【摘 要】
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针对新型围护结构的研究,需考虑物理性能和力学性能两方面开展工作。本文以纤维水泥压力板（Fiber Cement Pressure Board）作为覆面板,设计了一种新型墙板-纤维水泥压力板面夹层墙板（以下简称FCP面夹层墙板）。在完成物理性能测试后,针对该墙板自身抗侧力学性能、对主体结构抗侧力学性能的影响、均布荷载下抗弯力学性能、破坏机理以及相应的设计方法进行了深入的研究。本文主要工作内容和研究结
【基金项目】
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国家科技支撑计划十二五课题“可装配式建筑关键部品研究与示范（2012BAJ16B05）”；
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针对新型围护结构的研究,需考虑物理性能和力学性能两方面开展工作。本文以纤维水泥压力板（Fiber Cement Pressure Board）作为覆面板,设计了一种新型墙板-纤维水泥压力板面夹层墙板（以下简称FCP面夹层墙板）。在完成物理性能测试后,针对该墙板自身抗侧力学性能、对主体结构抗侧力学性能的影响、均布荷载下抗弯力学性能、破坏机理以及相应的设计方法进行了深入的研究。本文主要工作内容和研究结果如下:1.研究了 FCP面夹层墙板在平面内水平低周往复荷载下抗侧力学性能。以龙骨间距、窗洞口作为研究参数,分析了各FCP面夹层墙板试件的破坏形态,荷载-转角曲线的基本形态、发展规律以及造成捏缩现象的基本原因;根据抗侧力学性能的试验结果,分析了不同参数对墙板抗侧承载力、刚度、延性、刚度退化以及耗能能力的影响规律。2.建立了 FCP面夹层墙板抗侧简化计算模型。基于拉压杆等效计算模型,采用两柱距模型和剪力流模型进行简化分析,建立了 FCP面夹层墙板三折线简化计算模型;利用OpenSEES有限元分析软件对带有墙板的钢框架结构进行动力时程分析,证明了 FCP面夹层墙板能有效减少钢框架在地震作用下顶层位移与层间位移角。3.研究了 FCP面夹层墙板在均布荷载作用下抗弯力学性能。通过FCP面夹层墙板足尺试件抗弯力学性能试验研究,分析了以龙骨间距、连接方式、窗洞口和正反方向加载作为研究参数,墙板基本破坏形态以及抗弯承载力变化规律;通过对冷弯薄壁型钢龙骨应变大小及发展规律分析,进一步揭示了 FCP面夹层墙板受弯全过程的破坏机理。4.建立了 FCP面夹层墙板受弯全过程分析的有限元模型。计算模型中考虑了材料非线性、几何非线性和各部件间的相互作用,计算结果得到了试验结果的验证。基于有限元分析结果,分析了典型破坏形态和对应的荷载-位移曲线,并针对龙骨屈服破坏形态下墙板的荷载-位移全过程曲线进行了深入研究,将荷载-位移全过程曲线分为4个阶段,并针对曲线每个阶段特征点上FCP覆面板和钢龙骨应力大小及分布规律进行了分析,揭示了 FCP面夹层墙板受弯全过程破坏机理。5.建立了 FCP面夹层墙板抗弯设计方法。基于夹层结构基本理论和受力原理,得到了 FCP面夹层墙板抗弯刚度、截面正应力和剪应力以及芯体材料剪力分配系数的计算方法;基于Mindlin板方程和Hoff变分理论,同时计入钢龙骨和FCP覆面板对刚度的贡献,得到了 FCP面夹层墙板变形方法,计算结果与有限元分析结果吻合良好。
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