青岛理工大学;零臻(青岛)振动控制技术有限公司许卫晓获国家专利权
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龙图腾网获悉青岛理工大学;零臻(青岛)振动控制技术有限公司申请的专利一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120805269B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511237850.8,技术领域涉及:G06F30/13;该发明授权一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法是由许卫晓;杨锐;杨伟松;邱玲玲;张纪刚;于德湖;侯东帅;杨淑娟;马哲昊设计研发完成,并于2025-09-01向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法在说明书摘要公布了:本发明属于模块化建筑技术领域,具体涉及一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法。包括:步骤1.获得试验试件的参数,使用分层壳单元进行建模,获取关键计算数据,构建双节点单元的本构关系;步骤2.建立高层模块化剪力墙结构的弹塑性有限元模型;步骤3.对模型进行弹塑性分析,记录结构响应,并且计算损伤参数;步骤4.根据损伤参数限值判断是否对构件设计参数进行调整。本发明通过分层壳模拟数据构建弯曲剪切行为的双节点单元本构,建立多级地震下的损伤评估模型,并基于损伤超限程度优化配筋率与后浇段宽度,形成“本构建模→结构分析→损伤评估→参数优化”闭环,为高层模块化建筑提供抗灾性能可调控的设计平台。
本发明授权一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法在权利要求书中公布了:1.一种模块化建筑横向连接节点的简化建模和优化设计方法,其特征为,包括如下步骤: 步骤1.获得试验构件的参数,使用有限元软件OpenSees的分层壳单元进行建模,获取关键计算数据,构建双节点单元的本构关系;具体步骤为: 步骤1.1:构件信息获取:包括1抗弯构件信息:后浇段宽度、配筋率、板总长、板厚度、后浇段连接高度;2抗剪构件信息:构件的配筋率、构件厚度、构件宽度; 步骤1.2:壳单元获取后浇段变形数据:使用OpenSees软件进行建模,使用分层壳单元对标准抗弯和抗剪构件进行建模,模拟楼板连接节点抗弯试验得到抗弯构件荷载-挠度曲线以及后浇段上部的压缩变形和下部的拉伸变形,模拟楼板连接节点抗剪试验抗剪构件荷载滑移曲线,提取两个曲线的特征点,即屈服点,强化点和失效点; 步骤1.3:构件受弯力学平衡分析:简化原先的壳单元受弯模型,将壳单元受弯楼板模型从中间分为两个刚体矩形,并且对一部分进行简化受力分析;左部分刚体矩形左下角受支座反力,在距离刚体左上角23刚体长度处受试验加载力,在矩形刚体右上角受到水平的压力F1,在矩形刚体右下角受到水平的拉力F2,建立构件受弯试验状态下简化力学平衡方程,分析后浇段受压区和受拉区受力情况: ; ; ; ; ; ; 以上公式中,y挠度是壳单元受弯模型中部的受力方向挠度,L是矩形刚体的长度,L2是矩形刚体的宽度,L1=23L; 将模拟得到的荷载-挠度曲线的屈服点、强化点、失效点参数代入受弯试验状态下简化力学平衡方程中计算F1和F2的公式: 和; 计算对应的双节点单元的压缩力F1与拉伸力F2,结合后浇段变形数据,拟合双节点轴向的三线性滞回本构关系,用于模拟地震作用下的受弯行为; 步骤1.4:构件受剪力学平衡分析:将壳单元受剪构件的力学模型简化,简化为3个刚体矩形,中间刚体矩形分别与左边和右边的刚体矩形相连,中间刚体矩形受到4个剪切力,来源于中间刚体底部与两侧刚体矩形的剪切力和两侧刚体矩形顶部与中间刚体矩形的剪切力;建立构件受剪试验状态下简化力学公式,P2是受剪试验的加载荷载,FV是要计算的荷载-滑移曲线特征点处的剪切本构关系的荷载;将模拟得到的荷载-滑移曲线的屈服点、强化点、失效点参数代入构件受剪试验状态下简化力学公式,计算出特征点剪切力FV;本构关系特征点的滑移与模拟得到的荷载-滑移曲线特征的滑移量相等,荷载的大小与FV相同,得到双节点剪切方向的本构曲线; 步骤1.5:本构构建:模块化建筑横向连接节点使用双节点单元进行模拟,使用滞回材料定义双节点单元局部x轴和局部y轴的力学性能,也就是楼板连接节点的弯曲和剪切能力; 步骤2.建立高层模块化剪力墙结构的弹塑性有限元模型; 步骤3.对模型进行弹塑性分析,记录结构响应,并且计算损伤参数; 步骤4.根据损伤参数限值判断是否对构件设计参数进行调整。
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