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碟簧-U型阻尼器组合三维隔震装置力学性能分析

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建筑结构 2024年

作者：于天昊张超暴伟王胜勇钟根全欧芏佟广东工业大学土木与交通工程学院衡水震泰隔震器材有限公司广州大学土木工程学院

针对现有组合式三维隔震装置中碟簧存在低预压位移下耗能不足而在高往复位移下滞回曲线不对称的问题，提出一种碟簧-U型阻尼器组合三维隔震装置，基于ABAQUS软件建立其精细化有限元模型，进而开展该装置的力学性能分析。结果表明：U型... 详细信息

针对现有组合式三维隔震装置中碟簧存在低预压位移下耗能不足而在高往复位移下滞回曲线不对称的问题，提出一种碟簧-U型阻尼器组合三维隔震装置，基于ABAQUS软件建立其精细化有限元模型，进而开展该装置的力学性能分析。结果表明：U型阻尼器的高度、半圆弧宽度和厚度对新型三维隔震装置水平力学性能的影响较敏感，随着高度由95mm增加至285mm，该装置的初始刚度和峰值荷载分别降低了84.98%和86.27%；随着半圆弧宽度由15mm增加至45mm，该装置的初始刚度和峰值荷载分别提高至1.84倍和3.23倍；随着厚度由15mm增加至45mm，该装置的初始刚度和峰值荷载分别提高了3.79倍和8.78倍。U型阻尼器的平直段长度、厚度和碟簧外径对新型三维隔震装置竖向力学性能的影响较敏感，随着平直段长度由50mm增加至150mm，该装置的初始刚度降低了59.03%；随着厚度由15mm增加至45mm，该装置的初始刚度和峰值荷载分别增加了3.30倍和1.16倍；随着碟簧外径由100mm增加至300mm，该装置的初始刚度和峰值荷载分别降低了60.06%和77.03%。

关键词：三维隔震 U型阻尼器碟簧力学性能参数分析

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板锥柱面网壳结构的试验研究与有限元分析

建筑结构学报 2022年第9期43卷 242-250页

作者：王星郑少鹏钟根全广州大学土木工程学院广东广州510006 广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程,了解结构的受力性能和整体刚度,对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计,确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型... 详细信息

为研究板锥网壳结构的实际承载能力和破坏全过程,了解结构的受力性能和整体刚度,对板锥柱面网壳结构进行模型试验研究。对试验模型的细部构造进行设计,确定上弦节点、下弦节点、支座节点、锥体成形及连接构造。对两纵边支承的试验模型在正常荷载工况和破坏荷载工况下进行加载试验,并采用ANSYS软件对试验模型进行非线性有限元分析。结果表明:板锥柱面网壳的整体刚度大,在正常荷载模式下,结构的变形很小,最大竖向位移与跨度的比值为1/3 787,弦杆的受力主要是沿拱轴方向传递;在破坏荷载模式下,锥体的节点板连接处率先发生局部屈曲,之后焊点破坏,结构丧失承载能力。有限元与试验所得承载力最大误差为11%,破坏模式基本一致,所用有限元分析方法可靠。

关键词：板锥柱面网壳结构细部构造设计模型试验非线性有限元整体刚度

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GFRP板锥柱面网壳结构试验研究

空间结构 2023年第4期29卷 18-27页

作者：陈磊王星钟根全中国建筑第八工程局有限公司上海200000 广州大学土木工程学院广东广州510000 广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510000

采用复合材料玻璃钢(GFRP)板材作为板锥柱面网壳结构中的腹板材料.对玻璃钢板锥柱面网壳结构模型进行试验研究,主要研究其极限承载能力、传力方式以及破坏全过程,并与ANSYS有限元模拟结果进行对比,分析总结误差产生的原因,验证理论分析... 详细信息

采用复合材料玻璃钢(GFRP)板材作为板锥柱面网壳结构中的腹板材料.对玻璃钢板锥柱面网壳结构模型进行试验研究,主要研究其极限承载能力、传力方式以及破坏全过程,并与ANSYS有限元模拟结果进行对比,分析总结误差产生的原因,验证理论分析的正确性与结构的可靠度,总结玻璃钢板锥柱面网壳结构的破坏特点,为板锥网壳结构在设计方面提供建议,并为该结构将来在建筑领域的应用提供理论基础.

关键词：板锥柱面网壳 GFRP 有限元模拟模型试验

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钢管叠层黏弹性阻尼器性能研究

土木工程学报 2023年第10期56卷 1-10页

作者：周云李家乐钟根全张敏纪宏恩陈浩彬广州大学广东广州510006 广东工业大学广东广州510006 江苏容大减震科技股份有限公司江苏常州213000

设计钢管空心叠层黏弹性阻尼器、钢管实心叠层黏弹性阻尼器和钢管阻尼器三个试件,对其进行低周往复加载试验和有限元模拟分析,对比研究了三种阻尼器的工作机理、破坏特征和滞回性能。结果表明:钢管空心叠层黏弹性阻尼器和钢管实心叠层... 详细信息

设计钢管空心叠层黏弹性阻尼器、钢管实心叠层黏弹性阻尼器和钢管阻尼器三个试件,对其进行低周往复加载试验和有限元模拟分析,对比研究了三种阻尼器的工作机理、破坏特征和滞回性能。结果表明:钢管空心叠层黏弹性阻尼器和钢管实心叠层黏弹性阻尼器滞回曲线对称且饱满,具有稳定的耗能性能和工作性能,在1mm位移下就可屈服耗能,等效黏滞阻尼比在10%左右,16mm位移时等效黏滞阻尼比大于40%。叠层黏弹性体可与钢管协同工作,使钢管具有较好的防止屈曲的能力,空心叠层黏弹性体和实心叠层黏弹性体始终处于弹性状态。钢管空心叠层黏弹性阻尼器比钢管实心叠层黏弹性阻尼器耗能性能更好,耗能效率更高,材料用量更少。钢管中部削弱可以使阻尼器变形和耗能集中在削弱部位,避免阻尼器端部连接破坏。钢管空心叠层黏弹性阻尼器和钢管实心叠层黏弹性阻尼器力学模型可以简化为双线性模型。

关键词：阻尼器钢管叠层黏弹性体低周往复加载试验滞回性能

开孔参数对装配式开孔钢板屈曲约束支撑性能影响研究

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建筑结构学报 2018年第S2期39卷 328-335页

作者：龚晨周云钟根全田时雨广州大学土木工程学院广东广州510006

设计了414个装配式开孔钢板屈曲约束支撑(BRB)模型,采用ABAQUS软件对其进行模拟分析,验证开孔钢板装配式BRB力学性能及其理论计算公式的正确性,研究开孔段截面与未开孔区域横截面面积比、开孔段的长宽比、孔间区长度与开孔宽度比(简称... 详细信息

设计了414个装配式开孔钢板屈曲约束支撑(BRB)模型,采用ABAQUS软件对其进行模拟分析,验证开孔钢板装配式BRB力学性能及其理论计算公式的正确性,研究开孔段截面与未开孔区域横截面面积比、开孔段的长宽比、孔间区长度与开孔宽度比(简称间距比)和开孔数量对该支撑的力学性能、开孔段平面内稳定性和变形的影响规律。分析结果表明:提出的力学性能理论计算公式正确;面积比决定着核心单元未开孔区域是否会进入屈服,随面积比增加,初始刚度、屈服力和屈服位移也在不断增加;长宽比是影响开孔段平面内稳定性最关键参数,其值越小开孔段平面内稳定性越好,随长宽比的增加,初始刚度降低而屈服位移增大;间距比取值越大则开孔段发生的变形总量越大,间距比对力学性能影响不大;开孔段数量越多初始刚度越低而屈服位移越大,开孔段总长不变时,开孔数量越多则开孔段发生的变形总量越小。设计装配式开孔钢板BRB构件时,宜采用单排开孔形式,在开孔段总长和面积比确定时,宜按较大长宽比取值确定开孔数量。装配式开孔钢板BRB的开孔设计参数的建议取值范围:面积比为0.3～0.6;长宽比为0～10;间距比宜为1～1.5。

关键词：屈曲约束支撑装配式开孔钢板减震性能

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开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法研究

土木工程学报 2019年第12期52卷 57-65页

作者：周云龚晨钟根全田时雨广州大学

文章结合开孔钢板装配式屈曲约束支撑研究成果和相关规范,提出开孔钢板装配式屈曲约束支撑的设计方法,给出其设计流程,并通过4个开孔钢板装配式屈曲约束支撑的拟静力试验对设计方法与流程的合理性和有效性进行验证。试验结果表明提出的... 详细信息

文章结合开孔钢板装配式屈曲约束支撑研究成果和相关规范,提出开孔钢板装配式屈曲约束支撑的设计方法,给出其设计流程,并通过4个开孔钢板装配式屈曲约束支撑的拟静力试验对设计方法与流程的合理性和有效性进行验证。试验结果表明提出的开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法与流程合理有效,可供实际工程使用;根据设计方法与流程得到的开孔钢板装配式屈曲约束支撑力学性能实测值与设计值吻合较好、整体与局部稳定性好,滞回性能稳定、滞回曲线饱满、耗能能力强、承载力对称性和塑性变形能力良好、抗疲劳性能稳定。

关键词：屈曲约束支撑装配式开孔设计方法

耦合框架平面外变形钢板装配式屈曲约束支撑钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

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土木工程学报 2019年第7期52卷 81-89,99页

作者：钟根全周云龚晨陈清祥广州大学广东广州510006 广东工业大学广东广州510006 上海优耐建筑工程咨询有限公司上海200086

为了研究双向地震作用下屈曲约束支撑(Buckling-restrained brace,BRB)钢筋混凝土框架平面内抗震性能以及BRB与钢筋混凝土框架在平面外方向的相互作用,考虑框架平面外变形、节点板平面外刚度和屈曲约束支撑外伸段平面外刚度的影响,对4... 详细信息

为了研究双向地震作用下屈曲约束支撑(Buckling-restrained brace,BRB)钢筋混凝土框架平面内抗震性能以及BRB与钢筋混凝土框架在平面外方向的相互作用,考虑框架平面外变形、节点板平面外刚度和屈曲约束支撑外伸段平面外刚度的影响,对4个钢板装配式屈曲约束支撑钢筋混凝土框架及1个钢筋混凝土空框架进行了平面内拟静力试验研究。研究结果表明:(1)耦合框架平面外变形的BRB钢筋混凝土框架和无框架平面外变形的BRB钢筋混凝土框架平面内层间剪力与层间位移滞回曲线饱满稳定,具有良好的抗震性能;(2)框架平面外变形在一定程度上减小了钢板装配式BRB钢筋混凝土框架平面内初始水平刚度和承载力,增大了钢板装配式BRB和节点板平面外变形量;(3)节点板面外刚度的提高增加了框架节点平面外作用力;(4)钢板装配式BRB面外刚度的增加能减小自身平面外变形,减小其对钢筋混凝土框架平面外作用力。

关键词：屈曲约束支撑钢筋混凝土框架平面外变形拟静力试验抗震性能

开孔钢板装配式屈曲约束支撑钢框架抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2019年第3期40卷 152-160页

作者：周云钟根全龚晨陈清祥广州大学土木工程学院广东广州510006 广东工业大学土木与交通工程学院广东广州510006 上海优耐建筑工程咨询有限公司上海200086

为研究开孔钢板装配式屈曲约束支撑(buckling-restrained brace,BRB)钢框架的抗震性能及框架平面外变形对其抗震性能的影响,对两个相同设计的单层单跨单斜式开孔钢板装配式BRB钢框架分别就是否考虑框架平面外变形情况下进行了拟静力试验... 详细信息

为研究开孔钢板装配式屈曲约束支撑(buckling-restrained brace,BRB)钢框架的抗震性能及框架平面外变形对其抗震性能的影响,对两个相同设计的单层单跨单斜式开孔钢板装配式BRB钢框架分别就是否考虑框架平面外变形情况下进行了拟静力试验,并对相同设计的开孔钢板装配式BRB构件进行了拟静力试验。结果表明:不考虑框架平面外变形和考虑框架平面外变形10 mm的开孔钢板装配式BRB钢框架均表现出良好的滞回耗能性能,滞回曲线饱满且基本对称,满足GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》最大弹塑性层间位移角1/50的限值要求;框架平面外变形10 mm对开孔钢板装配式BRB钢框架平面内抗震性能影响很小,其弹性水平刚度、层间屈服剪力和层间最大剪力受框架平面外变形的影响略为降低,变化范围均在5%以内;框架平面外变形10 mm对BRB轴向变形的影响很小,框架中开孔钢板装配式BRB和开孔钢板装配式BRB构件均具有良好的滞回性能,约在1/720层间位移角时先于钢框架进入屈服状态,发挥耗能作用,其滞回曲线饱满,延性良好,累积塑性变形能力系数均大于600,完全满足ANSI/AISC 341-10中要求的大于200的要求。

关键词：钢框架屈曲约束支撑平面外变形拟静力试验抗震性能

开孔钢板装配式屈曲约束支撑减震性能试验研究

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建筑结构学报 2016年第8期37卷 101-107页

作者：周云龚晨陈清祥钟根全广州大学土木工程学院广东广州510006 上海学汇消能减震技术咨询有限公司上海200086

为研究核心单元开孔对屈曲约束支撑减震性能的影响,检测端部套箍对抑制支撑端部变形的有效性,设计了4个不同开孔形式的开孔钢板装配式屈曲约束支撑试件,进行低周反复加载试验和受力性能分析。研究结果表明:4个试件的滞回性能稳定、滞回... 详细信息

为研究核心单元开孔对屈曲约束支撑减震性能的影响,检测端部套箍对抑制支撑端部变形的有效性,设计了4个不同开孔形式的开孔钢板装配式屈曲约束支撑试件,进行低周反复加载试验和受力性能分析。研究结果表明:4个试件的滞回性能稳定、滞回曲线饱满、耗能能力强;拉、压不均匀系数最大为1.25,拉、压承载力对称性良好;累积塑性变形能力参数均能达到1 300以上,说明试件具有较好的累积塑性变形能力;试件的各项疲劳性能指标均满足JGJ 297—2013《建筑消能减震技术规程》的要求;端部套箍能够限制支撑端部变形;核心单元开孔后能使支撑较早进入塑性耗能阶段,降低核心单元与外约束单元之间的摩擦力,增加屈曲约束支撑的累积塑性变形能力。

关键词：屈曲约束支撑开孔装配式端部约束拟静力试验受力性能