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可抬起柱脚连柱支撑钢框架塑性极限承载力分析

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建筑钢结构进展 2020年第6期22卷 77-83页

作者：李锋赵宝成沈晓明苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011 苏州市吴中区建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

可抬起柱脚连柱支撑钢框架是一种新型可更换构件的结构体系,提出了一种可抬起柱脚的构造形式,分析了水平地震作用下该结构体系的变形特征。建立了连柱钢支撑框架极限状态下的典型屈服机制,基于虚功原理和小变形假定,推导出多高层连柱钢... 详细信息

可抬起柱脚连柱支撑钢框架是一种新型可更换构件的结构体系,提出了一种可抬起柱脚的构造形式,分析了水平地震作用下该结构体系的变形特征。建立了连柱钢支撑框架极限状态下的典型屈服机制,基于虚功原理和小变形假定,推导出多高层连柱钢支撑框架的水平极限承载力计算公式。采用有限元软件ABAQUS建立了3层算例模型,其中可抬起柱脚采用非线性弹簧单元Spring2模拟,对其进行推覆分析,并与极限承载力计算的结果进行比较。研究表明:水平荷载作用下,连柱的柱脚向上抬起,耗能连梁两端相对运动明显,塑性损伤充分发展;有限元计算结果验证了极限承载力计算公式的合理性,此公式可为工程设计提供参考依据。

关键词：可抬起柱脚连柱钢支撑可更换构件耗能连梁塑性极限承载力屈服机制推覆分析

装配式工字钢腹板开孔屈服耗能支撑滞回性能分析

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建筑钢结构进展 2020年第6期22卷 36-45页

作者：孙筱玮赵宝成沈晓明苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011 苏州市吴中区建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

中心支撑抗侧刚度大,但在设防地震作用下支撑杆容易失稳,为了避免支撑杆失稳,并解决耗能支撑震后不易修复的问题,提出了一种装配式工字钢腹板开孔屈服耗能支撑。采用ABAQUS有限元软件分析了设计参数对其滞回性能、刚度和承载力的影响,... 详细信息

中心支撑抗侧刚度大,但在设防地震作用下支撑杆容易失稳,为了避免支撑杆失稳,并解决耗能支撑震后不易修复的问题,提出了一种装配式工字钢腹板开孔屈服耗能支撑。采用ABAQUS有限元软件分析了设计参数对其滞回性能、刚度和承载力的影响,提出了刚度和屈服承力的计算公式,并给出了装配式工字钢腹板开孔耗能支撑的设计方法。分析结果表明:装配式工字钢腹板开孔屈服耗能支撑主要依靠开孔腹板屈服耗能,有效避免了支撑杆发生整体失稳,具有良好的滞回性能;有限元分析过程中,连接螺栓始终保持弹性,连接可靠;开孔腹板长度、厚度及开孔间距的增加将提高耗能支撑的承载能力和初始刚度;给出的装配式工字钢腹板开孔屈服耗能支撑设计方法可为工程应用提供参考。

关键词：装配式耗能支撑腹板开孔孔间短柱滞回性能

新型PEC柱(强轴)-钢梁(RBS)组合框架层间倒塌机理试验研究

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实验力学 2018年第1期33卷 101-110页

作者：沈晓明钮荣斌方有珍包张君苏州科技大学土木工程学院江苏苏州215011 苏州市吴中建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

结构抗倒塌性能是维系结构震后整体性和实现＂大震不倒＂设计标准的关键所在。为研究新型PEC柱（强轴）-钢梁（BRS）组合框架结构的层间子结构倒塌机理,按1∶2缩尺比例设计制作1榀组合框架层间子结构试件并进行拟静力抗震试验。基于试... 详细信息

结构抗倒塌性能是维系结构震后整体性和实现＂大震不倒＂设计标准的关键所在。为研究新型PEC柱（强轴）-钢梁（BRS）组合框架结构的层间子结构倒塌机理,按1∶2缩尺比例设计制作1榀组合框架层间子结构试件并进行拟静力抗震试验。基于试验现象记录和测试数据整理,分析了试件的破坏过程、滞回特性、水平抗侧刚度退化、耗能能力、水平侧移模式与塑性破坏机构等抗震性能。研究结果表明：对穿螺栓连接实现了节点区混凝土斜压带传力模式,且梁端截面削弱使梁端出现塑性铰远离节点区,较好满足了＂强节点弱构件＂的抗震要求;试件位移延性系数μu=4.36,最大等效黏滞阻尼比（ζeq）max=0.344,具有较好的抗震延性和耗能能力;试件水平抗侧刚度沿高度分布均匀,呈现理想倒三角形侧移模式;试件最终破坏模式为梁端削弱截面屈服形成塑性铰的理想塑性破坏机构,且其承载力下降到极限承载力85%时,对应层间相对侧移和节点转角均超过罕遇地震作用下层间侧移限值1/30,试件具有良好的抗倒塌能力。

关键词：部分外包混凝土组合柱(PEC柱) 削弱截面钢梁层间子结构拟静力试验倒塌机理

大尺度新型卷边PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型连接中节点抗震试验研究

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地震工程与工程振动 2016年第2期36卷 125-133页

作者：方有珍顾强万财知沈晓明孙国华苏州科技学院江苏省结构重点实验室(土木工程学院) 江苏苏州215011 苏州市吴中建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

本文考虑柱轴压力、PEC柱布置方式和钢板组合截面类型等设计参数,对4个大尺度新型PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型中节点试件进行拟静力试验。基于试验数据,分析了试件承载能力、连接力学性能、节点传力机理和破坏模态等抗震性能。研究结果发... 详细信息

本文考虑柱轴压力、PEC柱布置方式和钢板组合截面类型等设计参数,对4个大尺度新型PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型中节点试件进行拟静力试验。基于试验数据,分析了试件承载能力、连接力学性能、节点传力机理和破坏模态等抗震性能。研究结果发现:新型卷边PEC柱较大程度增强了核心区混凝土的约束作用,更好满足"强柱弱梁"的抗震设计要求;PEC柱轴压力增大了节点初始转动刚度,其二阶效应降低了节点抗弯承载力,但加快了梁截面进入屈服的损伤进程;预拉对穿螺栓使节点域实现了混凝土斜压带传力机理,相应降低了节点区的抗剪需求,且具有一定的自复位功效;由于T形件对节点的加强作用,使得除试件SLJ3外的其余试件破坏模态均为T形件端部外排螺栓附近钢梁截面充分屈服形成塑性铰的理想延性破坏机构,对应连接转角均大于大震层间相对侧移限值1/30,表明摩擦耗能型连接较好实现了"小震通过摩擦耗散地震能,中大震利用T形件端部外排螺栓附近梁截面屈服耗散地震能"的设计目标。

关键词：新型PEC柱 T形摩擦耗能型连接拟静力试验节点区传力机理破坏模态

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新型腹板开孔屈服耗能支撑滞回性能分析

工程抗震与加固改造 2019年第3期41卷 15-25页

作者：孙筱玮赵宝成沈晓明苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011 苏州市吴中区建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

中心支撑抗侧刚度大,但在设防地震作用下支撑杆容易失稳,为了避免支撑杆失稳,提出了一种新型腹板开孔屈服耗能支撑。采用ABAQUS有限元软件分析了各设计参数对其滞回性能、刚度、承载力的影响,并提出了初始刚度和屈服承载力的计算公式。... 详细信息

中心支撑抗侧刚度大,但在设防地震作用下支撑杆容易失稳,为了避免支撑杆失稳,提出了一种新型腹板开孔屈服耗能支撑。采用ABAQUS有限元软件分析了各设计参数对其滞回性能、刚度、承载力的影响,并提出了初始刚度和屈服承载力的计算公式。分析结果表明:腹板开孔屈服耗能支撑主要依靠开孔腹板屈服耗能,能有效避免支撑杆发生整体失稳,具有良好的滞回性能;开孔腹板的长度、厚度与开孔间距是影响耗能支撑承载能力和滞回性能的决定因素,双层开孔腹板的支撑耗能性能优于单层腹板;初始刚度和屈服承载力计算结果与有限元结果吻合较好,有一定的参考价值。

关键词：腹板开孔屈服耗能孔间短柱滞回性能

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偏心支撑钢框架耗能机构及抗震设计建议

偏心支撑钢框架耗能机构及抗震设计建议

关于火灾报警规范中一些强制性条文执行的探讨

2015城市地下空间综合开发技术交流会

作者：沈晓明苏州市吴中区建筑工程施工图审查中心

偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强,是适用于高烈度震区的一种有效的抗侧力结构体系。首先介绍了偏心支撑耗能梁段内力分布特点和偏心支撑耗能机构,根据偏心支撑结构在地震荷载作用下耗能梁段进入塑性的破坏特点,提出了耗... 详细信息

偏心支撑结构弹性阶段刚度大,塑性阶段耗能能力强,是适用于高烈度震区的一种有效的抗侧力结构体系。首先介绍了偏心支撑耗能梁段内力分布特点和偏心支撑耗能机构,根据偏心支撑结构在地震荷载作用下耗能梁段进入塑性的破坏特点,提出了耗能梁段采用曲壳单元和其余构件采用梁单元的非线性有限元模型来分析偏心支撑钢框架在循环荷载作用下耗能的性能和破坏机理。通过有限元模拟计算分析,得到了偏心支撑钢框架抗震对策。

关键词：偏心支撑耗能梁段壳单元梁单元

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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江苏建筑 2018年第B11期 129-131,143页

作者：余任吴中区建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

文章详尽分析了对报警规范中一些强制性条文的理解并给出实例,便于设计人员更好的执行落实规范要求。

关键词：消防控制室警报器隔声声压级联动反馈信号报警区域报警输入输出模块

卷边PEC柱-钢梁(BRS)端板连接组合框架中间层抗倒塌机理数值模拟

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防灾减灾工程学报 2016年第2期36卷 239-246页

作者：包张君方有珍沈晓明王玉玺王辰宇苏州科技学院江苏省结构重点实验室江苏苏州215011 苏州市吴中建筑工程施工图审查中心江苏苏州215128

为研究卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层抗倒塌机理,以采用端板预拉对穿螺栓连接的新型卷边钢板组合截面PEC柱(弱轴)-钢梁(BRS)组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行水平低周往复荷载下倒塌机理的数值... 详细信息

为研究卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层抗倒塌机理,以采用端板预拉对穿螺栓连接的新型卷边钢板组合截面PEC柱(弱轴)-钢梁(BRS)组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行水平低周往复荷载下倒塌机理的数值模拟。基于计算数据,对比分析试件承载力、抗侧刚度、连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点传力机理和破坏机构等抗震性能。结果显示:试件具有较大的承载能力和初始抗侧刚度;卷边PEC框架柱平均分担层间水平剪力,层间变形表现为剪切型变形模式;预拉对穿螺栓实现了部分自复位功效,而梁截面削弱满足了连接的转动能力和结构耗散地震能的需求;试件最终破坏模式为梁端削弱截面处出现塑性铰而使结构形成塑性机构,相应连接转角和试件中间层层间剪切角均超过中震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好抗震延性和抗倒塌性能。

关键词：卷边PEC柱组合框架中间层子结构抗震机理水平低周反复荷载数值模拟

新型PEC柱-钢梁T形件连接组合框架层间抗震性能数值模拟

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世界地震工程 2017年第1期33卷 100-109页

作者：王玉玺方有珍沈晓明钮荣斌杨彬苏州科技大学江苏省结构重点实验室苏州科技学院土木工程学院江苏苏州215011 苏州市吴中建筑工程施工图审查中心苏州215128

以采用预拉对穿螺栓T形焊接连接的新型卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行了拟静力循环荷载下抗震机理的数值模拟。基于模拟数据整理,分析了试件结构的承载力、抗侧刚度、节点连接... 详细信息

以采用预拉对穿螺栓T形焊接连接的新型卷边PEC柱-钢梁组合框架中间层子结构试验试件作为研究对象,利用有限元软件ABAQUS对其进行了拟静力循环荷载下抗震机理的数值模拟。基于模拟数据整理,分析了试件结构的承载力、抗侧刚度、节点连接性能、耗能能力、剪力分配、变形模式、节点域传力机理和破坏机构等抗震性能。研究结果显示:试件具有较高的承载能力、较大的初始抗侧刚度和良好的耗能能力;新型卷边PEC框架柱平均分担水平力,层间变形表现为剪切型变形模式;预拉对穿螺栓连接表现出部分自复位功效;T形件的设置既保证了节点的必要刚度,又使得试件破坏模式为梁端出现塑性铰位置外移至T形件外端部的塑性机构,更好地满足了"强柱弱梁"的抗震要求,且对应层间剪切角和节点连接转角均超过中震层间侧移限值1/50,表明该结构体系具有良好的抗倒塌能力。研究成果可为卷边PEC柱相关框架结构体系的进一步研究和工程应用推广提供参考。

关键词：新型卷边PEC柱组合框架中间层子结构抗震性能拟静力循环荷载数值模拟