"双重防线机制"的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连... 详细信息

钢板混凝土联肢组合剪力墙是一种具有"双重防线机制"的优良抗震结构体系,其理论研究已经滞后于工程实践的发展,传统的基于强度的抗震设计方法难以从抗震耦合机制层面解决连梁和组合墙肢的匹配问题。为此提出以耦连比为基本设计参数,以连梁-墙肢"双重防线机制"为性能目标的钢板混凝土联肢组合剪力墙抗震设计方法。基于此方法,设计原型结构,并按原型结构底部五层的联肢墙设计制作1∶4缩尺试件,对试件施加往复荷载,考察试件的整体屈服机制。试验结果表明,结构体系通过钢连梁的剪切变形和墙肢底部的塑性铰变形来耗散能量,实现了连梁-墙肢"双重防线机制",验证了该设计方法的合理性。

关键词：联肢组合剪力墙双重防线抗震设计往复荷载试验屈服机制

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美国组合联肢剪力墙抗震设计方法探讨

建筑结构学报 2011年第12期32卷 137-144页

作者：伍云天李英民张祁樊佳重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆市设计院重庆400015 重庆大学土木工程学院重庆400045

基于美国加州建筑规范及其引用的相关设计规程和ASCE组合结构委员会的建议,介绍了由钢筋混凝土剪力墙与钢连梁组合而成的组合联肢剪力墙的抗震设计方法。该方法包括:基于中震的水平地震作用计算、合理耦连比的选择、中震及大震水平作用... 详细信息

基于美国加州建筑规范及其引用的相关设计规程和ASCE组合结构委员会的建议,介绍了由钢筋混凝土剪力墙与钢连梁组合而成的组合联肢剪力墙的抗震设计方法。该方法包括:基于中震的水平地震作用计算、合理耦连比的选择、中震及大震水平作用下钢连梁与剪力墙的抗震性能目标、基于先钢连梁屈服后剪力墙屈服的预定屈服机制的构件设计与验算等。据此,建议我国组合联肢剪力墙的第一阶段抗震设计应基于中震水平而不是小震水平。建议方法可供完善我国组合联肢剪力墙结构抗震设计参考。

关键词：高层建筑联肢剪力墙钢连梁组合结构抗震设计

钢柱与钢板混凝土组合剪力墙耦合结构抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第10期43卷 151-159页

作者：伍云天王星军王枭黄浩重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

钢柱与钢板混凝土组合剪力墙耦合结构体系是由钢板混凝土组合剪力墙及其两侧的钢柱通过钢连梁连接而成。该体系能够拓展“连梁-墙肢”耦合体系的应用范围,两侧钢柱“拉-压”力偶参与承担倾覆力矩,使得单肢墙体亦能获得双重抗震设防机制... 详细信息

钢柱与钢板混凝土组合剪力墙耦合结构体系是由钢板混凝土组合剪力墙及其两侧的钢柱通过钢连梁连接而成。该体系能够拓展“连梁-墙肢”耦合体系的应用范围,两侧钢柱“拉-压”力偶参与承担倾覆力矩,使得单肢墙体亦能获得双重抗震设防机制的保护。为研究钢柱与钢板混凝土剪力墙耦合结构体系的双重抗震机制,设计并制作一个耦连比0.45、缩尺比1/4的5层钢柱与钢板混凝土剪力墙耦合结构试件,对其进行低周往复加载试验,从滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、延性、损伤特征等方面研究了该结构的抗震性能。基于ABAQUS有限元分析软件,对试验进行模拟。试验与分析结果表明:钢柱与钢板混凝土组合剪力墙耦合结构的顶层钢连梁及墙体分别在顶层侧向位移为21、65 mm时达到屈服状态,当顶层侧向位移为102 mm时,墙体底部形成塑性铰耗能,钢柱与钢板混凝土组合剪力墙达到预定的屈服顺序和破坏模式,实现了钢连梁-单肢剪力墙的双重抗震防线,发挥了联肢剪力墙的耦合机制。

关键词：钢板混凝土组合剪力墙联肢墙钢连梁拟静力试验耦合机制抗震性能

剪切机制耗能端板螺栓连接组合联肢剪力墙钢连梁抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2014年第4期35卷 255-261页

作者：伍云天代崇民周忠亮姜凯旋重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构... 详细信息

将端板螺栓连接构造引入钢-混组合联肢剪力墙中,用于连接钢连梁与混凝土墙肢。设计并制作了1组(2个)小剪跨比连梁双肢组合剪力墙试件,分别采用端板螺栓连接和传统直插式的连梁-墙肢连接构造形式,进行低周往复加载试验,以研究两种连接构造形式下钢连梁与混凝土墙肢连接试件的滞回性能、刚度与承载力退化特征以及破坏模式。试验结果表明:用端板螺栓连接代替直插式连接构造,能够有效减轻钢连梁-墙体连接区域混凝土损伤程度,屈服后非线性变形主要集中在钢连梁端部,且钢连梁能够达到美国AISC 341-05规范要求的0.08 rad非线性转角限值,充分发挥滞回耗能作用,刚度、承载力退化不明显,延性好,与传统直插式钢连梁-墙肢连接具有相同甚至更好的抗震性能。

关键词：联肢剪力墙钢连梁端板螺栓连接伪静力试验抗震性能

钢连梁与钢-混凝土组合剪力墙连接抗震性能研究

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建筑结构学报 2015年第9期36卷 9-17,52页

作者：伍云天周忠亮肖岩杨伟重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045 南京工业大学土木工程学院江苏南京211816 南加州大学土木与环境工程系加利福尼亚洛杉矶ca90089

为了考察钢连梁与钢-混凝土组合剪力墙肢端板螺栓连接的抗震性能,考虑不同的连梁跨度和组合墙轴压比,设计并制作了4个1/4缩尺钢连梁与钢-混凝土组合剪力墙连接试件,在保持组合墙体恒定轴压力的情况下,对钢连梁施加竖向往复荷载,比较了... 详细信息

为了考察钢连梁与钢-混凝土组合剪力墙肢端板螺栓连接的抗震性能,考虑不同的连梁跨度和组合墙轴压比,设计并制作了4个1/4缩尺钢连梁与钢-混凝土组合剪力墙连接试件,在保持组合墙体恒定轴压力的情况下,对钢连梁施加竖向往复荷载,比较了试件的受力发展过程和最终破坏形态,分析了试件荷载-位移滞回性能、延性、耗能以及刚度退化等受力特征。结果表明:端板螺栓连接形式能够满足钢连梁与组合剪力墙连接区域的承载力、变形与耗能能力需求,承载力与刚度退化不明显;组合剪力墙边缘预埋钢构件与剪力墙其余部分的连接属薄弱部位,应予以加强;轴压比增大时,连接区域混凝土开裂、剥落现象更严重,峰值荷载、位移延性略有提高;连梁跨度增大时,连接区域参与耗能的程度加大,混凝土破坏会更严重。利用有限元分析软件对试件的荷载-位移骨架曲线进行了数值模拟,数值模拟结果与试验结果吻合良好。

关键词：钢-混凝土组合剪力墙钢连梁端板拟静力试验抗震性能

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山地城市掉层框架结构抗地震倒塌能力研究

建筑结构学报 2014年第10期35卷 82-89页

作者：伍云天林雪斌李英民韩军重庆大学土木工程学院重庆400045 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045

由于底层柱嵌固端在不同水平面而形成的掉层框架,其在大震甚至特大地震作用下的安全性备受关注。通过对一榀5层3跨掉层框架模型的拟静力试验进行破坏模式分析,校验了有限元模型模拟掉层框架结构受力反应的准确性。并对普通框架、掉层框... 详细信息

由于底层柱嵌固端在不同水平面而形成的掉层框架,其在大震甚至特大地震作用下的安全性备受关注。通过对一榀5层3跨掉层框架模型的拟静力试验进行破坏模式分析,校验了有限元模型模拟掉层框架结构受力反应的准确性。并对普通框架、掉层框架和带拉梁的掉层框架共6个算例进行抗地震倒塌易损性分析,定量评估了各算例的抗地震倒塌能力,分析其破坏模式与抗地震倒塌能力的关系。结果表明:掉层框架的破坏模式表现为上接地楼层柱率先发生破坏;掉层框架抗地震倒塌能力低于普通框架,且与所掉层数关系不大;上接地楼层柱的率先破坏是造成掉层框架抗地震倒塌能力低于普通框架的主要原因;增设拉梁对于提高掉层框架结构抗地震倒塌能力无明显效果,但对掉层框架结构的破坏模式有影响。

关键词：山地建筑框架结构动力增量分析易损性倒塌

基于多垂直杆元模型的内藏型钢桁架组合剪力墙抗震性能分析

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建筑结构学报 2015年第S1期36卷 185-191页

作者：伍云天杨伟兰天晴康道阳重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

选取剪力墙宏观模型中的多垂直杆元模型,利用Matlab软件编写程序,对比6个1/4缩尺的内置型钢桁架组合剪力墙试件的试验结果及模型分析的骨架曲线。研究结果表明:采用多垂直杆元模型的数值模拟与试验结果的骨架曲线吻合良好,承载力与刚度... 详细信息

选取剪力墙宏观模型中的多垂直杆元模型,利用Matlab软件编写程序,对比6个1/4缩尺的内置型钢桁架组合剪力墙试件的试验结果及模型分析的骨架曲线。研究结果表明:采用多垂直杆元模型的数值模拟与试验结果的骨架曲线吻合良好,承载力与刚度退化特征一致;采用钢筋混凝土剪力墙与内置型钢桁架组合的建模方法能够较好地模拟组合剪力墙的剪切本构关系。基于数值分析软件Matlab的多垂直杆元模型在组合剪力墙中的应用合理有效。

关键词：组合剪力墙多垂直杆元模型模拟分析滞回性能

内置冷弯薄壁型钢桁架高强混凝土剪力墙抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2014年第11期35卷 44-52页

作者：伍云天唐欢林雪斌李立仁重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 重庆大学土木工程学院重庆400045

为研究内置冷弯薄壁型钢桁架高强混凝土剪力墙的抗震性能,对8个比例为1/4的剪力墙进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,研究了不同剪跨比下内置桁架斜撑截面形式和斜撑截面积对剪力墙破坏机理、滞回性能、变形能力、耗能能力以及... 详细信息

为研究内置冷弯薄壁型钢桁架高强混凝土剪力墙的抗震性能,对8个比例为1/4的剪力墙进行了恒定轴压力下的水平低周往复加载试验,研究了不同剪跨比下内置桁架斜撑截面形式和斜撑截面积对剪力墙破坏机理、滞回性能、变形能力、耗能能力以及刚度退化特征等的影响。研究结果表明：剪力墙的破坏形态主要为弯曲破坏;滞回曲线有较明显的捏缩效应;位移延性系数介于7.42~14.6之间,破坏时的位移角介于1/73~1/44之间;中高剪力墙内置桁架采用等边角钢斜撑变形能力和耗能能力更好,而低矮剪力墙内置桁架采用格构式斜撑则对抗震更为有利;考虑最优暗柱配钢率和斜撑截面积,可取得良好的抗震性能。最后采用有限元分析软件ABAQUS对试件的骨架曲线进行了模拟,有限元分析结果与试验结果吻合较好。

关键词：冷弯薄壁型钢剪力墙斜撑拟静力试验抗震性能