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方钢管混凝土框架内置两侧开洞薄钢板剪力墙的抗震性能研究

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工程力学 2017年第3期34卷 162-172页

作者：王先铁刘立达杨航东林麟珲西安建筑科技大学土木工程学院西安710055 重庆大学土木工程学院重庆400030 成都基准方中建筑设计有限公司成都610017

分别对单跨2层1/3比例的方钢管混凝土框架内置两侧开洞薄钢板剪力墙和未开洞薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,对比分析了方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙的受力机理和破坏机制。采用有限元软件ABAQUS对试验试件进行了非线性数值分... 详细信息

分别对单跨2层1/3比例的方钢管混凝土框架内置两侧开洞薄钢板剪力墙和未开洞薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,对比分析了方钢管混凝土框架内置薄钢板剪力墙的受力机理和破坏机制。采用有限元软件ABAQUS对试验试件进行了非线性数值分析,并将数值分析结果与试验结果进行对比,研究其抗震性能。结果表明:方钢管混凝土框架内置两侧开洞和未开洞薄钢板剪力墙均具有较高的承载力、良好的耗能能力和刚度,破坏机制符合"弱板强框架"的抗震理念,基本达到双重抗震设防目标。利用有限元足尺模型研究了钢板剪力墙开洞率、轴压比对结构抗震性能的影响,结果表明:开洞率的增大使结构承载力和耗能能力减小,但对刚度退化影响较小;轴压比对结构承载力、滞回耗能和刚度退化等影响很小。

关键词：方钢管混凝土框架薄钢板剪力墙两侧开洞抗震性能开洞率轴压比

不同管径钢管带颈法兰连接受拉性能试验及有限元分析

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建筑结构学报 2018年第S2期39卷 95-102页

作者：吴静李清华王先铁邢海军林麟珲中国电力科学研究院有限公司北京100055 西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

针对4组共12个足尺Q345不等管径带颈法兰连接节点进行了轴心受拉和偏心受拉试验,研究不等管径对接的带颈法兰在不同强度级差匹配时的受拉性能。结果表明,各组试件的变形形态和破坏机制基本一致,法兰试件的变形主要集中在小管径一侧;试... 详细信息

针对4组共12个足尺Q345不等管径带颈法兰连接节点进行了轴心受拉和偏心受拉试验,研究不等管径对接的带颈法兰在不同强度级差匹配时的受拉性能。结果表明,各组试件的变形形态和破坏机制基本一致,法兰试件的变形主要集中在小管径一侧;试验中未发生法兰和对接焊缝的破坏;试件的承载力达到1.5倍设计承载力,具有足够安全裕度;偏心受力会一定程度地降低试件的承载能力,但其影响仅在6%左右;不同强度级别相匹配的法兰试件承载性能均表现良好;近焊缝处法兰颈口受焊接残余应力的影响较大,建议法兰与钢管对接须满足一级焊缝要求。针对法兰试件的承载力进行了非线性有限元分析,结果表明有限元分析与试验规律吻合较好。

关键词：钢管塔带颈法兰试验研究有限元分析受拉性能

方钢管混凝土框架-两侧开洞薄钢板剪力墙的力学性能研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2015年第5期47卷 635-641页

作者：王先铁储召文杨航东林麟珲西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 重庆大学土木工程学院重庆400030 成都基准方中建筑设计有限公司四川成都610017

分别对单跨两层1/3比例的方钢管混凝土框架-两边连接薄钢板剪力墙和四边连接薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,对比分析了其抗震性能和破坏形态,研究了钢板剪力墙边界约束对结构抗震性能的影响.提出了两侧开半椭圆形洞口的钢板剪力... 详细信息

分别对单跨两层1/3比例的方钢管混凝土框架-两边连接薄钢板剪力墙和四边连接薄钢板剪力墙进行了低周反复荷载试验,对比分析了其抗震性能和破坏形态,研究了钢板剪力墙边界约束对结构抗震性能的影响.提出了两侧开半椭圆形洞口的钢板剪力墙形式.采用有限元软件ABAQUS对方钢管混凝土框架-两边连接薄钢板剪力墙、四边连接薄钢板剪力墙及两侧开洞薄钢板剪力墙进行了非线性数值分析,比较了薄钢板剪力墙拉力场对框架柱的附加弯矩,明确了洞口尺寸对结构性能的影响.结果表明,方钢管混凝土框架-两边连接及四边连接薄钢板剪力墙均具有良好的延性和耗能性能;与四边连接薄钢板剪力墙相比,钢板剪力墙两侧开半椭圆形洞口可显著降低对框架柱的附加弯矩,其抗震性能明显优于两边连接薄钢板剪力墙;提出了合理的洞口尺寸比例.

关键词：方钢管混凝土框架薄钢板剪力墙两边连接两侧开洞抗震性能

非均匀竖向压应力作用下钢板剪力墙的剪切屈曲

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土木工程学报 2016年第S2期49卷 26-31页

作者：王先铁林麟珲宋文俊郑江续慧敏西安建筑科技大学陕西西安710055

采用有限元软件ABAQUS 6.10对非均匀压应力、剪应力共同作用时非加劲和竖向加劲钢板剪力墙进行屈曲分析,研究了非均匀竖向压应力对非加劲钢板剪力墙临界屈曲剪应力的影响,得到了竖向加劲钢板剪力墙临界屈曲剪应力随加劲肋加劲系数的变... 详细信息

采用有限元软件ABAQUS 6.10对非均匀压应力、剪应力共同作用时非加劲和竖向加劲钢板剪力墙进行屈曲分析,研究了非均匀竖向压应力对非加劲钢板剪力墙临界屈曲剪应力的影响,得到了竖向加劲钢板剪力墙临界屈曲剪应力随加劲肋加劲系数的变化曲线及阈值刚度。结果表明,非加劲钢板剪力墙临界屈曲剪应力随着钢板剪力墙宽高比、高厚比和非均匀压应力剪应力比的增大而减小,随着竖向压应力非均匀系数的增大而增加;加劲肋阈值刚度随着竖向压应力非均匀系数、小区格宽高比、加劲肋数目和加劲肋抗扭抗弯刚度比的增大而减小。

关键词：钢板剪力墙竖向加劲非均匀压应力屈曲分析阈值刚度

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2020年第10期41卷 67-77页

作者：王先铁谢川东林麟珲罗遥何罗贾子涵西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚是一种便于钢绞线张拉和耗能部件更换的自复位柱脚节点。根据钢绞线与防屈曲钢板(BRS板)布置方式的不同,将自复位柱脚分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,以适应平面和空间复位模式。通过3个3/4比例的Ⅰ型自复位柱脚... 详细信息

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚是一种便于钢绞线张拉和耗能部件更换的自复位柱脚节点。根据钢绞线与防屈曲钢板(BRS板)布置方式的不同,将自复位柱脚分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,以适应平面和空间复位模式。通过3个3/4比例的Ⅰ型自复位柱脚的低周往复荷载试验,研究初始预应力、轴压比对柱脚承载能力、自复位性能和抗震性能等的影响。结果表明:在竖向荷载和水平往复荷载的共同作用下,外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚的滞回曲线为典型的"双旗帜"形,该柱脚具有良好的自复位能力和耗能能力;加载至4%侧移角时,柱和钢绞线仍保持弹性,仅BRS板进入塑性状态,因此通过更换BRS板可以实现震后的快速修复;增大轴压比和钢绞线初始预应力,可有效提高柱脚的承载力,增大自复位能力,变形能力和耗能能力减小。所提出的自复位柱脚弯矩计算式,计算结果与试验结果吻合较好。

关键词：方钢管混凝土柱脚自复位外张拉低周往复荷载试验抗震性能

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚的受力性能和设计方法研究

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西安建筑科技大学学报（自然科学版） 2017年第6期49卷 812-819,840页

作者：王先铁林麟珲陈蜂梅张力罗遥郑江西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 中山市春兴建筑科技有限公司广东中山528434

基于空间铰接机制,提出了一种外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚节点,对其进行了受力性能分析,提出了设计方法,并建立有限元模型进行验证.结果表明:外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚节点能够实现铰接机制,满足结构的空间变形要求,并具有较... 详细信息

基于空间铰接机制,提出了一种外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚节点,对其进行了受力性能分析,提出了设计方法,并建立有限元模型进行验证.结果表明:外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚节点能够实现铰接机制,满足结构的空间变形要求,并具有较好的自复位能力.其脱开弯矩与方钢管混凝土柱截面尺寸、柱子轴力及初始预应力大小有关.柱子转动过程中,自复位柱脚的抗弯能力由初始预应力、预应力筋拉力增量、柱子轴力及防屈曲钢板受拉产生的力提供.自复位柱脚的耗能集中于可更换的耗能构件,可实现震后的快速修复.

关键词：自复位方钢管混凝土柱脚外张拉受力性能设计方法

自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件受力分析

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建筑科学与工程学报 2017年第2期34卷 1-9页

作者：王先铁周绪红刘立达林麟珲西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 重庆大学土木工程学院重庆400045

基于薄钢板剪力墙在目标位移下充分屈服并形成拉力带,对绕梁腹板销轴转动的自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件(中梁和顶梁)进行受力分析。分别对水平边缘构件在钢绞线预应力和薄钢板剪力墙拉力带作用下的受力进行... 详细信息

基于薄钢板剪力墙在目标位移下充分屈服并形成拉力带,对绕梁腹板销轴转动的自复位方钢管混凝土框架-薄钢板剪力墙结构的水平边缘构件(中梁和顶梁)进行受力分析。分别对水平边缘构件在钢绞线预应力和薄钢板剪力墙拉力带作用下的受力进行分析,推导了钢绞线在目标位移下的拉伸预应力计算公式;基于薄钢板剪力墙极限破坏形态,研究了薄钢板剪力墙拉力带产生的水平边缘构件端部的轴力和剪力;提出了水平边缘构件的弯矩、剪力及轴力计算公式,明确了水平边缘构件的内力分布。结果表明:水平边缘构件内力公式计算值与有限元分析值吻合较好,可为水平边缘构件的设计提供参考。

关键词：自复位方钢管混凝土框架薄钢板剪力墙水平边缘构件受力分析内力

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚抗震性能有限元分析

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外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚抗震性能有限元分析

竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压剪作用下的屈曲性能

第十九届全国现代结构工程学术研讨会

作者：谢川东王先铁林麟珲西安建筑科技大学土木工程学院

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚是一种便于预应力筋张拉和耗能部件更换的新型自复位柱脚节点。根据预应力筋与防屈曲钢板布置方式的不同,新型柱脚分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。基于有限元验证方法,建立了足尺有限元模型,研究预应力筋及防屈... 详细信息

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚是一种便于预应力筋张拉和耗能部件更换的新型自复位柱脚节点。根据预应力筋与防屈曲钢板布置方式的不同,新型柱脚分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。基于有限元验证方法,建立了足尺有限元模型,研究预应力筋及防屈曲耗能板的布置形式、预应力筋初始预应力和防屈曲耗能板面积对该类柱脚的性能影响。结果表明:在竖向荷载和水平往复荷载的共同作用下,外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚的滞回曲线为典型的"双旗帜型",该柱脚具有良好的自复位能力和耗能能力;Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型柱脚经合理设计均可满足承载能力、自复位能力、耗能能力需求;增大初始预应力可提高柱脚的承载能力,对柱脚的耗能能力影响不大,但增大了预应力筋的最大应力,为避免预应力筋屈服,建议采取多预应力筋、低初始预应力方案。

关键词：自复位方钢管混凝土柱脚外张拉抗震性能试验研究

来源： cnki会议评论

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建筑科学与工程学报 2017年第6期34卷 51-58页

作者：王先铁林麟珲宋文俊罗遥张力刘海锋西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 中国电力科学研究院北京100055

对竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压应力和剪应力共同作用下的屈曲性能进行了有限元分析,得到了竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙的临界屈曲剪应力随加劲肋加劲系数的变化曲线及阈值刚度,提出了剪应力和竖向压应力共同作用下加劲肋阈值... 详细信息

对竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙在非均匀压应力和剪应力共同作用下的屈曲性能进行了有限元分析,得到了竖向闭口槽钢加劲钢板剪力墙的临界屈曲剪应力随加劲肋加劲系数的变化曲线及阈值刚度,提出了剪应力和竖向压应力共同作用下加劲肋阈值刚度的计算公式。结果表明:加劲肋阈值刚度随着小区格宽高比、竖向压应力非均匀系数、加劲肋数目和加劲肋抗扭刚度与抗弯刚度比增大而减小;提高加劲肋抗扭刚度与抗弯刚度比能显著降低加劲肋阈值刚度;加劲肋阈值刚度公式计算结果与有限元分析结果吻合较好。

关键词：钢板剪力墙竖向加劲非均匀压剪屈曲性能阈值刚度