新型冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮剪力墻抗震性能研究.pdf

1、冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)體系源于傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)房屋，是一種由組合墻體、組合樓蓋、組合屋面及基礎(chǔ)組成的新型結(jié)構(gòu)體系，具有抗震性能好、綠色環(huán)保和施工速度快等顯著優(yōu)勢，有利于中國建筑產(chǎn)業(yè)化、標準化和裝配化政策的推動。隨著冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展，多層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系從21世紀初開始興起并逐漸發(fā)展起來。與傳統(tǒng)低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系相比，目前多層冷彎薄壁型鋼房屋結(jié)構(gòu)體系的理論研究和工程實踐均不成熟，仍有很多內(nèi)容有待完善。為將現(xiàn)有冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)體系推

2、廣到多層，本文在傳統(tǒng)冷彎薄壁型鋼組合墻和覆鋼皮組合墻的基礎(chǔ)上，提出石膏板+鋼皮的新型冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮剪力墻，分別對組合墻體展開抗剪性能試驗和數(shù)值模擬研究，并對冷彎薄壁鋼結(jié)構(gòu)多層房屋的抗震性能展開研究。本文主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　1、對9片足尺組合墻試件進行了無豎向力作用下的水平單調(diào)加載和水平低周往復(fù)加載試驗，研究了墻板鋼皮厚度、輕鋼龍骨厚度、墻板組合方式、高寬比和加載方式等因素對組合墻體抗剪性能的影響，得到了各試件的破壞特征

3、、承載能力、位移、抗剪強度、抗側(cè)剛度和延性等特征參數(shù)，試驗結(jié)果表明:①組合墻試件破壞模式可以歸納為兩類，即由邊立柱屈曲破壞導致的脆性破壞和由墻板破壞導致延性破壞;②輕鋼龍骨鋼皮厚度與墻板鋼皮厚度的比值對組合墻試件的破壞模式起控制作用，比值越大越易出現(xiàn)延性破壞模式;③墻體高寬比增加，墻體的抗側(cè)剛度和延性降低，但抗剪強度變化較小;④輕鋼龍骨和墻板鋼皮厚度增加，墻體的抗剪強度、抗側(cè)剛度和延性均提高;⑤石膏板的使用能提高鋼皮組合墻的抗剪強度，使

4、墻體的延性降低;⑥由邊立柱屈曲破壞控制的組合墻，其承載能力主要取決于邊立柱。
　　2、采用ABAQUS對水平單調(diào)加載下的冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮剪力墻進行數(shù)值模擬研究，模擬時考慮材料和幾何非線性、自攻螺釘連接、抗拔件等因素的影響，有限元模擬結(jié)果與試驗結(jié)果在屈服荷載、極限荷載及相應(yīng)位移、抗剪強度等承載能力相關(guān)指標上的誤差均較小，并且通過有限元模擬得到的破壞特征和試驗現(xiàn)象也基本符合。采用OpenSEES對低周往復(fù)加載試驗下的冷彎薄壁型鋼復(fù)

5、合鋼皮剪力墻建立簡化分析模型，簡化模型分析結(jié)果與試驗結(jié)果在屈服荷載、極限荷載、破壞荷載及相應(yīng)位移等的誤差均較小，并且能夠?qū)崿F(xiàn)組合墻在循環(huán)荷載作用下滯回曲線的“捏縮效應(yīng)”以及剛度和強度的退化。
　　3、采用OpenSEES結(jié)構(gòu)分析軟件建立6層冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮剪力墻三維房屋簡化分析模型，應(yīng)用振型分解反應(yīng)譜法對7度、8度、9度多遇地震下的房屋簡化模型進行分析，應(yīng)用時程分析方法對7度、8度、9度罕遇地震下的房屋簡化模型進行動力分析，房

6、屋簡化模型分析表明:①簡化模型的自振周期與中國、美國以及日本低層冷彎薄壁型鋼規(guī)范自振周期經(jīng)驗公式的計算結(jié)果接近;②隨著房屋模型中新型冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮剪力墻使用比例的提高，房屋模型的自振周期不斷減小、剛度逐漸增大;③新型冷彎薄壁型鋼多層房屋在7度、8度和9度多遇地震時的層間位移角幅值較傳統(tǒng)冷彎薄壁型鋼多層房屋最多下降34.7％、35.8％和51.3％，罕遇地震時最多下降48.7％、36.9％和39.2％;④本文新型冷彎薄壁型鋼復(fù)合鋼皮