水平地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构住宅的抗震性能研究

水平地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构住宅的抗震性能研究

论文摘要

多层冷弯薄壁型钢结构在我国属于一种新型住宅体系,本文从研究冷弯薄壁型钢结构的主要抗侧力构件-组合墙体的抗震性能入手,并采用时程分析和基于性能的抗震设计方法,对多层冷弯薄壁型钢结构在水平地震作用下的抗震性能进行了系统的研究,以推动该结构在我国的推广应用,本文主要研究内容、方法和结论如下:1.采用足尺模型试件,研究墙面板材料、墙体开洞以及加载方式等因素对多层冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能的影响,分析了组合墙体的破坏特征、承载能力、刚度、延性以及耗能系数等。并在总结国内外相关试验的基础上,对影响组合墙体抗剪承载力的因素进行了详细的分析比较:①墙面板材料特性对墙体的抗剪承载力影响较大;双面板组合墙体的抗剪承载力约等于两类单面板组合墙体抗剪承载力之和;②墙体高宽比对其抗剪承载力影响微小;随着墙体开洞比率增大,墙体抗剪承载力明显减小;随着墙架柱截面尺寸,钢材厚度增加,墙架柱间距减小,墙体抗剪承载力增加;③随着墙体周边自攻螺钉间距减小,组合墙体抗剪承载力明显提高;④组合墙体在低周反复加载作用下,抗剪承载力比其在单调加载作用下平均低约10%。2.通过分析水平荷载作用下,冷弯薄壁型钢组合墙体荷载-层间转角滞回曲线的特征,采用试验拟合的方法,建立了能考虑刚度退化、滑移以及捏拢效应等特征的组合墙体退化四线型恢复力模型,并给出了恢复力模型中骨架曲线、滞回曲线各阶段刚度的确定方法。3.采用ANSYS有限元分析软件,建立多层冷弯薄壁型钢结构住宅的三维空间整体模型,对其进行模态分析,并选择合理的地震波分析其在水平地震作用下的时程反应,提出多层冷弯薄壁型钢结构在多遇地震作用下的弹性层间位移角限值为1/750;在罕遇地震作用下的弹塑性层间位移角限值为1/100。通过参数分析得出8度抗震设防地区,冷弯薄壁型钢结构住宅可以建到6层,高18m;在7度及以下抗震设防地区,冷弯薄壁型钢结构住宅的高宽比宜小于3;在8度抗震设防地区,冷弯薄壁型钢结构住宅的高宽比宜小于2.5。4.应用基于性能的抗震设计思想,结合我国现行抗震设计规范,并总结相关试验破坏特征,提出多层冷弯薄壁型钢结构住宅正常使用、可修和不倒塌三种性能水平下结构的损坏极限状态,以及三种预定性能水平下结构的位移目标。采用水平位移加载模式对多层冷弯薄壁型钢结构住宅进行推覆分析。且提出了冷弯薄壁型钢组合墙体基于位移设计的基本方法,并给出了水平荷载作用下组合墙体的侧移值计算公式,可供设计参考。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 目录
  • 第1章 绪论
  • 1.1 多层冷弯薄壁型钢结构住宅的发展现状
  • 1.2 研究课题的提出
  • 1.3 冷弯薄壁型钢结构相关研究概况
  • 1.4 抗震设计方法的发展
  • 1.5 本文的研究内容
  • 第2章 多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系研究
  • 2.1 引言
  • 2.2 多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系组成
  • 2.3 多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系设计
  • 2.4 多层冷弯薄壁型钢结构住宅体系构件定型化
  • 2.5 小结
  • 第3章 冷弯薄壁型钢组合墙体受力机理和抗震性能研究
  • 3.1 概述
  • 3.2 水平荷载作用下冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究
  • 3.3 冷弯薄壁型钢组合墙体恢复力模型研究
  • 3.4 螺钉连接抗剪承载力试验
  • 3.5 竖向荷载作用下冷弯薄壁型钢组合墙体轴压性能研究
  • 3.6 小结
  • 第4章 水平地震作用下多层冷弯薄壁型钢结构住宅时程分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 非线性模型
  • 4.3 有限元分析模型
  • 4.4 多层冷弯薄壁型钢结构住宅非线性有限元分析
  • 4.5 多层冷弯薄壁型钢结构住宅抗震设计建议
  • 4.6 小结
  • 第5章 冷弯薄壁型钢结构住宅基于性能的抗震设计
  • 5.1 引言
  • 5.2 直接基于位移的抗震设计理论
  • 5.3 多层冷弯薄壁型钢结构住宅基于位移的抗震设计方法
  • 5.4 冷弯薄壁型钢组合墙体基于位移的设计方法
  • 5.5 小结
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 问题与展望
  • 参考文献
  • 附录
  • 攻读博士学位期间参与科研和获奖情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

    • [1].钢框架-填充墙组合墙体研究现状[J]. 建材世界 2020(04)
    • [2].冷弯薄壁型钢—稻草板开洞组合墙体抗剪性能研究[J]. 山西建筑 2020(03)
    • [3].新型建筑围护形式 木骨架组合墙体[J]. 工程建设标准化 2014(07)
    • [4].木柱梁-土坯组合墙体非线性数值计算分析[J]. 重庆大学学报 2008(11)
    • [5].钢框架—内填冷弯型钢组合墙体抗剪性能[J]. 低温建筑技术 2017(11)
    • [6].核电站双钢板混凝土组合墙体面内抗震性能试验研究[J]. 工业建筑 2016(12)
    • [7].后加混凝土-砌体组合墙体抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报 2015(02)
    • [8].混凝土空心砌块组合墙体抗震性能及影响因素分析[J]. 新型建筑材料 2010(03)
    • [9].加拿大木业协会 木骨架组合墙体受青睐[J]. 住宅产业 2009(12)
    • [10].外包发泡混凝土帽钢龙骨组合墙体抗侧性能试验研究和分析[J]. 武汉理工大学学报 2016(12)
    • [11].日光温室钢架组合墙体结构研究[J]. 北方园艺 2013(03)
    • [12].木结构建筑组合墙体生产线设备的应用[J]. 林业机械与木工设备 2012(10)
    • [13].木骨架组合墙体[J]. 住宅产业 2008(11)
    • [14].木框架土坯组合墙体抗震性能试验研究与分析[J]. 实验室研究与探索 2017(11)
    • [15].格构式-轻骨料混凝土组合墙体压弯试验研究[J]. 齐齐哈尔大学学报(自然科学版) 2018(01)
    • [16].预制木骨架组合墙体的发展与应用[J]. 建设科技 2018(05)
    • [17].组合墙体在竖向荷载作用下的承载力分析[J]. 科学技术与工程 2010(34)
    • [18].钢—稻草板组合墙体开洞轴压力学性能有限元分析[J]. 山西建筑 2018(11)
    • [19].简析冷弯薄壁型钢结构住宅组合墙体受剪性能[J]. 智富时代 2018(05)
    • [20].冷弯薄壁型钢开洞组合墙体抗剪性能研究[J]. 建筑科学与工程学报 2012(01)
    • [21].钢竹组合墙体的抗震性能试验研究[J]. 低温建筑技术 2008(02)
    • [22].关于发布国家标准《木骨架组合墙体技术标准》的公告[J]. 上海建材 2018(05)
    • [23].自保温组合墙体承载力试验及分析[J]. 湖南工程学院学报(自然科学版) 2014(04)
    • [24].喷涂保温材料-原竹骨架组合墙体抗震性能研究[J]. 建筑结构学报 2018(06)
    • [25].内填组合墙体钢框架的有限元分析[J]. 低温建筑技术 2012(10)
    • [26].轻钢龙骨组合墙体抗剪承载力计算方法研究[J]. 唐山学院学报 2011(03)
    • [27].非承重节能木墙[J]. 建设科技 2016(05)
    • [28].竹材组合墙体构件热湿耦合迁移特性[J]. 科技导报 2010(17)
    • [29].冷弯薄壁型钢双层组合墙体抗剪性能试验研究[J]. 工程科学与技术 2019(02)
    • [30].外包发泡混凝土角钢龙骨组合墙体抗侧力试验及分析[J]. 工业建筑 2019(03)

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