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考虑损伤效应的钢管转换柱抗震性能试验研究与理论模型

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建筑结构学报 2021年第S01期42卷 239-248页

作者：戚亮杰薛建阳许丹西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究传统风格建筑钢结构转换柱连接的抗震性能及其恢复力特性,对不同上柱长细比(8.9和12.5)与轴压比(0.2和0.4)的4个钢管转换柱连接进行了低周往复加载试验,记录并分析了其受力过程和破坏形态。试验结果表明:随着轴压比和矩形钢管长... 详细信息

为研究传统风格建筑钢结构转换柱连接的抗震性能及其恢复力特性,对不同上柱长细比(8.9和12.5)与轴压比(0.2和0.4)的4个钢管转换柱连接进行了低周往复加载试验,记录并分析了其受力过程和破坏形态。试验结果表明:随着轴压比和矩形钢管长细比的增大,转换柱连接的P-Δ效应加剧,构件的承载力逐渐降低。通过理论计算提出骨架曲线特征点计算式,得到理想双折线骨架曲线恢复力模型。同时,考虑累积耗能与变形对构件性能退化的影响,引入一个适用于传统风格建筑转换柱连接的损伤模型,确定了柱连接构件在每次滞回循环后的累积损伤指数,基于试验拟合结果定量描述其卸载刚度等力学性能指标的退化规律。最终给出转换柱连接构件在各受力阶段具体的滞回规则,得到考虑损伤效应的传统风格建筑钢转换柱连接的恢复力模型。经比较,所建议的考虑损伤效应的恢复力模型与试验结果吻合程度较高,能够很好地描述传统风格建筑钢转换柱连接在低周反复荷载作用下的受力特征与滞回特性。

关键词：传统风格建筑转换柱连接低周往复加载试验恢复力模型损伤效应滞回特性

仿古建筑钢框架结构拟动力试验及静力推覆分析

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振动与冲击 2018年第11期37卷 80-88页

作者：薛建阳戚亮杰葛鸿鹏刘祖强西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018

为研究仿古建筑钢框架结构的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某仿古建筑钢框架结构为原型,按1∶2缩尺比例制作了试验模型,并对其进行了拟动力试验。输入地震动加速度峰值分别相当于8度多遇、8度设防和8度、9度罕遇地震的El Centro... 详细信息

为研究仿古建筑钢框架结构的抗震性能,以位于抗震设防烈度8度区的某仿古建筑钢框架结构为原型,按1∶2缩尺比例制作了试验模型,并对其进行了拟动力试验。输入地震动加速度峰值分别相当于8度多遇、8度设防和8度、9度罕遇地震的El Centro波、汶川波和兰州波,实测了框架的位移反应、加速度反应和应变分布;研究了结构在地震波作用下的受力特点、滞回性能、耗能性能、加速度和位移时程曲线以及承载力与刚度退化规律等,并对结构进行了静力弹塑性推覆分析。研究结果表明:滞回曲线未出现明显的捏拢现象,结构耗能随着输入地震波幅值的增大而显著增加;在9度罕遇地震波作用下,中柱异型节点处的拱构件底部及正厅边柱斗构件屈服,骨架曲线仍未进入下降段,整体结构的承载力较高;在地震波作用下,该研究类型的仿古建筑钢框架结构的层间位移角能满足我国现行抗震规范的要求,具有良好的抗震性能。

关键词：仿古建筑钢框架结构拟动力试验推覆分析抗震性能

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穿斗式木结构钩榫节点抗震性能研究

建筑结构学报 2024年第3期45卷 187-196页

作者：许丹薛建阳戚亮杰陈记豪徐云华北水利水电大学土木与交通学院河南郑州450045 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为研究传统民居穿斗式木结构钩榫节点的抗震性能,参照西南地区典型木结构建筑,按1∶1.33缩尺比制作了5个不同榫头尺寸的钩榫节点和1个半榫节点,对其进行低周往复加载试验,研究节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规... 详细信息

为研究传统民居穿斗式木结构钩榫节点的抗震性能,参照西南地区典型木结构建筑,按1∶1.33缩尺比制作了5个不同榫头尺寸的钩榫节点和1个半榫节点,对其进行低周往复加载试验,研究节点的破坏形态、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、刚度退化规律、耗能与变形能力。采用ABAQUS有限元软件对钩榫节点进行数值模拟,进一步分析了榫头与卯口部位的应力分布,以及榫尖高度和榫大头长度对钩榫节点受弯承载力的影响。结果表明:钩榫节点破坏形态主要表现为榫尖受剪破坏、榫头变截面处的木材撕裂和榫头折断,半榫节点破坏形态为榫头脱出卯口,柱和穿枋基本完好;钩榫节点弯矩-转角滞回曲线呈反“Z”形且正反向不对称;加载后期等效黏滞阻尼系数增大,节点耗能持续增大;钩榫节点变形能力较强,破坏转角可达0.08~0.12 rad,榫头横纹受压应力达到其抗压强度,柱卯口应力远小于其抗压强度;适度增大榫尖高度和减小榫大头长度均能有效提高钩榫节点的受弯承载力。

关键词：穿斗式木结构钩榫节点低周往复加载试验抗震性能受弯承载力

传统风格建筑钢框架结构拟动力试验及弹塑性时程分析

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土木工程学报 2018年第9期51卷 37-46页

作者：薛建阳李亚东戚亮杰王戈西安建筑科技大学陕西西安710055

为研究传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,按1:2缩尺比设计制作了试验模型,对其进行拟动力试验,得到钢框架结构在弹性和弹塑性阶段的应变分布、加速度反应、位移反应、滞回特性和耗能性能等,并采用有限元分析软件ABAQUS对试验框架进行... 详细信息

为研究传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,按1:2缩尺比设计制作了试验模型,对其进行拟动力试验,得到钢框架结构在弹性和弹塑性阶段的应变分布、加速度反应、位移反应、滞回特性和耗能性能等,并采用有限元分析软件ABAQUS对试验框架进行弹塑性动力时程分析,得到其应力分布及破坏模式。研究表明:当El Centro波、Taft波、兰州人工波和汶川波的加速度峰值为70gal、200gal和400gal时,钢框架结构基本处于弹性阶段,没有出现明显的塑性变形和破坏。当汶川波的加速度峰值达到620gal时,柱Z-1的斗与柱Z-2大跨一侧的拱相继屈服,结构进入弹塑性阶段,此时结构的最大层间位移角为1/203,且骨架曲线仍呈上升趋势,说明该钢框架结构具有较强的抗侧能力和较高的承载力。结构的屈服顺序为斗栱先屈服,然后梁端屈服,最后柱脚屈服,该传统风格建筑钢框架结构的抗震性能优越。

关键词：传统风格建筑钢框架结构拟动力试验抗震性能弹塑性时程分析

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传统风格建筑钢框架结构抗侧刚度试验研究

应用基础与工程科学学报 2019年第1期37卷 84-94页

作者：薛建阳戚亮杰隋䶮刘祖强西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

为研究传统风格建筑的抗侧力性能,进行了1榀单层两跨传统风格建筑钢框架结构的低周反复荷载试验.通过测试试件在侧向力作用下的位移角变形和承载力退化趋势,研究了传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,分析了结构的弹塑性特征、整体框架... 详细信息

为研究传统风格建筑的抗侧力性能,进行了1榀单层两跨传统风格建筑钢框架结构的低周反复荷载试验.通过测试试件在侧向力作用下的位移角变形和承载力退化趋势,研究了传统风格建筑钢框架结构的抗震性能,分析了结构的弹塑性特征、整体框架抗侧刚度退化、结构在同级位移循环加载条件下的刚度退化规律以及加载位移与残余变形的关系.结果表明:传统风格建筑钢框架结构表现出较强的承载力和良好的抗侧能力,在水平荷载作用下,钢框架结构形成多道抗震防线,结构刚度退化表现出由快到慢的规律;结构破坏时位移角达到1/20,未发生承载力陡降的不利情况;传统风格建筑钢框架结构在水平荷载作用下形成梁铰破坏机制,满足规范提出的"强柱弱梁,强节点弱构件"的抗震设防要求.

关键词：传统风格建筑钢框架结构抗侧刚度残余变形抗震性能

不同填充墙布置的型钢再生混凝土框架抗震性能试验分析

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2016年第6期48卷 790-795页

作者：薛建阳高亮戚亮杰西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 四川省建筑科学研究院四川成都610081

进行了4榀单层单跨型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙试件的拟静力加载试验,对不同填充墙布置及墙体宽高比试件的破坏形态、承载力、层间位移角、耗能能力以及刚度退化等力学特性进行了分析.结果表明:填充墙的存在提高了框... 详细信息

进行了4榀单层单跨型钢再生混凝土框架-再生混凝土空心砌块填充墙试件的拟静力加载试验,对不同填充墙布置及墙体宽高比试件的破坏形态、承载力、层间位移角、耗能能力以及刚度退化等力学特性进行了分析.结果表明:填充墙的存在提高了框架结构的承载力及抗侧刚度;墙体半高填砌的框架,其峰值荷载、初始抗侧刚度均介于空框架与全高填充墙框架之间,其极限层间位移角、延性及耗能能力与空框架试验结果较为接近;墙体全高填砌的框架,其极限层间位移角及位移延性与空框架相比有所减小,但等效黏滞阻尼系数较大;随着墙体宽高比的增大,结构承载力有所提高,位移延性呈下降趋势,耗能能力变化不明显;填充墙框架的刚度退化率均高于空框架,墙体全高填砌框架的刚度退化率大于墙体半高填砌框架,且墙体宽高比越大,刚度退化率越大.

关键词：型钢再生混凝土框架空心砌块填充墙墙体形式拟静力试验

附设黏滞阻尼器的仿古建筑混凝土枋-柱节点动力性能试验研究

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振动与冲击 2017年第17期36卷 211-219页

作者：薛建阳董金爽隋龑戚亮杰许丹西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

为研究附设黏滞阻尼器的仿古建筑混凝土枋-柱节点在地震作用下的抗震性能,设计制作了3个仿古建筑混凝土枋-柱节点,包括2个附设黏滞阻尼器的有控结构试件,1个未附设黏滞阻尼器的无控结构对比试件,对其进行动力试验。观察试件的受力过程... 详细信息

为研究附设黏滞阻尼器的仿古建筑混凝土枋-柱节点在地震作用下的抗震性能,设计制作了3个仿古建筑混凝土枋-柱节点,包括2个附设黏滞阻尼器的有控结构试件,1个未附设黏滞阻尼器的无控结构对比试件,对其进行动力试验。观察试件的受力过程及破坏特征,分析其受力机理及破坏模式,并研究了其荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化等力学特性。试验结果表明:附设黏滞阻尼器的仿古建筑混凝土枋-柱节点抵御外荷载的能力明显高于未附设黏滞阻尼器的无控结构,屈服荷载提高幅度平均值约为27.4%,极限荷载提高幅度平均值约为22.4%;附设阻尼器的有控结构位移延性及耗能能力均优于无控结构,且有控结构的骨架曲线在达到极限荷载之后的下降段更为平缓;极限荷载时,有控结构的等效黏滞阻尼系数提高幅度约为27.3%~30.8%,说明附设黏滞阻尼器的仿古建筑混凝土枋-柱节点具有更为优越的抗震性能。

关键词：仿古建筑混凝土动力试验抗震性能黏滞阻尼器

型钢再生混凝土框架—填充墙结构抗震性态水平和容许变形值研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2015年第1期47卷 15-20页

作者：薛建阳戚亮杰罗峥高亮西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

进行了2个1/2.5比例的型钢再生混凝土框架-填充墙结构的低周反复加载试验,主要研究轴压系数对型钢再生混凝土框架-填充墙结构破坏形态的影响和该结构在不同抗震性态水平的变形指标.结合现阶段国内外对钢筋混凝土结构划分性能水平的标准... 详细信息

进行了2个1/2.5比例的型钢再生混凝土框架-填充墙结构的低周反复加载试验,主要研究轴压系数对型钢再生混凝土框架-填充墙结构破坏形态的影响和该结构在不同抗震性态水平的变形指标.结合现阶段国内外对钢筋混凝土结构划分性能水平的标准,将其划分为正常使用、暂时使用、生命安全和接近倒塌四个阶段;通过试验结果分析了型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构的主要破坏形态、受力模式及特点,提出了上述四个性能水平划分的判别参数及标准;在总结国内外型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构试验研究资料的基础上,得出型钢再生混凝土柱和型钢再生混凝土框架-填充墙结构各性能水平极限状态对应的层间位移角容许变形值.

关键词：型钢再生混凝土框架-填充墙结构破坏形态性能水平容许变形值

仿古建筑圆钢管柱-工字钢截面双梁节点抗剪承载力研究

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地震工程与工程振动 2016年第4期36卷 192-199页

作者：薛建阳戚亮杰隋䶮吴占景西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安 710055

为了研究仿古建筑圆钢管柱-工字钢截面双梁节点的抗震性能以及轴压比和节点约束效应对节点核心区抗剪承载力的影响,对4个全焊双梁-柱节点进行了水平低周反复加载试验。将节点域分为上、中、下3个小核心区,通过观测试件在侧向力作用下的... 详细信息

为了研究仿古建筑圆钢管柱-工字钢截面双梁节点的抗震性能以及轴压比和节点约束效应对节点核心区抗剪承载力的影响,对4个全焊双梁-柱节点进行了水平低周反复加载试验。将节点域分为上、中、下3个小核心区,通过观测试件在侧向力作用下的破坏形态,研究双梁-柱节点的受力机理,得到节点域下核心区的剪力-剪切变形滞回曲线。从试验的滞回曲线可以看出,节点下核心区最先屈服且下核心区剪切角最大,上核心区次之,剪切变形发展均较为充分。试验结果表明,仿古建筑圆钢管柱-工字钢截面双梁节点破坏形式主要为沿节点下核心区对角线的剪切破坏。根据试验和理论分析结果,提出一种考虑轴压比和约束效应影响的双梁-柱节点的抗剪承载力计算公式。

关键词：仿古建筑双梁-柱节点低周反复加载下核心区抗剪承载力