带斜撑冷弯薄壁型钢墙体抗震性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liyan2006
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本文采用试验研究、有限元分析和理论推导的方法对带斜撑的冷弯薄壁型钢墙体的抗震性能进行研究,并提出墙体的承载力设计计算公式。通过设置刚性斜撑能有效提高墙体的抗震性能,具体的研究内容如下:(1)对7面足尺冷弯薄壁型钢墙体进行了水平滞回加载试验,考察了斜撑、开洞口、螺钉间距、单双面覆板、竖向荷载等参数对墙体抗震性能的影响,总结了各试件的破坏模式,得到了荷载—位移曲线,并分析了各参数对墙体承载力、延性、刚度退化、强度退化和耗能能力等抗震性能指标的影响规律。墙体主要发生墙面板周边自攻螺钉连接破坏和横撑与斜撑连接节点处屈曲破坏,带斜撑墙体比不带斜撑墙体抗剪承载力有明显提高。(2)通过ABAQUS软件建立的墙体试件有限元模型,冷弯薄壁型钢龙骨和OSB板均采用壳单元进行模拟。提出了串联connector模型用于模拟自攻螺钉连接,该模型可以很好的实现自攻螺钉连接在滞回荷载作用下的“捏缩滑移”特征,将其设置到整体模型中,对墙体进行滞回加载模拟,对比有限元计算和试验的破坏特征、滞回曲线和承载力等,均吻合良好,验证了本文有限元模型的正确性。(3)基于试验验证的墙体有限元模型,对冷弯薄壁型钢墙体进行参数分析,研究了面板拼接方式、墙体高宽比、面板周边螺钉间距、横撑相关参数、斜撑布置方式等对墙体抗剪承载力的影响规律。墙面板的拼接方式以及墙体的高宽比对墙体单位长度的抗剪承载力的影响很小;面板周边螺钉间距、横撑的强度、厚度、横撑翼缘的宽度和斜撑的布置方式对墙体抗剪承载力影响比较明显。(4)在试验和大量参数分析结果的基础上,通过理论分析,提出了带斜撑冷弯薄壁型钢墙体的抗剪承载力计算公式,公式计算与试验、有限元分析结果吻合良好,可用于指导实际工程设计。
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