检索结果-内蒙古大学图书馆

钢结构（中英文） 2023年第8期38卷 1-13页

作者：马俊王燕青岛理工大学土木工程学院山东青岛266033

为探索装配式模块化钢框架结构的整体分析方法和适用性,利用ABAQUS有限元软件建立多尺度有限元模型进行静、动力分析,对比分析了梁单元、实体单元、多尺度节点计算模型的静力特性,并从模块结构的内力分析、模态分析两个方面对比梁单元... 详细信息

为探索装配式模块化钢框架结构的整体分析方法和适用性,利用ABAQUS有限元软件建立多尺度有限元模型进行静、动力分析,对比分析了梁单元、实体单元、多尺度节点计算模型的静力特性,并从模块结构的内力分析、模态分析两个方面对比梁单元、实体单元、多尺度框架计算模型的差异性。此外,将多尺度模型应用于模块化钢框架结构中进行动力弹塑性时程分析,对比分析了梁单元与多尺度框架6~12层模型的动力响应差异。分析结果表明:ABAQUS内置多点约束方法能够实现梁单元与实体单元之间连接;多尺度模型与实体单元的计算精度取得较好的一致性,二者相比,多尺度计算模型可增加约40%计算效率;动力模态分析表明,多尺度模型与实体单元振型的固有频率基本一致,验证了采用多尺度模型计算结果的可靠性;当模块结构层数超过10层,梁单元计算模型的计算精度大幅度降低,而多尺度计算模型计算精度呈稳定趋势。

关键词：模块化钢框架梁单元实体单元多尺度单元界面连接

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模块化钢框架结构考虑内嵌墙板刚度贡献的力学性能研究

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青岛理工大学学报 2025年第1期46卷 43-51页

作者：周欣王燕青岛理工大学土木工程学院青岛266525

为研究内嵌墙板对模块化钢框架的刚度贡献,采用Midas/gen有限元软件建立了带内嵌墙板模块化钢框架计算模型进行抗侧力学性能分析。推导了带内嵌墙板的钢框架模型抗侧刚度计算公式,并与有限元结果进行对比分析,研究结果表明:在水平力作... 详细信息

为研究内嵌墙板对模块化钢框架的刚度贡献,采用Midas/gen有限元软件建立了带内嵌墙板模块化钢框架计算模型进行抗侧力学性能分析。推导了带内嵌墙板的钢框架模型抗侧刚度计算公式,并与有限元结果进行对比分析,研究结果表明:在水平力作用下内嵌墙板与钢框架协同工作可分为加载初期的协同工作阶段以及钢框架变形后的内嵌墙板支撑阶段;带有内嵌墙板的钢框架的抗侧刚度和极限承载力主要由内嵌墙板承担;考虑内嵌墙板模块化钢框架抗侧刚度计算公式(10)与有限元模型计算结果相比,二者误差小于10%;考虑内嵌墙板刚度贡献的钢框架,其极限承载力和抗侧刚度都得到了显著提升。

关键词：模块化钢框架抗侧刚度内嵌墙板刚度贡献

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模块化钢框架结构抗连续倒塌分析

模块化钢框架结构抗连续倒塌分析

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作者：谢世龙西南交通大学

学位级别：硕士

在我国近年来提倡绿色工业化发展理念，发展装配式建筑的前提下，模块化钢结构建筑以其绿色可持续性优势、节能优势、抗震性能优势、施工效率和施工质量的优势以及节约材料与成本的优势得到了广泛研究和大力发展。模块化钢结构建筑在给... 详细信息

在我国近年来提倡绿色工业化发展理念，发展装配式建筑的前提下，模块化钢结构建筑以其绿色可持续性优势、节能优势、抗震性能优势、施工效率和施工质量的优势以及节约材料与成本的优势得到了广泛研究和大力发展。模块化钢结构建筑在给社会带来绿色、便利的同时，其结构安全性也需要得到相应的重视。模块化钢框架的节点连接、整体性能、抗震性能及其遭受偶然荷载作用产生局部破坏后是否会发生连续倒塌的研究是业界十分关注的问题。本文采用数值模拟对模块化钢框架进行了整体受力分析及抗连续倒塌分析。主要工作及结论如下：　　(1)通过大量阅读文献，综述了模块化钢框架的结构构造，模块化建筑概念、研究现状、模块单元的类型、模块单元之间的连接、模块化建筑的结构体系;综述了抗连续倒塌的相关研究现状、相关设计规范准则、相关分析方法及软件等。　　(2)运用Midasgen软件对模块化钢框架进行了结构整体受力分析，提取了自振周期和频率、结构内力及应力分布、结构变形位移等指标，研究表明模块化钢框架整体受力性能良好，但周期相对较大，且模块单元连接处易产生较大应力集中。　　(3)结合各国规范，运用SAP2000对模块化钢框架建筑进行了不同工况、不同方法下的抗连续倒塌计算，研究表明该模块化钢框架具有较好抗连续性倒塌的能力，且不同拆除工况下对应的结构抗连续性倒塌的能力不同，拆除短边中部簇柱抗连续性倒塌的能力大于拆除长边中部簇柱，而同内部簇柱相比，拆除角柱的抗连续性倒塌的能力较差。　　(4)以拆除长边中部簇柱为例，讨论了支撑、节点连接形式、楼板及构件失效时间长短等不同参数对结构抵抗连续性倒塌能力的影响。研究表明设置支撑可提高结构抵抗连续性倒塌的能力;节点连接形式和楼板的影响程度相对要小一些;构件失效时间则严重影响结构的动力响应，失效时间越小，结构拆除构件后振动越明显，动力响应越明显。

关键词：模块化钢框架抗连续倒塌分析拆除构件法

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钢框架-轻钢龙骨墙体模块化结构抗震性能研究

钢框架-轻钢龙骨墙体模块化结构抗震性能研究

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作者：陈麒先哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

模块化结构是一种在工厂完成构件预制和单个模块结构构件、装修、管道管线的组装,模块运到现场后进行模块间装配的一种装配式结构。模块化结构预制率可达70%～95%,相比于一般的装配式钢结构或钢筋混凝土结构,其预制化程度更高,现场工作... 详细信息

模块化结构是一种在工厂完成构件预制和单个模块结构构件、装修、管道管线的组装,模块运到现场后进行模块间装配的一种装配式结构。模块化结构预制率可达70%～95%,相比于一般的装配式钢结构或钢筋混凝土结构,其预制化程度更高,现场工作量更少,建造速度更快,工程质量稳定性更佳。现有的研究主要集中于框架本身的性能,而因纯框架结构刚度不足,要建造高层建筑需要过大的梁柱截面,导致其建造高度有限。本课题针对模块化钢框架-腹板开孔轻钢龙骨墙体结构进行了整体分析,对高烈度地震下多、高层模块化钢框架-腹板开孔轻钢龙骨墙体结构的抗震性能开展研究,建立了该类结构体系的有限元分析模型,分析了建筑高度、墙体数量与排列方式等参数对该类结构抗震性能的影响规律,与纯框架结构进行了对比,并给出了相关的墙体布置建议。论文主要进行的研究工作如下:（1）针对使用铸钢插件和螺栓两种形式进行上下柱连接的节点建立ABAQUS有限元模型,通过与已有梁柱节点试验对比分析,确定节点的简化形式,并与MIDAS GEN节点模型进行了对比分析。（2）提出了含剪力墙与填充墙两类墙体的模块化钢框架-轻钢龙骨墙体结构体系,根据已有轻钢龙骨墙体的研究,通过有限元模拟与一些已有的轻钢龙骨墙体试验进行对比验证,分析了剪力墙的简化方式。（3）利用ABAQUS建立框架-剪力墙和纯框架两种整体模型,研究了在沿弱轴方向的地震作用下,墙体对结构层间位移角、顶点位移、基底剪力与框架应力等的影响,获得了其对结构抗震性能的影响规律。同时提出了三种墙体布置方式,以结构层间位移角、顶点位移、基底剪力、框架应力与结构扭转作为分析指标,对比分析了对框架-剪力墙和纯框架两种结构的影响规律,提出了墙体布置建议。此外,建立了多、高层整体结构模型,分析了不同高度建筑的层间位移角、顶点位移、基底剪力与框架应力等。

关键词：模块化钢框架腹板开孔轻钢龙骨墙体节点与墙体简化抗震性能

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模块化结构模块间单向螺栓连接节点抗震性能研究

模块化结构模块间单向螺栓连接节点抗震性能研究

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作者：刘子良青岛理工大学

学位级别：硕士

近年来,我国的建筑工业化水平迅速提升,作为工业化建筑结构的代表,模块化建筑出现不少新的节点类型。模块化建筑结构具有特殊的“八柱十六梁”节点,节点部分不仅对结构的安装产生较高的技术要求,也对结构的力学性能,特别是抗震性能产生... 详细信息

近年来,我国的建筑工业化水平迅速提升,作为工业化建筑结构的代表,模块化建筑出现不少新的节点类型。模块化建筑结构具有特殊的“八柱十六梁”节点,节点部分不仅对结构的安装产生较高的技术要求,也对结构的力学性能,特别是抗震性能产生重要影响。本文介绍一种模块间单向螺栓连接节点,分析了这种节点在安装方面的优势,并采用试验、有限元分析、理论分析相结合的方法,在单榀框架中针对该节点进行抗震性能研究,研究成果可为同类节点的设计提供参考,为该节点的推广应用提供依据。(1)设计了3个模块间单向螺栓连接节点的足尺试件,通过低周往复加载试验,研究了节点试件的破坏模式、弯矩转角曲线、滞回性能、耗能能力、构件变形特点等指标。试验研究表明:试件的滞回曲线比较饱满,3个节点的最大等效粘滞阻尼系数分别为0.411、0.232、0.355,具有较强的耗能能力;3个试件的延性系数均大于3.00,极限层间位移角均大于7%,满足钢结构设计标准对多遇地震下钢框架层间位移角达到4%的限值要求;节点域内隔板对节点的抗震性能有较大影响,未设置内隔板的试件发生梁端焊缝撕裂的脆性破坏;梁端增加盖板后,节点的强度和刚度均有明显提高,且有较高的耗能潜力;新型单向螺栓连接节点具有较强的转动性能。(2)利用ABAQUS有限元分析软件建模,建立试验中三个节点试件的有限元模型,通过与试验数据的对比探索最优的建模方法。从有限元云图、滞回曲线、初始刚度等方面进行对比,有限元数值计算结果与试验结果的整体吻合较好,这验证了有限元数值分析方法的有效性,为后续利用有限元模型进行单向螺栓连接节点抗震性能的参数分析提供了依据;(3)根据连接板厚度、单向高强螺栓等级、单向高强螺栓数量等参数建立模块间单向螺栓连接节点的非线性有限元数值模型,并对节点的模型施加低周往复荷载,通过有限元数值分析方法,从有限元模型破坏模式、滞回曲线、骨架曲线、等效粘滞阻尼系数等抗震性能指标研究不同参数对节点抗震性能的影响。结果表明:改变连接板厚度、单向高强螺栓等级、单向高强螺栓数量对节点的抗震性能影响不大;增大水平连接板厚度既可以显著降低弹性阶段水平连接板变形的增加速度,也可显著降低塑性阶段的最大变形量;改变螺栓等级和数量对弹性阶段或塑性阶段水平连接板变形量均没有产生较大影响;(4)利用理论和试验数据相结合的方法对模块间单向螺栓连接节点水平连接板的受力进行了研究。结果表明:水平连接板可分为模块柱内的L部分和柱间的L部分两个区域,水平连接板的变形主要是L部分两端的变形,模块柱对水平连接板外露部分的约束介于两端固支和两端铰支之间,连接板两端的受力主要与模块柱壁厚度、连接板长度、连接板厚度、板L部分的连接板变形量有关。当设计特定节点时,节点模块柱壁厚度、连接板长度已经确定,因此计算连接板承载力时主要考虑连接板厚度和板L部分的变形量两个因素。

关键词：模块化钢框架单向螺栓连接节点节点构造滞回性能水平连接板刚度

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