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钢框架-冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构抗震性能研究

钢框架-冷弯薄壁型钢灌浆墙体结构抗震性能研究

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作者：郭贺贺福建工程学院

学位级别：硕士

随着我国装配式结构的发展和建筑工业化的提出,传统的建筑结构形式制约着建筑行业的发展。目前国内外对冷弯薄壁型钢墙体结构的研究已较为成熟,但其多作为填充墙应用于建筑结构中,对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能和设计方法的研究... 详细信息

随着我国装配式结构的发展和建筑工业化的提出,传统的建筑结构形式制约着建筑行业的发展。目前国内外对冷弯薄壁型钢墙体结构的研究已较为成熟,但其多作为填充墙应用于建筑结构中,对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能和设计方法的研究还较为少见。本文通过试验研究、有限元分析和理论分析,对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的抗震性能、主要影响因素和计算方法等进行研究:(1)对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构、冷弯薄壁型钢灌浆墙体和钢框架进行水平低周往复荷载试验,得到结构的承载能力、抗侧刚度、延性和耗能等指标,揭示钢框架与灌浆轻钢剪力墙之间的协同工作性能和耗能机理。研究结果表明,钢框架与灌浆轻钢剪力墙之间具有良好的耦合效应,钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的抗震性能优异。(2)钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的延性系数达5.42,满足建筑设计规范要求,框剪结构的耗能能力较钢框架和冷弯薄壁型钢灌浆墙体的耗能能力之和提高了267%,在冷弯薄壁型钢灌浆墙体与钢框架连接可靠的基础上,墙体可发挥出剪力墙的作用。(3)在试验研究和假定简化的基础上,建立钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的有限元计算模型,通过与试验结果进行比对,验证了有限元建模的可靠性和正确性。在此基础上,对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能的主要影响因素进行分析,结果表明,泡沫砂浆强度、冷弯薄壁型钢壁厚和钢框架钢材强度对结构抗震性能的影响较大,冷弯薄壁型钢钢材强度、竖向荷载大小和斜撑设置对结构抗震性能的影响较小。(4)在已有研究的基础上,利用等效拉压杆原理和剪力流分析方法,推导了钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的抗侧刚度和抗剪强度计算公式,计算结果与试验结果对比发现误差均在10%以内,并对钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构的设计进行探讨和提出建议。

关键词：钢框架-灌浆轻钢剪力墙结构抗震性能试验研究有限元分析计算理论分析

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