冷弯薄壁型钢组合墙体抗震性能研究

来源 :内蒙古科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leave2009418
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轻型钢结构房屋在国内虽然早已应用,但却没有得到推广,而在国外,这种结构已经被广泛应用。轻型钢结构房屋中的主要承重及抗侧力构件是组合墙体,所以对组合墙体的研究是该类房屋体系研究的主要内容。本文主要对组合墙体的抗震性能进行研究。试验共设计了5片1:2的组合墙体试件。考虑了组合墙体C型钢立柱和槽钢梁截面的大小、组合墙体开洞与否、墙架角部设加劲板与否以及墙面板材料的改变等因素,对墙体施加垂直荷载与水平反复荷载,模拟墙体在地震作用下的受力,将采集到的数据通过对比分析得到:组合墙体骨架截面尺寸由C60变为C100,使屈服荷载提高7.4%,最大荷载提高3.4%;墙体开洞使试件的屈服荷载降低7.4%,且刚度的退化比较严重;角部加劲板使墙体的刚度提高50%,屈服荷载提高7.2%,最大荷载提高4.5%,刚度提高比较明显,能量耗散系数与延性系数均有所提高。以上因素对试件的承载力的影响并不是很明显;墙板材料采用兼强板的组合墙体其屈服荷载、最大荷载以及极限荷载要比采用石膏板的组合墙体提高2倍左右,初始刚度提高近3倍。分析中,提取了每个试件破坏比较明显部位的荷载应变曲线,计算了试件局部的最大应力。通过分析可知,试件的局部应力均未达到屈服,最大应力发生在试件角部,约为210N/mm2,可以考虑对应力很小的部位进行局部的削弱,如减小C型钢立柱的厚度,或者减小角部加劲板的尺寸,使实际工程中达到更加经济的效果。试验完成之后,采用ABAQUS有限元分析软件建立试件的有限元模型,定义有限元模型的材料属性,划分单元网格,模拟试验的加载方式对模型加载,然后通过后处理得到模型的应力云图、位移云图,提取模型的荷载位移曲线。将模拟的结果与试验中的骨架曲线对比,再提取模型局部的应力与试验中该处应力进行比较,试验结果和有限元模拟分析结果吻合较好。
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