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自复位装配式RC框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计方法

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 192-202页

作者：马立成史庆轩王秋维王朋王斌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

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑... 详细信息

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑性结构体系的差异,以及结构上部楼层塑性发展不充分等因素,参照可恢复功能防震结构的四水准抗震设防目标,提出了SC-PRCF结构抗震塑性设计方法。并设计了一榀7层SC-PRCF结构,同时按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了一榀7层现浇混凝土框架(RCF)结构作为对比。通过动力弹塑性分析,验证了抗震塑性设计方法的有效性和SC-PRCF结构性能的优越性。研究结果表明:按照抗震塑性设计方法可使SC-PRCF结构满足“小震及中震不坏、大震可修复、可更换、巨震不倒塌”的抗震设防目标,同时可获得“强柱弱梁”的破坏模式,实现了渐进屈服耗能,使全楼层均能参与能量耗散,且能延长失效路径,避免出现薄弱层。

关键词：装配式混凝土框架结构自复位可控塑性铰塑性设计抗震性能残余变形

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西安城市展示中心长悬挑、大跨度钢结构设计

建筑结构 2024年第11期54卷 84-92页

作者：王洪臣卢骥尹龙星郜京锋王磊周文兵中国建筑西北设计研究院有限公司西安710018

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗... 详细信息

西安城市展示中心由南馆、北馆和连桥组成,其中南馆悬挑长度62m,连桥跨度150m。结合建筑方案特点,南馆与连桥采用整层钢桁架结构体系,结构布置与建筑形态高度契合。介绍了南馆、连桥、穹顶、屋面等位置的结构布置情况,明确了超限项和抗震性能目标,对于多杆件复杂交汇钢节点进行有限元分析。针对南馆、连桥屋楼盖振动舒适度不足,设计布置了调谐质量阻尼器(TMD),实测减振效果显著。对连桥提升过程进行施工模拟,结果表明该过程增加了连桥挠度,需要考虑提前起拱。对超长连体结构温度和地震行波效应进行分析,根据结果对连桥楼板配筋和局部框架柱进行了加强。大震弹塑性分析与防连续倒塌分析结果表明,结构满足“大震不倒”的性能目标,结构冗余度较高,具有良好的防连续倒塌能力。

关键词：长悬挑、大跨度钢结构多杆件复杂交汇钢节点超长连体结构 TMD减振防连续倒塌

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新型装配式梁柱节点有限元参数分析

应用力学学报 2024年第2期41卷 453-465页

作者：李慎丁世豪李晓蕾刘云贺田建勃王振山西安理工大学土木建筑工程学院西安710048

提出了一种装配式梁柱节点新形式,带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接,通过L形角钢进行节点加强,形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能,以前期试验作为研究基础,对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软件进行参数... 详细信息

提出了一种装配式梁柱节点新形式,带悬臂梁段的框架柱与框架梁进行拼接,通过L形角钢进行节点加强,形成全螺栓装配式节点。为研究该节点的力学性能,以前期试验作为研究基础,对带悬臂梁段拼接的装配式新型梁柱节点采用ABAQUS软件进行参数分析。首先建立装配式梁柱节点的足尺试验模型,与试验结果进行对比验证;然后,对带悬臂梁段拼接节点进行参数化分析并且考虑加劲肋数量、横板厚度、耳板厚度、L形角钢长度和翼缘螺栓数量的因素,得到不同参数下节点的力学性能。

关键词：装配式梁柱节点参数分析悬臂梁段力学性能

钢管约束钢筋混凝土柱梁节点研究现状与分析进展

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建筑结构 2024年第3期54卷 7-14,38页

作者：王秋维梁林西安建筑科技大学土木工程学院西安710055

钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱... 详细信息

钢管约束钢筋混凝土(steel tube-constrained reinforced concrete,STRC)柱具有优越的力学性能,但当STRC柱应用于框架结构时,常存在难以满足“强节点、弱构件”抗震设计要求的问题。为改善STRC柱梁节点的抗震性能,总结归纳了目前STRC柱梁节点的构造形式及增强机理,从工作机理、增强效果、易施工性等方面对各种构造形式的节点进行对比,认为复合式节点是解决STRC柱框架节点薄弱问题的最优途径。并进一步分析了不同构造形式STRC柱节点的轴压性能、抗震性能和理论设计方法,结果表明环梁对节点轴压承载力提升显著,钢管约束式节点轴压和抗震性能均表现良好,且设计理论较为成熟。最后,在试验研究和理论分析基础上,剖析了该研究领域亟需解决的问题和研究发展方向。

关键词：钢管约束钢筋混凝土构造形式增强机理抗震性能研究进展

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基于ABAQUS大偏心梁柱节点损伤分析

水利与建筑工程学报 2024年第3期22卷 167-173页

作者：石海丽姬若鹏肖冠湘刘源张顺强李亚军中联西北工程设计研究院有限公司陕西西安710077 浙江省建筑设计研究院浙江杭州310001 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018 陕西三秦施工图审查有限公司陕西西安710000

为了研究大偏心梁柱节点损伤程度,结合某高层建筑框架剪力墙梁柱大偏心节点情况,研究梁柱偏心对节点核心区抗剪承载力的不利影响。通过节点精细化有限元模型,定量分析梁柱节点偏心所产生的附加扭矩、附加弯矩,以及由于梁柱偏心对节点核... 详细信息

为了研究大偏心梁柱节点损伤程度,结合某高层建筑框架剪力墙梁柱大偏心节点情况,研究梁柱偏心对节点核心区抗剪承载力的不利影响。通过节点精细化有限元模型,定量分析梁柱节点偏心所产生的附加扭矩、附加弯矩,以及由于梁柱偏心对节点核心区抗剪承载力的不利影响。分析结果表明,对于典型的强柱弱梁的节点体系(即柱子截面较大而梁截面较小的情况),在不采用梁端水平加腋的构造措施的条件下,偏心节点核心区的混凝土最大应力值仍小于节点核心区材料的抗压强度标准值。由于节点核心区周围楼板的存在可在一定程度上承担部分节点核心区由于偏心引起的附加扭矩作用,使柱节点核心区的抗剪会有较大的富余度。

关键词：梁柱大偏心节点节点核心区抗剪承载力强柱弱梁梁端水平加腋

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不同柱梁强度比的梁柱节点的抗震性能

建筑结构 1980年第1期 17-21页

地震作用下,框架的梁柱节点,受力很大。节点必须有足够的强度和刚度外,柱子的抗弯强度也是很重要的。为了摸索柱和梁不同强度比的梁柱节点,在模拟地震荷载下情况如何,做了8个试验进行检验。一、试件制作 8个全部现浇的框架中节点,参数... 详细信息

地震作用下,框架的梁柱节点,受力很大。节点必须有足够的强度和刚度外,柱子的抗弯强度也是很重要的。为了摸索柱和梁不同强度比的梁柱节点,在模拟地震荷载下情况如何,做了8个试验进行检验。一、试件制作 8个全部现浇的框架中节点,参数一般常用的框架尺寸做成1/2足尺比例的试件。

关键词：梁柱节点抗弯强度横向断裂强度力学强度抗震性能强度比地震荷载地震力滑移现象反复荷载极限位移水平裂缝裂缝(岩石) 柱子试件尺寸

型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架抗震性能拟静力试验研究

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应用基础与工程科学学报 2022年第3期30卷 603-617页

作者：马辉干秀英席嘉诚董静张鹏赵艳丽西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 西安理工大学水利水电研究设计院西安710048

为研究型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架的抗震性能,对一榀缩尺比为1∶2.5的两跨三层组合框架试件进行拟静力试验,观察试件的受力过程及破坏模式,分析试件荷载-位移滞回曲线和骨架曲线、承载能力、层间位移角、延性系数、耗能能力及刚度... 详细信息

为研究型钢再生混凝土柱-钢梁组合框架的抗震性能,对一榀缩尺比为1∶2.5的两跨三层组合框架试件进行拟静力试验,观察试件的受力过程及破坏模式,分析试件荷载-位移滞回曲线和骨架曲线、承载能力、层间位移角、延性系数、耗能能力及刚度退化等抗震性能指标,结果表明:组合框架破坏时,梁端率先发生明显塑性铰破坏,随后柱根部位再生混凝土压碎脱落,节点区域安全可靠,仅出现细微裂缝;组合框架的滞回曲线呈梭形状且饱满,骨架曲线下降段和刚度退化较为平缓;组合框架的位移延性系数平均值为3.205,等效黏滞阻尼系数为0.303,极限层间位移角为1/25,说明组合框架具有良好的抗震性能、耗能能力及抗倒塌能力,研究结论可为该组合框架的工程应用提供参考.

关键词：型钢再生混凝土柱钢梁组合框架反复荷载试验抗震性能

梁–H型柱弱轴刚性拼接的子结构抗倒塌性能试验研究

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工程科学与技术 2023年第6期55卷 120-131页

作者：宋晓燕钟炜辉孙伟陈昊王洪臣韩曙华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 中国建筑西北设计研究院有限公司陕西西安710018

梁柱连接节点是框架结构的重要组成部分,明确节点的受力性能是准确进行结构抗连续倒塌分析的前提。本文基于替代荷载路径法并考虑楼板的组合效应,以两跨三柱型组合梁–柱子结构为研究对象,设计制作了H型柱弱轴方向刚性拼接的栓焊连接子... 详细信息

梁柱连接节点是框架结构的重要组成部分,明确节点的受力性能是准确进行结构抗连续倒塌分析的前提。本文基于替代荷载路径法并考虑楼板的组合效应,以两跨三柱型组合梁–柱子结构为研究对象,设计制作了H型柱弱轴方向刚性拼接的栓焊连接子结构试件(RWUF)和全螺栓连接子结构试件(RWUT)。对两种子结构试件进行单调静力加载试验并分析其破坏模式、变形性能和抗力机理。结果表明:两种试件的加载过程均经历了弹性阶段、压拱阶段、混合机制阶段(梁机制与悬链线机制的混合阶段),且子结构试件首次断裂均发生在混合机制阶段,悬链线效应的发挥为断后荷载的提升起到有利作用;试件的断裂均发生在梁段拼接处,RWUF在正弯矩区受拉侧焊缝断裂后破坏持续向腹板扩展,直至丧失承载力,RWUT的破坏仅为正弯矩区受拉侧盖板的断裂;螺栓发生有限滑移后,螺栓孔壁持续受到挤压,并发生轴向变形有利于塑性铰的转动,也为轴力的传递提供了路径,结构受荷后期悬链线效应显著,整体抗力得到提升。基于能量平衡原理对子结构进行动力评估可知,节点的非线性转动能力直接影响结构的抗倒塌能力,弱轴采用全螺栓连接的结构具备更高的动力倒塌抗力。

关键词：组合梁–柱子结构弱轴方向刚性节点静力加载抗倒塌性能

移动边缘计算中基于云边端协同的任务卸载策略

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计算机研究与发展 2023年第2期60卷 371-385页

作者：张文柱余静华西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055

在移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)中,为了利用有限的计算资源提供高效的计算服务,提出一种基于Docker的云—边—端协同任务卸载框架,解决多接入MEC协同卸载、计算资源分配问题.为提高任务的执行速率和各节点资源利用率,对任... 详细信息

在移动边缘计算(mobile edge computing,MEC)中,为了利用有限的计算资源提供高效的计算服务,提出一种基于Docker的云—边—端协同任务卸载框架,解决多接入MEC协同卸载、计算资源分配问题.为提高任务的执行速率和各节点资源利用率,对任务进行预处理,如在Kahn算法中加入行满秩矩阵要求并结合任务并行计算设定输出任务执行序列;分别建立端、边、云任务计算模型,分配权重设计联合优化系统延迟与能耗的目标函数;为求解最优卸载决策,引入“全优率”参数和粒子蜂设计人工粒子蜂群(artificial particle swarm,APS)算法作为卸载决策算法.实验表明,多任务处理证明了APS的有效性.多接入条件下,相比于本地计算、边缘计算、云计算、端—边联合和随机处理5种模式,所提方案的低延时和低能耗表现证明了其提供高效服务的优越性.

关键词：移动边缘计算云边端协同任务依赖全优率人工粒子蜂群算法延迟和能耗