中柱失效下多层框架的连续性倒塌分析与机理研究 被引量：17

1

作者 乔惠云 杨应华 钟炜辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2018年第22期136-143,共8页

进行抗连续倒塌分析时,常将多层框架结构简化为单层子结构,然后将单层结构的特性用于多层框架的研究,但目前的简化模型不能够完全反映结构整体受力特性,忽略了空腹机制的作用。基于两跨梁模型研究单层框架的抗倒塌机制,提出梁机制和悬... 进行抗连续倒塌分析时,常将多层框架结构简化为单层子结构,然后将单层结构的特性用于多层框架的研究,但目前的简化模型不能够完全反映结构整体受力特性,忽略了空腹机制的作用。基于两跨梁模型研究单层框架的抗倒塌机制,提出梁机制和悬链线机制的抗力计算方法,并通过算例验证了所提方法的正确性;为分析空腹机制对多层框架整体受力的影响,建立顶层梁柱模型,引入空腹机制对抗连续倒塌的贡献指标;分析俄亥俄综合大楼拆除四根柱后的抗倒塌机制。结果表明简化模型是合理的,多层框架结构顶层和底层表现出不同的倒塌机制,空腹机制与其它机制共同抵抗不平衡荷载,俄亥俄综合大楼具有较好的抗连续倒塌性能。 展开更多

关键词 连续倒塌 多层框架结构 梁机制 悬链线机制 空腹机制

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《混凝土结构设计原理》教学改革探索 被引量：5

2

作者 乔惠云 陈誉 《创新创业理论研究与实践》 2021年第6期35-37,共3页

在高等学校土木工程专业,《混凝土结构设计原理》是一门必修的专业核心课程,这门课程的实践性强,并且与现行的规范、规程等制度都有着紧密的联系。该文通过教学改革,使学生充分掌握混凝土结构设计的基本原理,培养学生的工程实践应用能力... 在高等学校土木工程专业,《混凝土结构设计原理》是一门必修的专业核心课程,这门课程的实践性强,并且与现行的规范、规程等制度都有着紧密的联系。该文通过教学改革,使学生充分掌握混凝土结构设计的基本原理,培养学生的工程实践应用能力,挖掘学生的科研创新能力,助力土木工程专业人才培养。 展开更多

关键词 教学改革 大学生 实践 《混凝土结构设计原理》

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多工况应力约束下的拓扑优化格栅 被引量：3

3

作者 乔惠云 周克民 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期46-51,共6页

提出一种多工况应力约束下格栅结构的拓扑优化方法。优化目标结构是由无限细无限密的梁(或肋)构成的类格栅连续体(或加肋板)。采用正交异性增强复合材料模型模拟该类格栅连续体(或加肋板)的本构关系。以梁在结点处的密度和方向作为设计... 提出一种多工况应力约束下格栅结构的拓扑优化方法。优化目标结构是由无限细无限密的梁(或肋)构成的类格栅连续体(或加肋板)。采用正交异性增强复合材料模型模拟该类格栅连续体(或加肋板)的本构关系。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量。根据有限元分析结果,采用满应力准则法优化各单工况下材料分布。按照多工况下材料的方向刚度与各单工况下材料的方向刚度最大值的差值最小为原则建立多工况下梁(或肋)的拓扑优化分布。经过少量迭代就可以建立优化的材料连续分布场。最后以3个算例演示拓扑优化的过程,并给出结点处梁的密度和方向分布。 展开更多

关键词 板 拓扑优化 多工况 应力约束 格栅

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考虑损伤断裂的新型梁柱节点抗连续倒塌研究

4

作者 魏建鹏 田黎敏 +1 位作者 郭杨 乔惠云 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期77-83,共7页

基于3个典型焊接钢框架梁柱节点的抗倒塌试验,验证抗倒塌分析准确性.提出半跨梁简化分析模型,研究损伤断裂模拟;给出双重断裂节点构造及其关键参数确定方法,并在模拟方法基础上,分析双重断裂节点的抗连续倒塌性能.结果表明:损伤断裂参... 基于3个典型焊接钢框架梁柱节点的抗倒塌试验,验证抗倒塌分析准确性.提出半跨梁简化分析模型,研究损伤断裂模拟;给出双重断裂节点构造及其关键参数确定方法,并在模拟方法基础上,分析双重断裂节点的抗连续倒塌性能.结果表明:损伤断裂参数仅影响峰值荷载点位置,考虑应力三轴度,峰值荷载及对应位移平均下降15.7%和22.2%.双重断裂节点构造简单、力学原理清晰,通过增设松弛钢索及配合锚固部件能够实现双重断裂过程.为防止节点两侧钢梁变形不对称,钢索在节点域应不连续.双重断裂节点可以形成较强的二次拉结作用,进而充分发挥钢梁拉结能力. 展开更多

关键词 钢框架 梁柱节点 连续倒塌 损伤断裂 钢索

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中柱突然失效后钢框架的简化分析方法 被引量：2

5

作者 乔惠云 杨应华 钟炜辉 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期11-16,共6页

结合双跨梁的显式简化模型与能量平衡的原理,提出钢框架连续倒塌的简化非线性分析方法.将多层钢框架结构简化为双跨梁,求双跨梁在集中荷载作用下的显式简化模型,并对梁端转动刚度和轴向刚度进行修正,根据内力变化将双跨梁的受力分为4个... 结合双跨梁的显式简化模型与能量平衡的原理,提出钢框架连续倒塌的简化非线性分析方法.将多层钢框架结构简化为双跨梁,求双跨梁在集中荷载作用下的显式简化模型,并对梁端转动刚度和轴向刚度进行修正,根据内力变化将双跨梁的受力分为4个阶段,推导了其在不同阶段的荷载-跨中挠度计算公式.以不同跨数不同层数的两个二维框架为例,采用简化方法预测柱失效后的最大位移,并与其他相同框架的非线性动力分析结果进行对比,表明采用本文方法可以取得准确结果,且分析过程简单. 展开更多

关键词 连续倒塌 钢框架 悬链线效应 简化方法 能量法

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GFRP加固混凝土梁受弯性能试验研究 被引量：1

6

作者 乔惠云 苏建全 《福建工程学院学报》 CAS 2011年第3期230-232,241,共4页

对15根玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁进行了试验研究。试验结果表明,玻璃纤维布加固的钢筋混凝土梁抗弯承载力显著提高,加固效果明显,但要有足够的粘贴长度以避免发生剥离破坏。

关键词 玻璃纤维布 加固 钢筋混凝土梁

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拓扑优化在结构转换层中的应用

7

作者 乔惠云 苏建全 《福建建材》 2012年第11期10-11,共2页

以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,对结构转换层中钢筋的分布进行拓扑优化分析。优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代建立优化的材料连续分布场。根据结点处梁的密度和方向自动生成弯矩分布图。借助弯矩分布图,... 以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,对结构转换层中钢筋的分布进行拓扑优化分析。优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代建立优化的材料连续分布场。根据结点处梁的密度和方向自动生成弯矩分布图。借助弯矩分布图,指导加强梁或加强筋的分布与走向。 展开更多

关键词 板 应力约束 格栅 结构转换层

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平台板的拓扑优化分析

8

作者 乔惠云 苏建全 闫凯 《延边大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第4期355-359,共5页

基于类格栅连续体模型,提出了一种平台板的拓扑优化方法。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,根据有限元分析结果,采用满应力准则法优化材料分布,经过少量迭代建立了优化的材料连续分布场。利用2个算例演示了拓扑优化的过程,并给出... 基于类格栅连续体模型,提出了一种平台板的拓扑优化方法。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,根据有限元分析结果,采用满应力准则法优化材料分布,经过少量迭代建立了优化的材料连续分布场。利用2个算例演示了拓扑优化的过程,并给出结点处梁的密度和方向分布。 展开更多

关键词 平台板 拓扑优化 多工况 应力约束 格栅

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筏型地基加强梁的拓扑优化分析

9

作者 乔惠云 周克民 《华中科技大学学报（城市科学版）》 CAS 2008年第3期180-183,共4页

对筏型基础的加强梁分布进行拓扑优化分析,提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体(或加肋板),该结构由无限细无限密的梁(或肋)构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过... 对筏型基础的加强梁分布进行拓扑优化分析,提出一种应力约束下的格栅结构的拓扑优化方法。采用正交异性增强复合材料模拟该类格栅连续体(或加肋板),该结构由无限细无限密的梁(或肋)构成。以梁在结点处的密度和方向作为设计变量,优化过程采用满应力准则法,利用有限元分析,经过少量迭代可以建立优化的材料连续分布场。借助程序自动生成的弯矩分布图,指导加强梁或加强筋的分布与走向,成为加肋板,显著地减小板的挠度,可以在原有基础上适当减小板的厚度,节省材料。 展开更多

关键词 拓扑优化 板 应力约束 格栅 加肋板 筏型基础

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俄亥俄州立大学综合大楼抗倒塌动力效应分析

10

作者 乔惠云 《中国建筑金属结构》 2021年第10期96-97,共2页

本文研究多层钢框架由于中柱破坏引起的动力效应以及剩余结构的传力方式,利用瞬时加载法对底层中柱失效的多层空间钢框架进行抗连续倒塌仿真分析。分析结果表明,中柱失效导致构件受力重新分配,直接影响区域梁中轴力为拉力,剩余失效柱本... 本文研究多层钢框架由于中柱破坏引起的动力效应以及剩余结构的传力方式,利用瞬时加载法对底层中柱失效的多层空间钢框架进行抗连续倒塌仿真分析。分析结果表明,中柱失效导致构件受力重新分配,直接影响区域梁中轴力为拉力,剩余失效柱本身受影响较小不再受力,通过拉结效应将荷载传递到相邻跨,提高梁柱节点的拉结力对结构的抗倒塌性能十分有利。 展开更多

关键词 瞬时加载法 动力分析 多层钢框架 抗倒塌

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某大楼在撞击荷载下的抗连续倒塌分析

11

作者 乔惠云 《智能建筑与工程机械》 2021年第9期113-115,共3页

本文运用有限元模型,采用直接去柱和撞击去柱两种方法,模拟俄亥俄州立大学综合大楼拆除底层中柱的过程,对俄亥俄州立大学综合大楼的抗连续倒塌机制进行了分析,从而证明多层框架结构简化模型的合理性。通过对直接去柱法和撞击去柱法的对... 本文运用有限元模型,采用直接去柱和撞击去柱两种方法,模拟俄亥俄州立大学综合大楼拆除底层中柱的过程,对俄亥俄州立大学综合大楼的抗连续倒塌机制进行了分析,从而证明多层框架结构简化模型的合理性。通过对直接去柱法和撞击去柱法的对比,结果表明:用直接去柱法拆除中柱后,经过一段时间振荡最后达到平衡;而用撞击去柱法拆除中柱后,撞击点及正上方节点受到较大破坏。由此得知,抗连续倒塌研究应该结合具体灾害进一步分析,避免直接去柱法低估灾害对结构的影响。 展开更多

关键词 有限元模型 直接去除法 撞击去柱法

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中心支撑钢框架在空腹效应作用下抗连续倒塌分析 被引量：6

12

作者 乔惠云 魏建鹏 田黎敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第24期115-121,157,共8页

关键构件失效后,多层框架各层表现出不同的抗倒塌机制,空腹效应是一种重要的抗连续倒塌机制。采用考虑损伤与应变率的动力非线性分析,模拟已有多层框架拆柱试验,并提出空腹效应理论模型;改进抗震设计常用的中心支撑钢框架,在框架结构顶... 关键构件失效后,多层框架各层表现出不同的抗倒塌机制,空腹效应是一种重要的抗连续倒塌机制。采用考虑损伤与应变率的动力非线性分析,模拟已有多层框架拆柱试验,并提出空腹效应理论模型;改进抗震设计常用的中心支撑钢框架,在框架结构顶层布置水平支撑;并将水平支撑体系应用到俄亥俄综合大楼。研究结果表明,空腹效应是竖向构件对各层内力重分配的结果,体现了框架结构的整体受力特点,空腹效应与其它抗倒塌机制共同抵抗不平衡荷载;顶层水平支撑可以显著减小失效点处位移,发挥空腹效应作用,提高结构的抗连续倒塌性能;俄亥俄综合大楼的两根中柱失效后,支撑体系将失效跨的大部分重力传递到相邻结构。 展开更多

关键词 连续性倒塌 多层框架结构 中心支撑钢框架 动力效应 空腹效应

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平面钢框架在撞击荷载作用下的抗连续倒塌分析 被引量：4

13

作者 乔惠云 郭壮壮 +3 位作者 陈誉 张明锋 丘华生 王征 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期176-184,共9页

各种自然灾害和人为因素都可能造成结构连续倒塌,抗连续倒塌研究经常抛开引起倒塌破坏的原因,直接拆除关键柱,研究剩余结构的抗倒塌性能。该研究以平面框架受撞击荷载为例分析具体灾害对框架结构抗倒塌性能的影响,提出一种撞击力简化模... 各种自然灾害和人为因素都可能造成结构连续倒塌,抗连续倒塌研究经常抛开引起倒塌破坏的原因,直接拆除关键柱,研究剩余结构的抗倒塌性能。该研究以平面框架受撞击荷载为例分析具体灾害对框架结构抗倒塌性能的影响,提出一种撞击力简化模型,分析结构体系对撞击力的激励反应,并将撞击拆柱法模拟结果与传统直接拆柱法结果对比,分析两种方法对结构破坏模式与动力性能的影响,然后研究不同质量、速度、能量的撞击块对框架结构撞击后的响应。研究结果表明:撞击拆柱法使节点应力分布复杂,引起相邻节点和构件损伤,使关键柱失效后剩余结构的受力方式和破坏模式发生变化,而传统直接拆柱法低估了剩余结构的动力响应;另外,框架结构的动力特性与撞击能量密切相关,特别受撞击速度影响最大。 展开更多

关键词 连续性倒塌 多层框架结构 直接拆柱法 撞击拆柱法 动力效应

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考虑二次防御设计的钢框架抗连续倒塌研究

14

作者 乔惠云 许皓晖 +2 位作者 陈誉 魏建鹏 张瀚武 《建筑结构学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期102-113,共12页

各种偶然荷载作用可能引起结构局部破坏,甚至导致结构连续倒塌。采用二次防御设计理念,改善钢框架结构的抗连续倒塌性能,提出在梁柱节点区域设置弯起钢筋形成新的替代路径,并对梁-柱子结构进行Pushdown加载试验和数值模拟研究,分析钢筋... 各种偶然荷载作用可能引起结构局部破坏,甚至导致结构连续倒塌。采用二次防御设计理念,改善钢框架结构的抗连续倒塌性能,提出在梁柱节点区域设置弯起钢筋形成新的替代路径,并对梁-柱子结构进行Pushdown加载试验和数值模拟研究,分析钢筋直径、弯起高度和钢筋长度对子结构的作用,对比各子结构的荷载-位移曲线、破坏模式、变形能力,以及悬链线效应发展程度。研究结果表明:钢筋使子结构变形发展均匀,左右两侧梁对称变形,容易形成二力拉杆的效果,提高承载力和延性的同时,不改变塑性铰外移等构造特性;钢筋在弹性阶段基本没有参与钢梁的弯曲效应,随着加载位移增大,钢筋由弯折状态逐渐被拉直参与子结构的受力和变形,较大提高了悬链线抗力提供的内能,使悬链线贡献系数提高了20%左右;子结构的承载力随钢筋弯起高度和钢筋长度的变化趋势为先增大后减小,破坏模式也随之改变,根据钢筋和钢梁破坏顺序将子结构分为钢筋首先发生断裂、随后钢梁开裂和钢梁首先开裂、随后钢筋断裂两种破坏模式;弯起高度接近30 mm使钢筋充分发挥拉结作用,钢筋直径为12 mm易与常用弯起高度匹配,并避免损伤导致结构承载力大幅减小。 展开更多

关键词 钢框架 连续性倒塌 悬链线效应 弯折钢筋 Pushdown加载试验 数值模拟 二次防御设计

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钢框架结构在坠落块体撞击作用下的动力效应分析 被引量：4

15

作者 乔惠云 罗才松 +1 位作者 马永超 陈誉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第5期8-15,共8页

局部构件失效导致钢框架结构的传力路径发生变化,除了影响正上方结构的受力性能,还可能使下层结构受到局部块体掉落冲击影响。下层结构能够抵抗撞击荷载,是框架结构抵抗连续倒塌的重要研究内容。下层框架梁碰撞的动力特性对研究其抗倒... 局部构件失效导致钢框架结构的传力路径发生变化,除了影响正上方结构的受力性能,还可能使下层结构受到局部块体掉落冲击影响。下层结构能够抵抗撞击荷载,是框架结构抵抗连续倒塌的重要研究内容。下层框架梁碰撞的动力特性对研究其抗倒塌能力至关重要,其中最大位移和撞击力变化是关键的动力特性。考虑完全塑性撞击和完全刚性撞击两种极端情况,依据动量守恒和能量守恒,并结合框架梁的变形能函数,确定梁在块体撞击后最大位移的上限值和下限值,采用已有落锤撞击试验验证最大位移理论分析的准确性。研究表明:当坠块速度较小时,碰撞接近于完全刚性撞击;当坠块速度较大时,碰撞接近于完全塑性撞击;当坠块撞击点接近于跨中时,理论模型与有限元模型接近;当坠块撞击点位于约束端时,完全刚性理论计算值比模拟值偏大。 展开更多

关键词 连续性倒塌 钢框架结构 动力效应 简化评估方法 撞击荷载

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