全螺栓装配式钢框架外挂轻质墙板有限元分析

作     者：樊敏 郭宏超 李慎 王振山 王华强 FAN Min;GUO Hong-chao;LI Shen;WANG Zhen-shan;WANG Hua-qiang

作者机构：西安理工大学土木建筑工程学院西安710048 

出 版 物：《计算力学学报》 (Chinese Journal of Computational Mechanics)

年 卷 期：2024年第41卷第3期

页      面：474-482页

核心收录：

学科分类：07[理学] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 070102[理学-计算数学] 0814[工学-土木工程] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(51978571) 陕西省杰出青年基金(2021JC-41) 陕西省重点研发计划(2022SF-199,2022SF-121)资助项目 

主　　题：钢框架 全螺栓装配 轻质墙板 滞回性能 有限元分析 

摘      要：基于一体化轻质保温装饰墙板全螺栓装配式钢框架的抗震性能试验研究,本文采用商业有限元软件ABAQUS对结构进行了精细化非线性有限元分析。研究了结构的滞回性能、结构能力、应力分布以及失效模式等,提出了在柱脚和龙骨间设置加劲肋的改进设计方案,并对诸如顶底L型件水平板和竖向板螺栓数量、加劲肋形式、结构高跨比以及轴压比等关键设计参数进行了拓展分析。结果表明,采用本文有限元建模方法能够精准地模拟试验的滞回性能,极限承载力与试验最大差值为8.86%,模型失效模式及应力分布与试验现象高度吻合;柱脚和龙骨间加劲肋使柱脚内外翼缘协同变形,减小翼缘局部屈曲,避免龙骨连接处焊缝的应力集中,显著提升了结构承载力;通过优化顶底L型件的螺栓数量和加劲肋形式等设计参数,可进一步提升结构能力;实际工程中应合理控制结构高跨比和轴压比,以满足抗震设防要求。