冷弯薄壁型钢组合墙体-轻钢框架混合结构抗震性能研究

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模块化房屋具有广泛的应用前景,冷弯薄壁型钢房屋作为其中一种形式在国外得到广泛运用。地震作用下构件间连接的紧固件自攻螺钉容易脱落,造成结构损伤,引起结构发生连续破坏。冷弯薄壁型钢模块化房屋,布局规则,但空间布置受限,不利于广泛推广应用。框架刚度小建筑布局灵活,二者结合可更好满足功能需求。多层冷弯薄壁型钢组合墙体-轻钢框架混合结构的抗震性能不明确,组合墙体与框架间的连接部位因左右刚度差异大,且板件壁厚差异大,连接区域是受力关键,是结构的抗震薄弱部位,需进行构造加强以提高结构整体性。基于此提出了组合墙体与钢框架间的加强连接构造方法,开展了该类多层结构抗震性能研究,以便更好地应用于实际工程,主要内容包括:(1)提出采用层间加强连接部件方法对组合墙体与钢框架间的连接进行构造加强,该部件位于楼层连接处。对该加强连接部件进行试验与模拟分析,获得部件在竖向、水平方向的性能。该层间加强部件能够较好满足多层墙体的性能需求。(2)基于提出的层间加强连接部件,建立4~6层房屋的简化力学分析模型,进行Pushover分析,获得结构的性能点、层间位移角、刚度及延性的变化规律。(3)通过建立设置加强连接部件以及不设置加强连接部件的模型,并分别对其进行地震波时程分析,获得结构在地震作用下的加速度、侧移、墙体内力、框架应力等。(4)通过Pushover法、时程分析法得到的结果,计算出结构的整体损伤,综合分析结构的抗震性能,并给出抗震设防对策。研究发现该结构能体现出较好的抗震性能,结构需要经历较长时间的累积才会发生较为严重的破坏。
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