带外挂墙板钢框架体系抗震性能试验与数值模拟研究

发布时间：2020-09-11 13:52

　　 随着相关政策的出台,装配式钢结构建筑的发展越来越被重视,可以相信在不远的将来我国的装配式钢结构建筑体量必将快速增加。带外挂墙板钢框架体系主体结构采用技术体系成熟的钢框架、外围护墙采用点式PC外挂墙板,其具有装配率高、施工便捷等优点且可运用于多高层装配式钢结构建筑。研究带外挂墙板钢框架体系可为新型墙板体系在装配式钢结构建筑中的推广应用提供试验和理论基础。本文采用试验与有限元计算相结合的方法对带外挂墙板钢框架体系抗震能力进行了研究。首先,对构造改进连接节点进行了承载性能试验,以确定其承载能力及破坏形式。其次,对2榀纯钢框架及3榀通过点式连接节点连接的带外挂墙板钢框架试件进行了抗震性能试验。最后,利用ABAQUS对采用构造改进连接节点连接的带外挂墙板钢框架受力性能进行了分析研究。试验结果表明构造改进连接节点的上节点刚度较低、变形能力强;下节点水平向受拉承载力由下节点竖板控制,竖向及水平向受压由下节点水平底板控制。外挂墙板通过点式连接节点与钢框架形成整体后会显著提升框架的承载能力和刚度,外挂墙板的存在不会导致结构滞回曲线饱满程度的显著下降,且荷载作用下结构整体性较好、墙板不会与结构发生脱落。试验数据分析表明这种结构延性较好,抗震能力满足规范规定的抗震要求。有限元模拟结果表明采用构造改进连接节点连接后,结构的荷载-位移曲线形状与纯钢框架类似,且不会出现连接螺栓被剪断的现象。上节点为适应外挂墙板变位变形较大,相应的其应力水平也较高,在大位移下上节点会产生塑性变形。上节点与钢梁连接用的高强螺栓预紧力越小上节点的转动效果越好,但螺栓预紧力的大小对外挂墙板变位方式影响不大,构造改进连接节点连接下外挂墙板的变位方式为平移+转动。
【学位单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU391;TU352.11
【部分图文】：

（c）轻钢龙骨墙体示意图 1. 1 不同类型墙板示意Fig 1.1 Different types of wallboard轻钢龙骨墙板由于具有质量轻、施工便捷以及经济性好等优势，也被较多应用于工程中。但轻钢龙骨存在热工性能不佳的缺点，其易产生热桥进而导致筑夏天耗能增加、冬天墙板易发生受潮。除此之外，轻钢龙骨墙板会因灰尘的渐积累而发黑、滋生细菌并霉变，进而对人的健康产生不利影响[12]。复合墙板具有普通墙体材料不具备的良好的冻融性能、抗渗性能及保温性应用这种墙板可取得良好的节能效果且可以满足严寒地区对墙板的各种要求合墙板因其良好的性能被发达国家广泛应用于产业化住宅中，这些国家具有高标准化和产业化的墙板生产系统，其生产使用的复合墙板占总墙板的比例达到60%以上[13-15]。1.2.2 连接节点常见形式我国现阶段较多应用刚性连接、柔性连接和摩擦型连接等形式连接主体结

不同节点连接示意

（e）连接下节点与外挂墙板 （f）连接上节点与外挂墙板图 1. 3 带外挂墙板钢框架体系安装过程Fig 1.3 Installation process of steel frame system with external wall panel其中连接主体结构与外挂墙板的连接节点分为两种形式以考虑不同连下结构的受力性能，节点形式一种为点式连接节点、一种为构造改进连接节采用的点式连接节点示意见图 1.4，节点分为上、下节点两种不同形式墙板自重主要由下节点承担，上、下节点协同工作共同限制外挂墙板的平移，同时这种连接方式允许外挂墙板产生轻微的平面内平移和转动以适应构的变形。

【参考文献】

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本文编号：2816759